ВСН 49-86. Указания по повышению несущей способности земляного полотна и дорожных одежд с применением синтетических материалов

Исходные данные. Местность по условиям увлажнения относится к 1-му типу. Грунт земляного полотна - суглинок пылеватый. Согласно кривой зернового состава количество глинистых частиц (d<0,005 мм) 20%, пылеватых (d=0,05 - 0,005 мм) 40%, песчаных (d=2 - 0,05 мм) 40%. Расчетная влажность грунта W_p = 0,9W_T.

Ширина земляного полотна равна 15 м, поперечный уклон i = 0,04.

Состав грузового движения на полосу с учетом перспективы: автомобили с нагрузкой на ось 10 т - 800 авт/сут, 7 т - 1700 авт/сут, 4 т - 2200 авт/сут. Приведенная интенсивность движения N_пр = 1456 авт/сут. Расчетный автомобиль - группа А.

Дренирующий слой создают из песка (К^п_ф = 2 м/сут, высота капиллярного поднятия h_к = 0,4 м) с устройством прослойки из СМ дорнит Ф-2 (r = 600 г/м²).

Определение расчетного значения коэффициента фильтрации СМ в плоскости полотна К^р_ф:

по номограмме (см. рис. 15) определяют s_п/Р = 0,07 для отношений Е_ср/Е₀ и h/D, полученных заранее при выполнении расчета на прочность. Отсюда значение вертикальных нормальных напряжений на уровне земляного полотна s_п = 0,07×0,6 = 0,04 МПа (Р = 0,6 МПа - значение удельного давления на покрытие);

по табл. 4 приложения 2 для i = 0,04 и s_п = 0,04 МПа находят значение К^c_ф = 65 м/сут;

по табл. 7 приложения 2 для грунтов группы В, 3-го типа местности, II дорожно-климатической зоны находят t_г = 20 сут;

по формуле (5.3) вычисляют общее число приложений нагрузки: N_общ = N_прt_рT = 1456×20×18 =524,l тыс. при требуемом периоде эксплуатации дороги до капитального ремонта Т = 18 лет;

по табл. 5 приложения 2 для СМ с r = 600 г/м², грунтов с W/W_T = 0,9 и содержанием частиц размером менее 0,05 мм, n_п = 60% находят число нагружений на момент стабилизации заиления N_c = 26,6 тыс.;

по формуле (5.4) находят

м/сут,

где коэффициент b = 0,00004 (см. рис. 16).

Определение толщины дренирующего слоя под прослойкой из СМ:

по формуле (5.1) определяют значение притока воды:

м³/м² сут

для значения q = 5 л/м² сут, К_п = 1,7 (табл. 18, 19 ВСН 46-83);

по номограмме (см. рис. 13) для l_ф = 7,5 м, К^р_ф = 60 м/сут, К^п_ф = 2 м/сут, i = 0,04 и q_p = 0,0085 находят расчетную глубину фильтрационного потока h_р = 20 см;

по номограмме (см. рис. 14, а) для i = 0,04 и отношения h_р/l_ф = 20/750 = 0,026 находят степень увлажнения С = 0,0027;

по номограмме (см. рис. 14, б) для l_ф = 7,5 м, i = 0,04, К^п_ф = 2 м/сут, С = 0,0027 находят толщину слоя, полностью насыщенного водой, h_нас = 16 см;

по формуле (5.2) вычисляют толщину дренирующего слоя:

h_д = h_нас + h_зап = 16 + 14 = 30 см,

где h_зап = 14 см (см. п. 5.2.2).

ПРИЛОЖЕНИЕ 4 ПРИМЕР РАСЧЕТА ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА ОТ ПРИМЕНЕНИЯ СМ 1. Расчет выполняется применительно к усилению активной зоны земляного полотна и нижних конструктивных слоев дорожных одежд синтетическим рулонным материалом СМ. Применение СМ позволяет сократить расход традиционных дорожно-строительных материалов, составляющих слои дорожной одежды автомобильной дороги.

2. Экономический эффект от применения СМ определяется сравнением приведенных затрат на устройство равнопрочных конструкций оснований из щебня М 800 толщиной слоя 20 см (базовый вариант - вариант 1) и из щебня М 800 толщиной слоя 12 см на прослойке из СМ (внедряемый вариант - вариант 2) при одинаковом сроке службы дорожной одежды.

3. Расчет выполняется в соответствии с Отраслевыми методическими указаниями по определению экономической эффективности использования в дорожном строительстве новой техники, изобретений и рационализаторских предложений (Гипродорнии. М., 1978).

4. Приведенные затраты по вариантам

З = С + Е_нК,

где С - себестоимость (табл. 1); К - капитальные вложения (табл. 2); Е_н = 0,15.

Отсюда:

по варианту 1 (базовому) З₁ = 48688,3 + 0,15´9300 = 50083,3 руб.;

по варианту 2 (внедряемому) З₂ = 46007,3 + 0,15´6050 = 46914,8 руб.

5. Экономическая эффективность применения СМ в расчете на 10000 м² (примерно 1 км дороги), определяемая как разность приведенных затрат, составляет

Э = З₁ - З₂ = 50083,3 - 46914,8 = 3168,5 руб.

При этом обеспечена экономия на 1 км дороги:

а) трудозатрат - п. 4 табл. 1 (578,6 - 385,7) = 192,9 чел.-дня;

б) щебня - п. 1 табл. 3 (2520 - 1512) = 1008 м³;

в) машино-смен автомобилей-самосвалов - п. 2, 3 табл. 2

машино-смены.

Таблица 1

Расчет себестоимости устройства 10000 м² основания

Показатели

Ед. измерения

Вариант 1 (базовый)

Вариант 2 (внедряемый)

Количество

Стоимость единицы измерения, руб.

Сумма, руб.

Количество

Стоимость единицы измерения, руб.

Сумма, руб.

1. Материалы (табл. 3)

руб.

-

-

32966,7

-

-

34660,5

2. Основная заработная плата рабочих (табл. 5)

руб.

-

-

2917

-

-

1940,1

3. В том числе при машинах

руб.

-

-

28,8

-

-

86,5

4. Трудовые затраты всех рабочих (см. табл. 5)

чел.-дней

578,6

-

-

385,7

-

-

5. Расходы по эксплуатации машин (табл. 2)

руб.

-

-

10422

-

-

6674,3

Итого прямых затрат (п. 1 + 3 + 5)

руб.

43417,5

41421,3

Накладные расходы:

условно-постоянные (8,6% от прямых затрат)¹

руб.

3733,9

3562,2

зависящие от трудоемкости (1,9 руб. на 1 чел.-день)

руб.

-

-

1099,3

-

-

732,8

зависящие от основной заработной платы (15%)

руб.

437,6

291

Итого накладных расходов

руб.

5270,8

4586

Всего себестоимость

руб.

48688,3

46007,3

¹ 8,6% = 0,6´14,3, где 14,3 - величина нормативных накладных расходов для Минавтодора РСФСР.

Таблица 2

Состав отряда, стоимость эксплуатации и расчетные стоимости машин (капитальные вложения в основные фонды)

Сменный успех - 1400 м²

№ п/п

Наименование машин и механизмов

Стоимость¹ машино-смены, руб.

Расчетная стоимость машины, тыс. руб.

Вариант 1 (базовый)

Вариант 2 (внедряемый)

Количество машино-смен

Стоимость машино-смен всех машин, руб.

Количество машин

Стоимость машин, тыс. руб.

Количество машино-смен

Стоимость машино-смен всех машин, руб.

Количество машин

Стоимость всех машин, тыс. руб.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

1

Распределитель Д-337

37,6

10,6

0,57²⁾´1400

100´8,2

=0,97

36,5

1

10,6

0,5²⁾´1400

100´8,2

=0,85

32

1

10,6

2

Автомобили-самосвалы ЗИЛ-555 на перевозке щебня

18

3,4

1400´0,2

3,8³⁾

=73,7

1326,6

74

251,6

1400´0,2

3,8³⁾

=44,21

795,8

44

49,6

3

Автомобили ЗИЛ-555 на перевозке СМ

18

3,4

-

-

-

-

1400

1930³⁾

=0,73

13,1

1

3,4

4

Каток Д-552

20,6

2,9

1,65⁵⁾´1400

100´8,2

=2,82

58,1

3

8,7

1,65⁵⁾´1400

100´8,2

=2,82

58,1

3

8,7

5

Каток Д-400-А

19,6

4,6

1,15⁵⁾´1400

100´8,2

=1,96

38,4

2

9,2

1,15⁵⁾´1400

100´8,2

=1,96

38,4

2

9,2

6

Итого:

а) стоимость машино-смен

1459,6

937,4

б) стоимость машин

280,1

181,5

7

Всего на 10000 м²

Основания:

а) стоимость машино-смен (стр. 6а´10000)/1400

10422

6874,3

б) стоимость машин (стр. 6б´10000)/300000, где 30000 м² - годовой объем работ

9,3

6,05

Примечания. 1. СНиП IV-3-82 2. ЕНиР 17-2. 3. Технологические карты на устройство дорожных одежд и земляного полотна с применением синтетических материалов. М: Гипродорнии. 1981 (расчет 3). Производительность ЗИЛ-555 П-6 т/смену = 3,8 м³/смену (транспортировка щебня на 50 км). 4. См. п. 3 (расчет 5). П=1930 м³/смену (транспортировка СМ на 50 км). 5. ЕНиР 17-11.

Таблица 3

Стоимость материалов, необходимых для устройства 10000 м² основания

№ п/п

Наименование материала

Единица измерения

Вариант 1 (базовый)

Вариант 2 (внедряемый)

Стоимость единицы измерения¹, руб.

Количество единицы измерения²

Общая стоимость, руб.

Стоимость единицы измерения¹, руб.

Количество единицы измерения²

Общая стоимость, руб.

1

Щебень фракции 40-70 мм