Содержание Введение ................................................................................................................................................ 2 1. Применение технологии холодной регенерации для ремонта дорожных покрытий лесных дорог ........................................................................................................................................ 3 1.1 Обоснование эксперимента ......................................................................................................... 3 Этапы эксперимента....................................................................................................................... 3 1.1.1 Подготовка необходимых составов моделируемой дорожной одежды. ....................... 3 1.1.2 Создание образцов ........................................................................................................... 3 1.1.3 Приложение нагрузок ..................................................................................................... 3 1.1.4 Фиксирование и обработка результатов .................................................................... 3 2. Технико-экономические расчеты ремонта дорожной одежды ..................................... 13 Заключение......................................................................................................................................... 20 Список литературы ......................................................................................................................... 21 Введение Учебная практика. Научно-исследовательская работа (получение первичных навыков научно-исследовательской работы) имеет основной целью углубление уровня освоения компетенций обучающегося, предусмотренных ФГОС ВО, подготовку магистранта к ведению исследовательской деятельности. 1. Применение технологии холодной регенерации для ремонта дорожных покрытий лесных дорог 1.1 Обоснование эксперимента Цель эксперимента – определить зависимость несущей способности дорожной одежды от состава восстанавливаемого слоя. Сравнить несущую способность дорожной одежды традиционного типа и с помощью технологии холодной регенерации. Этапы эксперимента 1.1.1 Подготовка необходимых составов моделируемой дорожной одежды. Подготовка состоит в поиске грунтов предполагаемой дороги и ОГС. Рассматриваться будут два типа лесных дорог: грунтовые и гравийные. Для грунтовых дорог принята супесь пылеватая. Для гравийных дорог будет принята ОГС. Для эксперимента были выбраны два вида вяжущих: цемент М400 и нефелиновый шлам. Также в работе были приняты две технологии: технология сухого смешивания (традиционная) и технология введения раствора (раствор воды и вяжущего вводится в отфрезерованный материал). При использовании нефелинового шлама в качестве вяжущего также добавляется 2% цемента. 1.1.2 Создание образцов Следующим этапом является создание образцов, согласно принятым технологиям на подготовительном этапе. Для эксперимента создавались по 2 образца на различные составы дорожной одежды и принятые технологии. В ходе эксперимента образцы подверглись уплотнению на прессе. После этого образцы хранились в эксикаторе в течении 30 дней, т.к это необходимый период застывания вяжущего. 1.1.3 Приложение нагрузок Через 30 дней образцы были извлечены из эксикатора. Нечетные образцы были погружены в воду на 2 дня для достижения насыщения водой. Образцы с четными номерами были разрушены на сдвиговом приборе для грунтов П10-С с фиксированием выдержанной нагрузки. Спустя два дня к водонасыщенным образцам применили те же нагрузки с последующим фиксированием результатов. 1.1.4 Фиксирование и обработка результатов Фиксирование всех наблюдений в отчет и дальнейший расчет несущей способности образцов. Сравнение несущей способности образцов моделируемой дорожной одежды с необходимой несущей способностью на лесовозных дорогах. В конце отчета произвести анализ результатов эксперимента, а также его предполагаемую рентабельность в реальных условиях. Супесь+Цемент Технология сухого смешивания Таблица 1 №Обр 1 2 3 4 5 6 Супесь+Цемент (Технология сухого смешивания) Доля цемента,% Влажность,% Масса,г Высота,см Диаметр,см Плотность,г/см3 Объём,cм3 Масса Опыт, г W,% Rсж (в-н),Мпа Rсж (в-с), Мпа 4,00 14,00 67,48 3,01 3,57 2240,80 30,11 67,61 0,19 1,4 4,00 14,00 60,27 2,66 3,57 2264,71 26,61 57,27 10,4 6,00 15,00 59,47 2,64 3,57 2251,58 26,41 59,60 0,22 5,0 6,00 15,00 68,44 3,08 3,57 2221,02 30,81 65,03 16,5 8,00 16,00 64,98 2,91 3,57 2231,93 29,11 65,07 0,14 6,0 8,00 16,00 64,86 2,90 3,57 2235,49 29,01 60,64 20,0 W – водонасыщение; Rсж (в-н) –максимальная нагрузка на сжатие приложенная к замоченному образцу; Rсж (в-с) - максимальная нагрузка на сжатие приложенная к сухому образцу; Масса опыт – масса образца после замачивания и извлечения из эксикатора. Технология введения раствора Таблица 2 №Обр 7 8 9 10 11 12 Супесь+Цемент (Технология введения раствора) Доля цемента,% Влажность,% Масса,г Высота,см Диаметр,см Плотность,г/см3 Объём,cм3 Масса Опыт, г W,% Rсж (в-н),Мпа Rсж (в-с), Мпа 4,00 14,00 50,64 2,25 3,57 2249,60 22,51 51,04 0,79 2 4,00 14,00 61,16 2,71 3,57 2255,76 27,11 56,62 10,5 6,00 15,00 58,17 2,61 3,57 2227,68 26,11 58,51 0,58 5,5 6,00 15,00 53,19 2,35 3,57 2262,33 23,51 50,04 20,5 8,00 16,00 59,05 2,64 3,57 2235,68 26,41 59,21 0,27 7,5 8,00 16,00 75,96 3,40 3,57 2233,06 34,02 71,34 21 1. ОГС+Цемент Технология сухого смешивания Таблица 3 №Обр 13 14 15 16 17 18 ОГС+Цемент (Технология сухого смешивания) Доля цемента,% Влажность,% Масса,г Высота,см Диаметр,см Плотность,кг/м3 Объём,cм3 Масса Опыт, г W,% Rсж (в-н),Мпа Rсж (в-с), Мпа 4,00 9,00 60,65 2,72 3,57 2228,72 27,21 61,55 1,48 4,5 4,00 9,00 63,52 3,03 3,57 2095,38 30,31 63,89 4,5 6,00 10,00 66,78 3,11 3,57 2146,25 31,11 67,77 1,48 6,0 6,00 10,00 64,70 2,82 3,57 2293,24 28,21 62,04 8,9 8,00 11,00 66,14 2,91 3,57 2271,77 29,11 67,22 1,63 6,5 8,00 11,00 64,89 2,81 3,57 2308,16 28,11 62,73 12,0 Технология введения раствора Таблица 4 №Обр 19 20 21 22 23 24 ОГС+Цемент (Технология введения раствора) Доля цемента,% Влажность,% Масса,г Высота,см Диаметр,см Плотность,г/см3 Объём,cм3 Масса Опыт, г W,% Rсж (в-н),Мпа Rсж (в-с), Мпа 4,00 9,00 63,68 2,69 3,57 2366,16 26,91 64,17 0,77 4,5 4,00 9,00 65,90 2,95 3,57 2232,84 29,51 62,73 3,5 6,00 10,00 66,79 3,01 3,57 2217,88 30,11 67,68 1,33 5,5 6,00 10,00 62,69 2,75 3,57 2278,55 27,51 59,63 5,0 8,00 11,00 63,85 2,85 3,57 2239,29 28,51 64,06 0,33 6,5 8,00 11,00 73,13 3,15 3,57 2320,49 31,51 68,14 9,5 2. Супесь+Шлам+Цемент Таблица 5 Шлам+Цемент (Технология сухого смешивания) №Обр Доля цемента,% Влажность,% Доля шлама,% Масса,г Высота,см Диаметр,см Плотность,г/см3 Объём,cм3 Масса Опыт, г W,% Rсж (в-н),Мпа Rсж (в-с), Мпа 25 2,00 15,00 30,00 58,68 2,70 3,57 2172,30 27,01 59,19 0,87 1,80 26 2,00 15,00 30,00 56,91 2,60 3,57 2187,81 26,01 54,75 6,00 Шлам+Цемент (Технология введения раствора смешивания) №Обр Доля цемента,% Влажность,% Доля шлама,% Масса,г Высота,см Диаметр,см Плотность,г/см3 Объём,cм3 Масса Опыт, г W,% Rсж (в-н),Мпа Rсж (в-с), Мпа 27 2,00 15,00 40,00 56,21 3,11 3,57 2172,30 27,01 60,06 6,85 0,00 28 2,00 15,00 40,00 69,19 3,59 3,57 2187,81 26,01 64,98 2,50 На основании проведенных опытов была составлена таблица, из данных которой видно, что образец №27 после замачивания на 2 суток не выдержал минимальную прилагаемую нагрузку. Для заключения выводов о данной серии образцов нужно проводить повторный эксперимент с теми же дозировками и условими. 2. Технико-экономические расчеты ремонта дорожной одежды На участке от0+000 до 1+000 планируется произвести ресайклинг старой дорожной одежды с внесением цемента Процентное соотношение содержания материалов: -Супесь пылеватая 96% -Цемент М400 4% Из поперечного профиля дорожной одежды берем ширину восстанавливаемого слоя 4,5 м. Оптимальной толщиной ресайклируемого слоя является 20 см. Супесь пылеватая используется из восстанавливаемого слоя (96%), цемент с водой дополнительно вводятся в конструкцию. Расчет потребного количества цемента М400 определяем по формуле: Vц=1000*L*Hрес*Bрс*vц* a *β Где vц - содержание в восстанавливаемом слое цемента. V=1000*1*0,20*4,5*0,04*1,1*1,03=41,00 м3 Масса необходимого цемента рассчитывается по формуле: Mц=ρц*Vц Где ρц – плотность цемента, (1440 т/м3 ) Vц=1,44*41,00=59,04 т Площадь поперечного сечения ресайклируемого слоя определяем по поперечному профилю^ S=0,9 м2 Объём слоя ресайклинга: Vц=1000*L*vц*a*β Vп=1000*1*0,9*1,1*1,03=1019,70м3 Выбор комплекта машин на строительство основания дорожной одежды. Для капитального ремонта дорожной одежды требуется 1 комплект машин: на строительство основания и слоя покрытия. 13 В состав комплекта машин для проведения работ входит: -Трактор МТЗ Беларус 82.1 - Многофункциональное навесное оборудование FAE MTL 150 -трактор со смесителем-пневмонагнетателем EUROMIX 300 S TRAIL - каток гладковальцовый XCMG XD123 При восстановлении старой дорожной одежды и преобразовании ее в слой основания ведущей машиной берется Трактор МТЗ Беларус 82.1 с Многофункциональным навесным оборудованием FAE MTL 150. Производительность Трактора МТЗ Беларус 82.1 с Многофункциональным навесным оборудованием FAE MTL 150 задана с в технической характеристике: П=1700 м2 смен Производительность трактора со смесителем-пневмонагнетателем EUROMIX 300 S TRAIL рассчитывается по следующей формуле: 𝑣р П= vр ∗ b ∗ (T − tп. з) ∗ Кв-tд* 𝑙д Где vр – рабочая скорость, м/ч B – ширина распределения цемента, (1,5м) T – продолжительность смены, (8,2ч) tп. з – подготовительно-заключительное время для машины, (0,5 ч) Кв – коэффициент внутрисменной загрузки, (0,85) tд – время на загрузку, (0,083 ч) lд – расстояние после которого требуется догрузка,(185 м) 250 П= 250 ∗ 1,5 ∗ (8,2 − 0,5) ∗ 0,85 ∗-0,083* 185 =159,58 м2 смен Определение длины захватки на строительство основания: 14 Lз= 𝑛П 𝑆∗𝑎∗𝛽 Где П- производительность в смену, м3 n- количество ведущих машин в захватке, шт S-площадь слоя, м Lз= 1700 0,3∗1,1∗1,03 =5001,47м , Определение количества проходов на ремонт ДО: 𝑏 4,5 N= = =3 𝑏м 1,5 Где b- ширина ремонтируемой дороги, м3 bм - рабочая ширина оборудования, шт Определение количества захваток на ремонт ДО: Nз= 𝐿∗𝑁 1000∗3 𝐿з = =0,6; принимаем 1 захватку 5001,47 Где N- количество проходов, м3 bм - рабочая ширина оборудования, шт 15 - Таблица 8 Технологическая последовательность операций с расчетов объёмов работ и необходимых ресурсов на строительство дорожной одежды методом регенерации. Ширина осевая – 4,5м. Длина участка – 1000 м. Длина захватки 1000м. Количество захваток на участке – 1. Объем работ Единица измерени на на я захватку участок Маш.-смен Производительность на на машин в смену захватк участок у Чел.-дней № п/п Наименование 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 Фрезерование существующего слоя ДО трактором МТЗ Беларус 82.1 с многофункциональн ым навесным оборудованием FAE MTL 150 м3 1019,7 1019,7 1700 0,60 0,60 0,60 0,60 2 Впрыскивание в ресайклеруемый слой раствор из воды и песка трактором МТЗ Беларус со смесителем- м3 222,19 222,19 159,58 1,39 1,39 1,39 1,39 на на захватку участок 16 пневмонагнетателем EUROMIX 300 S TRAIL 3 Укатка слоя гладковальцовым катком XCMG XD123 м2 4500 4500 2551 1,76 1,76 1,76 1,76 17 Таблица 9 Расчет состава комплекта машин и численности бригады Наименование машин Требуется на захватку Принято машин Коэффициент использования Специальность рабочего Требуется на захватку Приняте количество бригады МТЗ Беларус 82.1 с многофункциональным навесным оборудованием FAE MTL 150 0,60 1 0,98 Водитель 6 разр. 0,60 1 МТЗ Беларус со смесителемпневмонагнетателем EUROMIX 300 S TRAIL 1,39 1 (2 смены) 0,5 Водитель 6 разр. 1,39 2 Катком XCMG XD123 1,76 1 (2 смены) 0,99 Машинист 6 разр. 1,76 2 Итого: 3,76 3,76 5,00 Организация работ в дорожно-строительном отряде При назначении сроков проведения капитального ремонта необходимо вычислить количество календарных дней. Для строительства земляного полотна и дорожной одежды сроки рассчитываются по следующей формуле: 𝐿 А=( + 𝑡р. п) ∗ 1,4 𝑙з Где L- общая протяженность участка работ, м Lз- длина захватки, м tр.п- время развертывания потока, дни 1000 Ао=( 1000 + 1) ∗ 1,4 =3 дней – время строительства ДО с помощью холодного ресайклинга. Определение потребности дорожно-строительных материалов Таблица 17 Потребность в основных материалах ,м3 Наименование материала Цемент Земляное полотно Дорожная одежда 59,04 18 Технико-экономические показатели ремонта автодороги Таблица 18 Смета на строительство дорожной одежды № п/п 1 1 2 3 Наименование Стоимост Потребность ь маш.смен; единицы; чел.дни. руб 3 4 2 Фрезерование существующего слоя ДО трактором МТЗ Беларус 82.1 с многофункциональн ым навесным оборудованием FAE MTL 150 Впрыскивание в ресайклеруемый слой раствор из воды и песка трактором МТЗ Беларус 82.1 со смесителемпневмонагнетателем EUROMIX 300 S TRAIL Укатка слоя гладковальцовым катком XCMG XD123 Итого: Общая стоимость, руб 5 0,60 1842,42 1105,13 1,39 1214,85 1691,49 1,76 7930 13988,63 16785,25 19 Заключение В ходе прохождения учебной практики по получению навыков в научноисследовательской работе, поставленные задачи были выполнены в полном объеме. Были приобретены знания практического опыта научноисследовательской деятельности, овладение исследовательскими умениями, связанными с применением методов получения, обработки и анализа научнотехнической информации. 20 Список литературы 1. СП 288.1325800.2016. ДОРОГИ ЛЕСНЫЕ. Лесные дороги. Справочник : справочник / Э. О. Салминен, Г. А. Бессараб, А. А. Борозна [и др.]. — Санкт-Петербург : Лань, 2022. — 496 с. 2. 3. https://www.fae-group.com/ru 21 22 23
