Кар'єрні автомобільні дороги
Реферат виконав студент: Сергуня
Петрозаводський державний університет Костомукшский філія
Параметри кар'єрних автомобільних доріг
Найбільшого поширення в світі за кількістю кар'єрів і обсягом перевезень займає автомобільний транспорт. Особливо широке поширення автотранспорт отримав в кар'єрах з видобутку кольорових і залізних руд, гірничо-хімічної сировини, будівельних матеріалів. Причому автомобільний транспорт використовується і, як основний вид транспорту, і в комбінації з конвеєрним і залізничним.
В якості основного виду автомобільний транспорт набув поширення: при будівництві кар'єрів, при розробці родовищ, що мають включення порожніх порід; при розробці родовищ малої і середньої потужності; при порівняно невеликих відстанях транспортування (до 3 4 км); при розробці родовища, розташованого далеко від магістральних доріг і потужних енергетичних ресурсів.
Схеми руху автотранспорту визначаються гірничотехнічними умовами розробки родовища і напрямком транспортування корисних копалин і розкривних порід. Зв'язок робочих горизонтів з поверхнею може здійснюватися прямими, спіральними, петльовими з'їздами і їх комбінацією.
При розробці родовищ з горизонтальним і слабонаклонних заляганням корисних копалин при невеликій глибині, а також на горішніх кар'єрах застосовуються прямі з'їзди. У глибоких кар'єрах з обмеженими розмірами в плані набули поширення спіральні з'їзди. При значній глибині і при розробці родовищ на схилі гори, коли досягти заданих відміток прямим з'їздом не вдається, використовуються петльові з'їзди. У більшості кар'єрів поширення набули комбіновані з'їзди, причому частіше комбінація спіральних і петлевих.
Автодороги в кар'єрах розділяють:
- за характером вантажу, що перевозиться - на виробничі (технологічні, службовці для транспортування корисної копалини до пунктів розвантаження і розкриву в відвали) і службові (господарські - для перевезення господарських і допоміжних вантажів і устаткування);
- за умовами експлуатації - на постійні (стаціонарні), розраховані на тривалий термін експлуатації, і тимчасові яка відслужила вже до трьох років, що переміщуються слідом за просуванням фронту робіт.
Грузонапряженность (млн.т брутто на рік)
при використанні автосамоскидів вантажопідйомністю
Автомобільні дороги складаються з земляного полотна з штучними спорудами, проїжджої частини та узбіч. Стійкість земляного полотна досягається укладанням його з міцних грунтів і пристроями для відводу поверхневих і ґрунтових вод.
Ширина земляного полотна складається з ширини проїжджої частини та її двох узбіч. Ширина проїжджої частини кар'єрних автомобільних доріг визначається в залежності від швидкості руху, габаритів автомобілів і схеми руху.
У кар'єрах можуть бути наступні схеми руху: зустрічне по одній смузі автодороги, зустрічне по двох смугах і кільцеве.
При двухполосном русі ширина проїжджої частини Ш постійних автодоріг визначається за формулою:
Ш = 2 ЄК # 957; + # 8710; Ш
де Е - ширина автомобіля, м;
До # 957; - коефіцієнт, що враховує сумарну швидкість зустрічних автомобілів
(При V = 20 30 км / год. До # 957; = 1,6 - 1,9);
# 8710; Ш - величина, що враховує габарити автомобіля.
Для досягнення високих техніко-економічних показників роботи кар'єрних самоскидів рекомендуються наступні значення ширини дороги (Ш, м) для зустрічного двосмугового руху:
Вантажопідйомність автосамосвала, т
Рекомендована ширина проїжджої частини представлена її граничними значеннями. Мінімальна ширина визначається умовами безпеки руху, максимальна - вимогами якнайповнішого використання тягових якостей автосамоскидів.
При односмуговому русі ширина полотна - БелАЗ-7540 - 5,5 6,0 м; БелАЗ-7548 - 5,8- 6,6 м; БелАЗ-549 - 8- 9,8 м; БелАЗ-7519 - 8,3- 10,6 м; БелАЗ-7521 - 10,4- 12,8 м.
На криволінійних ділянках траси проїжджа частина виконується з розширенням (ш, м), розмір якого визначається виразом:
ш = l2R-1 + 0,1VR-0,5
де V - швидкість руху км / год;
R - радіус кривої по осі дороги, м;
l - колісна база автомобіля, м.
Розширення проводиться поступовим (по довжині не менше 20 м) зменшенням ширини узбіччя (при цьому ширина узбіччя повинна залишатися не менше 1 м).
Поздовжні ухили головних відкотних доріг влаштовуються з підйомом в вантажному напрямку до 80 ‰, рідше до 100 ‰, а в порожняковому напрямку до 120 ‰, рідше до 150 ‰.
Для забезпечення сприятливого режиму руху самоскидів в тих випадках, коли це технічно допустимо, довжину ділянок з великими підйомами слід обмежувати:
При криволінійних траншеях і радіусів менше 200 м необхідно проводити пом'якшення поздовжнього ухилу на величину # 8710; I (‰).
Величина поперечного ухилу автодороги залежить від типу дорожнього покриття, ширини, водопроникності, швидкості руху і становить 20-40 ‰. Дороги на уступах виконуються з поперечним ухилом в 20 ‰ у бік вищого уступу. Величина поздовжнього ухилу тимчасових доріг приймається в межах 60-80 ‰.
Величина радіусу горизонтальних кривих автомобільних доріг в значній мірі впливає на швидкість руху і стійкість автомобіля при русі. Мінімальні радіуси кривих автодоріг (м) для автосамоскидів різної вантажопідйомності наведені в таблиці:
Вантажопідйомність автосамосвала, т
Поверхня проїжджої частини виконують дво- і односхилим. Подвійні дороги влаштовують на прямолінійних ділянках капітальних траншей і на поверхні. На заокругленні приймають односхилий профіль з ухилом до центру кривої, що збільшує стійкість автомобіля проти бічного перекидання і ковзання під дією відцентрової сили. Ухил віражу залежить від радіуса повороту.
Проїжджа частина дороги покривається дорожнім одягом. Дорожній одяг виконується в один або кілька конструктивних шарів. Багатошарова дорожній одяг влаштовується, як правило, на постійних дорогах і має наступні основні конструктивні шари:
Покриття - верхній шар дорожнього одягу, який в свою чергу складається з шару зносу, періодично поновлюваного у міру його стирання, і основного шару, що визначає експлуатаційні властивості покриття.
Підстава - несуча частина дорожнього одягу, що забезпечує спільно з покриттям передачу навантажень на підстильний шар або безпосередньо на грунт земляного полотна.
Додатковий шар основи - нижній конструктивний шар дорожнього одягу, що виконує поряд з передачею навантажень на земляне полотно також функції морозо- захисного, дренирующего, вирівнюючого і інших верств.
Шари одягу розташовуються за принципом зниження їх міцності відповідно до зменшення напружень по глибині.
Цементобетонні (монолітні і збірні), асфальтобетонні, що укладаються в гарячому і теплому стані, з міцних щебеневих матеріалів, оброблених в'яжучими бітумами.
З щебеневих і гравійних матеріалів, оброблених рідкими органічними, в'яжучими речовинами, з холодного асфальтобетону, з грунту, оброблених в'яжучими битумами
Щебеневі з кам'яних матеріалів і шлаку, грунтів і місцевих слабких мінералів, оброблених рідкими, в'яжучими органічними речовинами, мостові з брукового і колотого каменю
Грунтові, укріплені різними місцевими матеріалами
Матеріалами для підстави служать щебінь, грунтощебень, гравій, грунт, оброблений в'яжучими речовинами, а для додаткового шару - крупнозернистий пісок, гравелисті грунти, роздроблена гірська порода і інші місцеві матеріали.
На тимчасових забійних і відвальних дорогах влаштовується зазвичай одношарова дорожній одяг з вирівняною гірської маси з підсипанням щебеневого або гравійного матеріалу. Для ковзають з'їздів сполучних і господарських доріг влаштовується одношарове покриття з гравію або підірваної скельної розкриву шаром в декілька десятків сантиметрів, яке розрівнюється бульдозерами і автогрейдерами і укочується рушійними автомобілями. З капітальних покриттів поширення знайшли залізобетонні і цементообразную покриття, які мають високу зносостійкість і задовільними характеристиками по зчепленню. Товщина таких покриттів приймається в залежності від осьового навантаження: 100-120 кН (машини типу КрАЗ) - 22 см; до 340 кН (БелАЗ-7522, БелАЗ-75401, БелАЗ-7526) - 29-39 см; до 480 кН (БелАЗ-7548, БелАЗ-7523, БелАЗ-7527) - 40- 45 см; до 760 кН (БелАЗ-7509) - 48-58 см.
Нижній шар таких доріг роблять з піску, черепашнику, щебеню, металургійного шлаку, піщано-гравійної маси, а також з породи, обробленої бітумом або Цементома. Товщина підстилаючого шару повинна бути не менше 15 см.
Для зменшення температурних напружень цементобетонні покриття влаштовують з окремих плит (довжиною 6 9 м), розділених між собою швами стискання (з пружними прокладками) і розширення, що заливаються бітумними мастиками. Набули поширення в кар'єрах і монолітні цементобетонні покриття.
Для автосамоскидів вантажопідйомністю 110-180 т з високими навантаженнями на вісь доцільно пристрій покриттів нового типу - цементобетонних з струно-бетону. При цьому товщина їх становить для машин вантажопідйомністю 110-180 т - 60- 70 см.
Асфальтобетонні покриття через швидке зношення задовільно працюють при русі автомобілів вантажопідйомністю менше 25 т.
Набули поширення в кар'єрах одно- і двошарові покриття з кам'яних матеріалів: щебеневі, грунтощебеневі і гравійні, оброблені чорними в'яжучими речовинами. У двошарової одязі верхній шар встановлюється з: дробленого щебеню, гравію хорошої якості, відходів збагачення. Товщина таких одягів при експлуатації автомобілів вантажопідйомністю 110-180 т перевищує 1 м.
Дослідження дозволяють рекомендувати конструкції дорожніх покриттів для самоскидів вантажопідйомністю 27-180 т:
На тимчасових дорогах (а також при влаштуванні доріг в холодну пору року і на нестійких грунтах) доцільно влаштування залізобетонних покриттів (суцільних і колійних).
Пропускна здатність смуги П (автомобіль / ч) автодороги в одному напрямку
П = 60 (К∂tм) -1 = 1000 # 957; (К∂S) -1
де К∂ - коефіцієнт нерівномірності руху К∂ = 1,25 ÷ 1,75;
tм - інтервал часу між автомобілями, хв;
S - відстань між автосамосвалами, м
Відстань між самоскидами має бути не меншою ніж гальмова путь.
S ≥ 0,278 V tp + 3,9 · # 948; V2 / (1000 # 968; m + # 969; 0 ± i) + lм
де tp - час реакції водія і час приведення гальм в дію (tp = 1 ÷ 2 с);
lм - довжина машини, м
# 948; - коефіцієнт, що враховує інерцію обертових мас автомобіля (для автомобілів з гідромеханічних