Могилевич В. М. - Организация и технология дорожно-строительных работ в зимнее время

Могилевич В. М.

Организация и технология дорожно-строительных работ в зимнее время. Изд. 1-е. Учебное пособие для вузов. М., «Высшая школа»

1971.

268 стр. с илл.

В пособии рассматриваются вопросы организации и технологии дорожно-строительных работ в зимнее время, в климатических условиях Советского Союза. Изложена методика рационального выбора видов и объемов работ и проектирования их организации с учетом особенностей зимнего периода. Даны основные сведения по технологии производства земляных работ и строительства дорожных одежд, а также по организации и технологии работ производственных предприятии и транспорта в зимних условиях.

Пособие предназначено для студентов старших курсов автомобильно-дорожных вузов и факультетов, обучающихся по специальности «Автомобильные дороги», может быть использовано ими при изучении дисциплин «Технология строительства дорог», «Организация и планирование дорожного строительства», а также при дипломном и курсовом проектировании.

Книга может быть полезна для инженерно-технических работников дорожно-строительных организаций.

ПРЕДИСЛОВИЕ

В Программе Коммунистической партии Советского Союза предусмотрено создание в стране в ближайшие годы разветвленной сети автомобильных дорог. Темпы дорожного строительства неуклонно возрастают. Но в то же время основные объемы дорожно-строительных работ выполняются пока преимущественно в летнее время. Зимний сезон на строительстве автомобильных дорог используют еще недостаточно.

Отказ от сезонного производства работ и переход к организации непрерывного, круглогодичного строительства вскрывает значительные, ранее не использованные резервы производственных мощностей дорожно-строительных организаций и позволяет им существенно увеличивать объемы работ без привлечения дополнительных ресурсов.

Многие передовые дорожно-строительные организации успешно работают в течение всего года и добиваются благодаря этому высоких показателей по использованию ресурсов. Количество таких организаций непрерывно возрастает. Их опыт в сочетании с результатами работ научно-исследовательских и учебных институтов является реальной базой для перехода всего дорожного строительства в нашей стране па непрерывное круглогодичное производство работ.

В настоящем учебном пособии изложены сведения, которые могут способствовать более эффективному использованию зимнего периода для дорожного строительства.

Значительное внимание в книге уделено экономике зимних работ, улучшению использования средств механизации и транспорта.

При написании пособия использованы материалы, опубликованные в ранее изданных учебниках, пособиях, монографиях и отдельных статьях, результаты научно-исследовательских работ различных институтов ( в первую очередь СоюздорНИИ), а также производственный опыт передовых дорожно-строительных организаций.

Ряд рекомендаций, таблиц и расчетных формул дан в соответствии с «Техническими указаниями по строительству автомобильных дорог в зимних условиях» (ВСН 120—65), разработанными СоюздорНИИ.

При редактировании рукописи учтены ценные замечания и советы, которые дали рецензенты: заместитель директора СоюздорНИИ канд. техн. наук Ю. Л. Мотылев и сотрудники Киевского автомобильно-дорожного института проф. К. С. Теренецкий, проф. Г. К- Сюньи, доцспты Г. Е. Липский, 10. Г. Колпаков, II. М. Хомяков, Л. П. Усов.

Существенную помощь в подготовке рукописи к изданию оказали автору сотрудники кафедры «Строительство и эксплуатация дорог» Сибирского автомобильио-дорожиого института им. В.В.Куйбышева. Всем им автор приносит глубокую благодарность.

Автор понимает, что данное учебное пособие не свободно от недостатков и с благодарностью примет замечания, направленные на их устранение.

ВВЕДЕНИЕ

На большей части территории Советского Союза зимний период с отрицательной температурой воздуха и снеговым покровом продолжается до 4—6 месяцев. На Крайнем Севере он еще больше.

Только на юге Средней Азии и в Закавказье продолжительность зимнего периода незначительна (р'ис. 1). Уже давно стала нормой круглогодичная работа промышленных предприятий. Успешно осуществляют в нашей стране при отрицательной температуре промышленное и жилищное строительство.

За последние годы значительно вырос объем выполняемых зимой дорожно-строительных работ. Так, на дорожных объектах Министерства автомобильного транспорта РСФСР удельный вес основных дорожно-строительных работ, выполняемых в I и IV кварталах, увеличился за семилетие с 1958 по 1965 г. в три раза [6]. Многие дорожно-строительные организации в настоящее время выполняют зимой до 30% общих объемов земляных работ, строят не менее половины искусственных и гражданских постоянных и временных зданий, до 30—40% оснований дорожных одежд и т. д.

Целесообразное использование трудовых и материально-технических ресурсов в течение всего года обеспечивает этим организациям возможность существенного снижения себестоимости строительства.

Увеличиваются также объемы и повышается экономическая эффективность дорожно-строительных работ, выполняемых в зимнее время в зарубежных странах. Так, например, исследованиями, выполненными в Швеции*, установлено, что благодаря переходу к круглогодичному строительству дорог себестоимость их строительства снижается, причем степень снижения существенно зависит от климатического района строительства. Чем длительнее зимний период, тем выше экономический эффект от использования его для производства дорожно-строительных работ. В центральных районах Швеции в результате организации круглогодичного дорожного строительства себестоимость его снизилась в среднем па 7%, а в северных районах на 14%.

Однако, несмотря на эти успехи, сезонность производства работ па дорожном строительстве сохраняется еще в больших масштабах как за рубежом, так и в СССР. Это объясняется прежде всего тем, что производство дорожно-строительных работ в зимних условиях связано с преодолением значительных технологических и организационных трудностей. Наибольшие затруднения в производстве работ возникают в связи с нестабильностью свойств дорожно-строительных материалов. Для строительства автомобильных дорог в больших количествах используют грунты, естественные и искусственные каменные материалы, различные отходы промышленных производств, органические и минеральные вяжущие. Их используют как раздельно, так и в виде смесей, образующих сложные составные материалы.

Механическая прочность, плотность, влажность, а в некоторых случаях механический и химический составы этих материалов нестабильны. Они меняются под воздействием осадков, солнечной радиации, ветра. Особенно большие изменения свойств материалов вызывает колебание температуры окружающего воздуха. Изменение свойств материалов влечет за собой изменение требований к технологическому процессу.

Обобщенной характеристикой технологических свойств материалов, определяющей возможности их использования, принято считать удобообрабатываемость и удобоукладываемость.

Под удобообрабатываемостью материалов понимают практическую возможность с помощью современных машин производить:

дробление и сортировку этих материалов;

смешение их с другими дискретными .или вяжущими материалами;

создание сложных составных материалов с принципиально новыми структурными связями.

Под удобоукладываемостью понимают способность материала формироваться и уплотняться под воздействием современного оборудования до необходимой степени плотности с образованием сплошной однородной поверхности. Иногда в технической литературе в целях упрощения оба понятия объединяют одним термином «удобообрабатываемость».

Большинство материалов имеет в своем составе твердые, жидкие и газообразные компоненты. Наибольшим изменениям при внешних воздействиях окружающей среды подвергаются жидкие составные части материалов: в рыхлых минеральных материалах и в смесях с минеральными вяжущими — вода, а в смесях с органическими вяжущим.и — собственно вяжущие (битумы, дегти и смолы).

Наличие в определенных пределах в составе материалов жидкой фазы (воды, органических вяжущих) улучшает их удобообрабатываемость и удобоукладываемость и облегчает производство работ по возведению дорожных конструкций.

Однако положение резко меняется при снижении температуры материала ниже 0°С. При отрицательной температуре вода переходит в твердое состояние, т. е. в материале увеличивается количество твердых частиц и уменьшаются или полностью исчезают жидкие частицы. Вязкость органических вяжущих также возрастает.

Рыхлые дорожно-строительные материалы (песок, гравий, щебень, дресва, шлаки и т. д.) при замерзании находящейся в их составе воды превращаются в монолит, обладающий значительной прочностью. Сопротивление смерзшихся материалов переработке резко возрастает. Производить их сортировку по крупности нельзя. Мерзлые рыхлые материалы становятся практически неудобоукладываемыми: они не поддаются формованию и уплотнению.

Особенно отрицательно сказывается замерзание воды на материалах, имеющих в своем составе минеральные вяжущие (цементы). Реакция между цементом и замерзшей водой прекращается, материал разуплотняется вследствие увеличения объема воды при замерзании. Впоследствии, при оттаивании, реакции гидролиза и гидратации продолжаются, однако конечная плотность и прочность слоя дорожной одежды, замерзшей вскоре после схватывания цемента, будет ниже, чем слоя, построенного из таких же материалов, но не подвергавшегося, замораживанию.

В смесях минеральных материалов с органическими вяжущими последние в период производства работ играют роль смазки, облегчающей взаимное перемещение твердых минеральных частиц и обеспечивающей общую удобоукладываемость всей смеси. Для уменьшения вязкости вяжущих их обычно применяют в подогретом виде. При понижении температуры вязкость органических вяжущих резко возрастает. Они приобретают свойства твердых тел и связывают минеральные частицы б единый монолит. Такой материал также становится неудобоукладываемым.

Для удобоукладываемости материалов немалое значение имеет и изменение их влажности под непосредственным воздействием дождей, влаги воздуха, а также при таянии снега и льда. Излишняя влажность материалов зачастую препятствует нормальному производству работ по устройству той или иной конструкции. Например, нельзя отсыпать и уплотнять земляное полотно из переувлажненных грунтов. Попадание излишней влаги в растворы и бетоны снижает их качество.

В результате воздействия атмосферных факторов, прежде всего температуры окружающего воздуха, технологические свойства материалов (удобообрабатываемость и удобоукладываемость) меняются, а следовательно, меняются и требования к технологии производства работ. Резкое ухудшение технологических свойств осенью и улучшение их весной определяют календарные границы периода производства работ в зимних условиях (зимнего строительного периода). Поэтому под «зимними условиями» обычно понимают такие климатические и погодные условия, которые препятствуют производству строительных работ по той же технологии, что« летом.

Для приближенных расчетов иногда (условно) температурной границей перехода от летних к зимним условиям принимают температуру наружного воздуха, равную 0°С. В действительности же температурные границы зимнего периода следует устанавливать раздельно для каждого вида работ с учетом состояния применяемого материала (талый он или мерзлый) и ожидаемого изменения температуры в будущем. Так, на строительстве дорожных одежд с битумоминеральными и цементобетонными покрытиями и основаниями температурная граница изменения технологии обычно равна + 5, +10° С. Причем абсолютное значение граничной температуры осенью, как правило, выше, чем весной.