Файл: Васильев М.В. Автомобильный транспорт карьеров.pdf

135

Для нежестких покрытий (покрытия из щебня) основным показа­ телем является модуль деформации Е :

где р — удельная нагрузка на покрытие; D nn — диаметр загружен­ ной площади; 5 пр — величина прогиба под удельной нагрузкой.

Расчет наиболее распространенных на карьерах дорожных одежд нежесткого типа, состоящих из основания и одного слоя щебня

Рис. 51. Дорожные покрытия:

« — нежесткое; б, в — жесткое; J — покрытие; 2 — основание; з — земляное полотно; 4 — оиочипа; 5 — дренаж ная канава

(рис. 52), основан на соблюдении равенства между эквивалентным модулем деформации принятой конструкции автодороги Е ж в и тре­ буемым модулем деформации Е т р . Последний при заданной грузона­ пряженности автодороги равен

работы дорожной одежды, для одежд с облегченными усовершенст­

136

где е — коэффициент, учитывающий повторяемость нагрузок в за­ висимости от числа полос движения (при двухполосном движении 8 = 1); Np — расчетная суточная интенсивность движения.

Эквивалентный модуль деформации двухслойной дорожной одежды

1- т ( 1- - ^ т ) агсікв Т^кр где Е 0 — модуль деформации основания; п — число слоев дорожной одежды; hnK — толщина слоя покрытия;

Рис. 52. Типичная конструкция дорожной одежды для автосамосвалов грузо­ подъемностью 27—75 т со щебеночным черным покрытием

Толщина покрытия определяется по формуле

Целесообразность устройства таких покрытий и эксплуатации большегрузных автомобилей грузоподъемностью свыше 40 т на рых­ лых породах с модулем деформации пород основания, равным 200 кгс/см2, требует экономического обоснования, так как в этом случае величина hnK при грузообороте 50 млн. т/год для автосамо­ свалов БелАЗ-549 достигает 80 см. При полускальных породах в ос­ новании (Е = 400 -г- 450 кгс/смг) толщина щебеночного покрытия существенно уменьшается и для автосамосвалов БелАЗ-540 при объемах перевозок горной массы 10—50 млн. т/год составляет 21— 34 см, для БелАЗ-548 — 25—38 см, для БелАЗ-549 — 30—45 см. Для автополуприцепов производных марок грузоподъемностью 40— 120 т толщина покрытия в этих условиях изменяется от 18 до 41 см.

К покрытиям жесткого типа относятся цементно-бетонные покры­ тия. Жесткие покрытия разрушаются вследствие растягивающих

137

напряжений при изгибе. Величина модулей деформации покрытий, являющихся показателем их прочности, приведена в табл. 51.

Т а б л я ц а 51 Расчетные модули деформации покрытий автодорог

Модуль де­

Тип покрытии Материалы покрытий формации, кгс/см2

Жесткое цементно-бетонное покрытие при инженерных расчетах рассматривается как упругая плита неограниченных размеров. Ограниченные размеры покрытия компенсируются необходимым утолщением плиты по краям. Расчет толщины плиты цементно-бетон­ ного покрытия производится по формуле

из колес на опорную поверхность под другим колесом данной оси;

автодорог на рыхлых и полускальных породах находится в пределах 28—45 см при допускаемом напряжении в бетоне 50 кгс/см2 и ис­ пользовании цемента марки М-350.

Согласно имеющимся в научной литературе данным [9], толщина бетонных плит покрытия, уложенного на глинистых грунтах в усло­ виях ИнГОКа, при марке цементаМ-350 для автосамосвалов БелАЗ-548 должна быть не менее 32 см. Напряжения, возникающие в осно­ вании автодороги с бетонным покрытием, распределяются по ширине плит на расстоянии 1,5—2 м от края при ширине полосы 5,25 м. На рис. 53 приведены графики распределения напряжений по ши­ рине полосы наката, построенные на основании данных экспери­ ментальных работ, проведенных на Ингулецком карьере; напряжѳ-

138

ния в основании бетонного покрытия толщиной 25 см фиксировались мессдозами при прохождении автосамосвалов БелАЗ-548.

Величина напряжений в основании автодороги в значительной степени зависит от длительности приложения нагрузки, определя­ емой скоростью движения автомобиля (рис. 54). С увеличением ско­ рости движения автомобиля напряжения в основании уменьшаются, причем наиболее интенсивно этот процесс происходит в интервале скоростей от 5 до 20 км/ч, когда величина напряжения уменьшается на 37%.

Продольный профиль и форма трассы карьерных автодорог. Опыт эксплуатации автомобильного транспорта на карьерах показывает, что величина уклона карьерных автодорог должна изменяться в за­ висимости от вида и типа используемого автомобиля, объемов разноса бортов карьера для сооружения транспортных коммуникаций, вы­ соты подъема горной массы, типа дорожных покрытий, интенсив­ ности движения и с учетом требований безопасности ведения работ.

Наряду с уклоном автодорог важнейшим фактором, определя­ ющим режим работы автомобиля, является форма трассы. Наиболее рациональными, удовлетворяющими условиями эксплуатации авто­ мобильного транспорта являются следующие формы трассы карьер­ ных автодорог (рис. 55):

1)непрерывная с постоянным продольным уклоном;

2)ступенчатая с горизонтальными или слабонаклонными встав­ ками (участками трассы);

3)непрерывная с переменным продольным уклоном.

В некоторых случаях трассы затяжных подъемов внутрикарьерных автодорог рекомендуется делать ступенчатыми с поочередным расположением наклонных участков и горизонтальных или слабо­

139