✅Вездеход на базе ГАЗ-66: самодельные, лесоруб на шасси, болотоход на мостах, на ободрышах, лесник, автогурман

Расчет насыпи
на промороженном основании

1. Прочность и устойчивость насыпи на промороженном
основании (см. рис.
17 настоящих норм) обеспечиваются при соблюдении следующих условий:

H н > (h воз h п . в S0 Sт);                                                                 (1)

(H пр H н ) > H д min ;                                                                             (2)

B н > (B гр н 2b б ) > B ус ;                                                                     (3)

(h гр H н H пр ) > H уп ;                                                                      (4)

h от св < h д ; h пр св > (h гр H н H пр — h от сн );                                           (5)

(h гр H н H пр — h от св — h от сн ) > hmin;                                                  (6)

где        Н — толщина намораживаемой плиты из
торфа, м;

h воз — требуемое
возвышение торфяной плиты над расчетным уровнем воды на болоте, м; h воз> 0,2 м;

h п.в — расчетная
толщина слоя поверхностных или длительно (более 30 сут) стоящих вод на болоте,
м;

S 0 — осадка талых слоев
торфяной залежи под действием веса насыпи и подвижной нагрузки, м;

S т — осадка (сжатие)
намороженного слоя торфа при максимальном оттаивании его в период
строительства, м; S т < 0,16 м;

H пр — толщина
промороженного слоя торфяной залежи из условия обеспечения безопасности работ,
м; принимается по табл. 1 настоящего приложения;

H д min — минимальная толщина мерзлого основания из условия
обеспечения деформативной устойчивости в период строительства и стабилизации
основания после осадок, м (см. табл. 1 настоящего приложения);

B н — требуемая ширина
мерзлой плиты в период строительства, м;

B гр н — ширина минеральной части насыпи понизу, м;

b б — ширина берм, м; b б > 2 м;

B ус — минимальная ширина
плиты, при которой обеспечивается устойчивость конструкции в период протекания
осадки, м; для болот I типа B ус > 20 м, II — III типов — В > 24 м;

h гр — толщина минеральной части насыпи под обочиной, м;

H уп — высота насыпи, при
которой исключаются недопустимые упругие деформации, м; при глубине болота до 2
м H уп > 1,5 м, до 4 м — H уп> 2 м; до 6 м — H уп> 2,5 м;

h от св — глубина оттаивания намороженной торфяной плиты сверху, м;

h д — допустимая глубина
оттаивания намороженной торфяной плиты сверху из условия обеспечения требуемой
прочности конструкции в процессе эксплуатации, м; h д< 0,4 м;

h пр св — глубина промерзания дорожной конструкции сверху, м;

h от сн — величина оттаивания мерзлой торфяной плиты снизу, м; обычно h от сн< 0,15 м;

hmin — минимальная (предельная) толщина мерзлой торфяной
плиты из условия обеспеченияпрочности и устойчивости конструкции в
период ее эксплуатации, м; на болотах I типа hmin > 0,4 м, II типа — hmin > 0,5 м, III типа — hmin > 0,6 м.

Таблица 1

Сопротивление
сдвигу верхнего слоя торфяной залежи, кПа

Нпр, м

H д min , м

Более 10

0,40

1,00

От 5 до 10

0,45

1,15

Менее 5

0,50

1,30

2. Верхняя часть насыпи из минерального грунта
должна не только воспринимать нагрузки, но и обеспечивать благоприятный
тепловой режим мерзлого основания: не допускать оттаивания торфяной плиты на
величину более h д в летний период и обеспечивать холодозарядку плиты
в зимний период.

В первом приближении минимальную толщину слоя грунта
назначают с учетом вида грунта и среднегодовой температуры воздуха по табл. 2
настоящего приложения. При этом общая высота насыпи ( h гр h воз h п.в ) должна обеспечивать
снегонезаносимость дороги.

Таблица 2

Среднегодовая
температура воздуха, минус °С

Толщина слоя грунта hгр, м, земляного полотна

крупнообломочного и песчаного

глинистого

До 2

1,10

1,15

От 2 до 3

1,00

1,10

» 4
» 5

0,85

0,95

» 6
» 7

0,65

0,65

Более 7

0,60

0,60

3. Осадку талого
слоя торфяной залежи S 0 определяют с учетом
распределяющего действия намороженной торфяной плиты по формуле

✅Вездеход на базе ГАЗ-66: самодельные, лесоруб на шасси, болотоход на мостах, на ободрышах, лесник, автогурман                                                                     (7)

где        Р — удельная нагрузка на талое торфяное основание, кПа;

n — коэффициент,
определяемый по рис.
1 настоящего приложения в зависимости от относительной толщины слоя
торфа ε.

НТ — мощность торфяной
залежи (глубина болота), м;

Рис. 1. График для определения коэффициента n в зависимости от ε

Еср — средний модуль деформации
сжимаемых (талых) слоев торфяной залежи, кПа;

✅Вездеход на базе ГАЗ-66: самодельные, лесоруб на шасси, болотоход на мостах, на ободрышах, лесник, автогурман ;                                                                (8)

Нi и Еi — мощность, м, и модуль
деформации, кПа, i -го слоя слабой толщи;

✅Вездеход на базе ГАЗ-66: самодельные, лесоруб на шасси, болотоход на мостах, на ободрышах, лесник, автогурман                                                    (9)

Е0 — модуль деформации,
соответствующий осадке торфа за одни сутки, кПа;

Тст — расчетное время
достижения стабилизации торфа, сут; принимают ориентировочно в зависимости от
глубины болота по табл. 3 настоящего приложения;

m — коэффициент, учитывающий
интенсивность накопления деформаций во времени; принимают в зависимости от
плотности скелета торфа ρск по табл. 4 настоящего приложения.

Таблица 3

Нт,
м

2

3

4

6

8

Tст, сут

440

540

730

900

1000

Таблица 4

ρск,
г/см3

0,05

0,10

0,15 — 0,20

0,25

m

0,02

0,05

0,06

0,07

Удельную нагрузку Р на талое торфяное основание
определяют по формуле

✅Вездеход на базе ГАЗ-66: самодельные, лесоруб на шасси, болотоход на мостах, на ободрышах, лесник, автогурман                                      (10)

где        Вгрв и Вгрн
— ширина земляного полотна (минеральной части) соответственно поверху и понизу,
м;

g — ускорение
свободного падения, м/с2; g = 9,81 м/с2;

ρгр — плотность
минерального грунта в насыпи, т/м3;

ρт — плотность
торфа, т/м3; ρт = 1 т/м3;

а i — относительная осадка i -го слоя торфа толщиной Hi ; ориентировочно принимается в зависимости от
сопротивления торфа сдвигу C к pi по крыльчатке ( табл. 5
настоящего приложения).

Таблица 5

C к pi , кПа

Более 10

От 10 до 5

Менее 5

а i

0,3

0,3 — 0,4

0,45

4. Для выполнения
теплотехнических расчетов необходимо установить:

расчетные климатические характеристики района
проектирования согласно п. 5 настоящего приложения;

расчетные теплотехнические характеристики слоев
земляного полотка с учетом влажности и плотности материалов согласно СНиП II-3-79*; для
наиболее часто встречающихся строительных материалов теплофизические
характеристики приведены в табл. 6 настоящего приложения.

5. К основным
климатическим характеристикам района относится:

приведенная температура воздуха: средняя за каждый
месяц t пр i ; средняя за летний ( t п.л ) и зимний ( t п.з ) периоды года;

продолжительность периодов с положительной (τл)
и отрицательной (τз) температурами воздуха.

Значения t пр i (° C ) определяют по формуле

✅Вездеход на базе ГАЗ-66: самодельные, лесоруб на шасси, болотоход на мостах, на ободрышах, лесник, автогурман                                     (11)

где        t в i — среднемесячная
температура воздуха, °С; принимается по климатическим справочникам или СНиП 2.01.01-82;

ΔtRi — поправка к
среднемесячной температуре воздуха за счет солнечной радиации, °С;

К A — коэффициент, зависящий от альбедо А
(отражательной способности) грунтовых поверхностей ( табл. 8 настоящего приложения);

Q ci — среднемесячная
суммарная величина солнечной радиации, Вт/(см2 × мес); принимается по табл. 7 настоящего приложения;

α — коэффициент теплообмена
на поверхности, Вт/(м2 . °С); α = 23,2 Вт/( м2 .
°С).

Таблица 6

Материал

Плотность, т/м3

Влажность, %

Коэффициент теплопроводности материала, Вт/(м . °С)

Объемная теплоемкость материала, кДж/м3. °С)

Скрытая теплота фазовых превращений Q, кДж/м3

талого λт

мерзлого λм

талого Ст

мерзлого См

Щебень

2,0

10

2,67

3,37

2135

3093

66976

Гравий

2,0

10

1,98

2,44

2386

2218

66976

Песок

1,8

10

1,51

1,86

2009

1674

60278

Супесь легкая

1,8

17

1,72

1,86

2595

2009

68650

Суглинок
легкий пылеватый

1,8

18

1,44

1,74

2720

2050

53580

Суглинок
тяжелый пылеватый

1,8

20

1,51

1,80

2846

2093

65302

Глина

1,8

22

1,57

1,92

2930

2135

44539

Торф в нижней
части насыпи

1,0

0,52

0,81

284648

Таблица 7

Месяц

Среднемесячное значение суммарной солнечной радиации, Вт/ (см2. мес), при широте местности, град

54

56

58

60

62

64

66

68 и севернее

Январь

2,6

2,1

1,7

1,2

0,7

0,6

0,2

0,1

Февраль

4,8

4,4

3,6

3,3

2,6

2,3

1,7

1,5

Март

10,5

9,5

9,0

8,4

7,9

6,8

6,8

6,2

Апрель

12,8

12,8

13,3

13,3

13,1

12,8

13,3

13,3

Май

16,3

16,3

16,3

16,3

16,3

16,8

16,8

16,8

Июнь

18,0

18,0

18,0

18,0

18,0

18,0

17,4

17,4

Июль

17,4

17,2

17,2

16,3

16,3

16,3

16,3

16,3

Август

13,9

14,1

12,8

12,8

12,2

12,0

11,9

10,5

Сентябрь

9,3

8,7

8,1

7,6

7,0

6,4

4,9

4,6

Октябрь

5,8

4,6

3,7

3,7

3,5

3,3

2,8

2,3

Ноябрь

2,9

2,3

2,0

1,7

1,2

1,2

0,6

0,4

Декабрь

2,1

1,7

1,0

0,6

0,5

0,5

0,4

0

Таблица 8

Альбедо
поверхности А,%

10

15

20

25

Значение КА

0,66

0,60

0,55

0,50

Значения t п.л или t п.з определяют по формуле

✅Вездеход на базе ГАЗ-66: самодельные, лесоруб на шасси, болотоход на мостах, на ободрышах, лесник, автогурман                                  (12)

где h — число календарных месяцев в теплом или холодном
сезоне года;

Ал(з) , B л(з) — коэффициенты, вычисляемые по формулам:

✅Вездеход на базе ГАЗ-66: самодельные, лесоруб на шасси, болотоход на мостах, на ободрышах, лесник, автогурман                                                               (13)

tпр.с, tпр.(n 1)
— среднемесячные приведенные температуры воздуха (по модулю) для месяцев,
приходящихся на конец и начало соответственно зимнего (при определении t п.л ) или летнего (при определении t п.з ) периода.

Продолжительность летнего или зимнего периода τл
и τз (ч) рассчитывают по формуле

τл(з)
= 730[ A л(з) ( n -1) B л(з) ]✅Вездеход на базе ГАЗ-66: самодельные, лесоруб на шасси, болотоход на мостах, на ободрышах, лесник, автогурман                                            (14)

6. Расчет глубины оттаивания земляного полотна и
торфяной плиты выполняют в следующем порядке:

а) устанавливают продолжительность теплого периода
года τл и среднюю за этот период приведенную температуру τп.л,
используя формулы
(14) и (12);

б) определяют для принятой конструкции и вида грунта
земляного полотна расчетные значения коэффициентов теплопроводности и объемную
теплоемкость материала в талом состоянии по табл. 6 настоящего приложения;

в) вычисляют значения S , μ , Кг:

✅Вездеход на базе ГАЗ-66: самодельные, лесоруб на шасси, болотоход на мостах, на ободрышах, лесник, автогурман                                                (15)

где t0 — температура
льдообразования, °С; принимается по СНиП 2.02.04-88;

г) по известным значениям μ и КГ,
используя график на рис. 2 настоящего приложения, находят глубину
оттаивания однородного массива минерального грунта h по оси дороги;

Рис. 2. Номограмма для определения глубины от таивания
(промерзания) грунта при малых (а)и больших (б) значениях КГ

д) приняв по табл. 2 настоящего приложения
значения h гр , определяют глубину оттаивания намороженной
торфяной плиты сверху:

✅Вездеход на базе ГАЗ-66: самодельные, лесоруб на шасси, болотоход на мостах, на ободрышах, лесник, автогурман                                                        (16) где f —   коэффициент
эквивалентного приведения (по условиям оттаивания-промерзания) глубины
оттаивания торфяной насыпи ✅Вездеход на базе ГАЗ-66: самодельные, лесоруб на шасси, болотоход на мостах, на ободрышах, лесник, автогурман  к грунту земляного
полотна; для песков f = 3,9; для супесей f = 4, для суглинков f = 4,1, для суглинков тяжелых и глин f = 4,2. Если ✅Вездеход на базе ГАЗ-66: самодельные, лесоруб на шасси, болотоход на мостах, на ободрышах, лесник, автогурман  < h д и общая высота насыпи ( h гр h воз h п.в ) обеспечивает
снегонезаносимость дороги, то расчет можно закончить. Если принять ✅Вездеход на базе ГАЗ-66: самодельные, лесоруб на шасси, болотоход на мостах, на ободрышах, лесник, автогурман  = h д то можно определить толщину слоя минерального грунта

h гр = h — f h д ,                                                            (17)

а затем проверить насыпь на снегонезаносимость.

7. Расчет глубины промерзания земляного полотна
выполняют в следующем порядке:

а) устанавливают продолжительность холодного периода
года τз и среднюю за этот период приведенную температуру t п.з , используя соответственно формулы (14) и (12);

б) определяют для грунта земляного полотна значения
коэффициента теплопроводности λм и объемную теплоемкость См
по табл. 6
настоящего приложения;

в) вычисляют значения S , μ , Кг:

✅Вездеход на базе ГАЗ-66: самодельные, лесоруб на шасси, болотоход на мостах, на ободрышах, лесник, автогурман ;                                       (18)

г) по известным значениям μ и КГ,
используя график рис. 2 настоящего приложения, находят глубину
промерзания однородного массива минерального грунта h , а затем вычисляют глубину промерзания торфяной
плиты сверху:

Если ✅Вездеход на базе ГАЗ-66: самодельные, лесоруб на шасси, болотоход на мостах, на ободрышах, лесник, автогурман  > ✅Вездеход на базе ГАЗ-66: самодельные, лесоруб на шасси, болотоход на мостах, на ободрышах, лесник, автогурман   ✅Вездеход на базе ГАЗ-66: самодельные, лесоруб на шасси, болотоход на мостах, на ободрышах, лесник, автогурман , то условие (5) выполняется.

Примеры
расчета

Пример 1. Требуется
запроектировать в районе г. Сургута (62 ° с.ш., среднегодовая температура
воздуха минус 3,3 °С) автозимник I категории для круглогодичной эксплуатации.
Конструкция автозимника — тип 28 (см. рис. 17 настоящих
норм). Автозимник пересекает болото I типа глубиной Нт = 4 м.
Показатели торфяных грунтов по глубине болота:

до 2 м — влажность торфа 700 %, плотность скелета
ρск1 = 0,13 г/см3, сопротивление сдвигу по
крыльчатке Скр1 = 15 кПа;

от 2 до 4 м — влажность 800 %, ρск2
= 0,1 г/см3, Скр2 = 10 кПа.

Параметры автозимника назначают предварительно
согласно рекомендациям, изложенным в пп. 1 — 2 настоящего приложения:

ширина земляного полотна В = 12 м; для отсыпки
насыпи используется супесь легкая ( W =17 %, ρгр = 1,8 т/м3);

при среднегодовой температуре воздуха минус 3,3 °С
согласно табл.
2 настоящего приложения толщина слоя грунта из супеси легкой
ориентировочно h гр = 1,1 м; тогда

Вгрн = B 2 mh гр = 12 2 . l ,5 . 1,1 = 15,3 м.

Толщину промороженного слоя торфяной залежи Нпр
= 0,4 м назначают по табл. 1 настоящего приложения из условия обеспечения
безопасности производства работ. Болото не обводнено, h п.в = 0, h воз = 0,3 м.

При определении толщины намораживаемой плиты (Нн
значения S 0 и S т принимают
ориентировочно:

So = ✅Вездеход на базе ГАЗ-66: самодельные, лесоруб на шасси, болотоход на мостах, на ободрышах, лесник, автогурман  = 0,3(4 — 0,4) = 1,1 м , S т = 0,16 м .

Согласно условию (1) настоящего
приложения толщина намороженной плиты

Нн = 0,3 0 1,1 0,16 = 1,56 м.

При такой толщине плиты условие (2) будет удовлетворено:
1,56 0,4 = 1,96 > Нд min = 1,0 м (см. табл. 1 настоящего приложения).

Ширину намораживаемой плиты B н определяют из условия (3) при b б = 2 м:

B н = 15,3 2 . 2 ≈ 20 м = B ус .

Для принятых параметров земляного полотна условие (4)
настоящего приложения будет удовлетворено:

1,1 0,4 1,56 = 3,06 > H уп = 2,0 м.

Расчет осадки талого слоя торфяной залежи So проводят по формуле (7), предварительно
установив значения коэффициента n , удельной
нагрузки P и осредненного модуля
деформации E ср

а) при ✅Вездеход на базе ГАЗ-66: самодельные, лесоруб на шасси, болотоход на мостах, на ободрышах, лесник, автогурман  по рис. 1
настоящего приложения n = 0,18;

б) по формуле (10) настоящего приложения

✅Вездеход на базе ГАЗ-66: самодельные, лесоруб на шасси, болотоход на мостах, на ободрышах, лесник, автогурман  = 28,8 кПа; в) при ✅Вездеход на базе ГАЗ-66: самодельные, лесоруб на шасси, болотоход на мостах, на ободрышах, лесник, автогурман = 181 кПа,✅Вездеход на базе ГАЗ-66: самодельные, лесоруб на шасси, болотоход на мостах, на ободрышах, лесник, автогурман 119 кПа,
определенных по формуле
(9) при Тст = 730 сут, по формуле (8)✅Вездеход на базе ГАЗ-66: самодельные, лесоруб на шасси, болотоход на мостах, на ободрышах, лесник, автогурман 143 кПа.

Подставив в формулу (7) значения n , P и E ср определяют осадку слоя торфяной залежи

✅Вездеход на базе ГАЗ-66: самодельные, лесоруб на шасси, болотоход на мостах, на ободрышах, лесник, автогурман =0,73 м.

Среднемесячные значения температуры воздуха для г.
Сургута солнечной радиации Q с , а также
среднемесячные приведенные температуры воздуха t пр i , рассчитанные по формуле (11) настоящего
приложения, приведены в табл. 9 настоящего приложения. При расчете t пр i принято:

α = 23,2 Вт/(м2. ° С); КА = 0,5 при А = 25 %.

Таблица 9

Месяц

t в , ° C

Q с , Вт/ (см2. мес)

t пр , ° C

Январь

-22,2

0,7

-22,2

февраль

-19,3

2,6

-18,8

Март

-12,8

7,9

-10,8

Апрель

-4,4

13,1

-0,9

Май

3,6

16,3

8,1

Июнь

12,6

18,0

17,4

Июль

16,8

16,3

21,3

Август

13,9

12,2

17,2

Сентябрь

7,4

7,0

9,2

Октябрь

-1,7

3,5

-1,0

Ноябрь

-13,3

1,2

-13,3

Декабрь

-20,2

 0,5

-20,2

За год

-3,3

По данным табл. 9 определяют средние
приведенные температуры воздуха за летний ( t п.л ) и за зимний ( t п.з ) периоды по формуле (12),
предварительно установив по формулам (13) настоящего приложения коэффициенты
Ал(з) и B л(з) :

✅Вездеход на базе ГАЗ-66: самодельные, лесоруб на шасси, болотоход на мостах, на ободрышах, лесник, автогурман 14 ° C .

По формуле (14) определяют
продолжительность периодов τл и τз
соответственно с положительными ( t п.л ) и отрицательными ( t п.з ) температурами:

τл
= 730[0,9 (5 — 1) 0,9] = 4234 ч;

τз
= 730[0,1 (7 — 1) 0,1] = 4526 ч.

Проверка : τл τз = 24 . 365 = 8760 ч =4234
4526 = 8760 ч.

Теплофизические характеристики грунтов приняты по табл. 6
настоящего приложения:

супесь легкая — λ т = 1,72 Вт/(м . °С);

Ст = 2595 кДж/(м3. ° С); Q = 68650 кДж/м3;

λ м = 1,86 Вт/(м . °С); См = 2009 кДж/(м3. °C); уплотненный торф — λ т = 0,52 Вт/(м . °С); λ м = 0,81 Вт/(м . °С).

По формулам (15) вычисляют
значения S , μ, КГ:

✅Вездеход на базе ГАЗ-66: самодельные, лесоруб на шасси, болотоход на мостах, на ободрышах, лесник, автогурман м; ✅Вездеход на базе ГАЗ-66: самодельные, лесоруб на шасси, болотоход на мостах, на ободрышах, лесник, автогурман  м-1;

По номограмме рис. 2 настоящего приложения при
μ = 13,5 м-1 и КГ = 18,0 находят величину
протаивания однородного массива супеси легкой h по оси дороги: h = 3,0 м.

Зная, что h гр = 1,1 м, определяют
глубину оттаивания намороженной торфяной плиты сверху по формуле (16):

✅Вездеход на базе ГАЗ-66: самодельные, лесоруб на шасси, болотоход на мостах, на ободрышах, лесник, автогурман 0,48 м, что
несколько превышает допустимую величину ( h д = 0,4 м). Поэтому уточняют толщину насыпи из минерального грунта по формуле (17);

h гр = h — f h д = 3,0 — 4 . 0,4 = l ,4 м.

Для проверки условия (5) производят расчет
глубины промерзания конструкции, предварительно вычислив S , μ, КГ:

✅Вездеход на базе ГАЗ-66: самодельные, лесоруб на шасси, болотоход на мостах, на ободрышах, лесник, автогурман  м;
✅Вездеход на базе ГАЗ-66: самодельные, лесоруб на шасси, болотоход на мостах, на ободрышах, лесник, автогурман  м-1;

По номограмме на рис. 2 настоящего приложения при
μ = 12,5 м-1 и Кг = 20 находят глубину промерзания
массива из супеси h = 3,4 м и вычисляют глубину промерзания торфяной плиты под
слоем грунта h гр = 1,4 м:

✅Вездеход на базе ГАЗ-66: самодельные, лесоруб на шасси, болотоход на мостах, на ободрышах, лесник, автогурман 0,5 м. Величина ✅Вездеход на базе ГАЗ-66: самодельные, лесоруб на шасси, болотоход на мостах, на ободрышах, лесник, автогурман  м, поэтому условие (5)
будет удовлетворено.

В связи с тем, что толщина слоя минерального грунта
по теплотехническому расчету h гр = 1,4 м больше, чем
была принята предварительно ( h гр = 1,1 м), необходимо
уточнить параметры автозимника:

ширина насыпи понизу B гр н = 12,0 2 . 1,5
. 1,4 = 16,2 м;

ширина намораживаемой плиты Вн = B гр н 2 b б 2 mH н = 16,2 2 . 2 2 . 1
. 1,56 = 23 м.

Уточнение величины осадки S0:

при ✅Вездеход на базе ГАЗ-66: самодельные, лесоруб на шасси, болотоход на мостах, на ободрышах, лесник, автогурман  по графику на рис. 1
настоящего приложения n = 0,17;✅Вездеход на базе ГАЗ-66: самодельные, лесоруб на шасси, болотоход на мостах, на ободрышах, лесник, автогурман = 27,5 кПа;

Толщина намораживаемой плиты согласно условию (1)
составит

H н = 0,3 0 0,75 0,16 = 1,21 м.

Окончательно
конструктивные параметры автозимника (см. рис. 17, тип 28 настоящих норм)
приняты:

В = 12,0 м;            B гр н = 18,2 м;             H пр = 0,4 м;                  H н = 1,21 м;

B н = 23,0 м;           h гр = 1,4 м;                  S 0 = 0,75 м;                  S т = 0,16 м;

✅Вездеход на базе ГАЗ-66: самодельные, лесоруб на шасси, болотоход на мостах, на ободрышах, лесник, автогурман  = h д = 0,4 м;   ✅Вездеход на базе ГАЗ-66: самодельные, лесоруб на шасси, болотоход на мостах, на ободрышах, лесник, автогурман = 0,1 м.

При этих
параметрах условия
(1) — (6) выполняются, и расчет считается законченным.

Пример 2. Требуется
запроектировать автозимник в районе г. Сургута (климатические данные те же, что
и в примере 1)
для круглогодичной эксплуатации. Конструкция автозимника — тип 25 (см. рис. 15
настоящих норм). Земляное полотно отсыпают из песка мелкозернистого:

влажность
10 %; λт = 1,51 Вт/(м . °С); Ст =
2009 кДж/(м3 . °С); Q = 60278 кДж/м3; слой теплоизоляции устраивают из торфа.
Требуется определить толщину слоя из минерального грунта ( h гр ) и слоя теплоизоляции ( h т ) при условии, что
оттаивание снежно-ледяного ядра в процессе эксплуатации автозимника не
допускается.

Расчет глубины оттаивания земляного полотна и слоя
теплоизоляции выполняют в следующем порядке:

а) устанавливают продолжительность теплого периода
года τл = 4234 ч и среднюю за этот период приведенную
температуру t п.л = 14 °С (см. пример 1);

б) вычисляют значения S , μ, КГ:

✅Вездеход на базе ГАЗ-66: самодельные, лесоруб на шасси, болотоход на мостах, на ободрышах, лесник, автогурман  м;
✅Вездеход на базе ГАЗ-66: самодельные, лесоруб на шасси, болотоход на мостах, на ободрышах, лесник, автогурман  м-1;

в) по номограмме рис. 2 настоящего приложения при
μ = 15,4 м-1 и КГ = 17,1 находят глубину протаивания
однородного массива мелкозернистого песка:

h = 2,9 м;

г) при известном значении h = 2,9 м, задавшись высотой земляного полотна h гр , например h гр = 1,0 м, определяют толщину слоя теплоизоляции из
торфа

или наоборот, задавшись толщиной слоя теплоизоляции, например h т = 0,3 м, находят толщину насыпного слоя из минерального грунта:

h гр = h — f h т = 2,9 — 3,9 . 0,3 = 1,73 м.

Строительство
ледовых автозимников

5.32. Автозимники по льду рек, озер и морей строят
при устойчивом ледяном покрове и сравнительно спокойном течении воды, при
отсутствии торосов или малом количестве мелких и средних торосов высотой до 1
м, при отсутствии наледных полей и полыней или возможности их обхода.

Уклоны съездов на берега рек и выездов с них не
должны превышать 90 %о.

5.33. На первом этапе строительства ледовых
автозимников выполняют следующие подготовительные pa боты:

земляные работы на съездах на берега рек, озер и
морей и выездах с них; спрямление и углубление русел на наледных участках;

строительство линейных зданий;

заготовку материалов и подготовку оборудования для
усиления ледяного покрова;

заготовку дорожных знаков и вех для обустройства
автозимника.

5.34. Второй этап строительства ледовых автозимников
начинается после ледостава, когда лед может выдержать нагрузку от
дорожно-строительных машин, и включает следующие работы:

определение толщины льда и глубины водотока замерами
по предварительно намеченной трассе и окончательная прокладка трассы на
местности;

подготовку поверхности льда для движения транспорта
(очистка от снега, расчистка наплывов льда и торосов);

усиление слабого ледяного покрова;

обустройство автозимника дорожными знаками и
ориентирующими вехами.

Перед началом строительства производят визуальную
оценку состояния поверхности ледяного покрова путем специального обследования,
например облет трассы на вертолете.

5.35. На перекатах русло углубляют для
предотвращения образования крупных наледей.

Работы по углублению и выравниванию русла выполняют
в конце осени перед ледоставом специальными машинами, бульдозерами или
навесными дноуглубительными снарядами на мощных тракторах с уширенными
гусеницами. В качестве навесных снарядов можно использовать
корчеватели-собиратели, у которых отверстия между зубьями закрывают перфорированными
стальными листами. Отдельные крупные валуны удаляют взрывным способом.

5.36. Замеры толщины
льда и прокладку трассы на местности проводят на втором этапе, не прерывая
строительства. Для этой цели создают специальную группу обследования, которая,
продвигаясь в 5 — 10 км впереди механизированного отряда, производит осмотр и
вешение трассы и информирует основной строительный отряд об опасных, требующих
усиления местах.

Толщину льда замеряют в лунках, пробуриваемых через
каждые 50 — 100 м по трассе автозимника. В журнале промеров отмечают толщину
льда и его структуру, глубину водоема, а также расчетную допустимую величину
нагрузки для данного участка ледяного покрова, руководствуясь данными табл. 8.

Для определения толщины льда по трассе целесообразно
использовать радиолокационные толщиномеры льда типа «Зимник» и
Плужник». Толщиномер льда «Зимник» (опытный образец Рижского
Краснознаменного института инженеров гражданской авиации) устанавливается на автомобиле
УАЗ-469 и предназначается для маршрутного непрерывного измерения толщины льда,
обеспечивая при скорости движения автомобиля 40 км/ч точность замеров
3 см.

Если прогнозируемая нагрузка на лед выше допустимой
расчетной (см. табл.
8), то обход опасного участка предусматривают по пойме или по берегу
реки. Если это невозможно, то намечают мероприятия по усилению ледяного
покрова.

5.37. Состав и
оснащение группы обследования должны обеспечить необходимую скорость
передвижения основного механизированного отряда по строительству полотна
автозимника. В группу обследования желательно включить специалиста-гидролога.

При трассировании ледового автозимника следует через
каждые 15 — 20 км предусматривать выход автозимника на сушу, не прибегая к
искусственному искривлению трассы, а используя места спрямления излучин рек.
Участки автозимника, проходящие по суше, могут быть использованы для
вынужденных остановок автомобилей, кратковременного отдыха водителей или
временного складирования строительных материалов.

5.38. Группа обследования выделяет на трассе
автозимника участки, характерные по состоянию поверхности льда и сложности
строительных работ:

I — с ровной поверхностью и наличием торосов от
шугового льда высотой до 15 см; строительные работы — преимущественно
снегоочистка;

II — со значительным количеством торосов высотой до
30 см; строительные работы — снегоочистка с планировкой льда;

III — с торосами от льда осеннего ледохода высотой
более 30 см при хаотическом их нагромождении; строительные работы —
преимущественно планировка торосов;

IV — с недостаточной для пропуска расчетных нагрузок
толщиной; строительные работы — усиление льда.

5.39. Подготовка поверхности льда под автозимник
осуществляется механизированным отрядом, оснащенным машинами и механизмами для
расчистки снега, удаления (срезки) наплывов льда и торосов, усиления ледяного
покрова. Строительные и транспортные машины должны быть преимущественно на
гусеничном ходу и иметь небольшую массу.

Ледяной покров следует очищать от снега, наплывов и торосов на ширину не менее 12 м
сквозным проходом отряда.

Для расчистки снега следует использовать легкие
бульдозеры, двухотвальные автомобильные, тракторные и легкие роторные
снегоочистители, а также прицепные снегоочистительные приспособления. Для
предохранения льда от морозного растрескивания, механического износа, а также
для обеспечения лучшего сцепления колес с покрытием автозимника необходимо
оставлять на проезжей части слой уплотненного снега толщиной до 5 см.

Замыкающие машины в отряде следует оборудовать
приспособлениями для разравнивания снежных валов, которым придают уклон не
круче 1 : 6 (см. рис. 7).

5.40. Трассу
автозимника от наплывов и средних торосов следует расчищать бульдозерами,
автогрейдерами, от крупных торосов — буровзрывным способом. Для расчистки
торосов и наплывов целесообразно использовать специальные ледорезные машины,
например типа ЛФМ-ГПИ-1 (высота срезаемых неровностей до 150 см,
производительность 120 м3/ч, масса около 2000 кг) или ледорезные
машины типа СПУ-90.

Все выбоины после расчистки следует залить водой и
заморозить.

5.41. Ледяной покров на участках с толщиной льда,
недостаточной для движения автомобилей с заданными нагрузками, усиливают,
обеспечивая естественное промораживание его или намораживание дополнительного
слоя льда (послойным розливом воды по льду или дальнеструйным дождеванием в
морозном воздухе).

5.42. Километровые столбы, дорожные знаки и вехи,
обозначающие полосу автозимника, устанавливают сразу после прохода отряда в еще
не затвердевшие снежные валы или в скважины, пробуренные в грунте.

5.43. При работе
механизированного отряда на ледяном покрове надлежит строго руководствоваться
общими правилами техники безопасности при строительстве дорог с учетом
следующих положений:

на всех машинах и механизмах радиатор и картер
должны быть защищены броневыми листами;

машины должны иметь фары переднего и заднего освещения
и фару кругового обзора;

к каждой машине должен быть прикреплен буксирный
трос необходимого диаметра длиной не менее 25 м;

кабины должны быть оборудованы аварийными люками;

дистанция между работающими машинами должна быть не
менее 50 м;

не следует допускать длительных остановок машин на
льду ( табл.
18); неисправные машины необходимо сразу отбуксировать на берег.

5.44. Ледовые переправы устраивают в такой
технологической последовательности:

а) подготовительные работы на переправе:

восстановление перехода на местности согласно
проекту;

земляные работы по устройству подходов к реке;

очистка поймы реки по трассе перехода от крупных
камней, мешающих движению транспортных средств, засыпка углублений;

б) остальные операции те же, что и при устройстве
автозимника на ледяном покрове, и выполняются в том же порядке (см. пп. 5.37 — 5.41).

Подготовительные работы на переправе проводят в
летне-осенний период, остальные операции по устройству ледяной переправы —
после того, как толщина льда станет достаточной для пропуска строительных машин
и механизмов.

Таблица 18

Коэффициент
запаса прочности х)

Допустимая продолжительность стоянки, ч, при температуре воздуха за 3
сут, °С

до -5

от -5 до -10

от -10 до -15

ниже -15

1,1

0

0

0

0

1,2

0

0,1

0,2

0,5

1,3

0,1

0,5

2,0

4,0

1,4

0,3

2,4

8,0

20,0

1,5

1,0

7,0

24,0

24,0

1,8

2,0

18,0

1,7

5,0

24,0

2,0

24,0

х) Коэффициент запаса прочности представляет собой отношение расчетной
нагрузки на ледяной покров к фактической.

Усиление ледовых переправ производят с учетом
требований пп.
4.13 — 4.20. Перед началом работ по усилению переправ рекомендуется
с намеченной для переправы полосы льда удалять снег на ширину не менее 30 м.
При усилении ровного льда методом дождевания снег можно не расчищать, но при
этом следует увеличить долю воды в водоледяной смеси, что достигается
установкой насадка увеличенного диаметра на ствол дождевального агрегата.

5.45. Усиление переправ послойным намораживанием
(см. рис. 11,
типы 18, 19) выполняют в такой последовательности:

по обеим сторонам намеченной полосы движения
устраивают валики из снега высотой 20 — 30 см или укладывают деревянные жерди;

пространство между валиками или жердями заливают с
помощью мотопомпы водой послойно (2 — 5 см) по мере замерзания.

Если на месте строительства переправы имеются
хворост, мелкие сучья, ветки, то пространство между валиками заполняют ими, а
потом послойно разливают воду и замораживают. Для ускорения намораживания в
отдельных случаях пространство между валиками сначала заполняют колотым льдом,
а затем заливают водой.

Время намораживания слоя необходимой толщины можно ориентировочно
определить, используя данные табл. 19.

5.46. Усиление переправ методом дождевания воды в
морозном воздухе (см. рис. 12) наиболее эффективно при температуре
воздуха ниже минус 15 °С и скорости ветра до 5 м/с. Для дождевания
используются намораживающие агрегаты типа «Град», созданные на базе
широко применяемых насосов и насосных станций СНП 50/80, СНП 75/100 (см.
рекомендуемое приложение 8).

Лед, получаемый методом дождевания, имеет
мелкокристаллическую структуру и более медленно разрушается под действием
солнечной радиации весной. Для эффективного образования такого льда доля воды в
выпадающей водоледяной смеси должна составлять примерно 45 %. Такая смесь на
полотне переправы не растекается и быстро замерзает.

Режим намораживания льда назначают в зависимости от
температуры воздуха и скорости ветра ( табл. 19) и регулируют высотой
падения капель, степенью их измельчения и скоростью смещения факела в объеме
воздуха.

Таблица 19

Скорость
ветра,

м/с

Толщина льда, см, образующегося в течение 1 ч при температуре воздуха,
°С

-4

-5

-10

-15

-20

-25

-30

0

0

0

0,5

1,0

1,5

2,0

-2,5

1

0

0

0,5

1,0

1,5

2,0

3,0

3

0

0

1,0

1,5

2,5

3,5

4,5

5

0

0,3

1,0

2,0

3,0

4,0

5,5

7

0,3

0,5

1,5

2,5

3,5

5,0

6,5

10

0,5

1,0

1,5

3,0

4,0

6,0

8,0

5.47. Намораживание ледовых переправ выполняют в
такой последовательности:

определяют толщину естественного льда и глубину
водотока замерами по намеченной оси переправы;

подготавливают поверхность естественного льда к
намораживанию дополнительных слоев льда;

намораживают послойно лед до толщины, обеспечивающей
требуемую грузоподъемность переправы.

5.48. На ледовых переправах толщину естественного
льда и глубину водотока замеряют через каждые 10 — 15 м в трех точках (по оси и
по краям полосы) при ширине реки до 100 м; при большей ширине реки и однородном
ледяном покрове расстояние между лунками может быть увеличено до 20 — 50 м.

Результаты замеров толщин льда и глубин водоема
заносят в «Паспорт ледяной переправы» (см. рекомендуемое приложение 9).
Одновременно устанавливают требуемую толщину намораживаемого льда на отдельных
участках переправы с учетом величины расчетных нагрузок (см. справочное приложение 5)
и грузоподъемности (несущей способности) ледяного покрова ( пп. 4.11
и 4.20).

5.49. При подготовке поверхности льда для
намораживания руководствуются следующим:

наличие на льду снежного покрова высотой до 15 см и
торосов высотой до 25 см практически не влияет на процесс намораживания льда;

дождевание на снежный покров высотой 15 — 25 см и
торосы высотой 25 — 40 см следует производить при содержании в водоледяной
смеси воды 55 % и более;

при толщине снежного покрова более 25 см и высоте
торосов более 40 см следует предусматривать подготовку поверхности льда
согласно п.
5.40.

5.50. На подготовленной поверхности льда по оси
переправы устанавливают контрольные маркированные вехи через каждые 15 — 20 м
высотой, превышающей проектную толщину намораживаемого слоя льда. На каждой
вехе вкруговую яркой краской наносят риски на высоте, равной проектной толщине
намораживаемого слоя льда.

5.51. Режим работы намораживающего агрегата типа
«Град» назначают с учетом несущей способности естественного льда и
направления ветра в период намораживания ( рис. 19):

если лед не выдерживает веса агрегата (с буксиром),
то намораживание следует начинать с берега; после замерзания водоледяной смеси
агрегат перемещают на искусственный лед и продолжают намораживание следующего
участка (см. рис.
19, а);

при толщине естественного льда, достаточной для
безопасной работы агрегата, намораживание ведут, перемещая его по оси переправы
(см. рис. 19,
б) или вдоль ее бровки на расстояние 5 — 10 м от нее (см. рис. 19,
в), чтобы исключить влияние встречного направления струи ветра.

При работе на тонком льду намораживающие агрегаты
следует устанавливать на деревянные щиты размером 4 ´ 0,6 ´ 0,05 м, которые
располагают вдоль оси агрегата по одному под каждую опору (колесо).

Рис. 19. Намораживание ледовых переправ методом
дождевания:

а — с берега; б — при движении
агрегата по оси переправы; в — то же, вдоль переправы; ✅Вездеход на базе ГАЗ-66: самодельные, лесоруб на шасси, болотоход на мостах, на ободрышах, лесник, автогурман✅Вездеход на базе ГАЗ-66: самодельные, лесоруб на шасси, болотоход на мостах, на ободрышах, лесник, автогурман✅Вездеход на базе ГАЗ-66: самодельные, лесоруб на шасси, болотоход на мостах, на ободрышах, лесник, автогурман

5.52. Расстояние между стоянками (позициями) агрегата
выбирают таким образом, чтобы обеспечить перекрытие намораживаемых зон не менее
чем на 5 м.

На каждой стоянке агрегата для забора воды
пробуривают лунки размером на 10 — 15 см больше диаметра всасывающего патрубка
(сосуна).

5.53. Количество намораживаемых слоев назначают с
учетом общего объема намораживаемого льда, количества намораживающих агрегатов
и времени полного замерзания слоев водоледяной смеси заданной толщины. Обычно
эффективнее наморозить несколько тонких слоев, чем один толстый.

Нанесение очередного слоя производят только после
полного замерзания предыдущего. Время замерзания слоя водоледяной смеси
ориентировочно назначают по табл. 20.

5.54. Толщина первого намораживаемого слоя не должна
превышать половины толщины естественного льда. Толщину контролируют по вехам,
установленным по оси переправы, а в промежутках — определяют визуально.

5.55. Качественное сцепление ледовой переправы с
берегом достигается намораживанием слоя льда толщиной не менее 0,5 м на
береговую зону по площади 10 ´ 30 м; при этом одновременно уполаживают съезды на
переправу.

5.56. Перед вводом в
эксплуатацию намороженной ледовой переправы на ее поверхность и на участки
съездов целесообразно нанести шероховатый слой износа толщиной до 10 см. Слой
износа наращивают на поверхность переправы путем дождевания в морозном воздухе
гидропульпы (смесь воды и песка в соотношении по объему, например, 6 : 1),
используя установки типа «Град», оснащенные сменным оборудованием —
сосуном для непосредственного всасывания без предварительного рыхления
несвязного грунта (песка) со дна водоема.

Таблица 20

Толщина
намораживаемого слоя, см

Скорость ветра, м/с

Время замерзания слоя водоледяной смеси, ч, при температуре воздуха,
°С

-15

-20

-25

-30

-40

10

0

28

20

15

14

10

1

19

13

10

9

7

3

15

9

8

6

5

6

13

8

7

5

4

20

0

65

48

39

32

24

1

47

35

25

23

18

3

35

27

21

18

13

6

30

24

18

16

12

30

0

110

85

72

57

42

1

85

65

54

43

32

3

70

52

42

35

26

6

60

48

38

32

24

40

0

130

105

86

65

1

103

87

69

52

3

86

70

57

43

6

80

64

53

40

Режим дождевания (напор, скорость смещения факела,
угол наклона ствола дождевателя) назначают в каждом конкретном случае с учетом
температуры воздуха, скорости ветра, крупности частиц смеси и дальности их
полета. Режим должен быть таким, чтобы получился монолит с содержанием песка не
менее 30 % (по объему), а излишек воды выпадал в виде фирна с подветренной
стороны за пределами проезжей части.

В результате дождевания гидропульпы на поверхности
ледовой переправы формируется монолит из зерен льда и песчаных частиц,
равномерно распределенных по объему слоя износа, т.е. создается слой,
обладающий абразивными свойствами и обеспечивающий высокую шероховатость
коэффициент сцепления) поверхности ездового полотна в течение всего срока
службы переправы.

5.57. При усилении ледовой переправы деревянным
настилом (см. рис.
8, тип 14) его, как правило, укладывают на выровненный слой снега
толщиной около 15 см. Поперечины лежневого настила выравнивают подбивкой снега
с последующей поливкой его водой. Стыки отельных лежней устраивают вразбежку
над разными поперечинами.

5.58. Усиление ледовой переправы деревянным настилом
на стойках (см. рис.
8, тип 15) выполняет бригада,
оснащенная ручными или легкими механическими бурами, мотопилами и мотопомпами.

В местах установки стоек пробуривают лунки
диаметром, несколько большим диаметра стоек. Стойки пускают в лунки до
соприкосновения с дном реки и хорошо заклинивают льдом или уплотненным снегом.
Примерно через сутки стойки прочно смерзаются с ледяным покровом.

5.59. «Плавающие» дереволедяные переправы
(см. рис. 9)
устраивают следующим образом. На ледяной покров укладывают продольные лежни,
связывая их проволочными скрутками. В пространстве между лежнями послойно
намораживают лед, затем на лежни укладывают сплошной деревянный настил из
тонкомерной древесины диаметром 12 — 14 см, который связывают проволокой после
укладки отбойных брусьев. Настил засыпают слоем снега толщиной 15 — 20 см,
поливают водой и промораживают.

5.60. При усилении ледовых переправ клеефанерными
сборно-разборными дорожными покрытиями (см. рис. 10) на выровненный слой
снега толщиной около 10 см укладывают поперечные плиты, на них — плиты
основного пути. После скрепления и обжатия плит основного пути снег поливают
водой на ширину переправы и промораживают.

5.61. При устройстве ледовых переправ и ледовых
автозимников для более быстрого замораживания полыней применяют забрасываемые
ветками перехваты в виде протянутых поперек реки жердей, соединенных
проволокой, или тросов, закрепленных за колья, вмороженные в лед.

Достаточно простой и эффективный способ
замораживания полыньи — заполнение ее колотым льдом.

Закладка Постоянная ссылка.