CC BY
26
Золотарев Николай Валерьевич - старший преподаватель Омского государственного аграрного университета. Основное направление научных исследований - защита от подтопления
в мелиоративном строительстве. Имеет 9 опубликованные работ. E-mail: zolotarev-
nikolai@rambler. ru
УДК 625.7/.8:528.48
ОБЕСПЕЧЕНИЕ ТОЧНОСТИ КОНТРОЛЯ НЕРОВНОСТЕЙ КОНСТРУКТИВНЫХ СЛОЕВ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД С ПРИМЕНЕНИЕМ НИВЕЛИРОВ ТИПА Н-3
Ю. В. Столбов, С. Ю. Столбова, Д. О. Нагаев, К. С. Кокуленко
Аннотация. Рассмотрено обеспечение необходимой точности контроля конструктивных слоев дорожных одежд (оснований и покрытий автомобильных дорог) с применением нивелиров типа Н-3. Приведены значения погрешностей и максимальных расстояний реек от нивелиров типа Н-3 при геодезическом контроле неровностей конструктивных слоев дорожных одежд. Даны рекомендации налаживать выполнение геодезического контроля не по допускаемым отклонениям, а по среднеквадратическим погрешностям с доверительными вероятностями Р=0,90 или Р=0,95.
Ключевые слова: точность контроля, неровность, конструктивные слои, дорожная одежда, автомобильная дорога.
При приемке выполненных работ, согласно СНиП 3.06.03-85 (п.14.5), предусмотрено определение вертикальных отметок от проектных с шагом нивелирования через 5 м, но в каких случаях применяются шаги нивелирования 10 и 20 м не указывается. Нет рекомендаций и по обеспечению точности высотного положения оснований и покрытий автомобильных дорог, в том числе и точности контроля неровностей конструктивных слоев дорожных одежд.
При устройстве конструктивных слоев дорожных одежд (оснований и покрытий автомобильных дорог) возникают погрешности строительных и геодезических работ (детальной разбивки и контрольных измерений).
Для обеспечения точности геодезического контроля неровностей оснований и покрытий автомобильных дорог применяют нивелиры. Согласно ГОСТ 10528-90 [3], нивелиры подразделяются на 3 группы: высокоточные (типа Н-05), точные (типа Н-3) и технические (типа Н-10).
В работе [4] приведена методика расчета и нормы точности на строительные работы и геодезический контроль для обеспечения высотного положения конструктивных слоев дорожных одежд для всех категорий автомобильных дорог с учетом точности технологических процессов их устройства.
В процессе строительства автомобильных дорог путем нивелирования определяются вертикальные отметки поверхностей конструктивных слоев дорожных одежд и рассчи-
тываются отклонения их от проектных. Согласно [5], на основании полученных вертикальных отметок вычисляются алгебраические разности отметок точек (амплитуд) по выражению:
Sh =
i+i
2
(1)
hi-i и hi+i
- относительные отметки
где
предыдущей и последующей точек.
При нивелировании трех смежных точек (относительные отметки которых используются при вычислении амплитуд) поверхностей верха конструктивных слоев оснований и покрытий автомобильных дорог с шагом 5, 10 и 20 м, разницы плеч между крайними смежными точками будут соответственно составлять 10, 20 и 40 м, согласно формулы (1) для определения амплитуд Shi.
Среднеквадратическая погрешность взаимного высотного положения двух точек (разности их вертикальных отметок) с одной станции нивелирования будет определяться по формуле:
(2)
где т и тВ2 - среднеквадратические погрешности взглядов на точки 1 и 2;
то - среднеквадратическая погрешность несоблюдения главного условия нивелира из-за неравенства расстояний плеч ^ и
2 .
Рассмотрим обеспечение необходимой точности геодезического контроля неровностей оснований и покрытий автомобильных дорог с применением нивелиров типа Н-3 и трехметровой рейки с сантиметровыми делениями.
Точность определения отметок при нивелировании зависит от точности взглядов (отсчетов) по рейкам, которая определяется по формуле:
і 2 і 2 і 2 т. =л/ту + тос + тд
(3)
где
ность взглядов (отсчетов);
ту - среднеквадратическая погрешность приведения визирной оси нивелира в горизонтальное положение; тос - среднеквадратическая погрешность отсчета по рейке;
тд - среднеквадратическая погрешность нанесения делений на рейке.
Среднеквадратическая погрешность
ту (мм) для нивелиров типа Н-3 определяется
по выражению:
= ±0,2 -4т- S ■
Р
(4)
где
мм.
т - цена деления уровня (т - 20");
5 - расстояние от нивелира до рейки,
Среднеквадратическая погрешность отсчета по рейке определяется по выражению:
тос -± 0,2 ■ V + 0,03 ■ t
(5)
где
(31х);
V - увеличение зрительной трубы 5 - расстояние от нивелира до рейки,
т. - среднеквадратическая погреш- м;
t - наименьшая цена деления рейки (10 мм).
Среднеквадратическая погрешность нанесения делений на рейке тд = 0,5 мм. Тогда
формула определения тв для нивелиров типа Н-3, согласно [6], будет иметь вид:
+ 1 0,2 — + 0,03 ■ г 1 V
■ (0,5)2 -(6)
т. М ■■Г'-ї-р)
Среднеквадратические погрешности визирования на рейку для нивелиров типа Н-3, у которых V=31x и т- 20", вычисленные по формуле (6), приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Среднеквадратические погрешности визирования на рейку для нивелиров типа
Н-3
1
т
Расстояние от нивелира до рейки S, м Среднеквадратическая погрешность т., мм Расстояние от нивелира до рейки S, м Среднеквадратическая погрешность т., мм
10 ± 0,62 110 ± 1,23
20 ± 0,67 120 ± 1,29
30 ± 0,72 130 ± 1,37
40 ± 0,77 140 ± 1,44
50 ± 0,83 150 ± 1,51
60 ± 0,89 160 ± 1,58
70 ± 0,96 170 ± 1,66
80 ± 1,02 180 ± 1,73
90 ± 1,09 190 ± 1,80
100 ± 1,17 200 ± 1,88
Среднеквадратическая погрешность несо- где е - угол между визирной осью трубы и
блюдения главного условия нивелира из-за осью цилиндрического уровня нивелира,
неравенства расстояний плеч 5'1 и £2, опре- е" = 10". Значения среднеквадратической по-
деляемая по выражению: грешности то приведены в таблице 2.
1
Ш„ - - S2 )■ - . (7)
Р
Таблица 2 - Среднеквадратические погрешности из-за неравенства плеч
Разность плеч дї, м Погрешность то, мм Разность плеч дї, м Погрешность то, мм
10 ± 0,5 60 ± 3,0
20 ± 1,0 70 ± 3,5
30 ± 1,5 80 ± 4,0
40 ± 2,0 90 ± 4,5
50 ± 2,5 100 ± 5,0
В работе [4] в зависимости от коэффициентов точности технологических процессов ТП и допустимых значений амплитуд вертикальных отметок £Н , приведены нормированные значения предельных погрешностей £ГН и, с доверительными вероятностями Р=0,90 и Р=0,95, среднеквадратических погрешностей геодезического контроля неровностей конструктивных слоев дорожных одежд тГН .
Для обеспечения нормированного значения среднеквадратических погрешностей контроля неровностей конструктивных слоев дорожных одежд необходимо определить максимальные и минимальные расстояния удаления реек от нивелиров типа Н-3.
Приведем пример расчета: ТП = 1,0, шаг
нивелирования через 10 м. Для дорог I, II и III категорий при использовании комплектов машин с автоматической системой задания вертикальных отметок, согласно [2], допустимое значение амплитуд вертикальных отметок £Н =8мм, а нормированное значение предельной погрешности £ГН = 3,60 мм, тогда нормированное значение среднеквадратической погрешности геодезического контроля неровностей конструктивных слоев дорожных одежд, при доверительной вероятности Р=0,95, будет тГН = 1,80 мм .
Примем максимальное 5? и минимальное 52 расстояния от нивелира до реек соответст -
венно 100 и 80 м, а разница плеч А£ = 20 м. Тогда при использовании нивелиров типа Н-3 и трехметровых реек с сантиметровыми делениями расчетное максимальное значение среднеквадратической погрешности определения превышений между двумя точками с одной станции (при
тв1 = 1,17 мм; тв^ = 1,02 мм; то = 1,0 мм)
будет тГР = 1,85 мм .
Следовательно, при геодезическом контроле неровностей оснований и покрытий автомобильных дорог с шагом нивелирования через 10 м, с доверительной вероятностью Р=0,95, при коэффициенте точности технологического процесса устройства конструктивных слоев дорожных одежд ТП = 1,0
наибольшее расстояние реек от нивелиров типа Н-3 возможно до 100 м.
Подобным образом выполнены расчеты максимальных и минимальных расстояний реек от нивелиров типа Н-3 для обеспечения точности контроля (с доверительными вероятностями Р=0,90 и Р=0,95) неровностей оснований и покрытий автомобильных дорог разных категорий, шагов нивелирования, коэффициентов точности устройства конструктивных слоев дорожных одежд, при использовании комплектов машин без автоматической и с автоматической системами задания вертикальных отметок. Расчетные данные приведены в таблицах 3 и 4.
Таблица 3 - Значения погрешностей и максимальных расстояний (5) реек от нивелиров типа Н-3 при геодезическом контроле неровностей конструктивных слоев дорожных одежд при Р=0,90
Шаг нивелирования, м Коэффициент точности технологического процесса (ТП) £Н амплитуд, мм ^ГН , мм тГН , мм тГР , мм е max ’ м е ]пт ’ м де, м
Для дорог I, II и III категорий при использовании комплекта машин без автоматической системы задания вертикальных отметок
Т П = 1,0 3,15 1,91 1,95 130 120 10
5 = П Т 7 3,85 2,34 2,35 170 160 10
Т П = 2,0 6,30 3,83 2,65 200 190 10
Т П = 1,0 5,40 3,28 2,74 200 180 20
10 Т П = 1,5 12 6,60 4,01 2,74 200 180 20
Тп = 2,0 10,80 6,57 2,74 200 180 20
Т П = 1,0 10,80 6,57 3,17 200 160 40
20 Т П = 1,5 24 13,20 8,02 3,17 200 160 40
Тп = 2,0 21,60 13,13 3,17 200 160 40
Для дорог I, II и III категорий при использовании комплекта машин с автоматической системой задания вертикальных отметок
Т п = 1,0 2,25 1,37 1,40 70 60 10
5 Т п = 1,5 5 2,75 1,67 1,68 100 90 10
Т п = 2,0 4,50 2,74 2,65 200 190 10
Т п = 1,0 3,60 2,19 2,18 140 120 20
10 Т п = 1,5 8 4,40 2,67 2,64 190 170 20
Т п = 2,0 7,20 4,38 2,74 200 180 20
Т п = 1,0 7,20 4,38 3,17 200 160 40
20 Т п = 1,5 16 8,80 5,35 3,17 200 160 40
Т П = 2,0 14,40 8,75 3,17 200 160 40
Для дорог IV, V, ^е, П-е, Ш-е категорий и внутренних дорог промышленных предприятий при использовании комплекта машин без автоматической системы задания вертикальных отметок
Т п = 1,0 4,50 2,74 2,65 200 190 10
5 Т п = 1,5 10 5,50 3,34 2,65 200 190 10
Т П = 2,0 9,0 5,47 2,65 200 190 10
Т п = 1,0 7,20 4,38 2,74 200 180 20
10 Т п = 1,5 16 8,80 5,35 2,74 200 180 20
,0 2, II _ Я Т 14,40 8,75 2,74 200 180 20
Таблица 4 - Значения погрешностей и максимальных расстояний (5) реек от нивелиров типа Н-3 при геодезическом контроле неровностей конструктивных слоев дорожных одежд при Р=0,95
Шаг нивелирования, м Коэффициент точности технологического процесса (Т П) 8Н амплитуд, мм ¿ГН , мм тГН , мм тГР , мм е тах ’ м е тт ’ м де, м
Для дорог I, II и III категорий при использовании комплекта машин без автоматической системы задания вертикальных отметок
Т П = 1,0 3,15 1,58 1,68 100 90 10
5 = П Т 7 3,85 1,92 1.95 130 120 10
Т П = 2,0 6,30 3,15 2,65 200 190 10
Т П = 1,0 5,40 2,70 2,75 200 180 20
10 = П Т 12 6,60 3,30 2,75 200 180 20
Т П = 2,0 10,80 5.40 2,75 200 180 20
Т п = 1,0 10,80 5,40 3,17 200 160 40
20 = П Т 24 13,20 6,60 3,17 200 160 40
Т П = 2,0 21,60 10,80 3,17 200 160 40
Для дорог I, II и III категорий при использовании комплекта машин с автоматической системой задания вертикальных отметок
,0 II П Т 2,25 1,12 1,22 50 40 10
5 = П Т 5 2,75 1,38 1,40 70 60 10
Т П = 2,0 4,50 2,25 2,15 150 140 10
,0 II С Т 3,60 1,80 1,85 100 80 20
10 = ПП Т 8 4,40 2,20 2,25 150 130 20
Т П = 2,0 7,20 3,60 2,75 200 180 20
Т п = 1,0 7,20 3,60 3,17 200 160 40
20 »о < 1, = П Т 16 8,80 4,40 3.17 200 160 40
1 П = 2,0 14,40 7,20 3,17 200 160 40
Для дорог IV, V, ^с, П-с, Ш-с категорий и внутренних дорог промышленных предприятий при использовании комплекта машин без автоматической системы задания вертикальных отметок
Т П = 1,0 4,50 2,25 2,15 150 140 10
5 »о с 1, = П Т 10 5,50 2,75 2,65 200 190 10
Т П = 2,0 9,0 4,50 2,65 200 190 10
Т П = 1,0 7,20 3,60 2,75 200 180 20
10 = П Т 16 8,80 4,40 2,75 200 180 20
,0 2 II П Т 14,40 7,20 2,75 200 180 20
При геодезическом контроле неровностей конструктивных слоев дорожных одежд необходимо вычислять горизонт инструмента по отметкам двух смежных пикетов, для уменьшения влияния погрешностей во взаимном их высотном положении, и среднее его значение принимать за исходное. Выполненные расчеты по обеспечению точности геодезического контроля неровностей конструктивных слоев дорожных одежд показывают, что необходимо
налаживать выполнение геодезических и строительных работ не по допускаемым отклонениям, а по среднеквадратическим погрешностям с доверительными вероятностями Р=0,90 или Р=0,95.
Библиографический список
1. ГОСТ 21778-81 (СТ СЭВ 2045-79). Система обеспечения точности геометрических парамет-
ров в строительстве. Основные положения - Введ. 1980-12-02. - М.: Изд-во стандартов, 1981. - 9 с.
2. СНиП 3.06.03-85. Автомобильные дороги. Госстрой СССР.- М.ЦИТП Госстроя СССР, 1985.— с.106.
3. ГОСТ 10528-90. Нивелиры. Общие технические условия. — Введ. 1991-07-01. — М.: Изд-во стандартов, 1990. — 14 с.
4. Столбов Ю. В., Столбова С. Ю., Нагаев Д. О., Кокуленко К. С. Обоснование допусков на строительные и геодезические работы для обеспечения высотного положения оснований и покрытий автомобильных дорог // Известия вузов. «Строительство» 2010, №9. - с. 75-80.
5. ГОСТ 30412-96. Дороги автомобильные и аэродромы. Методы измерения неровностей оснований и покрытий. - Введ. 1997-01-01. - М.: Изд-во стандартов, 1996. - 7 с.
6. Практическое пособие по метрологическому обеспечению строительного производства. — М.: Стройиздат, 1975. — 64с.
MAINTENANCE OF ACCURACY OF CONTROL OF ROUGHNESSES OF CONSTRUCTIVE LAYERS OF ROAD CLOTHES WITH APPLICATION OF LEVELS OF TYPE N-3
Yu. V. Stolbov, S. Yu. Stolbova,
D. O. Nagaev, K.S. Kokulenko
Maintenance of necessary accuracy of control of constructive layers of road clothes (the bases and coverings of highways) with application of levels of type N-3 is considered. Values of the maximum distances of laths from levels of type N-3 are resulted at geodetic control of rough-
nesses of constructive layers of road clothes. Recommendations to adjust performance of geodetic control not on permissible deviations, and on average quadratic to errors with confidential probabilities Р=0,90 or Р=0,95.
Столбов Юрий Викторович - доктор технических наук, профессор кафедры «Геодезия» ФГБОУ вПо СибАДИ». Основные направления научной деятельности: обоснование допусков на геометрические параметры строительных конструкций и контроль качества строительства. Общее количество опубликованных работ: 125. email: [email protected].
Столбова Светлана Юрьевна - кандидат технических наук, доцент, зав. кафедрой «Недвижимость и строительный бизнес ФГБОУ ВПО СибАДИ». Основные направления научной деятельности: обоснование и обеспечение точности возведения зданий и сооружений. Общее количество опубликованных работ: 30. e-mail:
stolbova_sy@sibadi. org
Нагаев Дмитрий Олегович - инженер ФГБОУ ВПО СибАДИ. Основные направления научной деятельности: строительство автомобильных
дорог. Общее количество опубликованных работ: 9. e-mail: [email protected]
Кокуленко Константин Сергеевич - инженер Сибирский центр ценообразования в строительстве, промышленности и энергетике. Основные направления научной деятельности: строительство зданий и сооружений. Общее количество опубликованных работ: 6. e-mail: [email protected]
УДК 666.96.01/.05; 666.964
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЗОЛЫ УНОСА ГУСИНООЗЕРСКОЙ ГРЭС В КАЧЕСТВЕ МИНЕРАЛЬНОГО ПОРОШКА ДЛЯ АСФАЛЬТОБЕТОНА
Л. А. Урханова, А. В. Битуев
Аннотация. В статье рассмотрены вопросы получения асфальтобетона с использованием в качестве минерального порошка золы уноса Гусиноозерской ГРЭС. Получен пористый асфальтобетон с использованием в качестве минерального порошка исходной золы уноса и плотный асфальтобетон с использованием активированного минерального порошка.
Ключевые слова: минеральный порошок, зола уноса, асфальтобетон, прочность
при сжатии.
Введение
Острый дефицит минеральных порошков (МП) для приготовления асфальтобетонных смесей и возросшая их стоимость вызывает необходимость расширения сырьевой базы асфальтобетонов. По данным ФГУ
«Управление дороги «Южный Байкал» потребность в минеральном порошке для асфальтобетона при выполнении работ по ремонту и капитальному ремонту федеральных автодорог составляет 630 тонн в год. В настоящее время ФГУ «Упрдор «Южный Байкал» в
