Основи проектування автомобільних доріг

Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство освіти і науки молоді та спорту України Харківський національний автомобільно-дорожній університет

Кафедра вишукувань та проектування автомобільних доріг

Курсовий проект з основ проектування автомобільних доріг

Виконав: ст. Буденний О.В.

Перевірив: проф. Ряпухін В.Н.

Харків 2013

План

Вступ

1. Природні умови

2. Транспорт. Види транспорту

3. Будівельні матеріали. Промислові відходи

4. Геологія. гідрологія

5. Розрахунок основних технічних нормативів

Вступ

Автомобільні дороги - важлива ланка загальної транспортної системи країни, без якої не може функціонувати ні одна галузь народного господарства. Рівень розвитку і технічний стан дорожньої сітки значно впливає на економічний і соціальний стан і розвиток як країни в цілому, так і її окремих регіонів, оскільки надійні транспортні зв'язки сприяють підвищенню ефективності виконання основних виробничих фондів, трудових і матеріально-технічних ресурсів, підвищенню продуктивності праці.

Дорожнє господарство знаходиться на складному стані розвитку, коли від переважного будівництва нових доріг дорожні організації поступово і неухильно переходять до підвищення технічного рівня і експлуатаційного стану існуючих доріг, капітальності дорожніх одеж, реконструкції доріг і мостів. На перше місце висуваються задачі підвищення швидкості, зручності і безпеки руху, інженерного обладнання і благоустрою доріг, архітектурно-естетичного оформлення і ін.

На протязі тривалого часу темпи росту об'ємів автомобільних перевезень. Випуску вантажних і легкових автомобілів випереджували темпи розвитку довжини доріг з твердим покриттям, що привело до зростання інтенсивності руху на дорогах.

Без значного підвищення рівня і експлуатаційного стану доріг неможливо вирішити задачу перевезення автомобільного транспорту з екстенсивного на інтенсивний шлях розвитку, підвищення ефективності затрат на дорожнє будівництво. Рішення вище названих задач вимагає капітальних вкладень. У зв'язку з чим перед проектувальниками автомобільних доріг ставиться питання особливої значимості по визначенню найбільш ефективних технічних рішень, направлених на зниження капіталоємності і трудомісткий будівельних та ремонтних робіт. Зменшення потрібності дефіцитних будівельних матеріалів, можливість механізації та індустріалізації дорожньо-будівельних робот і продовження строків будівельного виробництва. Пошук цих рішень засновується на широкім використанні місцевих дорожньо-будівельних матеріалів та промислових відходів, а також інших передових досягнень вітчизняних і закордонній дорожній науки.

Дорожня сітка - національне багатство країни, яке потрібно берегти, примножувати і ефективно використовувати.

1. Природні умови

Географічне положення району проектування.

Закарпатська область - область на південному заході України в межах західної частини Українських Карпат та Закарпатської низовини. На півночі межує з Львівською, на сході з Івано-Франківською областями України. На півдні з Румунією, на південному заході з Угорщиною, на заході зі Словаччиною, на північному заході з Польщею. Обласний центр - Ужгород.

Клімат.

Територія Закарпаття має м'який помірно-континентальний клімат. Він сформувався під впливом сонячної радіації, що потрапляє на поверхню, циркуляції повітряних мас і рельєфу території.

Величина сонячної радіації залежить від кута падіння сонячного проміння, який змінюється від 64-65° в червні до 17-18° в грудні. Поверхня області отримує в середньому за рік 48 ккал/см 2 тепла. Розподіл тепла та інші кліматичні показники (атмосферний тиск, опади, напрям і сила вітру) визначаються насамперед рельєфом. Карпатські гори перешкоджають проникненню холодних повітряних мас з півночі, тому клімат тут формується переважно вологими повітряними масами з Атлантичного океану і континентальним повітрям помірних широт. Гори зумовлюють "мозаїчність" клімату. Гірський рельєф посилює континентальність повітря. В гірській частині області спостерігаються найнижчі середні температури січня (-8°...-6°С) і липня (+14°...+16°С). В с. Нижній Студений зафіксовано абсолютний мінімум температур в області - -36°С. Ізотерми липня і січня простягаються паралельно до напрямку хребтів.

На рівнині повітря протягом року прогрівається більше, ніж в горах. Середня температура липня тут досягає +20°С, а січня - -4°С. Амплітуда середніх місячних температур є найбільшою саме в рівнинній частині області. Тут же зафіксовано абсолютний максимум температур - +41°С у м. Берегове.

Закарпаття має достатнє зволоження. Найбільше опадів (понад 1400 мм) випадає в найвищій частині Карпатських гір - на сході та північному сході області. Їх кількість зменшується в південно-західному напрямі (до 500-600 мм) - у районі міст Чоп та Берегове. Опади випадають переважно влітку (понад 60%), особливо у червні, а в горах - у липні. Влітку бувають зливи та грози. Сніговий покрив у гірській частині області встановлюється в середині листопада, сходить на початку квітня, тривалість його - до 110 днів (Нижній Студений). На рівнині сніговий покрив триває з кінця грудня - початку січня до початку березня в районі м. Берегове (51 день). На рівнинній території нерідко бувають зими без стійкого снігового покриву. Протягом року над Закарпаттям переважають повітряні маси помірних широт. На рівнинній території найчастіше дують південно-західні вітри, в передгір'ях і горах - гірсько-долинні, а вище 1000 м панує західний перенос повітря. Взимку в Карпати по зниженнях річкових долин проникають північні вітри. В цю ж пору холодне повітря часто опускається з гір на рівнину у вигляді північних і північно-східних вітрів.

Для Закарпаття сталий перехід через 5°С відбувається 17-22 березня (у Передкарпатті 1-11 квітня). Період триває 225...241 день. Одним із важливих і найбільш поширених показників ресурсів тепла є суми середніх добових температур за період, коли вони перевищують 10°С (суми активних температур). На Закарпатті перехід температури весною через 10°С спостерігається в середині квітня (21.04), а восени - 17-20 жовтня. Тривалість періоду з температурами вище 10°С порівняно з іншими західними областями України найбільша (170...190 днів).

Зима на Закарпатті порівняно коротка і починається в середині грудня, тривалість її 2,5...3 місяці. Середня температура найхолоднішого місяця (січня) від -3 до -4°С. Погода переважно хмарна, з частими туманами, середні добові температури близько 0°С, у ряді випадків (навіть у січні) не буває морозів і температура вдень досягає 10...12°С. Разом з тим вторгнення холодного повітря зі сходу та північного сходу спричиняє в окремі роки досить різкі зниження температури. Наприклад, у 1893 р. середня температура січня всюди була нижче -10°С (Чоп -13,1°С, Хуст -12,5°С, Ужгород -10,6°С). Абсолютний мінімум температури може опускатись у січні-лютому до -36°С, а абсолютний максимум в ті ж місяці 13...17°С. Сильні морози бувають дуже рідко.

Зимовий сезон характеризується відлигами, кількість яких за три зимові місяці становить більше 50 днів, тому сніговий покрив нестійкий і малопотужний. Інколи спостерігаються невеликі інверсії температури, коли у долині буває холодніше, ніж на гірських схилах.

Роза вітрів Закарпатської області

Повторюваність (%) напряму вітру та штилю січня, квітня, липня, жовтня



Швидкість вітру по місяцям.

Середня місячна і максимальна кількість опадів (мм) з поправками

Середня місячна і річна температура повітря (°С)

- середньомісячна

- середньомісячна максимальна

- середньомісячна мінімальна

Флора і фауна.

Ліси, які є найбільшим багатством краю, займають понад 50 % території, різноманітні за породним складом залежно від вертикальної поясності. На низовині ростуть дубово-грабові ліси, у передгір'ях - дубові і дубово-букові, у горах на висоті від 800-1000 м над рівнем моря букові, хвойні (ялиця біла, ялина) - на висоті до 1300-1500 метрів. Довершують ландшафт субальпійські та альпійські луки - полонини.

В області взято на облік понад 2 тисячі видів флори, що відповідає 50 % до загальної чисельності видів України. З них 237 видів флори занесені до додатків Конвенції про охорону дикої флори і фауни та природних середовищ існування в Європі, 22 види флори занесені до додатків Конвенції про міжнародну торгівлю видами дикої фауни і флори, що перебувають під загрозою зникнення (CITES). Усього видів рослин занесених до Червоної книги України-263 екз., у тому числі 214 видів судинних рослин, 19 видів грибів, 7 видів водоростей, 23 види лишайників, а рослинних угруповань занесених до Зеленої книги України - 27. Найбільше різноманіття червонокнижних видів рослин зосереджено у басейні річки Тиса, де за даними наукових досліджень на облік взято 145 видів судинних рослин.

Загальна кількість видів тваринного світу в області становить понад 30 тис. видів фауни. На території області поширені як безхребетні, так і хребетні тварини. Серед безхребетних є представники понад 20 типів організмів, з яких більшість - найпростіші. Близько 400 видів хребетних тварин, ссавців - 80 видів, птахів - 287 видів, з яких 197 гніздуючих, 10 видів плазунів, 16 земноводних, 60 риб, 100 молюсків. Найпоширеніші види на Закарпатті: кріт, лисиця, вовк, заєць, білка, горностай, лісова куниця, дикий кабан, козуля, олень благородний. Із рідкісних видів слід відмітити лосося дунайського, стерлядь, пугача, беркута, завитушку альпійську, рись, видру. Зникаючі види - сичик-горобець, волохатий сич, кажани: великий та малий підковоноси, нічниці Бехштейна, ставкова, Наттерера, триколірна та інші. Збільшилась чисельність видів тваринного світу, занесених до Червоної книги України: глухаря, кота лісового, лелеки чорного та ведмедя бурого. У гніздовій орнітофауні з'явилися нові види - чернь чубата та білоока. Стабільним є стан популяції саламандри плямистої. У низинних районах у системі меліоративних каналів зберігся реліктовий вид риб - умбра Крамера.

2. Транспорт. Види транспорту

Закарпатська область має 580 км залізничних шляхів (без вузькоколійних) і 2740 автомобільних шляхів із твердим покриттям (1955 p.).

Залізничний транспорт

Нині найбільше значення має поперечна залізнична магістраль № 16 та № 175 Чоп-Батьово (Вузлове)-Мукачеве-Воловець-перевал Бескид-Лавочне (Львівська область)-Стрий-Львів. Вона є частиною 5 європейського транспортного коридору. Готується її реконструкція на ділянці Скотарське-Бескид, а саме побудова нового майже двокілометрового тунелю, оскільки наявний тунель, побудований ще наприкінці XIX століття, розрахований лише на одну колію і давно потребує ремонту. Цією магістраллю проходить основний вантажний та пасажирський потік, курсують не лише потяги між Ужгородом та Львовом, Києвом та іншими містами України, а й міжнародні поїзди, які сполучають насамперед Угорщину та Словаччину з Україною та Росією (є вагони й до інших країн - Сербії, Чорногорії, Італії тощо).

Другою за значенням є також поперечна одноколійна магістраль № 22 та № 193 Чоп-Ужгород-Великий Березний-Ужоцький перевал-Сянки-Самбір-Львів. Призначена вона в основному для вантажних перевезень - залізної руди до металургійного комбінату "Ю.С. Стіл Кошице" (Словаччина), курсують тут приміські потяги та одна пара пасажирського потягу Львів-Ужгород-Солотвино.

У Закарпатській області розташована низка залізничних прикордонних переходів:

· до Словаччини: Ужгород-Матьовце та Чоп-Чієрна над Тісою;

· до Угорщини: Чоп-Загонь та Батєве-Еперєшке;

· до Румунії: Дяково-Халмеу, Тересва-Кимпулунг ла Тиса та Берлебаш-Валя Вишеулуй. У зв'язку із цим паралельно із широкою (російською) шириною колії використовується і нормальна (європейська) ширина колії. Наявні також вузькоколійні (750 мм) залізниці, справною станом на 2012 рік є Боржавська вузькоколійна залізниця (Берегово-Хмільник-Іршава-Виноградів), до 1998 року діяла Усть-Чорнянська залізниця (Тересва-Усть-Чорна-Турбат), яка була знищена повінню. Вузькоколійки перебувають у сильному занепаді, колії розбирає місцеве населення та - за погодженням із Фондом держмайна - різноманітні підприємці на металобрухт. Незначна частина інфраструктури вузькоколійок перенесена до с. Колочава, до музею під відкритим небом "Старе село". Діють громадські організації, які закликають до збереження Боржавської вузькоколійки з метою розвитку туризму.

Автомобільний транспорт

Автомобільний транспорт має для Закарпатської області більше значення, ніж в інших частинах України, він доповнює залізничну мережу. Найважливіші відрізки автодоріг:

· автошлях М 06 Чоп-Ужгород-Мукачеве-Свалява-Нижні Ворота-Львівська область;

· автошлях Р 53 Ужгород-Перечин-Ужок-Львівська область;

· автошлях Н 09 Мукачеве-Сільце-Хуст-Тячів-Рахів-Ясіня-Івано-Франківська область;

· автошлях Р 21 Хуст-Міжгір'я-Торунь-Івано-Франківська область;

· повздовжні гірські шляхи: Перечин-Свалява, Нижні Ворота-Міжгір'я-Колочава тощо.

Пасажирський аеропорт діє в Ужгороді, але через географічне розташування (близькість кордону, розташування у межах міста, застарілість і малі розміри злітно-посадкової смуги тощо) планується його перенести до Мукачевого, на місце колишнього військового аеродрому.

Річковий транспорт відсутній.

Закарпатською областю пролягають міжнародні продуктопроводи ("Дружба", "Уренгой-Ужгород"), лінії електропередач

3. Будівельні матеріали. Промислові відходи

Будівельні майданчики області постачають продукцією понад 100 підприємств з видобування каменю, гравію, щебеню та піску, виробництва стінових матеріалів, облицювальних виробів з природного каменю, заповнювачів пористих, бетонних та залізобетонних виробів.

В основному, зазначені підприємства зосереджені у м. Мукачево, Виноградівському, Іршавському та Хустському районах. Крім будівельних матеріалів, для потреб будівництва використовуються окремі види продукції з деревини, пластмаси, металів.

Визначальний вплив на обсяги виробництва будматеріалів мають ВАТ "Мукачівський завод залізобетонних виробів і конструкцій,ЗАТ "Завод будівельної індустрії, ВАТ "Приборжавське заводоуправління будівельних матеріалів, філії Королівський та Кіровський спеціалізовані кар'єри, ВАТ "Хустський кар'єр", ТОВ "Липчанблок".

Протягом 2010р. підприємствами області видобуто 1,2 млн.мі гальки, гравію, щебеню і каменю дробленого, 74,5 тис.мі пісків природних.

4. Геологія. Гідрологія

Загальна кількість річок, струмків, потічків у цілому - 9429, з них 9277 - малі потоки до 10 км, 152 річки мають довжину більше 10 км, 4 річки мають довжину більше 100 км - усi вони належать до басейну Тиси, яка у свою чергу належить до басейну Атлантичного океану.

Найбільша річка - Тиса (починається з Бiлої i Чорної Тиси, загальна довжина, в межах Закарпаття, 223 км - впадає поблизу югославського Белграда у Дунай).

Інші річки: Уж, Латориця, Боржава, Рiка, Теребля, Шопурка, Тересва, Iршавка, Синявка, Тячiвець, Середня Рiка, Косiвська, Богдан, Лазещина, Турбат, Озерянка, Бертянка, Брустурянка, Репинка, Лужанка, Мокрянка, Апшиця, Велика Уголька, Васькова, Тур'я, Жденiвка, Визниця, Стара, Серне, Чаронда, Цигань, Виля, Туричка, Ломованя, Пиня, Вича, Свинка, Коропець, Сухар, Уличка, Ярок, Боронява, Вільшанка, Яблуниця, Вільхівчик, Вербовець, Квасний, Чеховець, Бабичка, Гнилий, Воловець, Мошка. Рiчки Закарпаття вiддiленi вiд прикарпатських рiк -Водороздiльним хребтом.

Озера: є соленi i прiснi. Загальна кількість озер Закарпаття -137, з них, лише 32 - постiйнi озера. Найбiльше озеро - Синевир (утворене 10 тис. рокiв тому на висотi 989 м, площа 7 га, найбiльша глибина 22 м, температура від +12 до +18 градусiв, водиться райдужна, струмкова й озерна форель). Льодовиково-каровi озера: Апшинець, Марiчейка, Несамовите, Бребенескул, Брескул, Ворожеска, Герашаське, Драгобратське Озерце, Нижнє, Ворочiвське, Верхнє, Мала Гропа. Загатнi озера: Солене, Тереблянськi озера. Антропогенні озера: Чорні озера, Солотвинськi озера. Вулканічні озера: Липчанське, Ворочівське, Синє.

Болота: Чорнi Багна, Чорний Мочар, Соленi Млаки, Заросляк, Трофанець.

Водоспади: найбiльший - Войводинський (висота 9 м), а також: Шипот, Городилівський, Скакало, Липовецький, Лумшорський, Мокрянський, Скакало. Є багато штучних каналiв: Ужгородський, рiчки-канали Берегiвського, Виноградівського, Ужгородського, Мукачівського районів, а також нараховується 50 ставкiв i водосховищ, загальною площею 173 кв. км: Тереблянське.

Закарпатська область відзначається надзвичайно різноманітними формами рельєфу. Майже ідеальна рівнина її південно-західної частини переходить у передгір'я, а на півночі і сході - в гірську країну з високими вершинами, мальовничими міжгірними долинами. Ці відмінності зумовлені особливостями тектонічної будови і геологічного розвитку території, поширенням гірських порід.

Область розташована в межах двох тектонічних структур - альпійської складчастої споруди Карпат і Закарпатського прогину Складчаста споруда Українських Карпат порівняно молода (їй близько 25 млн.років), входить в альпійсько-гімалайський пояс складчастих гір. Горотворчі процеси тут розпочалися ще у палеозої (силурійський та кам'яновугільний періоди), в результаті чого утворились т. зв. Пракарпати. Але вони були невисокими і згодом внаслідок опускання суші затопилися морем Тетіди, яке існувало від початку крейдового періоду аж до кінця палеогену. В цьому морі відбувалось інтенсивне нагромадження осадових відкладів з органічних решток і знесених з прибережних частин суші уламків гірських порід у вигляді флішу. У геологічній будові Українських Карпат флішеві відклади крейдового і палеогенового періодів переважають: ними складені Вододільно-Верховинські, Полонинські хребти, Свидовець і Чорногора. Лише на півдні гори побудовані з вулканічних і кристалічних порід, частково з вапняків.

З вулканічних порід (андезитів, трахітів, туфів) складається Вигорлат-Гутинський хребет. Його формування на межі Карпатської складчастої споруди і Закарпатського прогину розпочалося в палеогені, коли поряд із підніманням центральної смуги гір відбувалося опускання її периферійних ділянок. Значна амплітуда вертикальних рухів призвела до розломів земної кори, які супроводжувалися виливами магми. Продукти вулканізму перешаровувались з морськими відкладами мілководь. В кінці неогену море відступило, і на Закарпатському прогині запанували континентальні умови. Проте вулканічна діяльність вздовж тріщин земної кори продовжувалася, внаслідок чого й виникли Вулканічні Карпати.

Давні кристалічні породи (кристалічні сланці, кварцити, мармур) виходять на поверхню в південно-східній частині області - вМармароському масиві; на решті території вони занурені на значну глибину і перекриті молодшими відкладами. Вапняки (разом з мармуром) виходять на поверхню у вузькій смузі між флішовою і вулканічною зонами. Під час стискання земної кори і утворення гірських складок в процесі горотворення виникали глибокі розломи вздовж і впоперек складок. Найбільшими з них, поздовжніми, є Центральнокарпатська депресія (між Вододільно-Верховинським і Полонинським хребтами) іВнутрішньокарпатська депресія (між Полонинським і Вигорлат-Гутинським хребтами). В рельєфі їм відповідають знижені гори і міжгірні долини, а у Внутрішньокарпатській депресії знаходиться своєрідна зона карпатських скель (стрімчаків).

Поперечні розломи мають північно-східний напрям. Вони розділяють карпатські складчасті структури на окремі гірські масиви. По цих розломах утворилися долини рік Уж, Латориця, Боржава, Ріка, Теребля, Тересва та інші.

Контури сучасних Карпат оформились в кінці неогенового - на початку четвертинного періодів. Але горотворчі процеси тривають і досі, хоча й не інтенсивно. Про це свідчать повільні підняття окремих ділянок (1-4 см на рік) та землетруси, сила яких може досягти 6-7 балів. В сучасних умовах зміна поверхні Карпат відбувається не стільки під дією внутрішніх сил, скільки під впливом зовнішніх процесів - вивітрювання, дії поверхневих вод, льодовиків тощо. автомобільний проектування транспорт

Закарпатський прогин, на відміну від гірської споруди Карпат, виповнений молодими неогеновими відкладами. Це - продукти руйнування гір - моласи (пісковики, конгломерати, андезити, глини та ін.). В південно-східній частині прогину простягається ланцюг соляних куполів, деякі з них чітко виступають у рельєфі.

На всій території області є антропогенні (четвертинні) відклади, які утворюють суцільний покрив лише на рівнині, а по берегах рік Латориця і Тиса - в гірській частині. Найпоширеніші серед них - елювіальні відклади - продукти вивітрювання корінних порід, які залишаються на місці їх утворення. Значні також делювіальні відклади - дрібні продукти вивітрювання гірських порід, винесені дощовими і талими водами, а також уламковий матеріал від зсувів, осипів, обвалів та ін. Алювіальні відклади утворюються постійними і тимчасовими водотоками і найбільше поширені в рівнинній частині області. Льодовикові відклади представлені моренами гірських льодовиків, які покривали найвищі вершини Карпат в період четвертинного зледеніння. До четвертинних відкладів відносяться галечники, глини, туфіти, брило-пісковиковий матеріал, супіски, гравій, пісок, лесовидні суглинки та ін.

5. Розрахунок основних технічних нормативів

Визначення перспективної інтенсивності руху.

Перспективний період для призначення категорії дороги та проектування її елементів згідно з пунктом 1.7 [1] дорівнює 20 рокам.

Перспективну інтенсивність руху встановлюють за результатами економічних вишукувань з урахуванням прогнозів зміни складу та обсягу перевезень в районі, де передбачається будівництво.

Величину перспективної інтенсивності руху на розрахунковий термін визначають через відому інтенсивність руху на вихідний рік.

Nt = N0 (1 + с)t

де t - перспективний період часу (приймають до 20 років);

с - темп щорічного приросту інтенсивності руху

Nt = авт/добу

Коефіцієнт щорічного приросту інтенсивності руху

Адміністративне значення дороги	Райони
	початкового освоєння	Слаборозвинуті	високо розвинуті
Дороги державного значення	0,06-0,07	0,05-0,06	0,04-0,05
Дороги обласного та місцевого значення	0,07-0,08	0,06-0,07	0,05-0,06

Визначення категорії дороги та розрахункової швидкості руху

На основі інтенсивності руху N = авт/добу, визначаємо категорію дороги. Дорога відноситься до ІІ технічної категорії.

Основне значення розрахункової швидкості:

основна Vp = 120 км/год,

для пагорбкуватого рельєфу Vp = 100 км/год,

в гірській місцевості Vp = 80 км/год.

Визначення найбільшого поздовжнього ухилу

Найбільший поздовжній ухил дороги визначають за умови рівномірного руху розрахункового легкового автомобіля на підйомі при вологому та забрудненому покритті

imax = D - f (3.9)

де іmах - найбільший поздовжній ухил дороги;

D - найбільший динамічний фактор автомобіля (визначають за графіком динамічних характеристик в залежності від швидкості руху автомобіля) [2, с.226];

f - коефіцієнт опру кочення (приймають в залежності від типу покриття) [2, табл. 8.4, с. 223].

Швидкість руху для легкових автомобілів приймають за рекомендаціями норм проектування [1, табл. 1.3] відповідно до категорії дороги.

Перевірку забезпеченості зчеплення на ухилі проводять, аналізуючи співвідношення між динамічним фактором автомобіля D і динамічним фактором з зчеплення Dц

Dц > D, (3.10)

Динамічний фактор з зчеплення коліс автомобіля з покриттям визначають для умов руху автомобіля на вологому і забрудненому покритті

(3.11)

де ц - коефіцієнт зчеплення коліс автомобіля з покриттям в залежності від стану покриття і умов руху [2, табл. 8.6, с. 229],

G - маса автомобіля у завантаженому стані приймають за таблицею 4.1 [4];

Gcц - зчіпна маса автомобіля (приймається як маса, що припадає на ведучу вісь) [4];

Рw - сила опору повітряного середовища

Н (3.12)

Де KF - фактор опору повітряної середи

V - розрахункова швидкість для легкового автомобіля.

Dц > D

Оскільки щеплення колеса з поверхнею забезпечено тоді зрівнюємо максимальне значення повздовжнього ухилу з нормативним

іmax = ‰ >іДБН = 40‰

приймаємо іДБН = 40‰

Для визначення швидкості руху вантажного автомобіля ЗІЛ-130 на під'ємі з ухилом 40‰ розраховуємо динамічний фактор із формули

D=imax+f (3.13)

За величиною D з графіку динамічної характеристики ЗІЛ-130 визначаємо швидкість його руху на цьому ухилі [2, с. 226] V=50км/год.

Dц > D

Найменший радіус кривої у плані

Особливість руху автомобіля на кривій обумовлена дією відцентрової сили, яка впливає на зручність та безпеку руху. Тому мінімальне допустиме значення радіуса кривої у плані визначається за двома умовами:

1. За умови стійкості автомобіля проти бокового зсуву і перекидання

, (3.20)

де V - розрахункова швидкість руху легкового автомобіля для даної категорії;

ів - ухил віражу в долях одиниці 0,04

цп - використана доля коефіцієнта зчеплення в поперечному напрямку дороги

Величина коефіцієнта зчеплення залежить від стану покриття, швидкості руху, стану шин та ін. При розрахунку Rmj" розглядається рух автомобіля вологим чистим покриттям.

Розрахункові значення використаної долі коефіцієнта зачеплення

Розрахункова швидкість, V км/год	Доля коефіцієнта поперечного зчеплення цп
150	0,110
120	0,125
100	0,133
80	0,145
60	0,155

2. За умови зручності руху найменший радіус кривої у плані визначають з урахуванням впливу на автомобіль і пасажирів відцентрової сил

(3.21)

де м - коефіцієнт поперечної сили.

При м ? 0,10 крива не відчувається;

м ? 0,20 крива відчувається, і пасажир відчуває незручність;

м ? 0,30 при виїзді на криву відчувається поштовх.

На автомобільних дорогах І, II категорії слід приймати м = 0,10; на інших-0,15-0,20.

Порівнюємо одержані значення з нормативними. Для ІІ технічної категорії дороги мінімальний радіус кривої в плані 800 м.

Приймаємо Rmin = 800 м

Визначення відстані видимості автомобільної дороги

В теорії проектування автомобільних доріг прийнято три основні схеми визначення відстані видимості:

1. Зупинка автомобіля перед перешкодою.

2. Гальмування двох автомобілів, які рухаються назустріч один одному

3. Обгін легковим автомобілем вантажного при наявності зустрічного руху.

Для автомобільної магістралі 1-ї технічної категорії відстань видимості визначається зі схеми 1.

Для двосмугових автомобільних доріг без розділу проїзних частин приймають схеми 1, 2 та 3 рис. 3.1.

Схема 1

Схема 2

Схема 3

Зупинка автомобіля перед перешкодою (схема 1)

Для забезпечення безпеки руху водій автомобіля повинен бачити перед собою дорогу і навколишню обстановку на деякій відстані, достатній для гальмування автомобіля або об'їзду перешкоди на дорозі.

Розрахункову відстань видимості поверхні дороги визначають, виходячи з умови можливості повної зупинки автомобіля перед перешкодою

, (3.22)

де Vp - розрахункова швидкість руху для легкового автомобіля, км/год,

Ке - коефіцієнт, що враховує ефективність дії гальма (для легкових і вантажних автомобілів приймають рівним 1,2-1,3),

ц - коефіцієнт поздовжнього зчеплення на чистому покритті (приймають 0,4);

і - поздовжній ухил дороги;

l0 - зазор безпеки (приймають 5-10 м).

Порівнюємо одержані значення з нормативними. Для ІІ технічної категорії дороги мінімальна відстань 250 м.

Приймаємо Smin = 250 м

Гальмування зустрічних автомобілів (схема 2)

На двосмуговій автомобільній дорозі при обгоні можливий рух автомобілів назустріч один одному. Відстань видимості зустрічного автомобіля повинна забезпечити можливість повної зупинки обох автомобілів на деякій відстані при екстреному гальмуванні. Тому відстань видимості зустрічного автомобіля дорівнює сумі шляхів гальмування двох автомобілів, двох відстаней, які проходять ці автомобілі за час реакції водіїв, і зазору безпеки між автомобілями, що зупинилися

, (3.23)

Порівнюємо одержані значення з нормативними. Для ІІ технічної категорії дороги мінімальна відстань 450 м.

Приймаємо Smin = 450 м

Обгін автомобіля при наявності зустрічного руху

Для двосмугових автомобільних доріг розрахунок за цією схемою виконується із припущення, що легковий автомобіль, що рухається з розрахунковою швидкістю для даної категорії дороги Vл обжене вантажний автомобіль, що рухається з розрахунковою швидкістю Vв з виїздом на зустрічну смуту руху. Зустрічною смугою рухається автомобіль зі швидкістю V,. При обгоні відстань між легковим і вантажним автомобілями на початку виїзду на смугу зустрічного руху

Отже, відстань видимості із умови обгону

S = L1+L2+L3 (3.24)

Відстань видимості, визначена за умови обгону, в значному ступені залежить від різниці швидкостей автомобілів. Зі зменшенням різниці швидкостей, відстань видимості набагато збільшується.

Va = 120 км/год; Vв = 58 км/год; lв = 6

Мінімальні допустимі радіуси вертикальних кривих у поздовжньому профілі

Для забезпечення безпеки та зручності руху у точках перегину поздовжнього профілю автомобільної дороги необхідно вписати вертикальні опуклі та увігнуті криві. За нормами [1] криві у поздовжньому профілі повинні бути вписані в місцях перелому проектної лінії при алгебраїчній різниці ухилів 5‰ і більше на дорогах І та II категорії, 10‰, і більше на дорогах III категорії, та 20‰, і більше на дорогах IV і V категорії.

Рис. Видимість на опуклій кривій

Рис. Видимість на увігнутій кривій

Мінімальний радіус опуклої кривої у поздовжньому профілі визначають за умови забезпечення видимості поверхні дороги (рис. 7.1)

де S - відстань видимості поверхні дороги, м;

d - відстань від поверхні проїзної частини до рівня очей водія у легковому автомобілі, приймаємо 1,2 м.

Одержану величину порівнюємо з мінімально допустимою нормативами. Приймаємо мінімальний радіус опуклої кривої, що дорівнює 15000 м.

Умови видимості вертикальних кривих значно погіршуються у нічний час. На опуклих кривих світло фар спрямовано вище поверхні дороги, а на увігнутих кривих світовий потік освітлює дорогу тільки поблизу автомобіля. Тому мінімальний радіус угнутих кривих обчислюють із умови забезпечення видимості у нічний час (рис. 7.2).

(3.32)

де hф - відстань від поверхні проїзної частини до фар легкового автомобіля (приймають 0,7 м);

б - кут розсіяння світла фар (приймають 2°).

Крім того, при русі увігнутою кривою на автомобіль діє відцентрова сила, що притискує його до проїзної частини.

Мінімальний радіус увігнутої кривої перевіряють за умови допустимого перевантаження ресор, щоб відцентрове прискорення не перевищувало 0,5-0,7 м/с ² для доріг І-ІІІ категорій та 0,3-04 м/сІ для доріг IV-V категорій. Обчислюють мінімальний радіус увігнутої кривої за умовою

, (3.33)

де V - розрахункова швидкість, км/год;

ао - відцентрове прискорення, м/с ². Приймаємо 0,5-0,7

Порівняння одержаних значень вказує на те, що величина радіуса увігнутої кривої, яка задовольняє обидві умови, дорівнює

Одержану величину порівнюємо з мінімально допустимою за нормативами та приймаємо радіус увігнутої кривої, що дорівнює 5000 м.

Розрахунок пропускної здатності смуги руху та їх кількості.

Максимальну пропускну здатність смуги руху визначають із умови, що автомобілі рухаються один за одним з однаковою швидкістю на відстані видимості поверхні дороги. При цьому забезпечується можливість повної зупинки автомобіля, що рухається з розрахунковою швидкістю перед перешкодою на поверхні дороги.

Враховуючи безперервність руху та однакову для усіх автомобілів швидкість, теоретичну максимальну пропускну здатність однієї смуги рекомендують розраховувати

(3.34)

де Nп - пропускна здатність однієї смуги руху, авт/год;

V - розрахункова швидкість руху легкового автомобіля [1, табл. 1.3];

S - найменша допустима відстань між автомобілями, приймають рівною відстані видимості поверхні дороги.

Внаслідок неоднорідності складу транспортного потоку та умов руху на різних ділянках має місце зниження максимальних можливостей пропускної здатності доріг. Тому у формулу (8.1) треба вводити коефіцієнт, який визначає зниження пропускної здатності

(3.35)

де а = 0,3-0,5.

Визначають кількість смуг руху, які потрібні для пропуску розрахункової перспективної середньорічної інтенсивності руху автомобілів

, (3.36)

де N - перспективна середньорічна добова інтенсивність руху на дорозі, авт/доб.

Nп - пропускна здатність однієї смуги руху авт/год;

t - коефіцієнт переходу від добової до часової інтенсивності руху (приймають 8-12).

Відповідно з нормами [1, табл. 2.1] приймаємо дві смуги руху по одній у кожному напрямку.

Визначення ширини проїзної частини і земляного полотна

Ширину проїзної частини слід розраховувати в залежності від ширини смуги руху та кількості смуг. Ширину кожної смуги руху визначають в залежності від її розташування на проїзній частині дороги, розрахункової швидкості руху та габаритів автомобілів.

Ширину проїзної частини для доріг V категорії розраховують, виходячи з умов руху одного автомобіля по всій ширині проїзної частини, а для зустрічного автомобіля передбачається забезпечення роз'їзду та зупинки з використанням узбіччя (рис. 9.1).

Рис. 3.5. Розрахункова схема руху на двосмуговій дорозі

Для двосмугових доріг ІV-II категорій, розглядають зустрічний рух автомобілів сусідніми смугами (рис. 9.2).

У цьому випадку ширина смуги руху

, м, (3.37)

де а - ширина кузова автомобіля, м (табл. 9.1);

х - зазор безпеки між кузовом автомобіля та віссю дороги або краєм смуги руху.

x = 0,01·V,

Ширина земляного полотна:

В = b+2d,

По нормам для ІІ категорії b2=3,75м; в =7,5м; В = 14,5м, що й приймаємо в якості нормативу.

Визначення перспективної інтенсивності руху і категорії дороги

Вихідні дані

1. Інтенсивність руху:

2. Склад транспортного потоку, у тому числі:

-легкові (ГАЗ-24) - 60%

-легкі вантажні (ГАЗ-52) - 10%

-середні вантажні (ЗІЛ-130) - 5%

-важкі вантажні (МАЗ-500 з причепом) - 20%

-автобуси (ЛАЗ-4207) - 5%

Розрахунок перспективної інтенсивності руху та призначення категорії

дороги.

Відповідно до величини перспективної інтенсивності руху:

N =N (1+p), авт/добу

Так як в склад транспортного потоку входить 60% легкових автомобілів, перспективну інтенсивність слід привести до легкових автомобілів.

Таблиця - Приведення перспективної інтенсивності до легкових автомобілів

№	Тип транспортного засобу	Песпективна інтенсивність	Коефіціент приведення	Приведена інтенсивність
1	Легкові
2	Легкові вантажні
3	Середні вантажні
4	Важкі вантажні
5	автобуси
разом

В зв'язку з тим, що приведена інтенсивність руху - авт/добу, автомобільна дорога відноситься до ІІ категорії.

Обгрунтування нормативів на проектування (по ДБН)

Технічні умови або норми проектування - це діючі, затверджені нормативно-інструктивні документи, дотримання яких є обов'язковим при складанні проекта.

Основним технічним документом при проектуванні нових та реконструкції

Старих є затверджені Держбутом України Державні будівельні норми і правела.

Згідно ІІ категорії дороги, обираемо по ДБН В.2.3-4.2007 основні параметри автомобільних доріг.

Обґрунтування нормативів.

Найменування показника	Умовні позначення	Одиниці виміру	Значення показників
			За нормативом	За розрахунком	Прийняті
1	2	3	4	5	6
1.Інтенсивність	N20	авт/год	-
2.Категорія дороги	-	-	II
3.Розрахункова швидкість руху	V	км/год	120
4.Максимальний поздовжій ухил	imax	‰	40
5.Мінімальний радіус кривої у плані	Rmin	м	800
6.Відстань видимості поверхні дороги зустрічного автомобіля бічна видимість	Sд Sa lб	м м м	250 450 25
7.Мінімальний радіус вертикальних кривих: опуклих увігнутих	R€ RЎ	м м	15000 5000
8.Кількість смуг руху	n	шт	2
9.Ширина смуги руху	b2	м	3.75
10.Ширина проїжджої частини	b	м	7,5
11.Ширина узбіччя	d	м	3,75
12.Ширина роздільної смуги	c	м	-
13.Ширина земляного полотна	B	м	15
14.Розширення на кривій	Z	м	-
15.Поперечний ухил проїжджої частини	iпоп	%	20
16.Поперечний ухил проїжджої частини на віражі	iB	%	30-40
17.Поперечний ухил узбіччя	i0	%	30-50

Проектування варіанту траси

Вибір положення траси дороги є одним з відповідальних етапів проектування, тому що значно впливає на вартість будівництва та експлуатації дороги, на зустріч та безпеку руху, на стан навколишнього середовища.

Пряма, яка з'єднує початковий та кінцевий пункти траси, називається повітряною лінією. Трасу бажано розташувати ближче до повітряної лінії.

Але природні та штучні перепони, а саме: рельєф місцевості, ситуація, грантові та гідрологічні умови змушують відхиляти трасу від повітряної лінії, отже, збільшують довжину дороги.

Загальний напрямок траси зумовлений завданням. При прокладанні траси необхідно обходити населені пункти. Водотоки необхідно перетинати у найвужчому місці під прямим кутом, залізні дороги тільки під прямим кутом.

Проектування траси складається з:

- вибору напрямку варіантів траси по карті

- прокладання по карті варіантів траси з дотриманням принципів

ландшафтного проектування та охорони навколишнього середовища

- призначення радіусів кривих у плані з урахуванням забезпечення

безпеки руху та розрахунку закруглень.

- Складання відомості кутів повороту, прямих та кривих, за

Призначеннями варіантами траси.

- Порівняння варіантів траси

- Оформлення креслення плану траси.

Проектування поздовжнього профілю траси

Поздовжнім профілем називається розгорнута в площині креслення проекція осі дороги на вертикальну площину. Поздовжній профіль уявляє собою сполучення раціонально підібраних відрізків прямих і вертикальних кривих. Його проектуємо так, щоб забезпечити безперебійний і безпечний рух транспортних засобів з розрахунковими швидкостями, довговічність земляного полотна, нормальні умови утримання дороги і максимальне збереження навколишнього ландшафту місцевості при мінімальних обсягах робіт.

Проектуючи поздовжній профіль, потрібно дотримуватись таких основних вимог під час нанесення на нього проектної лінії.

1. Проектну лінію узгоджують з позначками контрольних точок (позначками початку й кінця траси; мінімальними позначками брівки земляного полотна біля мостів, труб, шляхопроводів тощо.)

2. Ухил проектної лінії не повинен перевищувати нормативного поздовжнього ухилу.

3. На рівнинній та мало пересічній місцевості проектну лінію прокладають у насипу з дотриманням певних вимог та врахуванням товщини снігового покрову.

4. Радіуси кривих у поздовжньому профілі не повинні бути меншими від нормативних для відповідної категорії дороги.

Наносячи проектну лінію на поздовжній профіль, установлюють висотне положення контрольних точок і намічають положення проектної лінії, ув'язавши її з рельєфом, ситуацією, геологічними, гідрогеологічними та іншими місцевими умовами.

Для забезпечення зорової плавності та якості дороги проектну лінію повздовжнього профілю слід узгоджувати з особливостями плану траси, зважаючи на архітектурно-ландшафтне проектування.

Зорову якість дороги забезпечують, суміщаючи вертикальні криві з кривими у плані. Найкраща якість досягається, якщо крива у плані з деяким запасом покриває криву профілю.

В кінці затяжних спусків не слід розташовувати криву у плані так як вона не вірно орієнтує водія про крутизну повороту і являє собою велику загрозу для руху. Якщо ж такого рішення не можна уникнути, то радіус кривої у плані повинен бути не менше ніж у 1,5 рази більше допустимого за ДБН, опуклу криву у кінці спуску слід суміщати з кривою у плані.

Размещено на Allbest.ru

...