Реконструкция участка автомобильной дороги "Атырау-Актау"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Казахский автомобильно-дорожный университет им. Л.Б. Гончарова

Тема: Реконструкция участка автомобильной дороги "Атырау-Актау"

Алматы 2006

Введение

Республика Казахстан является самой большой страной Центральной Азии. Это государство отдалено более чем на 5000 км. от Западной Европы, Китая и от стран юго-восточной Азии. Обеспечение грузоперевозок (кроме газа и нефти, которые транспортируются, в своем большинстве, с помощью трубопроводов) как для международных, так и для местных грузов, Республики Казахстан в большой мере зависит от состояния наземного транспорта (автодорожного и железнодорожного).

Так как Республика Казахстан по территориальному положению находятся между Россией и странами Центральной Азии, то по сети его дорог проходят транзитом большие объемы грузовых перевозок этих стран.

За последние 10 лет транспортная сеть Республики Казахстан значительно ухудшилась из-за экономического спада и недостаточного финансирования ремонта и содержания автодорог.

Автодорога «Атырау-Актау» является частью коридора, соединяющего Россию и Центральную Азию. Протяженность автодороги Актау-Атырау составляет более 800 км. и являются кратчайшим маршрутом, соединяющим Россию и Западную Европу с Центрально-азиатскими странами.

Транспортный поток из Узбекистана, Туркменистана и России проходит через этот коридор. Дорога также обслуживает нефтяные месторождения Тенгиза и поэтому рассматривается как жизненно важная артерия для привлечения будущих инвестиции в регион.

В основу дипломного проекта реконструкции автодороги принят рабочий проект реконструкции автомобильной дороги «Атырау-Актау», выполненный в 2003г.

В рабочем проекте предусмотрена реконструкция дорожной одежды с усилением существующего основания и переуплотнением верхнего слоя земляного полотна, доведение параметров дороги до требуемой категории, строительства новых водопропускных труб, устройство пересечении и примыканий с дорогой, разработка проекта охраны окружающей среды, произведены предварительные согласования.

1. Характеристика района строительства

инженерный автомобильный дорога железобетонный

Территория проложения трассы автодороги Атырау-Актау. Значительные размеры территории, ее внутриконтинентальное замкнутое положение, орографическая и климатическая неоднородность обуславливают большое разнообразие природных условий.

Гидрографическая сеть представлена в виде постоянно действующих и временных водотоков. Существенным элементом в гидрографии рассматриваемой территории являются оросительные каналы, а также небольшие русла, образовавшиеся в местах выклинивания подземных и оросительных вод.

По характеру и особенностям гидрографии район линии а/д Атырау-Актау можно разделить на две части: горную и предгорную. Для горной части характерна развитая гидрографическая сеть, что является показателем высокой обводненности. Эта область питания или водосбора рек.

Предгорья отличаются более слаборазвитой гидрографической сетью и развитой системой ирригационных каналов и арыков.

Район строительства автомобильной дороги - Западный Казахстан.

1.1 Климат

Климат резко континентальный. Для климатической характеристики района автодороги использованы данные метеостанции Гурьев (СНиП РК 2.04-01-2001).

Зимний период с устойчивым снежным покровом составляет около 115 дней. Средняя температура наиболее холодного месяца- января -9,7°С. Абсолютный минимум -38°С. Средняя продолжительность периода устойчивых морозов составляет 90 дней (декабрь-февраль).

Летний период с положительными температурами длится около 230 дней. Средняя температура наиболее жаркого месяца- июля составляет +30,5°С. Абсолютный максимум +45°С. Осенние заморозки наступают в первой декаде ноября.

Среднегодовое количество осадков составляет 150 мм в год. Образование снежного покрова в середине ноября, разрушение наблюдается в первой-второй декаде марта. Средняя многолетняя высота снежного покрова - 23 см.. Максимальная высота снежного покрова устанавливается во второй декаде февраля и колеблется в разные годы от 13 см. до 40 см., составляя в среднем 27 см. Зимой преобладают ветры западного и северо-западного направлений, а летом северных и С-3 румбов

Скорость ветров значительная - до 40м/сек. Число дней с ветром силой более 4 балла (8м/сек и более) в зимний период составляет - 54 или 37,2%.

Таблица 1 Среднее количество осадков за месяц, м

Таблица 2 Абсолютный минимум температуры воздуха

Таблица 3 Абсолютный максимум температуры воздуха

Таблица 4 Среднемесячная и годовая температура воздуха

Таблица 5 Среднемесячная и годовая скорость ветра, м/с

Таблица 6 Глубина промерзания, см.

Таблица 7 Высота снежного покрова на последний день декады, см

Повторяемость направления ветра и штилей, %.

Таблица 8 Январь

Таблица 9 Годовая

1.2 Рельеф местности

Существующая автодорога Атырау-Актау проходит по аккумулятивной наклонной равнине. Прикаспийскую низменность, Предустюртскую равнину, плато Устюрт, горный Мангышлак, впадину Карагие, Южно-Мангышлакское плато и выходит на побережье Каспийского моря

На протяжении всего участка с поверхности грунты представлены связными и рыхлообломочными разностями от супесей до щебенистых и галечниковых грунтов с супесчаным, реже суглинистым заполнителем делювиально-пролювиального генезиса. Самое широкое распространение имеют четвертичные образования, которые почти повсеместно слагают основание существующей автодороги.

Рельеф территории области в основном равнинный, средняя высота от 25 м до 150-220м. В центральной части - хребет Каратау (высота 2176 м), на юго-востоке - Таласский Алатау, Каржантау, Угамский хребты (высшая точка-пик Сайрам, 4238 м).

Хребет Каратау - невысокие, плосковершинные горы с пологими западными и более крутыми восточными склонами.

В недрах разведаны запасы полиметаллов, бурого угля, железных руд, гипса, естественных строительных материалов.

Широкое развитие в регионе получили бурые и серо-бурые пустынные почвы, очень бедные гумусом. Благодаря малому количеству осадков и сильному испарению буроземы и сероземы карбонатные с самой поверхности. Эти почвы имеют несколько разновидностей, обусловленных ландшафтным положением отдельных участков и различным составом материковых пород. Очень широко распространены солонцеватые буроземы. Мощность почвенно-растительного слоя не превышает 15-20 м.

На Плато Устюрт широко распространены серополынно-бигуюргуновые и бигуюргуново-боялычего -серополынные комплексы.

1.2.1 Инженерно-геологические условия возведения земляного полотна

Инженерно-геологические условия возведения земляного полотна на автодороге Атырау-Актау подлежащей реконструкций, довольно просты и однообразны.

На протяжений автодороги проектная ось проложена по существующей проезжей части с асфальтобетонным, черным и гравийным покрытием толщиной 7-9 см.

На протяжений всей трассы, на участках Атырау- Доссор и Доссор-Актау, подстилающий слой представлен песчано-гравийной смесью толщиной 22 см. Мощность грунтов в основании дорожной одежды и колеблется в пределах 28-30 см. Рабочий слой земляного полотна возведен, в основном, супесей, суглинков легких пылеватых.

Естественным основанием земляного полотна служат супеси пылеватые, суглинки легкие пылеватые.

Для досыпки и уширения земляного полотна при реконструкций использованы грунты из притрассовых сосредоточенных резервов грунта, находящейся на ПК 27+00 право 700м, ПК 75+00право 150м.

1.2.2 Инженерно-геологические условия на участках устройства труб

Инженерно-геологические условия на участках устройства труб представлены суглинки тяжелыми, до глубины 1- 2,5 м, далее супесями пылеватыми пластичной консистенций прослойками 3,0-10 м.

Грунты на всех мостах средней и слабой засоленности. Агрессивность среды (грунтов) по отношению к бетону марки W4 по водонепроницаемости - сильноагрессивная.

При пересечений трассой автодороги временных водотоков и понижений мест проектом предусматривается устройство новых железобетонных труб в количестве 3 штук.

1.3 Геология

В соответствии со Схемой геологического районирования территории Западного Казахстана трасса автодороги Атырау-Актау последовательно пересекает Прикаспийскую впадину, Предустюртскую равнину, плато Устюрт, Горный Мангышлак и Южно-Мангышлакское плато.

Прикаспийская низменность характеризуется почти сплошным развитием в её пределах осадков четвертичных трансгрессий Каспия, главным образом, хвалынской, представленных залегающими горизонтально или очень слабонарушенными рыхлыми песчано-глинистыми отложениями.

По геологическому строению территория области относится к Туранской равнине /24/. Туранская плита является частью эпипалеозойской платформы. На западе области расположена песчаная пустыня Кызылкум.

Комплекс наложенных прогибов делится на три этажа: нижний, средний и верхний. Нижний этаж представлен красноцветными песчаниками терригенных отложений, карбонатными отложениями и известняками. Средний этаж включает карбонатные морские отложения, верхний - континентальные отложения, накопившиеся в отдельных впадинах /24/.

На западе области - степь Чардара. Здесь преобладают супесчаные и суглинистые отложения.

Почвенно-растительный покров равнин представлен сероземами, серо-бурыми, местами солончаковыми, солонцовыми, горно-каштановыми, и такырными почвами под полынно-солянковой и кустарниковой растительностью.

Отложения четвертичного возраста широко распространены в Западном Казахстане. За исключением наиболее крутых обрывов (чинков), они перекрывают почти всю его территорию чехлом мощностью от первых метров до первых десятков метров. Среди четвертичных отложений Западного Казахстана развиты различные генетические типы : морские, аллювиально-морские, озерные, аллювиальные, пролювиальные, золовые, элювиальные, делювиальные, пролювиально-делювиальные, соровые и такырные.

Литологически морские четвертичные образования представлены песками, глинисто-песчаными осадками, песчано-галечниковыми накоплениями. Аллювиальные отложения распределены песками, супесями, суглинками, глинами. Элювиальные образования, представленные плащом щебенки, супесей и суглинков мощностью обычно около 0,5-4 м, развиты на неогеновых известняках плато Устюрт и Южно-Мангышлакского, а также в Горном Мангышлаке. По сейсмическому районированию территории СНГ обследованный район относится к 5-ти бальной сейсмической зоне - район не сейсмичен.

1.4 Гидрология

Гидрогеологические условия района проектирования охватывают зону глубокого залегания уровня грунтовых вод.

Грунтовые воды в конусах выноса образуют сплошной подземный поток с уклоном. Воды залегают в валунно-галечниковых породах мощностью 20-100м, которые ниже по потоку сменяются гравийно-песчаными и песчаными отложениями с прослоями глин и суглинков.

Напорные воды связаны преимущественно с нижнечетвертичными аллювиально-пролювиальными галечниковыми отложениями, залегающими на глубине 100-150м и имеющими мощность 15-20м. К центру впадины кровля водоносного горизонта погружается на глубину 185-540м. Формирование напорных вод происходит путем фильтрации поверхностных вод в вершинной части конусов выноса, инфильтрации атмосферных осадков и подтока трещинных вод.

Трещинно-пластовый тип подземных вод распространен главным образом в дислоцированных и цементированных терригенных и карбонатных породах палеозоя и мезозоя. Пресные и солоноватые, грунтовые, субартезианские воды залегают на глубинах от нескольких метров до нескольких сотен метров от земной поверхности. В горных районах, в районах распространения песчаников воды этого типа образуют источники или вскрываются скважинами /24/.

На участке автодороги Атырау-Актау (участок «Атырау-Доссор») трассой пересекаются русло левобережных рукавов дельты р. Урал р. Актобе 1, р. Актобе 2, р. Соколок. Для Прикаспийской низменности характерно обилие обширных по площади бессточных соровых понижений, представляющих собой участки аккумуляции солей и сезонного увлажнения. Некоторые из них пересекаются трассой автодороги. По характеру и степени увлажнения данный участок относится к первому и второму, а на участке ПК 0+00-ПК45+30 к третьему типу местности.

2. Характеристика строящейся автомобильной дороги

2.1 Технические показатели автомобильной дороги

Существующая автомобильная дорога относится к IV технической категории. По проекту дорога реконструируется до параметров III технической категории.

Согласно основные технические показатели автомобильной дороги III технической категории протяженностью 10км сводятся в таблице 10.

Таблица 10 Параметры автомобильной дороги

2.2 Продольный профиль

За начало каждого участка реконструкции принят километровый столбик. Общее направление дороги с запада на восток. Проектное положение оси трассы практически на всем протяжении совпадает с существующей осью дороги, за исключением мест расположения труб, где проектом предусматривается смещение оси дороги в сторону реконструируемых оголовков и удлинения труб. На ремонтируемых участках имеется 54 углов поворота. Из них 36 углов - поправочные, их величина не превышает 1 градуса. На остальных углах поворота вписаны кривые радиусами от 600 до 4000 м.

Продольный профиль участка автомобильной дороги достаточно постоянен. Существующая высота насыпи на разных участках составляет от 0,9 до 3,3 м.

Учитывая то, что участок ПК0+00 - ПК45+30 подвержен сезонному подтоплению, на нем предусмотрено увлечение высоты насыпи с 1,2 до 2,3 м.

На участке ПК66+80 - ПК100+00 средняя высота существующей насыпи составляет 0,9 м, что не соответствует требованиям СНиП РК 3.09.03-2003 по условиям снегонезаносимости, а также для улучшения геометрических параметров трассы в профиле, высота насыпи увеличивается до 2,0 м.

Участки ПК 0+00- ПК 45+30 (4530 м) и ПК 66+80 - ПК 100+00 (3320) предоставляет собой участки линейных работ.

Участок ПК 45+30 - ПК 66+80 (2150 м) предоставляют собой участок сосредоточенных работ с высотой насыпи 3,3 м.

Общая протяженность участка линейных работ - 7850 м, сосредоточенных - 2150 м.

Величина продольных уклонов изменяется от 0 до 3,1‰, минимальные радиусы вертикальных кривых: выпуклых - 10000 м, вогнутых - 3000 м, а кривых в плане - 600 м, что удовлетворяет требованиям СНиП 3.09-03-2003.

На участке сосредоточенных работ имеется 3 малых искусственных сооружений - 2 железобетонная труба диаметром 1,5 м и железобетонная труба диаметром 1,2 м. По данным геологических изысканий по трассе залегает грунт - суглинок тяжелый. Глубина залегания грунтовых вод 1,6м.

2.3 Типовые поперечные профили

В зависимости от высоты насыпи и глубины выемки, ценности земель, а также от грунтовых условий с учетом природных особенностей района строительства используются типовые поперечные профили.

Поперечные профили земляного полотна на реконструируемом участке предоставлены 3 типами:

Тип 1 ПК 0+00 - ПК 45+30. Высота насыпи : существующая - 1,2 м, проектная- 2,3 м. Заложение откосов : существующее -1:1,5, проектные- 1:4.

Проектом предусмотрено симметричное двухстороннее уширение существующей насыпи с увеличением высоты и уполаживанием откосов.

Тип 2 (ПК 45+30- 66+80). Предусматривается симметричное двухстороннее уширение существующей насыпи с увеличением высоты и уполаживанием откосов (существующее заложение откосов -1:3; проектные 1:4) без изменения существующей высоты (3,3м).

Тип 3 (ПК 66+80- ПК 100+00) Насыпь высотой 2,0м с заложением откосов 1:4. Проектом предусматривается повышение высоты насыпи от 0,9 до 2,0м с уполаживанием откосов (от 1:1,5 до 1:4).

Учитывая плоский рельеф местности, земляное полотно автодороги на участке реконструкции предоставлено насыпями. Выемок и участков с нулевыми отметками не имеется.

Учитывая подтопляемость, а также чрезмерную засоленность при трассовых грунтов, на отдельных участках при трассовые резервы для досыпки насыпи не предусмотрены. Для этого использованы сосредоточенные резервы грунта находящейся на ПК 27+00 право 700 м и ПК 75+00, право 150м.

При уширении земляного полотна для устойчивости грунта насыпи предусмотрено устройство уступов по откосам существующей насыпи.

Схемы поперечных профилей типовых насыпей и выемок показаны на рисунках (4 - 8).

2.4 Искусственные сооружения

В пониженных местах продольного профиля, по которым стекает вода от дождей или таяния снега, а так же в местах пересечения автомобильной дороги с ручьями устраивается малые водоотводные сооружения.

На строящейся автомобильной дороге запроектировано 3 малых искусственных сооружения - 2 железобетонные трубы диаметром 1,5м и железобетонная труба диаметром 1,2м. Для увеличения пропускной способности сооружения без повышения высоты насыпи трубу диаметром 1,5м устраивается многоочковыми круглого диаметра с плоским коническим опиранием, тип фундамента I. труба круглая бесфундаментная. Все трубы запроектированы по типовым проектам, включая конструкции укрепления русла и откосов у труб.

2.5 Дорожная одежда

В процессе разработки рабочего проекта на реконструкцию автодороги выполнены расчеты по подбору конструкции дорожной одежды с учетом существующего состояния покрытия, составляющего его материала, прочностных характеристик покрытия и рабочего слоя земляного полотна, наличия местных строительных материалов.

Требуемый модуль упругости дорожной одежды для ремонтируемых участков дороги III категории определен по прогнозу интенсивности движения на перспективу (2005 год), в соответствии с Инструкцией по проектированию нежестких дорожных одежд СНиП РК 3.03.-19-2003 составляет 270 МПа.

Существующая дорожная одежда - облегченного типа с покрытием из холодного асфальтобетона (местами- из черногравийной смеси) средней толщиной 8 см.

Основание из песчано-гравийного смеси толщиной 18-26 см (средняя-22см).

Дорожная одежда находиться в неудовлетворительном состоянии: на покрытии имеются глубокие выбоины, просадки, выкрашивания, продольные и поперечные трещины, а также колейность.

Содержание органического вяжущего в асфальтобетоне составляет 5,6-6,2 %, каменный заполнитель характеризуется маркой по морозоустойчивости F25-F50, по прочности - 800-1000, по истираемости - И1-Н2,содержание пылевато-глинистых частиц - 0,8-1,6 %, маркой по морозоустойчивости F15-F25 по прочности - 600-800, по истираемости И2.

Проектом предусматривается полное удаление существующего покрытия путем фрезерования, с последующим повторным использованием в качестве материала для устройства верхнего монолитного слоя основания.

Существующее основание из ПГС также киркуется и используется частично для нового подстилающего слоя (добавка к новой ПГС), а также для устройства обочин.