Расчет конструкции дорожной одежды нежесткого типа

Общая характеристика района проектирования автомобильной дороги нежесткого типа. Технические показатели проектируемого участка. Конструктивные слои дорожной одежды, определение требуемого модуля упругости. Проверочный расчет конструкции дорожной одежды.

Рубрика Строительство и архитектура
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 14.05.2015
Размер файла 1,0 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«МОСКОВСКИЙ АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ (МАДИ)»

ВОЛЖСКИЙ ФИЛИАЛ

Курсовой проект

По дисциплине: «Инженерное проектирование автомобильных дорог»

На тему: «Расчет конструкции дорожной одежды нежесткого типа»

Выполнил:

Рыжков М.А

Группа АД-11

Проверила:

Савельева В.И

Чебоксары 2015

Содержание

Задание курсового проекта

Введение

Глава 1. Общая характеристика района проектирования

1.1 Экономическая характеристика района

1.2 Транспортная сеть

1.3 Климат

1.4 Рельеф

1.5 Гидрология

1.6 Почвы и растительность

1.7 Технические показатели проектируемого участка автомобильной дороги

Глава 2. Проектирование дорожной одежды нежесткого типа

2.1 Конструктивные слои дорожной одежды

2.2 Определение требуемого модуля упругости

2.2.1 Назначение типа дорожного покрытия

2.2.2 Определение требуемого коэффициента уровня надежности и прочности

2.2.3 Определение интенсивности движения грузовых машин и автобусов на перспективный 20 год

2.2.4 Определение расчетной интенсивности движения

2.2.5 Определение требуемого модуля упругости

2.3 Назначение вариантов конструкции дорожной одежды и расчет по упругому прогибу

2.4 последовательность расчета

2.5 Сравнение вариантов дорожной одежды

2.6 Проверочный расчет конструкции дорожной одежды

2.6.1 Расчет сопротивления сдвигу в подстилающем грунте

2.6.2 Расчет сопротивления сдвигу в песчаном слое основания

2.6.3 Расчет сопротивления растяжению при изгибе асфальтобетонного покрытия

2.6.4 Расчет дорожной одежды на морозостойкость

2.7 расход дорожно-строительных материалов на устройство дорожной одежды

Глава 3. Охрана окружающей среды

Введение

автомобильный дорога нежесткий конструкция

Современные автомобильные дороги представляют собой сложные инженерные сооружения. Они должны обеспечивать возможность движения транспорта с высокими скоростями. Их проектируют и строят таким образом, чтобы автомобили могли полностью реализовать свои динамические качества при нормальном режиме работы двигателя. В течение всего года дорожная одежда должна быть прочной, ровной, нескользкой, противостоять динамическим нагрузкам, передающимися на нее при движении транспорта.

Дороги как крупные инженерные сооружения, предназначены служить сотни лет. Однако, в настоящее время сеть автомобильных дорог общего пользования морально устарела, технические параметры, состояние дорог не удовлетворяют потребностям отечественных товаропроизводителей и населения, а связи с повышением требований к капитальности дорог за последнее десятилетия стоимость дорожного строительства сильно возросла, поэтому актуальной задачей становится технически грамотного и экономически целесообразного снижение стоимости проектирования, строительства и эксплуатации автомобильной дороги, при этом они должны обеспечивать безопасность и бесперебойность автомобильного движения. Они должны учитывать психофизиологические особенности восприятия водителями дорожных условий и предоставляя водителям всю необходимую информацию, как бы управлять их движениями, обеспечивая высокую пропускную способность и исключая возможность серьезных аварий.

Главным элементом любой автомобильной дороги является дорожная одежда, она передает динамические и статические нагрузки на грунт земляного полотна. Как правило, конструирование и расчет дорожных одежд является наиболее трудоемким, наукоемким и самым ответственным разделом в процессе проектирования автомобильной дороги в целом.

В строительстве к основным критериям работы конструкции дорожной одежды относят:

1) Работоспособность дорожной одежды - это свойство дорожной одежды обеспечивать безопасное движение автомобилей заданной интенсивности с установленными скоростями движения и осевыми нагрузками.

2) Надежность дорожной одежды - вероятность безотказной работы дорожной одежды в пределах расчетного межремотного срока службы.

3) Срок службы дорожной одежды - календарная продолжительность

Эксплуатации дорожной одежды от сдачи дороги в эксплуатацию до первого капитального ремонта.

В дорожной одежде различают следующие слои:

а) покрытие - верхний, наиболее прочный, относительно тонкий слой одежды хорошо сопротивляющихся истиранию, ударным и сдвигающим нагрузкам от колес, а также воздействию природных факторов. Покрытие обеспечивает необходимые эксплуатационные качества дороги: ровность, шероховатость, беспыльность, водонепроницаемость, сопротивление истиранию.

б) основание - несущая прочность часть одежды, обеспечивающая совместно с покрытием перераспределение и снижение давления на расположенные ниже дополнительные слои или грунт земляного полотна.

в) дополнительные слои основания - слои между основанием и верхом рабочего слоя земляного полотна, обеспечивающие морозоустойчивость, дренирование дорожной одежды и верхней части земляного полотна.

Глава 1. Общая характеристика района проектирования

1.1 Экономическая характеристика района

Участок автомобильной дороги расположен в Татарской Республике. Большая ее часть занимает пространство между Сурой и Свиягой. Общая площадь республики равна 18,3 тыс. км . С востока граничит с Чувашией, с юго-востока - Ульяновской областью, с севера - Республикой Марий Эл, с запада - Нижегородской областью и Мордовской Республикой. Территория расположена между 54° 38' и 56° 24' северной широты и 46°24' и 48° 27' восточной долготы. Расстояние между крайними северной и южной точками около 200 км. Наибольшая протяженность с запада на восток около 150 км. В Республике 21 административный район. В них 1723 сельского населенного пункта, 9 городов и посежов городского типа, пять из них - республиканского подчинения.

1.2 Транспортная сеть Татарской Республики

В сферу материального производства, наряду с промышленностью и сельским хозяйством, входит транспорт. Транспортную систему заслуженно образно называют «кровеносной системой» народного хозяйства. Ее основными задачами являются:

1) обеспечение устойчивых связей между отдельными отраслями и территориями;

2) своевременное и полное удовлетворение потребностей народного хозяйства и населения в перевозках;

3) повышение экономической эффективности работы народного хозяйства. Естественно, что один вид транспорта не может решить все эти задачи, поэтому в республике все виды транспорта взаимодействуют, образуя транспортную систему. В состав транспортной системы Чувашии входят автомобильный, железнодорожный, речной, трубопроводный и воздушный виды транспорта.

Система наземных видов автомобильного транспорта изображена на схематической карте (рис.1), где также представлены территориальные различия обеспеченности районов республики этими видами транспорта.

Автомобильный транспорт имеет преимущества перед другими видами транспорта в скорости доставок грузов «от двери до двери», отсутствии перегрузок, маневренности и удобстве варьирования грузов.

В соответствии с прогнозом развития производительных сил регионов России, разработанным Советом по изучению производительных сил (СОПС) ожидается рост автомобилизации и увеличение пассажироперевозок автомобильным транспортом.

Улучшение структуры парка грузовых автомобилей - повышение удельного веса автомобилей большой грузоподъемности и автопоездов обеспечит значительный экономический эффект. Вследствие чего получат широкое применение автопоезда, состоящие из двух или трехосного седельного тягача и полуприцепа на двух или трехосной тележке, а также автопоезда с одним и более прицепами максимальной грузоподъемности, допустимой прочностью дорожной одежды.

Железнодорожный транспорт на территории Чувашии начал развиваться с конца девятнадцатого века. Первая железная дорога пересекла Чувашию с юго-запада на северо-восток (Москва-Рязань-Казань), ее длина в пределах республики была 180 км. К 1940 году длина железных дорог в нашей республике составила 395 км благодаря вводу в действие железнодорожной ветки Канаш - Чебоксары. Современный железнодорожный транспорт республики является составной частью Горьковской железной дороги. На территории республики имеется 59 станций, 58 из них обслуживает пассажиров.

Самый древний транспорт республики - речной. По Волге и Суре с давних времен перевозились люди, различные товары, хлеб и лес. Судоходство осуществляется по Волге и Суре, протяженность водных путей составляет 233 км.

Всего в республике имеется 9 грузопассажирских пристаней, крупнейшей является Чебоксарская.

Для внешних и внутренних перевозок Чувашии используется автомобильный транспорт. В советское время началось строительство автомобильных дорог с твердым покрытием. Первой вошла в строй главная магистраль Чебоксары-Канаш, в след за ней построены дороги Канаш - Батырево, Ядрин - Шумерля, Чебоксары - Вурнары, Батырево - Шемурша, Чебоксары - Ядрин. К 1998 году протяженность автомобильных дорог с твердым покрытием достигла 5356 км.

Рассматриваемая в настоящем дипломном проекте автодорога «Калинино-Батырево-Яльчики» после завершения строительства твердого покрытия в 2007 году участка автодороги в Ибресинском и Комсомольском районах обеспечит сквозной круглогодичный проезд автотранспорта между вышеуказанными районами. Современная разветвленная сеть дорог с твердым покрытием связывает Чебоксары со всеми районными центрами и городами республики, а также с Москвой, с соседними регионами и их центрами: Казанью, Йошкар-Олой, Саранском, Нижним Новгородом, Ульяновском. На современном этапе автомобильный транспорт республики играет ведущую роль не только в пассажирообороте, но и в грузообороте.

Для перевозки людей и срочных грузов используется авиационный транспорт. Современное воздушное сообщение в республике осуществляется через Чебоксарский аэропорт, с 1996 года он получил статус международного аэропорта.

Через Татарстан проходит и трубопроводный транспорт - трансконтинентальный газопровод Западная Сибирь - Западная Европа (Уренгой - Помары - Ужгород) состоит из 6 газопроводных ниток, а также 2 нитки Ямбург - Тула и 3 нитки Пермь - Казань - Нижний Новгород. Параллельные нитки газопровода Уренгой - Помары - Ужгород проходят с северо-востока через центр на юго-запад республики. Остальные газопроводные нитки проходят, в основном, через северные районы республики с востока на запад.

1.3 Климат

Климат Татарстана умеренно-континентальный.

Район проложения трассы расположен в зоне хорошо выраженного континентального климата с достаточным увлажнением, с холодной зимой и умеренно-теплым летом. Район подвержен засухам и суховеям. Несильно выраженные суховейные явления бывают здесь каждый год, а вероятность сильных засух составляет 4,5%. Снега выпадает меньше, чем, например, на западе области, и к тому же он сносится ветрами (а они здесь гораздо большей силы) в овраги и балки.

Дорога расположена в III дорожно-климатической зоне (СНиП 2.05.02-85 приложение 1) и характеризуется следующими показателями:

годовое количество осадков - 485 мм

средняя годовая температура воздуха - / +2,9°/

средняя температура января - /--13°/

средняя температура июля - /+18,6°/

высота снегового покрова - 60 см

расчетная глубина промерзания - 160 см

самая ранняя дата образования снегового покрова - 30 октября

самая поздняя дата разрушения снегового покрова - 2 мая

преобладающее направление ветра:

зимой - юго-западное, а лето

м - северо - западное.

Таблица 1

Повторяемость и скорость ветра по направлениям

Направление

С

СВ

В

ЮВ

Ю

ЮЗ

3

СЗ

штиль

в январе

Повторяемость

11

7

9

18

15

22

8

16

5

Скорость

4,7

4,3

3,5

4,7

4,9

5,8

5,0

5,2

В июле

Повторяемость

16

7

10

8

9

13

17

20

11

Скорость

4,2

3,1

3,0

3,3

3,4

3,9

3,9

4,5

Исходя из климатических условий высота земляного полотна в открытой местности, по условиям снегонезаносимости, должна быть не менее 1,2 м.

Наиболее благоприятное время для проведения земляных работ с мая по октябрь, для устройства дорожной одежды с 10 мая по 15 сентября.

1.4 Рельеф местности

Территория Татарской Республики 97% расположена по правую, южную сторону р. Волги и в географическом плане занимает северовосточную часть Приволжской возвышенности. Представляющую собой древнюю, слегка приподнятую и наклоненную к северу равнину с резко выраженным эрозионным рельефом. Остальные 3% территории являются частью Заволжской низменности.

Северная часть Чувашского плато, вдоль всей Волги и вглубь до Большого Цивиля, сильно изрезана овражно-балочно-речной сетью. Глубина эрозионного расчленения достигает 90-145 м. Территория этого района имеет не только глубокую, но и очень густую (до 2 км на км2 площади) эрозионную сеть. Повсеместно склоны долин расчленены быстрорастущими оврагами, долинами речек, а иногда и балками.

Поверхность юго-восточной части республики характеризуется сглаженностью и неглубокой расчлененностью. К западу и юго-западу Чувашское плато постепенно опускается в так называемый Сурский прогиб с древней долиной р. Суры. Поверхность Присурского района представляет собой холмистую равнину, которая постепенно, а в отдельных местах уступами опускается с востока на запад к долине р. Суры.

Участок автомобильной дороги «Калинино - Батырево - Яльчики» расположен в Ибресинском и Комсомольском районах Чувашской Республики.

В геоморфологическом отношении исследуемый участок находится в пределах Северных отрогов Приволжской возвышенности и относятся к эрозионноаккумулятивному типу.

Основной гидрографической единицей Ибресинского района является река Кубня, которая пересекает проектируемую автодорогу. Дорогу пересекают и ручьи (устьевые участки), впадающие в р. Кубня.

В основном рельеф проложения трассы равнинный, характеризуется наличием балок и оврагов.

Тип местности по категории сложности относится к 1.

На участке автомобильной дороги (км 50+060 - км 59+217):

- наибольший продольный уклон - 40%о

- перепад высот по трассе составляет - 65,76 м.

1.5 Гидрология

Проектируемой участок расположен в пределах Приволжской возвышенности и сложен разнообразными по генезису и условиям залегания четвертичными отложениями, перекрывающими более древние породы, являющиеся основанием абсолютного большинства инженерных сооружений.

В геологическом строении восточной части территории, куда входят районы предполагаемых работ, ведущую роль играют отложения татарского яруса верхней Перми.

Коренные отложения татарского яруса пермской системы представлены песчано-глинисто-карбонатным комплексом (глины, мергели, известняки) пород красноцветной толщи верхней перми.

На участках проложения трассы под четвертичными образованиями скрываются отложения котельнической и уржумской серий татарского яруса.

Котельническая серия представлена чередованием коричневато- красных, глин и мелких косослоистых песков с караваеобразными конкрециями песчаников на известковом цементе. Мощность отложений составляет 25 - 30 м. Слагают они водораздельные пространства и обнажаются в бортах оврагов.

Уржумская серия представлена коричневато - красными глинами, в нижней части с прослоями песков и песчаников. Мощность отложений составляет 38 - 45 м. Глубина залегания кровли пород татарского яруса, на участке проложения трассы 1,0 - 8,0 м от поверхности земли.

Покровные элювиально - делювиальные отложения залегают на размытой поверхности коренных пород верхней перми и представлены желтовато и серовато-светло-коричневыми суглинками и глинами (лессовидными), с включением гравия карбонатных пород. Мощность их колеблется от 1,0 м до 3,0 м. В местах развития оврагов развит балочный аллювий, который литологически представлен по бортам суглинками легкими песчанистыми, с включением гравия карбонатных пород и гравийно-галечниковыми отложениями с суглинистым текучим, текучепластичным заполнителем 40-45%, с примесью растительных веществ до 5 - 10% в днище оврага.

1.6 Почвы и растительность

Почвенный покров Чувашской Республики в основном сложен из подзолистых, дерново-подзолистых, серых лесных, черноземных, дерново- пойменных и болотных почв.

Подзолистые супесчаные и песчаные почвы образовались на песчаных отложениях и в настоящее время находятся преимущественно под лесными массивами и частично распаханы. Пашни на этих почвах возникли в результате вырубки хвойных лесов.

Дерново-подзолистые почвы большей частью распространены в северозападном Засурье и в северных приволжских административных районах республики, которые составляют Приволжский почвенный район. Их почвообразующими породами являются преимущественно четвертичные лессовидные суглинки желто-бурого цвета.

Дерново-подзолистые почвы, распространенные в Козловском и Урмарском районах, имеют свое отличие: они образовались на слабовыщелоченных породах.

Серые лесные почвы занимают около половины площади почвенного покрова республики. Они образовались на лессовидных глинах и суглинках, юрских глинах и распространены преимущественно в центральных районах республики.

Черноземы занимают около 16 % почвенного покрова республики, имеют господствующее распространение в юго-восточной и юго-западной частях республики. Материнскими породами черноземов являются верхнеюрские, нижне-меловые и четвертичные глины.

Болотные почвы встречаются в Заволжском и Присурском лесных районах республики. Кроме того, болотные почвы имеют широкое распространение в поймах рек, включая и малые.

Грунты по трассе представлены суглинком легким песчанистым, песком мелким, супесью песчанистой.

1.7 Технические показатели проектируемого участка автомобильной дороги

Нормативные требования согласно СНиП 2.05.02 - 85* к III Технической категории дороги

Таблица 4

Категория

III

Расчетные

параметры

СНиП

2.05.02 - 85

Параметры

Интенсивность движения, приведенная к легковому автомобилю

2000-6000

Табл.1

Интенсивность движения в физических единицах

Св.1000-3000

Св.1000-3000

Табл.1

Расчетная скорость, км/ч

100

Табл.3

Число полос движения, шт.

2

Табл.4

Ширина полосы движения, м

3,5

3,55

-«-

Ширина проезжей части, м

7

7

-«-

Ширина обочин, м

2,5

2,5

-«-

Наименьшая ширина укрепленной полосы обочин,м

0,5

0,5

-«-

Наименьшая ширина разделительной полосы, м

-

-«-

Наименьшая ширина укрепленной полосы на разделительной полосе, м

-

-«-

Ширина земляного полотна, м

12

-«-

Ширина полосы отвода, м

Поперечный уклон проезжей части, %о

20

20

Табл.5

Рекомендуемый радиус круговой кривой в плане, м

Более 2000

Минимальный радиус круговой кривой в плане, м

600

Табл.10

Максимальный продольный уклон проезжей части, %о

50

50

Табл.10

Предельная длина прямой в плане, м

2000-3500

Табл.16

Изменение продольного уклона больше чем на %о

10

10

Табл.12

Наименьшие радиусы вертикальных кривых, м:

Выпуклых

Вогнутых

10000

6000

Табл.10

Длина торможения, м

120

Расстояние видимости, м

Для остановки

Встречного автомобиля

200

-

Табл.10

Глава 2. Проектирование дорожной одежды нежесткого типа

2.1 Конструктивные слои дорожной одежды

В дорожной одежде различают следующие слои:

а) покрытие-верхний, наиболее прочный, относительно тонкий слой одежды хорошо сопротивляющихся истиранию, ударным и сдвигающим нагрузкам от колес, а также воздействию природных факторов. Покрытие обеспечивает необходимые эксплуатационные качества дороги: ровность, шероховатость, беспыльность, водонепроницаемость, сопротивление истиранию.

б) основание-несущая прочность часть одежды, обеспечивающая совместно с покрытием перераспределение и снижение давления на расположенные ниже дополнительные слои или грунт земляного полотна.

В конструкции дорожной одежды основание может быть однослойным и более. В качестве основания могут использоваться природные каменные материалы (щебень, гравий, грунт укрепленный органическими вяжущими материалами, песчано-гравийные смеси).

в) дополнительные слои основания-слои между основанием и верхом рабочего слоя земляного полотна, обеспечивающие морозоустойчивость, дренирование дорожной одежды и верхней части земляного полотна. Эти слои должны обеспечивать морозостойкость, дренирование, пучинообразование.

По сопротивлению нагрузкам от автотранспортных средств и по реакции на климатические воздействия конструкции дорожных одежд подразделяют на:

одежды с жестким покрытием и слоями основания

одежды с нежестким покрытием и слоями основания

Общая толщина дорожной одежды и толщина отдельных слоев должна обеспечивать прочность и устойчивость всей конструкции.

Выделяют 4 типа дорожных одежд:

1. Капитальный (ц/б, монолитные, ж/б и армобетонные, сборные и а/б на дорогах I-IV категории).

2. Облегченный (а/б на дорогах III-IV категории и покрытие из щебня, гравия, песка, обработанное вяжущим IV-V категория).

3. Покрытие переходного типа - устраивается из щебеночного - гравийных материалов, грунтов и малопрочных местных материалов, обработанных вяжущим IV-V категории при двухстадийном строительстве и дорогах III категории.

4. Низшие из грунтов укрепленных или улучшенных добавками на дорогах IV-V категории.

2.2 Определение требуемого модуля упругости

2.2.1 Назначение типа дорожного покрытия

Тип дорожного покрытия принимается согласно технической категории дороги, наличия местных дорожно-строительных материалов.

Автомобильная дорога III категории. Дорожная одежда принята усовершенствованной капитального типа. Конструкция дорожной одежды рассчитывается с учетом расчетного автомобиля, который принимают согласно технической категории дороги (таблица 6).

Таблица 6

Категория дороги

Статическая нагрузка на ось, кН

Давление на покрытие, МПа

Расчетный диаметр седа колеса D, см

Группа автомобиля

III

100

0,6

37

А

2.2.2 Определение требуемого коэффициента уровня надежности и прочности

Определяем требуемые коэффициенты: уровня надежности(Кн ) и прочности (Кпр) конструкции дорожной одежды в зависимости от III технической категории. (таблица 7)

Таблица 7

Тип дорожной одежды и покрытия

Категория дороги

Кн

Кпр

Капитального типа с усовершенствованным покрытием

III

0,90

0,94

2.2.3 Определение интенсивности движения грузовых машин и автобусов на перспективный 20 год

(1)

Где - интенсивность движения

К-состав движения грузовых и автобусов

N20=1120 авт/сут

К=0,90

=1120*0,90=1008 авт/сут

Суммарная интенсивность движения на конец расчетного периода(20 лет) Nсум.п определяется по формуле (2)

Суммарная интенсивность движения грузовых автомобилей автомобилей и автобусов определяется по формуле(1)

, - коэффициенты, показывающие увеличение интенсивности движения данного года относительно первого года эксплуатации дороги:

авт/сут (2)

Суммарную интенсивность движения пересчитываем на одну полосу движения в зависимости от числа движения проезжей части по формуле (3):

Для двухполосной и трехполсоной :

Nрасч=0,7*

2.2.4 Определение расчетной интенсивности движения

расч=расч*P1*S1+расч*P2*S2+…..авт/сут

Где: P1, P2, P3-относительная часть автомобилей разных марок в общем составе движения, принимается в долях процента.

S1, S2, S3- коэффициенты приведения автомобилей разных марок к расчетному автомобилю.

Nрасч=555*0,1*0,0+555*0,2*0,10+555*0,5*2,46+555*0,05*0,91=719 авт/сут

2.2.5 Определение требуемой модули упругости

Минимальный модуль упругости Еmin принимаем в зависимости от категории дороги, количества автомобилей на одну полосу движения и типа покрытия. Для III технической категории Еmin=180 МПа.

Определяем требуемый модуль упругости Етр в зависимости от группы расчетного автомобиля и расчетной приведенной интенсивности движения рис(1).

Рис 1. Требуемые модули упругости: 1-для нагрузки группы А; 2-для нагрузки группы Б

Етр=250 Мпа; сравниваем Етр с Еmin и так как Етр ? Еmin, то принимаем Етр =250 Мпа для проектируемой конструкции дорожной одежды.

2.3 Назначение вариантов конструкции дорожной одежды и расчет по упругому прогибу

Для выбора наиболее оптимального варианта конструкции дорожной одежды проводится сравнение двух и более вариантов.

Варианты конструкции дорожной одежды принимаем по типовому альбому в соответствии с намеченным типом покрытия, требуемым модулем упругости, дорожно-климатической зоной, типом местности по характеру увлажнения, видом грунта земляного полотна, наличием дорожно-строительных материалов. Каждый слой дорожной одежды имеет свой модуль упругости, соответствующий материалу, из которого он устроен и характеризующей жесткость слоя, его прочность.

Расчет конструкции дорожной одежды по упругому прогибу I-го варианта

Конструкция дорожной одежды

Слои

Материал слоя

Модуль упругости слоя Е, МПа

Толщина слоя h, см

Общий модуль упругости Еобщ, МПа

1

2

3

4

5

6

1

Мелкозернистый асфальтобетон плотный горячий. БНД 60/90

3200

5

Еобщ=224

2

Крупнозернисты или средне а/б пористый. БНД 60/90

2000

7

Еобщ=140

3

Щебень обработанный битумом в установке(черный щебень)

800

20

Еобщ=56

4

Цементогрунт

230

15

Еобщ=32

5

Песчанный подстилающий слой

100

25

Еобщ=25

Грунт земляного полотна

6

Суглинок тяжелый

25

2.4 последовательность расчета

После подбора конструкции дорожной одежды приступаем к поверочному расчету по упругому прогибу с установлением необходимой толщины подстилающего слоя, пользуясь номограммой.(прил.3, рис.1)

Вариант 1.

- Общий модуль упругости на поверхность второго слоя.

Общий модуль упругости на поверхность третьего слоя

Общий модуль упругости на поверхность четвертого слоя.

Общий модуль упругости на поверхность пятого слоя.

поверхности земляного полотна равен модулю упругости грунта Егр и соответственно

толщина песчаного слоя берем 25 см.

Определяем общую толщину дорожной одежды (1 варианта) по формуле (3)

Где -толщина слоев дорожной одежды

Расчет конструкции дорожной одежды по упругому прогибу II-го варианта

Конструкция дорожной одежды

Слои

Материал слоя

Модуль упругости слоя Е, МПа

Толщина слоя h, см

Общий модуль упругости Еобщ, МПа

1

2

3

4

5

6

1

Щебеночно-мастичный а/б.ЩМА

3600

5

Еобщ=216

2

Щебень обработанный вяжущим в установке

1000

8

Еобщ=170

3

Щебень известняковых пород

350

25

Еобщ=98

4

Песчанный подстилающий слой, мелкий

100

20

Еобщ=29

Грунт земляного полотна

5

29

Вариант 2.

- Общий модуль упругости на поверхность второго слоя.

- Общий модуль упругости на поверхность второго слоя.

Общий модуль упругости на поверхность четвертого слоя.

поверхности земляного полотна равен модулю упругости грунта Егр и соответственно

толщина песчаного слоя.

Определяем общую толщину дорожной одежды (1 варианта) по формуле (4)

(4)

Где -толщина слоев дорожной одежды

2.5 Сравнение вариантов дорожной одежды

Сравнение вариантов выполняют по суммарным затратам, приведенным к исходному году. Суммарные приведенные затраты включают в себя следующие основные затраты:

1) Капитальное вложение в строительстве дорожной одежды -К0-определяют по формуле (5)

Где:

С1С2С3-стоимость слоев дорожной одежды по укрепленным показателям 1000 м2

h1h2h3-толщина слоев дорожной одежды, см.

2) Суммарное приведенные затраты на капитальный ремонт дорожной одежды определяют по формуле (6)

Где n-количество капитальных ремонтов за срок сравнения

- затраты на капитальный ремонт(методичка.прил.2, табл.19)

- коэффициенты приведения затрат будущих лет к исходному году(прил.2, табл.18)

=0,08-нормативный коэффициент приведения принимают одинаковым для всех типов покрытия.

3) Суммарные приведенные затраты на средний ремонт дорожной одежды определяют по формуле (7)

Где m-количество средних ремонтов за срок сравнения

-затраты на средний ремонт(прил.2.табл 19)

-год осуществления среднего ремонта

4)Суммарные приведенные затраты на текущий ремонт и содержание дорожной одежды определяется по формуле (8)

Где: -срок сравнения;

-затраты на текущий ремонт и содержание

-период года от года приведения затрат до года, когда эти затраты осуществляются.

Для каждого варианта дорожной одежды суммарные приведенные затраты на 1000 м2 определяется по формуле (9)

Где Ен=0,12-нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений, принимают одинаковые для всех конструкций дорожной одежды.

Расчет капитальных вложений:

Вариант I

Вариант II

Покрытие асфальтобетонные в I варианте и II варианте, поэтому принимают суммарные приведенные затраты на капитальный, средний, текущий ремонт и содержание одинаковым.

Расчет суммарных приведенных затрат 1000 м2

Более экономичный II-вариант дорожной одежды. Его принимаем за основной для дальнейших расчетов.

2.6 Проверочный расчет конструкции дорожной одежды

В связи со сложностью процессов, протекающих в деформируемой дорожной одежде, при расчете за основной показатель ее прочности принимают комплексную характеристику - допускаемый упругий прогиб. Конструкцию дорожной одежды, удовлетворяющую этому требованию, проверяют также по следующим критериям:

- устойчивости несвязных слоев против возникновения сдвигов;

- допустимой величине растягивающих напряжений в слоях связных материалов;

- допустимой величине зимнего впучивания;

- обеспечиванию воды из пористых слоев;

2.6.1. Расчет сопротивления сдвигу в подстилающем грунте

определяют средний модуль упругости одежды по формуле (13):

МПа, (13)

Где Е1, Е2, … Е3 - модули упругости слоев дорожной одежды. Модули упругости асфальтобетона принимается в зависимости от дорожно-климатической зоны; h1, h2, … hn -толщина слоев, см.

- определяют расчетные значения модуля упругости грунта по формуле (14):

Егр = Згр(1+Q*VЕ) МПа, (14)

Где Згр - нормативный модуль упругости грунта в зависимости от влажности (W= 0,75).

Q- коэффициент нормативного отклонения, принимают в зависимости от коэффициента проектной надежности - Кн.

VE - коэффициент вариации модуля упругости грунта.

Егр = 29(1+1,32*0,08) = 70 МПа

- определяют напряжение сдвига от временной нагрузки в зависимости от угла внутреннего трения грунта ц и соотношения , по номограмме.

цгрунта = 13о; = ; = 1,57, по номограмме t = =0,022,

Где p - давление на покрытие 0.6 МПа для групп автомобилей А

tн = t*p= 0,07*0,6 = 0,0132 МПа

- определяют напряжение от массы - tв в зависимости от толщины одежды и угла внутреннего трения ц для выбранного фа,b.. = 0,0005 МПа

T = tн + фа,b. (15)

T = 0,042 + 0,001 = 0,0212 МПа

- расчетная величина сцепления в активной зоне рассчитывается по формуле (16):

Сгр = *(1-Q*Vc), (16)

где - сцепление грунта

Vc - коэффициент вариации сцепления принимают равным 0,015;

Q = 1,32

Сгр = 0,013(1-1,32*0,015) = 0,011 МПа

- определяют коэффициент неоднородности условий работы одежды в зависимости от расчетной приведенной интенсивности движения Nрас.прив.-K2=Ky

K2=Ky=0,68 при Nрас.привю= 1120 авт/сут.

- определяют коэффициент учитывающий особенности работы грунта в конструкции К3 в зависимости от вида грунта К3 = 1,5

Допускаемое сдвигающее напряжение в грунте определяют по формуле (17):

Тдоп = Сгр* К123, (17)

где Сгр - сцепление в активной зоне; К1 - коэффициент учитывающий снижение сопротивления сдвигу, принимают для всех видов грунта 0,6; К2 - коэффициент неоднородности; К3 - коэффициент, учитывающий особенности работы грунта.

Для рассматриеваемого примера Тдоп= 0,011*0,6*0,68*1,5=0,0067 МПа

- коэффициент прочности по сдвигу определяют по формуле (18):

Ксдв = Тдоп , (18)

где Тдоп - формула 17; Т - формула 15.

Ксдв = 0,0067/0,0132 = 0,51

Полученное значение сравниваем с уже известным коэффициентом прочности Кпр = 0,94, Ксдвпр

Вывод: Условия прочности на сдвиг не удовлетворяют требованиям, поэтому необходимо предусмотреть работы по укреплению верхней части земляного полотна:

К3 = 3

Тдоп= 0,011*0,6*0,68*3=0,0134 МПа

Ксдв = 0,013/0,0132 = 0,98

Полученное значение сравниваем с уже известным коэффициентом прочности Кпр = 0,94, Ксдвпр

Вывод: условие прочности на сдвиг в грунтовом основании удовлетворяется.

2.6.2 Расчет сопротивления сдвигу в песчаном слое основания.

- определяют средний модуль упругости одежды по формуле (19) :

МПа, (19)

- рассчитывают отношения: , ;

для рассматриваемого примера , = = 6,47 ; = = 1,03

по номограмме определяют напряжение от временной нагрузки:

t = , в зависимости от угла внутреннего трения песка ц = 38о для рассматриваемого примера t = = 0,025, где p = 0,6 МПа

tн = 0,025*0,6= 0,015

- напряжение сдвига от массы одежды фа,b .

фа,b. = -0,0018 для hд/о = 38 см, ц = 38о для песка

- суммарное напряжение сдвига в песчаном слое: Т= tн + фа,b .

Т = 0,015+(-0,0018)= 0,0132

- определяют расчетную величину сцепления в активной зоне по формуле (19):

Сn = С4(1-Q*Vc), (19)

где С4 - сцепление песка;

Vc - коэффициент вариации сцепления Vc = 0,015 для любого вида грунта

Сn = 0.005*(1-1,32*0,015)= 0,005, (19)

-допускаемое сдвигающее напряжение в песке определяют по формуле (20):

Тдоп = Сn123

где Сn - формула (19); К1=0,6; K2 - коэффициент неоднородности; K3 - коэффициент, учитывающий особенности работы грунта.

Тдоп = 0,005*0,6*6,5=0,0195

- коэффициент прочности по сдвигу - формула (18)

Ксдв = 0,0195/0,0132 =1,48

Сравниваем с коэффициентом прочности Кпр .

Ксдвпр т.е.0,96>0,94

Вывод: устойчивость на сдвиг в песчаном слое обеспечена.

2.6.3 Расчет сопротивления растяжению при изгибе асфальтобетонного покрытия.

- определяют средний модуль упругости двухслойного покрытия по формуле (21):

МПа, (21)

где Е1, Е2 -модули упругости материала МПа;

h1, h2 - толщина слоев покрытия, см.

дz - растягивающее напряжение в покрытии находят по номограмме в зависимости от отношения: , наибольшее растягивающее напряжение определяют по формуле (22):

дz= p*, (22)

где p - давление на покрытие 0,6 МПа

Для рассматриваемого примера: МПа

==11,76; = = 0,35; = 2,1 МПа; дz =0,6*2,1= 1,26 МПа

- определяют растягивающее напряжение в покрытии по формуле (23):

Rдоп= *(1-Q*VR)* Ky*Kм, МПа (23)

где - нормативное значение сопротивления растяжению при изгибе; VR - коэффициент вариации = 0,1; Ky - коэффициент усталости в зависимости от интенсивности движения; Kм - коэффициент снижения прочности от воздействия природных факторов.

Rдоп = 2,8*(1-1,32*0,1)*0,68*1= 1,65 МПа

-коэффициент прочности при изгибе определяют по формуле (24):

, (24)

где Rдоп - формула (23); - наибольшее растягивающее напряжение, равное 1,43 МПа

= 1,15 > Kпр = 0,94

Вывод: Устойчивость на растяжение при изгибе обеспечена т.к. Кизгпр.

2.6.4 Расчет дорожной одежды на морозостойкость

В зависимости от района расположения автомобилей дороги, вида грунта земляного полотна, материала покрытия определяют необходимые параметры для расчета необходимой толщины дорожной одежды из стабильных материалов:

Z0 = 170см

Z0 = 120+50=220 см

б0 = 120 см

В= 4см2/сут.

lпуч =4 см

- определяют необходимую толщину стабильного слоя Z1 по формулам (25), в зависимости от соотношения , (25), где Н - глубина залегания грунтовых вод.

По номограммам определяют =a и рассчитывают по формулам (26):

Z1 = a*Z0 (26);

- вертикальная ось; - кривая.

= 0,706; = 0,73; =0,13; Z1 = 0.1*170= 17 - необходимая толщина

- с учетом теплотехнических свойств определяют эквивалентнуютолщину слоев и стабильных материалов (по отношению к щебню из гранитных пород) по формуле (27):

Z1э. = h1*E1+h2*E2+…+hn*En

где h1, h2, …hn - толщина слоев дорожной одежды из стабильных материалов, см; E1, E2, …En - эквиваленты теплотехнических свойств материалов по отношению к уплотненному щебню.

Z1э. = 5* 1,15+ 8* 1,15+ 25* 1,0+ 20* 0,9= 57,95 ? 58 см

Вывод: Согласно полученным значениям Z1 и Z1э. их численные значения больше hд/о = 62 см, рассчитанной по упругим деформациям, таким образом морозоустойчивость конструкции дорожной одежды не обеспечивается, чтобы обеспечить морозоустойчивость, нам необходимо увеличить песчаноподстилающий слой на 14 см.

2.7 Расход дорожно-строительных материалов на устройство дорожной одежды

Расход дорожно-строительных материалов определяется по проектным профилям в уплотненном состоянии с использованием «ГЭСН» №27

Ведомость расхода дорожно-строительных материалов

Наименование конструктивных слоев и материалов

Количество

На 1000 м2

На 1км

На участке дороги

1

2

3

4

I Дорожная одежда

1.дополнительное основание из песка-подстилающий слой-20 см.

а)песок м3

б)вода м3

220

10

3141,6

142,8

6283,2

285,6

2.Основание из щебня с из известняковых пород расклинцовкой h=25 см, с пределом прочности на сжатие свыше 98,1 Мпа.

а)щебень фракции 40-70 мм

б)щебень фракции 10-20 мм

в)вода

315

25

50

2520

200

400

5040

400

800

3.Нижний слой а/б покрытия h=8см, обработанный вяжущим в установке.

а) черный щебень фракции 20-40 мм

б)щебень черный фракции 10-20 мм

в) битум

156

14,67

0,028

1248

117,36

0,224

2496

234,72

0,448

4.Верхний слой а/б покрытия из ЩМА

а)ЩМА

б)битум

120,8

0,0136

966,4

0,1088

1932,8

0,2176

II. Укрепление обочин

1.щебеночная смесь

110

150

300

2.засев травами грунтовой части обочин

а) семена многолетних трав, кг

б) удобрение, тонн

27

0,034

0,034

Глава 3. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Постройка автодороги вносит большие изменения в экологическое равновесие природы и в хозяйственную жизнь района ее приложения. Учет требований охраны окружающей среды неизбежно осложняет и удорожает дорожное строительство. Однако заботы и внимание, уделяемое вопросу охраны природы, делают дополнительный затрат вполне оправданными.

Будущему инженеру дорожнику нужно твердо уяснить, что учет требований охраны природы при проектировании дорог не должен ограничиваться только мерами по ее сохранению. Продуманная постройка дороги может существенно улучшить местность осушением болот, созданием водохранилищ, закреплением песков, повышением устойчивости склонов, предохранением почв от эрозии и др. Использование для земляного полотна

Дорожных одежд, шлаков и других побочных продуктов промышленности дает возможность ликвидировать накопившейся за много лет их отвалов. Студенты при работе над частью 3 должны предложить мероприятия по охране окружающей среде.

С ростом протяженности и качества дорожной сети растут численность и интенсивность использования автомобильного парка, объем потребления моторного топлива, других природных ресурсов, загрязнение окружающей среды, усиливаются ландшафтные нарушения, ускоряются темпы деградации и разрушения экосистем на природных территориях.

Количественно оценить все позитивные и негативные аспекты воздействия автотранспорта комплекса на окружающую среду и общество сложно. Поэтому далее приводится лишь некоторые методические подходы к решению таких задач: рассматривается мера негативного воздействия автотранспортного комплекса на окружающую среду, а так же критерии, с помощью которых могут быть осуществлены такие оценки

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Природно–климатические условия района строительства дорожной одежды нежесткого типа. Расчет потребности дорожно-строительных материалов. Определение производительности дорожно-строительных машин. Комплектование механизированного дорожного отряда.

    курсовая работа [436,1 K], добавлен 18.06.2022

  • Проектирование дорожной одежды и земляного полотна автомобильной трассы. Конструирование и расчет дорожной конструкции на прочность, морозоустойчивость, осушение. Определение приведенной интенсивности движения к расчетной нагрузке на одну полосу дороги.

    курсовая работа [54,6 K], добавлен 31.03.2008

  • Расчет требуемого и общего модуля упругости конструкции. Характеристики грунтов и материалов слоев дорожной одежды. Расчет по упругому прогибу дорожной конструкции, на сдвиг в грунте и песке, по критерию прочности монолитных слоев растяжения при изгибе.

    контрольная работа [316,3 K], добавлен 26.01.2015

  • Дорожно-климатические условия района строительства автомобильной дороги. Конструкция дорожной одежды. Технологическая последовательность строительства конструктивных слоев дорожной одежды. Определение сводной потребности в материальных ресурсах.

    курсовая работа [2,1 M], добавлен 24.05.2012

  • Определение категории и капитальности дорожной одежды. Расчет дорожной одежды по допускаемому упругому прогибу асфальтобетонов. Расчет конструкции на сдвигоустойчивость, сопротивление монолитных слоев усталостному разрушению, морозоустойчивость.

    курсовая работа [1,1 M], добавлен 13.08.2013

  • Анализ природно-климатических условий района строительства. Определение продолжительности работы специализированных отрядов. Проектирование организации работ по строительству дорожной одежды. Технологическая схема потока по устройству дорожной одежды.

    курсовая работа [211,1 K], добавлен 31.03.2010

  • Установление технической категории дороги и типа дорожной одежды. Определение величины минимального требуемого модуля упругости и проверка конструкции на морозоустойчивость. Расчёт отверстия моста, струенаправляющих дамб и водопропускных сооружений.

    курсовая работа [2,0 M], добавлен 23.09.2011

  • Назначение конструкций дорожной одежды и расчет вариантов. Контроль качества работ при возведении земполотна и строительстве дорожной одежды. Рытьё котлована экскаватором, прокладка водопропускных труб. Определение сметной стоимости строительства.

    дипломная работа [1,4 M], добавлен 08.02.2017

  • Анализ природно-климатических условий района строительства. Техническая характеристика дороги. Размещение производственных предприятий и обеспечение строительства материалами. Технологическая схема комплексной механизации устройства дорожной одежды.

    дипломная работа [50,1 K], добавлен 12.02.2011

  • Физико-географическая характеристика района строительства. Выбор типа покрытия и конструкции дорожной одежды. Определение приведенных затрат и сроков строительства участка автодороги. Проект производства работ по устройству искусственных сооружений.

    дипломная работа [246,1 K], добавлен 27.02.2011

  • Характеристика района проектирования. Обоснование категории автомобильной дороги, техническиие нормативы. Разработка плана трассы, профилей земляного полотна, малых водопропускных сооружений, конструкции дорожной одежды; инженерное обустройство; смета.

    дипломная работа [369,7 K], добавлен 08.12.2012

  • Природно-климатические условия района строительства. Технические параметры автомобильной дороги. Проектирование земляного полотна, искусственных сооружений, дорожной одежды. Расчет монолитных слоев на растяжение при изгибе. Принципы благоустройства.

    дипломная работа [18,6 M], добавлен 29.09.2022

  • Характеристика рельефа местности. Расчет лесотранспортных измерителей. Гидравлический расчет искусственных сооружений. Оценка объема земляных работ и дорожной одежды нежесткого типа. Параметры дорожно-климатического потока. Основные строительные работы.

    курсовая работа [611,1 K], добавлен 18.11.2012

  • Климат, рельеф и почвенно-грунтовые условия района проложения трассы. Расчёт рекомендуемой рабочей отметки, расчетной интенсивности движения, требуемого модуля упругости дорожной одежды. Проектирование земляного полотна и устройства водопропускной трубы.

    курсовая работа [438,7 K], добавлен 06.03.2016

  • Виды и классификация бетонов. Основание из "тощего" бетона в конструкции дорожной одежды. Возможности использования механической активации для улучшения свойств портландцемента. Влияние времени твердения на прочность при сжатии исходных образцов.

    курсовая работа [370,9 K], добавлен 26.06.2014

  • Изучение условий строительства. Определение количества рабочих смен. Расчет потребности в основных дорожно-строительных материалах и полуфабрикатах. Выбор расположения производственного предприятия. Технология и организация устройства дорожной одежды.

    курсовая работа [276,6 K], добавлен 11.10.2013

  • Обоснование строительства жилой улицы. План организации рельефа. Расчет дорожной одежды нежесткого типа, тротуаров, остановочной площадки. Технологический процесс возведения земляного полотна. Дорожные знаки и разметка. Охрана труда, техника безопасности.

    дипломная работа [842,3 K], добавлен 29.09.2013

  • Природно-климатические условия строительства. Транспортная схема доставки материалов. Обоснование способов производства работ поточным методом и расчет основных параметров. Контроль качества и построение графика Ганта на возведение дорожной одежды.

    курсовая работа [340,2 K], добавлен 18.01.2011

  • Анализ природных условий района проектирования автомобильной дороги. Характеристика дорожно-строительных материалов. Варианты конструкций дорожной одежды, проект транспортной развязки, гидравлический расчет мостов и труб. Проект и смета строительства.

    дипломная работа [2,1 M], добавлен 14.11.2011

  • Исследование подготовительных работ при строительстве автомобильных дорог. Определение объёмов работ по расчистке дорожной полосы. Расчёт потребности в машинах, механизмах, рабочей силе. Устройство земляного полотна. Уклада верхних слоёв дорожной одежды.

    отчет по практике [223,4 K], добавлен 21.09.2015

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.