Технический проект участка автомобильной дороги от пункта А до пункта Б

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки РФ

Уфимский автотранспортный колледж

Курсовой проект

по дисциплине: «Изыскания и проектирование автомобильных дорог и аэродромов»

на тему: Технический проект участка автомобильной дороги от пункта А до пункта Б

Уфа 2010

Содержание

Введение

1. Общая часть

1.1 Характеристика района проектирования

1.2 Технико-экономическая характеристика проектируемой автодороги

1.2.1 Ширина полосы движения, проезжей части, земляного полотна

1.2.2 Расстояния видимости на проектируемой автомобильной дороге

1.2.3 Расчет наименьших радиусов кривых в плане и продольном профиле проектируемой автомобильной дороги

2. План трассы

2.1 Описание вариантов трассы дороги

2.2 Сравнение вариантов трассы дороги

2.3 Расчет прямых и кривых в плане

2.4 Ведомость углов поворота, прямых и кривых

3. Искусственные сооружения

3.1 Расчет водопропускной трубы на ПК +

3.2 Ведомость расчетных данных искусственных сооружений

3.3 Проектирования малого моста

4. Продольный профиль

4.1 Ведомость отметок поверхности земли по оси трассы дороги

4.2 Описание проектной линии

4.3 Расчет рекомендуемой рабочей отметки

5. Дорожной одежды

5.1 Расчет дорожной одежды

6. Проектирование земляного полотна

6.1 Поперечные профили земляного полотна

6.2 Определение объемов земляных работ

7. Проектирование оборудования и благоустройства автодороги

8. Экология и рекультивация земель

9. Организация строительства

Библиографический список

Введение

В народном хозяйстве все виды транспорта образуют единую транспортную систему и работают во взаимной увязке. Транспорт является неотъемлемым элементом любого производства, обеспечивая связь между промышленными, сельскохозяйственными и другими отраслями народного хозяйства. Влияет на все процессы развития экономики нашей страны, на размещение производительных сил, освоение новых районов и природных богатств, способствует повышению жизненного уровня народа и его культуры, имеет огромное значение в укреплении обороноспособности России.

Автомобильный транспорт в России развивается более быстрыми темпами, чем другие виды транспорта. Это связано с большим объемом перевозок. В связи с загруженностью железных дорог целесообразно переключать часть грузов на автомобильный транспорт, что сокращает сроки доставки грузов и уменьшает себестоимость перевозок.

На скорость движения автомобилей влияют дорожные условия: прочность, ровность и шероховатость дорожного покрытия, продольные уклоны, радиусы кривых в плане и продольном профиле. Основные элементы автомобильных дорог должны обеспечить возможность движения автомобилей с высокими скоростями: чем меньше скорость движения, тем выше себестоимость перевозок и меньше производительность работы автомобилей.

Особенно значительная роль автомобильного транспорта в освоении малонаселенных районов и новых сельскохозяйственных территорий, в разработке больших месторождений полезных ископаемых.

В процессе выполнения проекта на строительство автомобильной дороги необходимо: правильно сочетать дорогу с окружающей местностью; охранять лесные массивы и пути передвижения диких животных; не занимать ценные земли под дорожные сооружения; предусматривать восстановление земель, занятых во временное пользование; соблюдать санитарные нормы в районах культурно-массового отдыха; снимать и сохранять растительный слой плодородного грунта на участках строительства дороги; предусматривать снегозащитные и декоративные озеленения; организовывать сбор воды с проезжей части и очистку в пределах водоохранных зон; при обходе населенных пунктов предусматривать мероприятия по ликвидации транспортного шума; вибрации, загрязнения воздуха и воды.

строительство автодорога полотно профиль

1. Общая часть

1.1 Характеристика района проектирования

Кемеровская область -- область в южной части Западной Сибири России, Сибирский федеральный округ, образована 26 января 1943.

Площадь 95,5 тыс. кмІ.

Население -- 2821,6 тыс. чел. (2010). Плотность населения: 29,5 чел/кмІ (2010), удельный вес городского населения: 84,9 % (2010).

Административный центр области -- город Кемерово. Население 520,6 тыс. чел. (2010).

Крупнейший город области -- Новокузнецк. Население 563,3 тыс. чел (2009).

Граничит с Новосибирской и Томской областями, Алтайским и Красноярским краями, республиками Алтай и Хакасия.

В Кемеровской области 20 городов, 19 районов.

Большинство населения проживает в городах, имеются значительные территории с низкой плотностью населения.

Природно-климатическая характеристика.

Климат Кемеровской области континентальный: зима холодная и продолжительная, лето тёплое, но короткое. Средние температуры января ?17 … ?20 °C, июля -- +17 … +18 °C. Среднегодовое количество осадков колеблется от 300 мм на равнинах и в предгорной части до 1000 мм и более в горных районах. Продолжительность безморозного периода длится от 100 дней на севере области до 120 дней на юге Кузнецкой котловины.

Грунтовый разрез:

0-40 - чернозем обычный

40 и ниже глина

Глубина залегания грунтовых вод - 1,80 м.

Высота снежного покрова - 0,27 м.

Повторяемость ветра

Месяц/направление в %	С	СВ	В	ЮВ	Ю	ЮЗ	З	СЗ	Штиль
Январь	4	4	9	9	13	26	29	6	28
Июль	16	10	6	7	6	13	25	17	18

Рис. 1 Роза ветров

Население

Большинство населения - русские 2664816. Кроме русских в области проживают также татары 51030, украинцы 37622, немцы 35965, чуваши 15480, шорцы 11554, белорусы 10715, армяне 10104, азербайджанцы 7250, мордва 7221, таджики 4474, башкиры 3161, узбеки 3017, удмурты 2665, телеуты 2534, цыгане 2503 и представители других народов 5241.

К. о.-- самая густонаселённая область Сибири. Средняя плотность населения 30,4 человека на 1 км2. Наибольшая плотность населения в Кузнецкой котловине (до 49 человек на 1 км2), наименьшая -- в предгорьях Кузнецкого Алатау и в Горной Шории. Городское население -- 2419 тыс. человек (83%). Крупнейшие города: Кемерово, Новокузнецк, Прокопьевск, Ленинск-Кузнецкий, Киселёвск, Белово, Анжеро-Судженск, Осинники.

Характеристика народного хозяйства

Сельское хозяйство.

Предприятия сельского хозяйства расположены на территории всей области и недалеко от городов. Сугубо «сельские» районы -- Промышленновский, Крапивинский, Чебулинский, Ижморский, Яйский и др.

Промышленность.

Кузбасс - крупный промышленный регион России с высоким экономическим потенциалом. Кемеровская область играет важную роль в экономики не только Сибири, но и всей России. Базовыми отраслями промышленности региона являются: угольная промышленность и металлургия. Также в регионе развита химическая промышленность, энергетика и машиностроительная отрасль.

Крупнейшие промышленные предприятия Кузбасса, заводы Кемеровской области

Угольная промышленность, угольные компании и шахты Кузбасса:

На долю угольной промышленности приходится более 30% промышленного производства региона. На долю Кузбасса приходится около 56% добычи каменных углей России, около 80% добычи всех коксующих углей России. Компании, ведущие добычу угля открытым способом и подземную добычу, владеющие разрезами и шахтами в Кузбассе:

* Кузбассразрезуголь - крупнейшая в России угольная компания, ведет добычу угля открытым способом на более 10 разрезах (Талдинский, Вахрушевский, Ерунаковский и других). Входит в состав УГМК-Холдинг.

* Южный Кузбасс - добыча угля, добыча угля коксующих марок, входит в холдинг ОАО «Мечел».

* ЗАО «Черниговец» - угледобывающее предприятие, входит в холдинг СДС («Сибирский Деловой Союз»).

* ОАО «Междуречье» - угледобывающее предприятие, состоит из нескольких угольных разрезов, входит в холдинг Сибуглемет.

* ОАО «СУЭК-Кузбасс» - филиал крупнейшего в России предприятия по добыче угля («Сибирская Угольная Энергетическая Компания» ведет добычу угля не только в Кузбассе, но и в Бурятии, Хакасии, в Красноярском и Забайкальском крае и других регионах).

* ОАО УК "Северный Кузбасс" - крупная угольная компания.

* УК «Южкузбассуголь» - объединенная угольная компания ведет добычу каменного угля на нескольких шахтах Новокузнецкого района в Кузбассе (Шахта Абашевская, Есаульская, Ульяновская, Юбилейная). Входит в состав группы Евраз.

* УК «Прокопьевскуголь» - угольная компания (г. Прокопьевск).

* ОАО «Распадская» - угольная компания, занимается добычей коксующего угля, в ее состав входит несколько шахт и разрезов (шахта Распадская, разрез Распадский).

Транспорт.

Железнодорожный:

По территории проходит Транссиб с ответвлениями у Юрги, Тайги и у Анжеро-Судженска.

Южно-Кузбасская ветка Западносибирской железной дороги -- начинается от Юрги пересекает область с севера на юг, заканчиваясь в Таштаголе. Имеет ответвления в Топках (на Кемерово), в Белово (на Новосибирск) в Артыште (на Алтай)

Крупнейшие железнодорожные узлы области: Тайга, Юрга, Топки, Белово-Артышта, Новокузнецк.

Автомобильный:

Через северную часть области и через Кемерово проходит автомагистраль М53 «Байкал».

Наибольший трафик автомобильного движения наблюдается на дорогах между Кемерово и Новокузнецком. Два крупнейшие города области соединены дорогой II категории 1Р-384 -- «Старая трасса», но она давно не справляется с потоком автомобилей и рядом с ней строится «Новая трасса» -- дорога I категории шириной 4 полосы и с пересечениями в разных уровнях на всех перекрестках. Южная часть магистрали построена в конце 80-х -- середине 90-х годов XX века для обхода Ленинска-Кузнецкого, Белова, Киселевка и Прокопьевска (Старая трасса проходила в черте этих населенных пунктов), имеет четыре полосы движения на участке от Ленинска-Кузнецкого до Новокузнецка. Северная часть магистрали от Ленинска-Кузнецкого до Кемерова строится в настоящее время также в четыре полосы движения в обход крупных сел Чусовитино, Панфилово, Березово и Береговая.

Воздушный

Международный аэропорт в Кемерово -- выполняются чартерные рейсы на зарубежные курорты, внутренние рейсы в Москву, Читу, Красноярск, Владивосток и на южные курорты.

Аэропорт Новокузнецк-Спиченково, расположенный в Прокопьевском районе, обслуживает внутренние рейсы -- в Москву (круглогодично) и курортно-туристические центры. Несмотря на большую населенность окрестных территорий, число рейсов из Новокузнецкого аэропорта крайне невелико, большая часть -- сезонные.

Также на территории области имеются аэродромы в районе Ленинска-Кузнецкого (в настоящее время не работает) и Таштагола. В советское время свой аэропорт был в Междуреченске и Анжеро-Судженске.

Водный

Единственной рекой в области, которую можно приспособить под судоходство, является Томь. В прошлом выполнялись пассажирские рейсы между Томском и Кемерово на теплоходах «Заря».

Внутренние различия: Северный район имеет угольно-машиностроительную специализацию; Северо-Восточный -- лесную.

1.2 Технико-экономическая характеристика проектируемой автодороги

Район проектирования.

Проектируемая автомобильная дорога располагается в Кемеровской области.

Интенсивность движения.

Перспективная расчетная интенсивность движения на ближайшие 20 лет составляет 1280 авт./сут.

Состав движения

№ п/п	Марка автомобиля	Содержание %	№ п/п	Марка автомобиля	Содержание %
1	ЗИЛ-130	36	5	ПАЗ-3201	2
2	КамАЗ-5320	25	6	ЛиАЗ-677	3
3	МАЗ-500А	13	7	Икарус	-
4	КрАЗ-258Б1	13	8	Легковые	8

Ежегодный прирост интенсивности: 2 %

1.2.1 Ширина полосы движения, проезжей части, земляного полотна

Основные геометрические параметры определяем для автомобильной дороги III технической категории с расчетной скоростью движения 100 км/ч.

Ширина полосы движения:

(1)

где а - ширина кузова автомобиля, 1ч2,5м;

с - ширина колеи (между внешними гранями задних колес), 1,3ч1,8м;

Х - безопасный зазор между кузовами встречных автомобилей (Х=0,85);

У- расстояние от внешней грани колеса до кромки проезжей части, м;

(2)

м

V_рас - расчетная скорость, км/час;

Теоретическая пропускная способность одной полосы движения:

,(3)

где N^т_час - пропускная способность одной полосы, авт/час;

V_р - расчетная скорость движения, км/час;

t_р - время реакции водителя (t_р =1 с);

- габаритная длина автомобиля (=5 м);

- безопасное расстояние (=5 м);

- расчетный коэффициент продольного сцепления (0,4ч0,6);

К - коэффициент условий торможения (К=1,2ч1,4).

авт/час

Количество полос определяется, как



n = (4)

где n - количество полос движения, шт;

- перспективная (20лет) интенсивность движения, авт/час;

Е - коэффициент неравномерности работы автодороги, 1

Z - уровень загрузки полосы движения, зависит от принятых

условий (0,2 - легкие условия; 0,4 - нормальные; 0,8 - тяжелые);

K - коэффициент наличия негабаритных грузов, 1,1ч1,2.

n =

Для дорог Iа, Iб, Iв и II принимается разделительная полоса (3-5м).

Общая ширина земляного полотна составит:

а) для дорог Iа, Iб, Iв и II

В_зп=2В_об+В_пч+В_разд

б) для дорог II, III, IV

В_зп=2В_об+В_пч

где В_зп - ширина земляного полотна, м;

В_об - ширина обочины, для данной категории, м;

В_разд - ширина разделительной полосы по [9], м;

В_пч - ширина проезжей части, м;



В_зп=nВ_об+В_пч=2*2,5+6,34=11,34

В_пч = nb_пол,

где n - количество полос;

b_пол- ширина полосы, м, см. формулу (1).

В_пч =nb_пол=2*3,17 = 6,34 м

1.2.2 Расстояния видимости на проектируемой автомобильной дороге

В настоящее время в теории проектирования автомобильных дорог приняты три схемы видимости: 1) остановка автомобиля перед препятствием; 2) торможение двух автомобилей, двигающихся навстречу друг другу; 3) обгон легковым автомобилем грузового автомобиля при наличии встречного движения.

Расчет выполняем для горизонтального участка дороги:

где v -- скорость наиболее скоростного легкового автомобиля, км/ч;

К_э -- коэффициент, учитывающий эффективность действия тормозов, значения которого для легковых автомобилей и грузовых на их базе принимаются равными 1,3, а для грузовых автомобилей, автопоездов и автобусов -- 1,85;

-- коэффициент продольного сцепления при торможении на чистых покрытиях, принимаемый равным 0,50;

lз.б -- зазор безопасности, принимаемый равным 5 м.

После подстановки и вычислений получаем



По схеме 2 расстояние видимости равно сумме тормозных путей автомобилей, двигающихся навстречу друг другу по одной полосе движения, двух расстоянии, которые пройдут автомобили за время реакции водителей и зазора безопасности между остановившимися автомобилями. Расчет ведем из предположения, что скорости автомобилей одинаковы, участок дороги горизонтальный и коэффициенты, учитывающие эффективность действия тормозов, одинаковы и равны 1,3

По схеме 3 расчет ведем исходя из предположения, что легковой автомобиль, двигающийся со скоростью V_л = 100 км/ч, обгоняет грузовой автомобиль, двигающийся со скоростью V_г=50 км/ч, с выездом на полосу встречного движения. При этом принимаем участок дороги горизонтальным, скорость движения встречного автомобиля V_в = 55 км/ч, обгон начинается, когда легковой автомобиль приближается к грузовому на расстояние, равное разности тормозных путей и пути l1 которое пройдет легковой автомобиль за время принятия решения об обгоне. В этом случае расстояние между легковым и грузовым автомобилями в момент начала заезда на полосу встречного движения

Подставляя известны данные, получим



Легковой автомобиль нагонит грузовой автомобиль и поравняется с ним, пройдя путь L1 со скоростью л затратит на это время

t₁ = L₁/л

За это же время грузовой автомобиль пройдет путь L₁-- (l₂+l_a)со скоростью г, где l_a -- длина грузового автомобиля (принимаем 3 м). Приравнивая значения времени и решая уравнение относительно L1, получим:

;

После подстановки и вычислений

3атем легковой автомобиль должен возвратиться на свою полосу движения, но на таком расстоянии перед грузовым автомобилем, чтобы он мог затормозить до полной остановки и при этом осталось некоторое расстояние безопасности (5 м). При таком предположении это расстояние

=

l₃=



По аналогии с ранее выполненным приравниванием времени, необходимого легковому автомобилю для возвращения на свою полосу движения, и времени, за которое пройдет грузовой автомобиль путь по своей полосе, получим:

;

После подстановки и вычислений

Легковой автомобиль должен завершить обгон и возвратиться на свою полосу движения до момента встречи со встречным автомобилем, который движется со скоростью в =55км/ч и за период обгона проходит путь

Cследовательно, расстояние видимости из условия обгона

Следует отметить, что расстояния видимости, вычисленные из условия обгона, в значительной степени зависят от разности скоростей обгоняемого обгоняющего автомобиля. С уменьшением разности в скоростях расстояния видимости сильно возрастают.

На участке подъезда, расположенном в пределах населенного пункта сельского типа, определим минимально необходимое расстояние боковой видимости для расчетной скорости автомобиля a =60 км/ч, скорости бегущего пешехода, пересекающего дорогу п=10 км/ч, и расчетного расстояния видимости, определенного из условия остановки перед препятствием S₁=140 м

Cкорость автомобиля принята с учётом ограничения в пределах населенного пункта.

1.2.3 Расчет наименьших радиусов кривых в плане и продольном профиле проектируемой автомобильной дороги

Кривые в плане. Наименьший радиус кривой в плане:

где -- расчетная скорость движения, км/ч;

-- коэффициент поперечной силы;

-- поперечный уклон проезжей части (для цементобетонных и асфальтобетонных ровных покрытий =0,02).

Устойчивость автомобиля при движении по кривой зависит от принятого значения коэффициента поперечной силы, которое должно удовлетворять одновременно требованиям безопасности (отсутствие возможности опрокидывания и заноса автомобиля при мокром покрытии),

комфортабельности движения и ограниченного повышения расхода топлива и износа шин. При этом движение автомобиля рассматривается на наружной относительно центра кривой полосе движения. В этом случае формула (1.22) имеет в знаменателе один знак:



Коэффициент поперечной силы определяется отношением равнодействующей активных сил (составляющие массы автомобиля и центробежной силы), приложенной к центру тяжести автомобиля и стремящейся опрокинуть или сдвинуть автомобиль по покрытию, к весу автомобиля. В площади контакта шин с дорожным покрытием возникают поперечные реактивные силы, направленные к центру закругления. Отношение равнодействующей этих сил к весу автомобиля называют коэффициентом поперечного сцепления. Коэффициент сцепления зависит от состояния покрытия, скорости движения, строения поверхности покрытия, конструкции и размера шин и многих других факторов.

В СССР при расчете наименьших радиусов в плане рассматривают движение автомобиля по мокрому чистому покрытию. При этом коэффициент поперечного сцепления принимают в качестве основного критерия и формула радиуса кривых в плане имеет вид:

За расчетное значение коэффициента поперечного сцепления принимают =0,050,10.

После подстановки и вычислений имеем: для автомобильной дороги III категории



Учитывая частые случаи гололедов, уклон виража принимаем равным 40‰, а величину коэффициента поперечного сцепления 0,16. Изменяя знак, перед поперечным уклоном и подставляя принятые значения, получим радиусы, при которых необходимо устройство виража.

Определим, какие значения радиусов кривых в плане обеспечат видимость в ночное время с учетом ухудшения ее за счет неподвижного закрепления фар и сокращения длины участка, освещенного фарами, с уменьшением радиуса. Радиус, при котором видимость поверхности проезжей части будет соответствовать расчетному расстоянию видимости, может быть вычислена по формуле

где -- расстояние видимости поверхности дороги, определяемое по формуле, м;

а -- угол расхождения пучка света фар, градусы ( = 2°).

Принимая ранее вычисленные значения и подставляя их в формулу (1.25), получим:

для автомобильной дороги III категории (= 140 м)

В случае применения сопряженных обратных круговых кривых наименьших радиусов между концом одной кривой и началом соседней с ней кривой обратного направления необходима прямая вставка, длина которой не должна быть меньше длины отгона виража и длины переходной кривой (из расчета размещения на прямой вставке половины длины отгона или половины длины переходной кривой одного закругления и соответствующих половинок другого закругления).

Длину отгона виража определяем в зависимости от ширины проезжей части b, поперечного уклона виража и дополнительного уклона , возникающего при подъеме наружной кромки проезжей части над проектным уклоном при отгоне виража:

При расчете принимаем:

для автомобильной дороги III категории при раздельном вращении проезжих частей вокруг внутренней кромки с учетом

, b=7,0 м

Следовательно, длина прямой вставки из условия размещения отгона виража должна быть не менее28 м соответственно.

Длина переходной кривой

где х -- расчетная скорость движения, км/ч;

I-- нарастание центробежного ускорения при движении автомобиля на участке переходной кривой (принимаем равным 0,5 м/с³);

R -- наименьший радиус кривой, м.

Подставляем известные значения:

Сравнивая полученные значения, приходим к, выводу, что длина отгона виража следует увеличить до длин переходной кривой и принять длину прямой вставки между обратными круговыми кривыми соответственно 40 м.

Для полученного значения переходной кривой и минимального радиуса кривого в плане вычисляем параметр переходного кривого:

=209,8?210 м

Сравнивая это значение с минимально допустимым значением параметра, которое вычисляем по формуле :

(так как параметр , то параметр 210 м может быть принят для проектирования).

Кривые в продольном профиле. Радиус вертикальных выпуклых кривых определяем из условия обеспечения видимости поверхности дорожного покрытия:

где S₁-- расстояние видимости поверхности дороги (см. задание 1.7), м;

d -- высота глаза водителя легкового автомобиля над поверхностью дорога (d=l,2 м).



Радиус вертикальных вогнутых кривых определяем из условия обеспечения видимости поверхности проезжей части дороги, так как фары автомобиля на вогнутых кривых малых радиусов освещают поверхность покрытия лишь вблизи автомобиля и необходимое расстояние видимости может быть не обеспечено:

где S₁-- расстояние видимости поверхности покрытия, м;

h_ф-- высота фар легкового автомобиля над поверхностью проезжей части (h_ф = 0,75 м);

б-- угол рассеивания пучка света фар (=2°).

После подстановки известных значений получим: для автомобильной дороги III категории

Округляя это значение в большую сторону, соответственно принимаем 4500 м.

В исключительных случаях радиусы вертикальных вогнутых кривых назначают из условия ограничения центробежной силы. За критерий принимают самочувствие пассажира и перегрузку рессор.

С учетом приведенных требований величину радиуса вертикальных кривых определяем из выражения



где х- расчётная скорость движения, км/ч

Технико-эксплуатационные показатели дороги

№ п/п	Параметры дороги	Единицы измерения	Показатель
			По ГОСТ	По расчету	Принимаем
1	2	3	4	5	6
1	Расчетная интенсивность движения	авт./сут	1000-3000	1480	1480
2	Основная расчетная скорость	км./час.	100	100	100
3	То же, допустимая на трудных участках	км./час.	50	50	50
4	Число полос движения	шт.	2	2	2
5	Ширина полос движения	м.	3,5	3,17	3,5
6	Ширина проезжей части	м	7	6,34	7,0
7	Ширина обочины	м	2,5	2,5	2,5
8	Наименьшая ширина укрепленной полосы обочины	м	0,5	0,5	0,5
9	Ширина земляного полотна	м	12	11,34	12
10	Наибольшие продольные уклоны основные	%	50	-	50
11	Наименьшие радиус кривых в плане	м	600	400	600
12	Наименьший радиус в продольном профиле:Выпуклых кривых	м	10000	8500	10000
	Вогнутых кривых из условия видимости в ночное время	м	3000	3100	3100
	Вогнутых кривых из условия ограничения перегрузки рессор	м	1500	1600	1600
13	Расстояние видимости:	м
	поверхности дороги		200	140	200
	встречного автомобиля		350	270	350
	боковой		-	25	25



2. План трассы

В соответствии с заданием на карте даны 2 точки - начальная и конечная, между которыми должна быть запроектирована дорога. Прямая, соединяющая заданные точки, называется воздушной линией и является кратчайшим расстоянием между ними. По направлению воздушной линии встречаются естественные препятствия, которые целесообразно по техническим и экономическим соображениям обойти или пересечь в наиболее удобном месте.

В курсовом проекте между заданными пунктами запроектировано два варианта трассы.

Положение дроги на местности первоначально прокладываем в виде ломаной линии. Изменение направления трассы определяем углом поворота, измеряем между продолжением предыдущего направления трассы и её новым направлением. Величину каждого угла поворота альфа измеряем с помощью транспортира.

2.1 Описание вариантов трассы дороги

Вариант 1.

Трасса длиной 3500 м. Проектируемая трасса имеет два угла поворота. Величина углов поворота б₁=15^о00' (вправо), б₂=26^о00' (влево); величина радиуса принята R₁=2100 м., R₂=2100 м. По величине угла и принятому радиусу по таблице находим все элементы кривой:

б=15^о00'

R₁=2100

Т₁=277.2

К₁=550.4

Д₁=4.2

Б₁=18.9

б₂=26^о00'

R₂=2100

Т₂=485.1

К₂=953.6

Д₂=16.8

Б₂=6.3

От начала трассы разбиваем пикетаж

П₁=НК₁=142

П₂=S₂ - T₁ - T₂=640

П₃=S₃ - T₂=1125

Проверка:

УS - УД=УП + УК= К_тр

УS= 3479,00;

УД= 21,00;

УП= 1996,00;

УК= 1504,00.

Начало трассы берёт своё начало в пункте А, на севере-западе и направляется на юго-восток. На ПК 4+20 дорога поворачивает направо и направляется на юго-восток. На ПК 19+10 дорога поворачивает налево и направляется на юго-восток до пункта Б. На протяжении всей трассы закреплено 3 водопропускных труб и один малый мост.

Вариант 2.

Трасса длиной 3790 м. проектируемая трасса имеет два угла поворота. Величина углов поворота б₁=15^о00' (вправо), б₂=42^о00' (влево); величина радиуса принята R₁=2100 м., R₂=1000 м. По величине угла и принятому радиусу по таблице находим все элементы кривой:

б₁=15^о00'

R₁=2100

Т₁=277.2

К₁=550.4

Д₁=4.2

Б₁=18.9

б₂=42^о00'

R₂=800

Т₂=384,00

К₂=733,6

Д₂=35,00

Б₂=71,00

От начала трассы разбиваем пикетаж

П₁=НК₁=1230,00

П₂=S₂ - T₁ - T₂=230,00

П₃=S₃ - T₂=1020,00

Проверка:

УS - УД=УП + УК= К_тр

УS= 3750,80;

УД= 39,20;

УП= 2480;

УК= 1310,00.

Начало трассы берёт своё начало в пункте А, на севере-западе и направляется на юго-восток. На ПК 15+00 дорога поворачивает направо и направляется юго-запад. На ПК 24+00 дорога поворачивает налево и направляется юго-восток до пункта Б. На протяжении всей трассы закреплено 2 крупных водопропускных труб и один малый мост.

2.2 Сравнение вариантов трассы дороги

Сравнение эксплутационно-технических показателей вариантов трассы будем вести в табличной форме.

№ п./п.	Показатели	1 вариант	2 вариант	Преимущество
				1 вариант	2 вариант
1	Длина трассы, км.	3,5	3,79	+	-
2	Коэффициент удлинения
3	Средняя величина угла поворота, град = (сумма всех углов)/(кол-во углов)	28о00'	36о00'	+	-
4	Минимальный радиус поворота, м.	2100	1000	+	-
5	Обеспечение видимости в плане			обеспечена
6	Количество пересечений в одном уровне	1	1	=	=
7	Количество пересекаемых водотоков	1	1	=	=
8	Максимальный продольный уклон, %	18	20	+	-
9	Общая длина участков с максимальным продольным уклоном, %	800	900	+	-
10	Протяжение участков неблагоприятных для устойчивости земляного полотна, км	0	50	+	-
11	Протяжение участков, проходящих по лесу, км.	0	0	=	=
12	Протяжение участков проходящих по сельхозугодиям, км	0	0	=	=

Вывод: по результатам сравнения эксплутационно-технических показателей выбираем 1 вариант дороги. Выбранный вариант трассы на карте изображаем красным цветом, а отклоненный - черным.

2.3 Ведомость прямых и кривых в плане

№ углов поворота

Углы

Кривые

Прямые

ПК положение вершины угла

Величина угла

R

T

K

Б

Д

НК

КК

Длина прямых

Расстояние между вершинами угла

Азимуты

Румбы

Вправо

Влево

Нтр

0+00

600

1

11+00

63000'

367,68

659,74

103,70

75,62

7+32,32

13+92,00

732,32

1100

58030'

rСВ 58030'

2

20+40

57030'

329,17

602,14

84,37

56,21

17+10,83

23+12,9

318,77

940

121030'

rЮВ 58030'

Ктр

28+10

497,03

770

64000'

rСВ 64000'

Нтр

0+00

800

1

15+60

60030'

466,54

844,74

126,10

88,35

10+93,46

19+38,

1093,46

1560

118030'

rЮВ 61030'

2

23+30

23030'

166,40

328,12

17,12

4,68

21+63,60

23+91,7

225,40

770

58030'

rСВ 58030'

Ктр

31+30

738,28

800

34030'

rСВ 34030'

Размещено на http://www.allbest.ru/

3. Расчет искусственных сооружений

3.1 Расчет водопропускной трубы на ПК +

Установление исходных данных

1. Ливневый район для Кемеровской области. - 4;

2. Вероятность превышения паводка для трубы на дороге III категории ВП = 2%;

3. Интенсивность дождя часовой продолжительности а_ч = 0,74 мм/мин;

4. Площадь водосборного бассейна определяется как сумма площадей геометрических фигур, на которые можно разбить площадь бассейна планиметром или по полетке с квадратами;

Так, как площадь водосборного бассейна уходит за границу карты, увеличиваем подсчитанную площадь и принимаем F = 0,9 км²;

5. Длина главного лога

;

6. Средний уклон главного лога

;

7. Уклон лога у сооружения определяем как уклон между точками, расположенными выше и ниже на 50 м осевой точки трубы;



;

8. Коэффициент перехода от интенсивности ливня часовой продолжительности к интенсивности дождя расчетной продолжительности K_t = 2,53;

9. Коэффициент потерь стока ;

10. Коэффициент редукции ;

11. Максимальный ливневый расход;

;

12. Общий объем стока ливневых вод

;

13. Коэффициент дружности половодья и показатель степени n: К_о= 0,010; n= 0,17;

14. Средний многолетний слой стока ;

15. Коэффициент вариации

;

16. Коэффициент асимметрии

;

17. Модульный коэффициент К_р = 4,0;

18. Расчетный слой суммарного стока

;

19. Коэффициенты заозерности и заболоченности:;

20. Максимальный снеговой расход

Полученные результаты заносят в таблицу

Установление расчетного расхода и подбор отверстия трубы

Максимальный ливневый расход больше максимального снегового. Пропустить ливневый расход может круглая безнапорная труба d = 2,0 м с глубиной воды перед трубой Н = 2,38 м, со скоростью на выходе из трубы

Определение минимальной высоты насыпи у трубы

Минимальная толщина засыпки труб установлена;

Определение длины трубы

Длина трубы зависит от высоты насыпи, которую принимают равной рабочей отметке продольного профиля на трубе. H_нас=5,00 м.

1. Длина трубы без оголовков



2. Полная длина трубы с оголовками

Назначение укрепления у трубы

1. Скорость потока при растекании за трубой

Принимаем укрепление бетонными плитами.

2. Типовые геометрические характеристики укрепления для трубы d = 2,00 м ; а = 3,5 м; L = 4,2 м; N₁ = 12 м; N₂ = 15,5 м; Т = 1,3 м; Т_к = 0,75 м; h + 0,25 = 3,21 м; Р = 5,8 м.

3.2 Расчет водопропускной трубы на ПК +

Установление исходных данных

1. Ливневый район для Оренбургской области - 4;

2. Вероятность превышения паводка для трубы на дороге III категории ВП = 2%;

3. Интенсивность дождя часовой продолжительности а_ч = 0,74 мм/мин;

4. Площадь водосборного бассейна определяется как сумма площадей геометрических фигур, на которые можно разбить площадь бассейна планиметром или по полетке с квадратами;



Так, как площадь водосборного бассейна уходит за границу карты, увеличиваем подсчитанную площадь и принимаем F = 0,8 км²;

5. Длина главного лога

;

6. Средний уклон главного лога

;

7. Уклон лога у сооружения определяем как уклон между точками, расположенными выше и ниже на 50 м осевой точки трубы;

;

8. Коэффициент перехода от интенсивности ливня часовой продолжительности к интенсивности дождя расчетной продолжительности K_t = 2,53;

9. Коэффициент потерь стока ;

10. Коэффициент редукции ;

11. Максимальный ливневый расход;

;

12. Общий объем стока ливневых вод

;

13. Коэффициент дружности половодья и показатель степени n: К_о= 0,010; n= 0,17;

14. Средний многолетний слой стока ;

15. Коэффициент вариации

;

16. Коэффициент асимметрии

;

17. Модульный коэффициент К_р = 4,0;

18. Расчетный слой суммарного стока

;

19. Коэффициенты заозерности и заболоченности:;

20. Максимальный снеговой расход

21. Полученные результаты заносят в таблицу

Установление расчетного расхода и подбор отверстия трубы

Максимальный ливневый расход больше максимального снегового. Пропустить ливневый расход может круглая безнапорная труба d = 2,0 м с глубиной воды перед трубой Н = 2,22 м, со скоростью на выходе из трубы

Определение минимальной высоты насыпи у трубы

Минимальная толщина засыпки труб установлена;

Определение длины трубы

Длина трубы зависит от высоты насыпи, которую принимают равной рабочей отметке продольного профиля на трубе. H_нас=5,00 м.

1. Длина трубы без оголовков

2. Полная длина трубы с оголовками

Назначение укрепления у трубы

1. Скорость потока при растекании за трубой

Принимаем укрепление бетонными плитами.

2. Типовые геометрические характеристики укрепления для трубы d = 2,00 м ; а = 3,5 м; L = 4,2 м; N₁ = 12 м; N₂ = 15,5 м; Т = 1,3 м; Т_к = 0,75 м; h + 0,25 = 3,21 м; Р = 5,8 м.

3.3 Проектирования малого моста

На ПК 13 + 00 I варианта трасса пересекает реку, через которую необходимо запроектировать малый мост.

Верхняя граница водосборного бассейна уходит за пределы плана трассы поэтому схема водосборного бассейна принята ориентировочно.

1. Установление исходных данных:

Установление исходных данных выполняется так же, как и для труб. Полученные результаты заносятся в Таблицу № исходных данных малых мостов и труб.

2. Расчетный расход

Создание пруда нецелесообразно, так как река пересекается в нешироком месте между холмами, а расход воды незначительный

3. Принимаем укрепление под мостом каменной наброской из среднего булыжника с галькой

4. Скорость в сжатом сечении



5. Глубина воды перед мостом

Глубина лога перед мостом значительно больше Н.

6. Расчетное отверстие моста

Для перекрытия расчетного отверстия моста принимаем типовое пролетное строение из предварительно напряженных железобетонных пустотных плит, армированных стержневой арматурой, с расчетной длиной пролета l_р = 11,40 м, длиной пролетного строения l_пр = 12,0 м, строительной высотой h_кон = 0,72 м.

7. Минимальная высота моста

8. Длина моста

Принимаем опоры моста свайные с заборной стенкой.

9. Укрепление у моста:

скорость потока за мостом

;

высота насыпи у моста по продольному профилю h_нас = 3,60 м

длина укрепления за мостом

;

относительная длина укрепления

относительная глубина размыва

глубина ковша размыва

Тип укрепления принимаем бетоном М-150 толщиной 12 см.



4. Продольный профиль

Продольный профиль автомобильной дороги представляет собой вертикальный разрез по её оси. Он характеризует величину продольных уклонов отдельных её участков, и положение проезжей части дороги относительно поверхности земли. Проектирование продольного профиля заключается в установлении положения полотна дороги относительно поверхности земли.

Линию, соединяющую отметки поверхности земли - называют линией поверхности или "черной линией". Её строят по отметкам пикетов и плюсовых точек, которые получают, используя высотные отметки с соседних горизонталей на карте.

В процессе инженерно-геологических изысканий для установления или уточнения геологического разреза, условий залегания грунтов и распространения подземных вод по направлению трассы дороги, проходят разведочные геологические выработки - шурфы и скважины. Данные о грунтах принимаем в соответствии с почвенно-грунтовыми условиями района проектирования. Шурфы и скважины располагают в местах характерных изменений рельефа, в местах проектирования искусственных сооружений, высоких насыпей и глубоких выемок. Глубина шурфов обычно равна 2-2,5 м. В местах, где изучение грунтовых условий необходимо на большую глубину, бурят скважины. В местах глубоких выемок глубина должна быть не менее чем на 2 м ниже дорожной одежды.

Проектная линия, которую часто называют "красной линией", соответствует отметкам бровки оси дороги. Она представляет собой плавную линию, состоящую из прямолинейных участков и вертикальных кривых.

Разность между отметкой по бровке земляного полотна и отметкой поверхности земли по оси дороги называется рабочей отметкой и является высотой насыпи или глубиной выемки.

Прежде чем приступить к нанесению линии, устанавливаем необходимое возвышение бровки земляного полотна над поверхностью земли в зависимости от грунтово-гидрологических условий и высоты снежного покрова.

Определение рекомендуемой рабочей отметки

По условию снегонезаносимости:

h_p=h_s+?h,

где h_s - расчетная высота снегового покрова, h_s=0,46 м;

?h - минимальное возвышение оси насыпи над уровнем снегового покрова, ?h=0,7 м.

h_p=h_s+?h=0,46+0,7=1,16 м.

По грунтово-гидрологическому условию

Так как проектируемая автомобильная дорога расположена во II ДКЗ и грунт земляного полотна - супесь легкая, то рекомендуемая рабочая отметка будет равна 0,9.

Вывод: Сравнивая две величины, выбираем наибольшее значение, которое равно 1,16 м. Его принимаем за рекомендуемую рабочую отметку, h_p=1,16 м.

4.1 Ведомость отметок поверхности земли по оси трассы дороги

Местоположение	Отметки поверхности земли
1	2	3
ПК	+
0	00	188,15
1	00	189,20
2	00	188,25
3	00	187,00
4	00	189,90
5	00	190,00
6	00	192,50
7	00	192,70
7	40	195,32
8	00	183,50
9	00	194,30
10	00	196,20
11	00	196,18
12	00	194,40
12	60	192,42
13	00	191,30
14	00	190,50
15	00	187,50
16	00	184,95
17	00	180,80
18	00	179,00
19	00	175,10
20	00	175,00
21	00	176,10
22	00	176,30
23	00	176,90
24	00	176,50
25	00	176,50
26	00	175,00
27	00	175,00
28	00	175,50
29	00	172,00
29	50	173,50
30	00	177,10
1	2	3
ПК	+
31	00	171,50
32	00	169,80
33	00	165,20
34	00	164,80
35	00	165,80



4.2 Описание проектной линии

Проектная линия нанесена методом tan, в основном по секущей в рекомендуемых рабочих отметках. Незначительной отношение имеется на участках пересечении пониженных мест и водотоках. Основные радиусы выпуклых кривых 20000 м., а вогнутых 6000 м.

Наибольший продольный уклон равен 18 ‰ на участке длиной 740 м.

На всем протяжении запроектированная проектная линия обеспечивает в продольном профиле видимость больше предельно допустимой.

4.3 Расчет вертикальной кривой

Расчет вертикальной кривой на ПК 10+00

1. Определяем разность уклонов

2. Определяем элементы вертикальной кривой

кривая:

R - радиус вертикальной кривой,

тангенс:

биссектриса:

3. Определяем пикетажное положение начало и конца кривой

4. Определяем отметки начало, конца и середины кривой

5. Определяем положение место нуля (МО)

Остальные расчеты делаются аналогично.



5 .Конструкция дорожной одежды

Требуется запроектировать дорожную одежду при следующих исходных данных:

– Дорога располагается во II дорожно-климатической

зоне , в Ленинградской области;

– Категория автомобильной дороги - II;

– Заданный срок службы дорожной одежды - Т_сл = 20 лет;

– Заданная надежность К_н = 0,95, для дороги с капитальным типом покрытия;

– Приведенная к нагрузке типа А, интенсивность движения на конец срока службы N_p = 5400 авт./сут.; приращение интенсивности q = 1,2;

– Грунт рабочего слоя земляного полотна - тяжелые суглинки с расчетной влажностью 0,7 W_т;

– Материал для основания - асфальтобетон пористый на БНД марки 60/90;

– Высота насыпи составляет 1,2 м, толщина дорожной одежды - 0,43 м;

– Глубина залегания грунтовых вод- 1,9 м.

1. Расчет на прочность.

Вычисляем суммарное расчетное количество приложений расчетной нагрузки за срок службы по формуле

2. Предварительно назначаем конструкцию и расчетные значения расчетных параметров



№	Материал слоя	h слоя, см	Расчет упруг, прогибу, Е, МПа	Расчет по усл. сдвигоуст., Е, Па	Расчет на растяжение при изгибе
					Е, МПа	R0, МПа	б	m
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1.	Асфальтобетон плотный на БНД марки 60/90	6	3200	1800	1500	9,8	5,2	5,5
2.	Асфальтобетон пористый на БНД марки 60/90	8	2000	1200	2800	8,5	5,9	4,3
3.	Асфальтобетон пористый на БНД марки 60/90	20	2000	1200	2100	5,65	6,3	4,0
4.	Укрепленная щебеночно-гравийно-песчаная смесь	28	240	240	240	-	-	-
5.	Тяжелые суглинки W0 = 0,7 WT	-	65	65	65	-	-	-

3. Расчет по допускаемому упругому прогибу ведем послойно, начиная с подстилающего грунта по номограмме:

1.)

2.)

3.)

4.)



5.) Требуемый модуль упругости определяем по формуле:

6.) Определяем коэффициент прочности по упругому прогибу:

Требуемый минимальный коэффициент прочности для расчета по допускаемому упругому прогибу - 1,30.

Следовательно, выбранная конструкция удовлетворяет условию прочности по допускаемому упругому прогибу....