Внутрихозяйственная автомобильная дорога

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

ГЛАВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ И КАДРОВ

БЕЛОРУССКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ

Кафедра ССиОТ

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Тема проекта: «Внутрихозяйственная автомобильная дорога»

Выполнил студент

МСФ 4к 4гр ССиОТ

Мусатов С.С.

Проверил: Шавлов Л.Н.

Горки 2010 г.



1. Краткая характеристика района строительства

Состояние и уровень развития автомобильных дорог непосредственно влияют на основные экономические показатели, валовой национальный продукт, уровень цен, доходы бюджета и уровень занятости населения. В Республике Беларусь насчитывается 24,4 тыс. населенных пунктов, в том числе 13,3 тыс. сельских населенных пунктов, которые не связаны дорогами общего пользования. Протяженность внутрихозяйственных дорог к сельским населенным пунктам составляет 33 тыс. км, в том числе не имеющих твердого покрытия -- 24,8 тыс. км.

Дороги с твердым покрытием на селе являются одним из основных условий улучшения бытового и культурного обслуживания сельского населения. Отсутствие дорог в сельских районах приводит к значительному повышению потерь сельскохозяйственной продукции. Это связано с сезонностью работ, которые необходимо выполнять в сжатые сроки (проведение сева, уборка урожая и др.). Несоблюдение сроков сева снижает урожайность, а срыв сроков вывоза урожая приводит к значительным его потерям и снижению качества.

Район строительства находится в городе Слоним Гродненской области. Данный район строительства представлен преимущественно среднезернистыми песками. Среднегодовое количество осадков составляет 725 мм. Среднегодовая температура - +8,2?С. Средняя температура июля - +18,4 ?С, января- -7,5 ?С. Район характеризуется умеренной с частыми оттепелями зимой, теплым вегетационным периодом, умеренным увлажнением, количество дней со снежным покровом составляет 105 день. Основные дороги, проходящие через территорию района - P99 и М11. Основным водотоком является река Щара.



2. Определение основных технических параметров дороги

2.1 Расчет интенсивности движения и установление технической категории

Интенсивность движения -- количество транспортных средств, проезжающих по дороге в единицу времени. При исчислении интенсивности движения на внутрихозяйственных дорогах учитывают не только число автомобилей, но и число тракторов, сельскохозяйственных машин, мотоциклов, гужевого транспорта.

Интенсивность движения зависит от многих факторов: грузонапряженности, неравномерности и продолжительности перевозок, коэффициента использования пробега, грузоподъемности автомобиля и др.

Обычно при оценке условий эксплуатации дороги интенсивность движения выражают в фактическом количестве проходящих автомобилей, независимо от их типов. В этом есть условность, так как проезд по дороге с малой скоростью нескольких автопоездов с тяжелыми прицепами неэквивалентен по продолжительности проезду равного числа быстроходных легковых автомобилей. Иногда для уточнения интенсивности в составе движения указывают долю легковых, грузовых автомобилей и автобусов.

Поэтому для характеристики количества автомобилей, которые дорога может пропустить, фактическую интенсивность движения обычно приводят к эквивалентному количеству легковых автомобилей. Для этого вводят коэффициенты приведения, характеризующие, сколько легковых автомобилей могло бы проехать по участку дороги за время проезда одного грузового автомобиля или автопоезда.

Транспортные средства	Коэффициент
Легковые автомобили Мотоциклы с коляской Мотоциклы и мопеды Грузовые автомобили грузоподъёмностью, т: 2 т 6 т 8 т 14 т свыше 14 т Автопоезда грузоподъёмностью, т; 12 т 20 т 30 т свыше 30 т	1,00 0,75 0,50 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50 3,50 4,00 5,00 6,00

Коэффициенты приведения для автобусов принимают такие как для грузовых автомобилей, на базе которых они изготовлены.

При проектировании дорог движение чаще всего характеризуют средним за год количеством автомобилей, проезжающих по участку в сутки, называемым среднегодовой суточной расчетной интенсивностью движения.

Среднегодовая суточная интенсивность движения транспортных средств на каждом перегоне дороги составляет:

,

где N_гр - интенсивность движения грузовых автомобилей, авт./сут;

N_л - интенсивность движения легковых автомобилей, авт./сут;

N_с - интенсивность движения специальных автомобилей, авт./сут;

N_а - интенсивность движения автобусов, авт./сут.

N_х-интенсивность движения автомобилей, обеспечивающих хозяйственные перевозки.

Интенсивность движения грузовых автомобилей рассчитывают по формуле:



,

где Q_гр - грузонапряженность, нетто в месяц «пик», равно 25000 т;

q_ср - средневзвешенная грузоподъемность автотранспорта,т;

K_п- коэффициент использования пробега автомобиля, K_п=0,9;

K_г- коэффициент использования грузоподъемности, K_г=0,9;

Т_р - расчетное число дней работы автомобиля в расчетном году, Т_р=26 дней;

K_нг - коэффициент неучтенных грузов, K_нг = 1.15.

Среднюю грузоподъемность автомобиля рассчитывается по формуле:

где q₁ - грузоподъемность автомобилей для КАМАЗ 14т.;

q₂ - грузоподъемность автомобилей для МАЗ 10т.;

q₃ - грузоподъемность автомобилей для ГАЗ 3.5 т.;

б₁ - доля автомобилей различных марок в составе потока грузовых автомобилей, в нашем случае для КАМАЗ 10%;

б₂ - доля автомобилей различных марок в составе потока грузовых автомобилей, в нашем случае для МАЗ 45%;

б₃ - доля автомобилей различных марок в составе потока грузовых автомобилей, в нашем случае для ГАЗ 45%.

Выполняем расчет средневзвешенной грузоподъемности:

.

Выполняем расчет интенсивности движения грузовых автомобилей:

.

Интенсивность движения автомобилей обеспечивающих хозяйственные перевозки специальных, легковых и автобусов можно получить:

где, а=0,25, b=0,1, c=0,25, d=0,05- для густонаселенных районов.

Произведем дальнейшие расчеты:

Средний коэффициент приведения интенсивности движения можно рассчитать по формуле:

,

где б₁ - доля автомобилей различных марок в составе потока грузовых автомобилей, в нашем случае для ГАЗ 45%;

б₂ - доля автомобилей различных марок в составе потока грузовых автомобилей, в нашем случае для МАЗ 45%;

б₃ - доля автомобилей различных марок в составе потока грузовых автомобилей, в нашем случае для КАМАЗ 10%

K₁ - коэффициенты приведения для ГАЗ, K₁=1,68;

K₂ - коэффициенты приведения для МАЗ, K₂=2.67;

K₃ - коэффициенты приведения для КАМАЗ, K₃=3,0.

Выполняем расчет:

.

Среднемесячная суточная приведенная интенсивность движения рассчитывается по формуле:

,

где N_ср.м. - среднегодовая суточная расчетная интенсивность движения;

К_ср^пр - средний коэффициент приведения интенсивности движения.

Выполняем расчет:

.

Расчетная среднегодовая интенсивность движения связана со среднемесячной зависимостью и имеет вид:

,

где К_общ. - обобщенный коэффициент, учитывающий среднюю грузоподъемность грузовых автомобилей и их долю в транспортном потоке, неравномерность движения по месяцам года и часам суток, К_общ.=1,5.

Выполняем расчет:

Перспективную интенсивность движения можно определить по формуле:

,

где г - коэффициент среднегодового прироста объема грузовых перевозок, г =0.060;

t - количество лет расчетного периода, t=20.

Выполняем расчет:

.

Определение категории дороги:

Категория дороги определяется в зависимости от расчетного объема перевозимых грузов в месяц-пик Q_гр=25000 тонн, то категория дороги принимается I-C.

Дороги этой категории соединяют центральные усадьбы колхозов, совхозов и др. с./х. предприятий и организаций с их бригадами и отделениями, фермами, полевыми станами и др. объектами; автомобильные дороги·, соединяющие бригады, отделения, фермы с дорогами общего пользования и между собой, за исключением полевых вспомогательных и внутриплощадочных дорог.

Определение ширины земляного полотна:

Число полос движения - 2;

Ширина полосы движения, м. - 3;

Ширина проезжей части, м. - 6;

Ширина обочины, м. - 2;

Ширина земляного полотна, м. -10;

Расчетная скорость 70 км/ч.

2.2 Определение наибольшего допускаемого продольного уклона

Продольный уклон зависит от рельефа местности. Наибольшие допустимые продольные уклоны дороги определяются ее категорией и эксплуатационными требованиями. Если по дороге предполагается движение большегрузных автомобилей с прицепами, продольные уклоны не должны превышать 7О‰. Для улучшения эксплуатационных показателей дорогу всегда стремятся проектировать с возможно меньшими продольными уклонами. Наибольший допустимый продольный уклон дороги определяется из условия равномерного движения автомобиля на подъеме по формуле:

,

где D_max -- динамический фактор автомобиля при расчетной скорости (коэффициент), определяется по графикам динамических характеристик

( для автомобилей типа ГАЗ -- 0,07; для МАЗ -- 0,06; для КАМАЗ -- 0,06);

f - коэффициент сопротивления качению принимается в зависимости от типа покрытия (для асфальтобетонного покрытия: f =0,01).

Определим наибольшие допустимые продольные уклоны дороги:

для КАМАЗ: i_max=0,06-0,01=0,05;

для МАЗ: i_max=0,06-0,01=0,05;

для ГАЗ: i_max=0,07-0,01=0,06.

Для каждого типа автомобиля определяется динамический фактор, при этом должно выполняться условие обеспечения сцепления с покрытием:

.

Динамический фактор по сцеплению колес автомобиля с покрытием рекомендуется рассчитывать для неблагоприятных условий движения на мокром и загрязненном покрытии по формуле:

где -- коэффициент сцепления колес автомобиля с покрытием. Для влажного, грязного покрытия и неблагоприятных условий движения ц = 0,3;

G -- масса автомобиля в груженом состоянии, т.;

G_сц -- сцепная масса автомобиля, G_сц =(0,65ч0,7)G ;

P_w -- сила сопротивления воздушной среды, кг.:

.

Масса наиболее распространенных марок автомобилей:

МАЗ -- 15,375т; КАМАЗ -- 19 т.; ГАЗ-- 7,4т.

Определим сцепную массу автомобилей:

для ГАЗ: G_сц=0,65·7,4=4,81т.;

для КАМАЗ: G_сц =0,65·19=12,35т.;

для МАЗ: G_сц =0,65·15,375=9,99т.;

Сила сопротивления воздушной среды, кг:

,

Где К -- коэффициент сопротивления воздуха.

Для грузовых автомобилей -- 0,07;

F -- площадь лобовой проекции автомобиля,м²: для грузовых -- 5;

v -- расчетная скорость движения, км/ч. Для I-C v=70км/ч.

Определим силу сопротивления воздушной среды:

.

Определим динамический фактор по сцеплению колес автомобиля с покрытием:

для КАМАЗ:

для ГАЗ:

для МАЗ:

Проверим, выполняется ли условие сцепления автомобиля с покрытием

для КАМАЗ D=0,05<D'=0,188

для ГАЗ D=0,06<D'=0,177

для МАЗ D=0,05<D'=0,186

Условие сцепления автомобиля с покрытием выполняется.

За расчетный уклон принимаем i=0,04.

2.3 Определение расчетного расстояния видимости

Для безопасности движения с требуемой скоростью водитель должен видеть перед собой дорогу на расстоянии, достаточном для своевременной остановки автомобиля перед препятствием или его объезда. Это расстояние называется расчетным расстоянием видимости (рис. 1).

Расчетное расстояние видимости поверхности дороги определяют по формуле:

,

где v -- скорость движения автомобиля, принимаем равной расчетной для дороги I-С категории, v=70 км/ч.;

t_р -- время реакции водителя и включения тормозов, t =1,3с.;

К_з -- коэффициент, учитывающий эффективность действия тормозов, К_з= 1,5;

i -- продольный уклон участка дороги,‰;

l_з.б. -- зазор безопасности,l_з.б. =5м.

Определим расчетное расстояние видимости поверхности дороги:

.

Расчетное расстояние видимости из условия торможения двух автомобилей, движущихся навстречу друг другу, определяют по формуле:



.

Определим расчетное расстояние видимости из условия торможения двух автомобилей, движущихся навстречу друг другу:

.

Расчетное расстояние видимости при обгоне грузового автомобиля легковым определяется по следующей формуле:

где v₁,v₂ -- скорости движения легкового и грузового автомобилей, v₁=v₂/0.7=70/0.7=100км/ч.

Определим расчетное расстояние видимости при обгоне грузового автомобиля легковым:

.

Как на закруглениях, так и на прямых участках дорог, по местным условиям возможно внезапное появление на дороге людей и животных, например вблизи населенных пунктов, должна быть обеспечена боковая видимость придорожной полосы. Во всех случаях не разрешается посадка деревьев ближе 5 м от кромки проезжей части. Телеграфные столбы, мачты и линии электропередач располагают не ближе 2,5 м.

Боковая видимость вычисляется по формуле:

,

где v_n - скорость бегущего пешехода, пересекающего дорогу, v_n =10 км/ч;

v - скорость движения автомобиля, v=70 км/ч;

S₁ - расчетное расстояние видимости поверхности дороги, м.

Определим боковую видимость:

.

Рис. 1 Расчетные схемы к определению видимости: а -- поверхности дороги; б -- встречного автомобиля; в -- при обгоне легковым автомобилем грузового; 1-З -- автомобили; 4 -- препятствие



2.4 Определение радиусов вертикальных и горизонтальных кривых

Радиус горизонтальной кривой, при котором обеспечивается устойчивое движение автомобиля, определяют по формуле:

,

где v - скорость движения автомобиля по I-С категории дороги, v=70 км/ч;

- коэффициент сцепления колес автомобиля с покрытием; при мокром и грязном покрытии ;

i - поперечный уклон проезжей части.

При положительном уклоне радиус будет меньше следовательно при малых радиусах проезжую часть надо устраивать с уклоном в сторону кривой (+) т.е. делать односкатный.

Выполняем расчет:

.

Наименьшие радиусы вертикальных выпуклых и вогнутых кривых регламентируются строительными нормами.

Минимальный радиус вертикальной выпуклой кривой определяется из условия обеспечения видимости поверхности дороги по формуле:

,

где S₁-- расстояние видимости поверхности дороги, м;

d₁ -- высота глаза водителя легкового автомобиля над поверхностью дороги, d₁=1,0 м;

d₂ -- высота препятствия, d₂ =0,2 м.

Выполняем расчет:

.

Рекомендуемый радиус вертикальной выпуклой кривой вычисляется по условию обеспечения безопасности обгона:

,

где S₃ -- расчетное расстояние видимости по условию обгона, м.

Н -- высота встречного легкового автомобиля, H=2,0 м.

Выполняем расчет:

.

Минимальный радиус вертикальной вогнутой кривой определяется из условия недопущения перегрузки рессор по формуле:

,

где a₀ - допускаемое центробежное ускорение, a₀ =0,5м/с^2.

Выполняем расчет:



.

Рекомендуемый радиус вертикальной вогнутой кривой определяют из условия обеспечения видимости дороги ночью:

,

где h_ф- возвышение фар над дорогой, h_ф=0,7м;

б - угол рассеивания пучка света, б=2⁰.

Выполняем расчет:

.

Расстояние между вершинами разноименных переломов проектной линии -- шаг проектирования -- на равнинной местности для дорог I-С категории должно быть не менее 150м.

Переломы продольных профилей определяются:

а Для вогнутых кривых

,

Где p -степень перегрузки рессор, р=0,05;

g - ускорение свободного падения, м/с².



.

б Для выпуклых кривых

Таблица 1

Технические параметры проектируемой дороги

№ п.п.	Технические параметры	Ед. изм.	Получено по рассчётам	По СНиП	Принято в проекте
1	Расчетный объем грузовых перевозок в месяц «пик».	тыс.т.	-	>10	25
2	Интенсивность движения: приведенная среднесуточная к л. ав/м годовая среднесуточная	авт./сут.	- -	- -	290 4200
3	Категория дороги		I-С	I-С	I-С
4	Расчетная скорость	км./ч.	-	70	70
5	Число полос	штук	-	2	2
6	Ширина полосы движения	м.	-	3	3
7	Ширина проезжей части	м.	-	6	6
8	Ширина обочины	м.	-	2	2
9	Ширина земляного полотна	м.	-	10	10
10	Наибольший продольный уклон	‰	60	60	60
11	Расстояние видимости:	м.
	Поверхность дороги S1		115,4	100	115,4
	Встречного автомобиля S2		260	200	260
	Из условия обгона S3		1407,6	-	1407,6
	Боковой Sб		16,5	-	16,5
12	Радиусы кривых	м.
	Горизонтальной R		296,8	200	296,8
	Вертикальной выпуклой:
	Минимальной Rвып.min		3179,4	4000	3179,4
	Рекомендуемой Rвыг.рек.		169971,9	-	169971,9
	Вертикальный вогнутый:
	Минимальный Rвогн.min.		7538,5	2500	7538,5
	Рекомендуемый Rвогн.реком.		2453,7	-	2453,7



3. Проектирование участка дороги

автомобильный дорога проектирование уклон

3.1 План автомобильной дороги

Внутрихозяйственные дороги и их отдельные участки должны:

1. располагаться в комплексе с размещением полей севооборота, садово-ягодных участков, пастбищ, сенокосов и других сельскохозяйственных угодий, усадеб бригад и отделений, по левых станов на основе генеральных, схем развития внутри- хозяйственных дорог, а при их отсутствии -на основе комплексных перспективных планов социально-экономического развития административных районов, сельскохозяйственных предприятий и организаций, схем и проектов землеустройства и районной планировки административных районов;

2. с наибольшим экономическим эффектом обеспечивать производственные, пассажирские и культурно-бытовые перевозки, удобную связь с сельскими населенными пунктами, с существующими и планируемыми автомобильными до рогами общего пользования и путями других видов транспорта;

3. максимально использовать благоприятные рельефные, инженерно-геологические и гидрологические условия, обходя по возможности участки с бессточными понижениями, высоким уровнем грунтовых вод;

4. отвечать требованиям рационального использования земель и охраны окружающей природной среды, предусматривая мероприятия по предотвращению затопления, затопления или чрезмерного осушения сельскохозяйственных угодий, водной и ветровой эрозии почвы, образования или развития оврагов и оползней, а также других неблагоприятных для сельского хозяйства процессов;

5. учитывать возможность рациональной организации сельскохозяйственного производства, размещение полей севооборота и других сельскохозяйственных угодий, положение лесных полезащитных, водорегулирующих, приовражных, и других насаждений, водоемов, направление мелиоративных каналов, линий электропередачи и связи, сложившуюся сеть внутрихозяйственных дорог смежных сельскохозяйственных предприятий и организаций.

Площадь сельскохозяйственных угодий, занимаемая внутрихозяйственной дорогой, должна быть минимальной и включать полосу, необходимую для размещения земляного полотна, водоотводных каналов и предохранительных полос шириной 1 м с каждой стороны дороги, откладываемых от подошвы насыпи или бровки выемки либо от внешней кромки откоса водоотводной канавы. В случае, когда для обеспечения устойчивости земляного полотна и дорожной одежды, размещения дорожных сооружений и устройств требуется проведение инженерных мероприятий, связанных с занятием дополнительных площадей, их размер должен устанавливаться и обосновываться проектом. Земельные участки, временно занимаемые на период строительства дороги, после его завершения должны быть приведены в состояние, соответствующее требованиям основных положений по восстановлению земель, нарушенных при разработке месторождений полезных ископаемых проведении геологоразведочных, строительных и иных работ.

Дорожная сеть на мелиорируемых землях намечается на основе детальных проработок с учетом перспективы экономического развития района мелиорируемого массива, в увязке с проводимыми мелиоративными работами, а также с перспективной сетью автомобильных дорог общего пользования. Выбор конкретных вариантов направления и основных параметров дорог производится с учетом наибольшей эффективности капитальных вложений, обеспечения безопасности движения, удобного, экономически и технически целесообразного перемещения грузов. Намечаемая сеть автомобильных дорог с твердым покрытием должна быть запроектирована с таким расчетом, чтобы максимальное расстояние от поля до дороги не превышало 1 км на минеральных заболоченных землях и 0,5 км на торфяных. На землях легкого механического состава и участках, используемых под сенокосы, допускается увеличивать расстояние от поля до дороги до 2 км. Основные нормативы для проектирования автомобильных дорог определяются грузооборотом дороги, составом, интенсивностью и принятыми расчетными скоростями движения.

Дороги размещают по возможности вдоль границ хозяйств, полей севооборотов, рек-водоприемников, у истоков открытой регулирующей сети по местам с минимальной залежью торфа, вдоль осушительных каналов всех порядков, кроме каналов с двусторонним впадением дрен. Дороги разного назначения не обходимо совмещать; не следует занимать под дороги ценные угодья.

Строить дорогу по кратчайшему направлению препятствуют элементы рельефа земной поверхности, водные преграды, заповедники и другие препятствия. Не целесообразно также прокладывать дороги по высокоплодородным землям, ценным для сельского хозяйства.

Удлинение дороги, вызванное введением углов поворота, характеризуют коэффициентом развития, или коэффициентом удлинения, равным отношению фактической длины дороги к длине прямой, соединяющей начальный и конечный пункты.

К развитию трассы, или вынужденному удлинению дороги прибегают на участках, где уклоны местности превышают допустимые для. проектируемой дороги продольные уклоны. В горных районах трассу дороги удлиняют, проектируя серпантины. Серпантины -- это участки трассы, на которых резко (до 180°) изменяется ее направление с размещением не внутри, а снаружи угла поворота.

Положение геометрической оси дороги на местности называется трассой.

Графическое изображение проекции трассы на горизонтальную плоскость, выполненное в уменьшенном масштабе, называют планом трассы.

Изменение направления дороги характеризуется углом по ворота -- это угол между ее продолжением и последующим направлением трассы. Чтобы обеспечить плавность и требуемую скорость движения, во внутренние углы поворота вписывают круговые и переходные кривые.

Оптимальный вариант трассы дороги выбирается на основании сравнения не менее двух ее вариантов, приведенных на топографическом плане участка местности. Различают три группы показателей, учитываемых при сравнении конкурирующих вариантов дороги: технико-эксплуатационные; экономические; характеризующие условия строительства.

Технико-эксплуатационные показатели:

1) коэффициент удлинения трассы:

К_у=L/L_воз, где К_у - коэффициент удлинения трассы;

L - общая длина трассы, км;

L_воз- длина воздушной линии, км;

К_у1=2,85/2,45=1,16

К_у2=2,5/2,45=1,02

2) плавность трассы, которая характеризуется числом углов поворота n и средним значением угла поворота б_ср:

б_ср=?б/n,

б_ср1=57/1=57°;

б_ср2=10/1=10°.

3)пологость трассы, определяемая значением принятого при проектировании максимального продольного уклона i_max и общей длиной участков, на которых этот уклон принят.

При выполнении работы продольный профиль выполняют одного (основного) варианта дороги и пологость трассы определяют косвенно - по рельефу местности (при менее пересеченном рельефе обычно и меньше продольные уклоны);

4) безопасность движения, характеризуемая обеспеченностью видимости дороги в плане и в продольном профиле, числом пересечений других автомобильных, а также железных дорог в одном уровне;

5) бесперебойность движения, о которой судит по наличию или отсутствию пересечений дорог в одном уровне, числу переправ через реки, обходов населенных пунктов или проездов через них;

6) устойчивость трассы, характеризуемая протяженностью участков трассы по болотам, по неустойчивым участкам с осыпями, оползнями, подверженным пучинообразованию и т. п.;

7) число пересекаемых трассой дороги линий водосливов - лощин и рек.

Экономические показатели: основные объемы работ по устройству земляного полотна, искусственных сооружений, дорожной одежды, а также приведенные затраты на строительство и дорожно-транспортные расходы с учетом срока отдаленности затрат.

Показатели, характеризующие условия строительства, включают данные о трудоемкости работ, потребности в рабочей силе, транспортных средствах и дорожных машинах. Варианты оценивают по совокупности перечисленных показателей.



Расчеты представлены на чертежах курсого проекта.

Таблица 2

Технико-эксплуатационные показатели вариантов трассы

Показатель	Варианты
	I	II	I	II
1.Длина трассы L, км 2.Коэффициент удлинения трассы Ку 3.Число углов поворота n 4.Средний угол поворота бср 5.Рельеф местности: 6.Число пересекаемых водотоков: --лощин (линий водослива-логов) -рек 7.Протяженность участка, км - неблагоприятный для участков земл. полотна -проход. в пределах Н.П Итого плюсов:	2,85 1,16 1 57 Более пересе- ченный 0 1 0 0	2,5 1,02 1 10 Более пересе- ченный 0 1 0 0	- + = - = = = = = 1	+ - = + = = = = = 2

Как видно из данных таблицы, второй вариант имеет больше плюсов, то есть более приемлем. Следовательно, дальнейшую разработку (проектирование дороги в продольном и поперечном профилях и др.) ведут только для выбранного варианта.

На миллиметровой бумаге выполняют продольный профиль.



3.2 Продольный профиль

Продольным профилем дороги, улицы называют развернутую в плоскости чертежа проекцию оси дороги на вертикальную плоскость. Продольный профиль характеризует крутизну отдельных участков дороги, измеряемую продольным уклоном, и расположение ее проёзжей части относительно поверхности земли. Продольный уклон является одной из важнейших характеристик транспортных качеств автомобильной дороги. Если естественные уклоны местности превышают допустимые для эффективного использования автомобилей, в таких случаях уклон дороги делают более пологим, чем уклон поверхности земли. Для этого срезают часть грунта на подъемах на возвышенность или, наоборот, подсыпают его в местах перехода через пониженные участки рельефа. Трассу на чертеже продольного профиля изображают в виде проектной (красной) линии, которая для новой дороги соответствует положению линии бровки земляного полотна, а для реконструируемой -- в виде линии оси. Линию естественной поверхности земли по оси дороги иногда называют черным профилем. Проектную линию вычерчивают в два раза толще линии поверхности земли, которую наносят на чертеж по данным нивелирования трассы. При проектировании несложных объектов продольный профиль может быть составлен не по крупномасштабному плану (1:10000 и крупнее) с горизонталями. Положение проектной линии получают в результате проектирования трассы в продольном профиле. При этом выявляют крутизну подъемов, и спусков, а также расположение насыпей и выемок.

Если проектная линия проходит над черным профилем, земляное полотно дороги представляет собой насыпь, если под ним -- выемку. Разность между отметками проектной и черной линии по одной вертикали называют рабочей отметкой.

Если дорога проходит в насыпи, рабочие отметки подписывают выше проектной линии, если в выемке -- ниже проектной линии. Обычно продольный профиль строят в условных отметках, которые проставляют в сетке профиля с точностью до двух значащих цифр после запятой (0,01 м).

Переломы продольного профиля, образующиеся при изменении уклона, вызывают ряд неудобств, для движения: выпуклые места на дороге ограничивают видимость расположенного впереди участка дороги, а на переломах, имеющих сравнительно малый радиус кривизны, при высоких скоростях возникает опасность потери управления автомобилем, в связи с разгрузкой передней оси; на вогнутых переломах из-за внезапного изменения направления движения возникает толчок неприятный для пассажиров и перегружающий подвеску автомобиля. Поэтому переломы продольного профиля смягчают введением сопрягающих вертикальных кривых.

Продольный уклон зависит от рельефа местности. Наибольшие допустимые продольные уклоны дороги определяются ее категорией и эксплуатационными требованиями. Если по дороге предполагается движение большегрузных автомобилей с прицепами, продольные уклоны не должны превышать 70‰. Для улучшения эксплуатационных показателей дорогу всегда стремятся проектировать с возможно меньшими уклонами.

3.3 Земляное полотно

Основные элементы земляного полотна:

верхняя часть земляного полотна (рабочий слой) -- зона, ограниченная по высоте снизу глубиной, равной 2/З глубины промерзания, но не менее 1,5 м, считая от верха покрытия; для выемок, участков с нулевыми отметками или низких насыпей в рабочий слой могут входить грунты в при родном залегании с ненарушенной структурой;

откосная часть -- зоны, ограниченные поверхностями откосов и вертикалями, проходящими через бровки насыпей или выемок; снизу откосные зоны ограничены основанием на сыпи или выемки;

ядро насыпи -- зона, расположенная ниже рабочего слоя и ограниченная снизу основанием насыпи, а с боков -- вертикалями, проходящими через бровки насыпи;

основание насыпи -- зона, расположенная под насыпью в пределах естественной грунтовой толщи;

мощность основания, принимаемая в расчет, устанавливается в зависимости от инженерно-геологических условий, в частности от свойств грунтов, но не менее ширины насыпи по низу;

основание выемки -- зона, расположенная ниже нижней границы рабочего слоя; мощность основания, учитываемая при проектировании, устанавливается в зависимости от инженерно-геологических условий грунтового массива и может достигать размера, равного заложению откоса.

В состав земляного полотна входят также система поверхностного водоотвода и различного типа специальные удерживающие и поддерживающие конструкции, предназначенные для обеспечения устойчивости самого земляного полотна или склонов, на которых оно располагается.

Земляное полотно должно быть прочным, устойчивым и стабильным, т.е. его элементы не должны разрушаться или давать деформации, недопустимые с позиций нормальных условий эксплуатации дороги с учетом условий и срока ее службы.

для обеспечения устойчивости различных элементов земляного полотна предусматриваются соответствующие мероприятия, создающие устойчивость данного элемента. В число таких мероприятий входят: выбор соответствующих грунтов для насыпей; обеспечение правильного расположения и требуемой степени уплотнения грунта; защита грунта от источников увлажнения устройством дренажей, гидроизоляции и т.д.; защита от опасных температурных воздействий, эрозии, волновых воздействий, правильное назначение геометрических параметров, конструкций поперечного сечения, а также высоты насыпей и глубины выемок. Указанные мероприятия необходимо проводить комплексно с учетом местных условий, категории дороги, типа покрытия и др.

Земляное полотно устраивают в виде насыпей или в выемках. Высота насыпей или глубина выемок определяется в результате проектирования продольного профиля. Наиболее рациональное решение при сложном рельефе получают при проектировании продольного профиля вместе с земляным полотном.

В зимний период, когда перемещение парома становится невозможным, вблизи паромной устраивают ледовую переправу.

Броды устраивают на малоинтенсивных дорогах, на которых можно допустить перерыв движения на время паводков или прохождения высоких вод (при условии что уровень воды не будет превышать 0,4 м). Дно брода должно быть достаточно твердым, а берега водотока в месте перехода пологими.

Нетвердые участки дна надо укрепить путем наброски камня слоем 25--30 см. и засыпать слоем щебня или гравия. Укрепленное дно не должно иметь резкого перепада вдоль течения, иначе оно может оказаться размытым.

Ширина проезжей части брода по наброске должна быть не менее 5--6 м, при этом с обеих сторон укрепленного дна обязательна установка вех не реже чем через 10 м на прямо линейных участках и 5 м -- на криволинейных. Вехи необходимо периодически восстанавливать, особенно после паводков и ледохода. С о6оих берегов у брода следует устанавливать таблички с указанием его глубины.

Насыпью, или фильтрующей дамбой, называют каменную наброску (или кладку), включенную в тело насыпи и работают как водопропускное сооружение вследствие фильтрации воды через пустоты между камнями.

Фильтрующие дамбы устраивают при пересечении суходолов и оврагов, а также на небольших водотоках с незначительным количеством взвешенных частиц и небольшим расходом воды.

Применение фильтрующей насыпи взамен моста или трубы решается на основе сравнения технико-экономических данных этих сооружений.

Уровень воды в верхнем бьефе перед фильтрующей насыпью может быть выше или ниже верха каменной наброски.

В первом случае фильтрующие насыпи называются напорными, во втором -- безнапорными. Основание фильтрующих насыпей может быть горизонтальным или иметь продольный уклон.

Для возведения фильтрующих насыпей применяется камень крупного размера (не менее 30 см) по воз одинаковой формы. Он должен быть стойким в воде и на морозе.

При пересечении дорогой не больших водотоков, балок, оврагов в ряде случаев целесообразно использовать дорожную насыпь в качестве плотины для создания придорожных водоемов (прудов) с целью развития рыбного хозяйства, устройства ферм водоплавающей птицы, орошения прилегающих земель, а также улучшения условий водоснабжения и санитарного состояния сельских населенных мест.

3.4 Дорожная одежда

Дорожные одежды на прочность рассчитывают по трем критериям:

-сопротивлению сдвигу в грунтах и слоях из слабосвязных материалов;

-сопротивлению растяжению при изгибе монолитных слоев;

-сопротивлению упругому прогибу всей конструкции.

Допускается не рассчитывать по упругому прогибу дорожные одежды, предназначенные для движения особо тяжелых транспортных средств с нагрузкой на ось, равной или превышающей 120 кН.

Последовательность расчета по критериям прочности может быть любая. Однако методически целесообразно при перспективе большой интенсивности воздействия нагрузок и малой влажности грунтов (W<0,7W_т) начинать расчеты по упругому прогибу, а при малых интенсивностях воздействия нагрузок и высокой влажности грунтов - по сдвигу в грунте.

Капитальную дорожную одежду на воздействие подвижной нагрузки рассчитывают по всем трем критериям при высоком уровне надежности, а облегченные - также на воздействие подвижных нагрузок по трем критериям, но с уменьшенным допускаемым уровнем надежности по сравнению с капитальными одеждами.

Одежды с покрытиями переходного типа - щебеночными, гравийными и из других прочных минеральных материалов, а также из грунтов и малопрочных каменных материалов, обработанных вяжущими, мостовые из булыжного и колотого камня рассчитывают на воздействие подвижных нагрузок только по двум критериям - сдвигу в грунте и упругому прогибу при соответствующем допускаемом уровне надежности.

Исходные данные: расчетная интенсивность воздействия нагрузки автомобилей группы А на полосу - 350 авт/сут;

параметры нагрузки: давление р=0,7 МПа, диаметр нагруженной площадки движущегося автомобиля D_д=30 см;

материалы для сооружения основания - прочный щебень и песок средней крупности, грунт земляного полотна - супесь пылеватая.

Порядок расчета:

1. В зависимости от категории дороги и типа дорожной одежды, принимается уровень надежности (К_н=0,95) и коэффициент прочности К_пр=1.

2. Назначается требуемый модуль упругости конструкции дорожной одежды по расчетной приведенной интенсивности воздействия нагрузки на одну полосу с учетом капитальности одежды Е_тр=230 /МПа. Он превышает минимальное значение для заданных условий, поэтому вводим его в расчет.

3. Предварительно намечается толщина слоев дорожной одежды с учетом основных требований ее конструирования: h₁=11см; h₂=8 см; h₃=8 см; h₄=?



Рис. 3 Деталь конструкции дорожной одежды к расчету: 1 - плотный асфальтобетон; 2 - пористый асфальтобетон; 3 - фракционированный щебень из изверженных прочных пород; 4 - песок средней зернистости; 5 - супесь пылеватая

4. Расчетные характеристики материалов и грунтов принимаются:

а) для материала усовершенствованного капитального покрытия - плотного асфальтобетона марки I (битум БНД60/90) динамический модуль упругости при температуре 40 ^оС E₁=550 МПа, при 10 °С Е₁=3200 МПа, а при расчете на изгиб Е₁=4500 МПа;

б) для верхнего слоя основания - пористого асфальтобетона на щебне изверженных пород (битум БНД60/90) модуль упругости при температуре 40 ^оС Е₂=460 МПа, при 10 °С Е₂=2000 МПа, а при расчете на изгиб Е₂=2800 МПа, причем допускаемое напряжение на растяжение при изгибе вычисляется по следующей формуле:

R_доп=R_р,

R_p=R(1-t?V_R)K_у?К_м, (МПа),

где R - среднее значение сопротивления асфальтобетона растяжению при изгибе, МПа;

t - коэффициент нормативного отклонения, принимаемый в зависимости от заданного уровня проектной надежности конструкции, равный 1,71;

V_R - коэффициент вариации прочности на растяжение при изгибе асфальтобетона, равный 0,1;

К_у - коэффициент усталости, учитывающий повторность нагружения (от расчетной приведенной интенсивности движения на полосу), определяемый по графику и равный 1,23;

K_m - коэффициент снижения прочности от воздействия природно-климатических факторов, его назначают: для асфальтобетона марок I и II на щебне изверженных пород K_m=1, для марки III K_m=0,8, для смесей на щебне осадочных пород и гравийных материалов марки I K_m=0,9 и марок II и III - 0,7, для дегтебетонов K_m=0,7.

R_p= 1,6(1-1,71?0,1)1,23?1=1,63 (МПа).

в) для нижнего слоя основания - фракционного щебня I...III классов прочности из изверженных пород, укладываемого с расклинкой, Е₃=250 МПа;

г) модуль упругости и характеристики прочности песка средней крупности Е₄=120 МПа, ц₄=40°, с₄=0,006 МПа;

д) расчетные характеристики грунта земляного полотна - супеси пылеватой при расчетной влажности предварительно определенной по формуле:

W_p=W(1+t•V_w),

где W_p - расчетная влажность грунта при заданном уровне надежности;

W - средняя влажность грунта, доли W_Т;

t - коэффициент нормативного отклонения, принимаемый в зависимости от заданного уровня проектной надежности конструкции;

V_w - коэффициент вариации влажности, V_w=0,1.

W_p=0,65(1+1,71•0,1)=0,7•W_т.

Е_гр=46 МПа: ц_гр=18^о, с_гр=0,016 МПа.

Допускаемое напряжение сдвига в грунте вычисляется по формуле:

Т_доп = с_грk₁k₂k_3,

где Т_доп - допускаемое напряжение сдвига в грунте, МПа;

с_гр - сцепление в грунте активной зоны земляного полотна в расчетный период, равное 0,016 MПа;

k₁ - коэффициент, учитывающий снижение сопротивления грунта сдвигу под агрессивным действием подвижных нагрузок, колебаний и т. д. (при расчете на действие кратковременных нагрузок принимают k₁=0,6, при длительном действии нагрузок с малой повторяемостью k₁=0,9);

k₂ - коэффициент запаса на неоднородность условий работы конструкции, связанный с недоучетом неблагоприятных природных особенностей, технологических и других причин, коэффициент k₂=0,92 (определяют по графику);

k₃ - коэффициент, учитывающий особенности работы грунта в конструкции k₃=1,5.

Т_доп=0,016?0,6?0,92?1,5=0,013 МПа.

5. Расчет на упругий прогиб конструкции ведем по номограмме сверху вниз, и определяется толщина нижнего слоя - дополнительного слоя основания h₄=?:



Е_общ/Е₁=230/3200=0,072; h₁/D=11/36=0,31;

Е_общ/Е₁=0,045; Е_общ=Е₁?0,045=3200?0,045=144МПа;

Е^?_общ/Е₂=144/2000=0,072; h₂/D=8/36=0,22;

Е^"_общ/Е₂=0,05; Е^"_общ=Е₂ ?0,05=2000?0,05=100 МПа;

Е^"_общ/Е₃=100/250=0,4; h₃/D=8/36=0,22;

Е^"?_общ/Е₃=0,35; Е^"?_общ=Е₃?0,35=250?0,35=87,5 МПа;

Е^"?_общ/Е₄=87,5/120=0,73; Е_гр/Е₄=46/120=0,38;

h₄/D=0,73; h₄=D_д?0,73; h₄=36?0,73=26,3см.

Принимаем h₄=27см.

6. Определяют средний модуль упругости многослойной конструкции дорожной одежды:

,

где - средний модуль упругости, МПа;

n - число слоев дорожной одежды;

Е_i - модуль упругости i-го слоя, МПа;

h_i - толщина i-го слоя, м.

МПа

/Е_гр =243,89/46=5,3.

=43/36=1,19.

Определяем активное напряжение сдвига в грунте:

Т=ф_н+ф_в=0,0432-0,0032=0,04 МПа,

где Т - активное напряжение сдвига в грунте, МПа;

ф_н - активное напряжение сдвига от временной нагрузки, МПа;

ф_в - то же, от собственного веса дорожной одежды, равное -0,0032 МПа

Активное напряжение сдвига в грунте от временной нагрузки определяется по формуле:

ф_н=р•ф_н=0,36*0,12=0,0432 МПа.

где ф_н - активное напряжение сдвига от временной нагрузки, равное 0,078 МПа;

р - действующая нагрузка, МПа;

ф_н - удельное активное напряжение сдвига, МПа.

Коэффициент прочности по сдвигу в грунте:

Т_доп/Т=0,013/0,04=0,325.

Проверяем конструкцию на сопротивление сдвигу в песчаном слое:

Т_доп=С_гр*К₁*К₂*К₃=0,006*0,6*6,0*0,96=0,0207 МПа.

МПа.

=27/36=0,75

ф_н=р•ф_н=0,36*0,075=0,027 МПа,

где ф_н - активное напряжение сдвига от временной нагрузки, МПа;

р - действующая нагрузка, МПа;

ф_н - удельное активное напряжение сдвига, МПа.

ф_в=-0,002 МПа.

Действующее напряжение сдвигу в песке:

Т₄=0,027-0,002=0,025 МПа.

Коэффициент прочности по сдвигу в песке:

Т_доп/Т=0,0207/0,025=0,828.

7. Определяем средний модуль упругости асфальтобетонных слоев дорожной одежды:

МПа.

При МПа, и =19/36=0,53 по номограмме находим

Действующее растягивающее напряжение при изгибе:

МПа.

,что несколько больше чем К_пр=1,0

На основании выполненных расчетов делаем вывод:

принятая конструкция удовлетворяет всем критериям прочности.



4. Площадки агропромышленного назначения

В условиях сельскохозяйственного производства все более широко применяют различные площадки, требующие определенного благоустройства и обеспечения их необходимыми транспортными связями в соответствии с требованиями технологии работ

По назначению их подразделяют на:

Площадки для доведения сельскохозяйственной продукции до требуемой кондиции соответствующими нормативами (механизированные тока для очистки и просушивания зерна и т.п.).

Площадки для складирования сельскохозяйственной продукции и минеральных удобрений (закрытые).

Площадки для хранения и ремонта тракторов, сельскохозяйственных машин и автомобилей.

Площадки для размещения предприятий хозяйства.

Площадки для размещения производственных комплексов данного хозяйства или нескольких хозяйств (например, животноводческих комплексов и т.п.).

6. Площадки для сельскохозяйственной авиации.

В соответствии с видом и назначением размеры, конфигурация и тип укрепления поверхности площадок весьма разнообразны.

Проектирование площадок включает:

1 Горизонтальную планировку (в том числе проектирование подъездов к площадке и проездов по ней).

Вертикальную планировку.

Проектирование водоотвода и дренажа.

Конструирование покрытий.

Горизонтальную планировку площадки разрабатывают с учетом технологических процессов, для которых она предназначена. Учитывают также особенности перемещения транспортных средств, их маневровые возможности и способы маневрирования.

Большинство площадок в плане представляет собой территории, занятые крытыми или открытыми складами и другими сооружениями, зданиями, проездами, их разветвлениями.

Планы площадок для одиночных объектов обычно принимают в зависимости от той конфигурации проездов, по которым транспортные средства могут подъезжать к фронту погрузки-разгрузки и выполнять необходимое маневрирование. Предусматривают также наиболее удобное взаимное размещение соответствующих складов, механизмов, хранилищ и т.п.; учитывают технологию производимых работ.

Вертикальная планировка заключается в искусственном изменении рельефа поверхности земли, на которой намечено разместить площадку. Ее выполняют с учетом обеспечения нужд технологического процесса на площадке, экономичности и удобств последующей ее эксплуатации. Важное значение имеет также обеспечение водоотвода с площадки, что зависит от высотного положения и уклонов ее проектной поверхности.

Вертикальная планировка тесто связана с горизонтальной планировкой, она нередко подсказывает необходимость уточнения или изменения некоторых решений горизонтальной планировки (перемещение проездов, смещение зданий и др.). При решении задачи горизонтальной планировки необходима хотя бы схематичная разработка основных вопросов вертикальной планировки -- ее схемы. При таком согласованном решении сводятся до минимума ошибки как в горизонтальной, ^тав^и в детальной вертикальной планировке.

При назначении проектных отметок площадок сельскохозяйственных предприятий, зданий и сооружений следует предусматривать максимальное сохранение рельефа и существующих зеленых насаждений, минимальную разность между объемами выемок и насыпей, сбор атмосферных вод и их отвод с площадки.

Сплошную вертикальную планировку допускается применять при плотности застройки более 25%. В остальных случаях следует предусматривать выборочную вертикальную планировку и выполнять планировочные работы только на тех участках, где расположены здания или сооружения.

Уклоны площадки предприятия принимают не менее 3%о, но не более: на глинистых грунтах -- 50%о, на песчаных -- 30%о и легко размываемых (лёсс, мелкие пески) на 10%_о. Уклоны выгульных площадок для животных необходимо принимать не менее 20 и не более 60%о.

Вертикальную планировку территории участка, отводимого под сельскохозяйственные производственные комплексы или объекты, выполняют в такой последовательности:

На топографическом плане уточняют направления отвода поверхностных вод.

Решают вопросы о высотном положении внутриобъектных проездов с учетом вышеописанных требований, предъявляемых к вертикальной планировке, а также увязывают расположение проездов с отметками примыкающих дорог и проездов. Уточняют среднюю планировочную отметку участка в целом или средние планировочные отметки отдельных частей территории участка в зависимости от изменения объема насыпи или выемки за счет снятия почвенного слоя пахотных земель для использования при рекультивации (восстановлении); учета потребности в грунте для сооружения дополнительных насыпей -- пандусов, отмосток и др.; учета избытка грунта, возникающего в результате разработки котлованов, траншей, корыта для дорожной одежды, выемок для различных сооружений, размещаемых ниже средней планировочной отметки участка.

Обычно по внутриобъектным проездам устанавливают водоотвод с основной части территории, отводимой под строительство. Поэтому желательно, чтобы внутриобъектные проезды имели понижение по направлению к подъездам, дорогам и совпадали с направлениями проектного водоотвода.

3. В соответствии с высотным размещением внутриобъек-
тных проездов и отводов поверхностных вод разрабатывают
проект детальной вертикальной планировки.

В практике разработки проектов вертикальной планировки участков, отводимых под сельскохозяйственные предприятия, чаще используют метод профилей и метод красных проектных горизонталей.

При первом методе продольное и поперечные профили обычно составляют по осям, а иногда по лоткам проездов, а также между проездами по территории участков через 20-50 м.

На профиль наносят проектную линию с необходимым уклоном, а затем вычисляют проектные и рабочие ее отметки так, как это принято при проектировании дорог.

Метод проектных горизонталей отличается от метода профилей большей наглядностью, обычно его выполняют в масштабе 1: 500.

При планировке методом проектных горизонталей необходимо учитывать следующее: при их сближении, т.е. при уменьшении заложения между горизонталями, увеличивается уклон поверхности при одном и том же сечении рельефа. При равнинной местности сечение рельефа принимают равным 0,1 м, при пересеченной - 0,20-0,25, при горной - 0,5-1,0 м.

Для обеспечения заданного поперечного уклона проезжей части или тротуаров и образования лотков вдоль бортов, ограждающих проезжие части, или на проездах между площадками горизонтали проектируют в плане под определенным углом по отношению к оси проездов (и соответственно к бортам). Величина поперечного уклона зависит от соотношения продольных и поперечных уклонов проезжей части и тротуаров.

...