Проектирование строительства дороги

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)»

Кафедра «Проектирование дорог»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по основам проектирования дорог

Работу выполнил: студент гр. АДб-13Z2

Немыкин А.Н.

Принял: преподаватель Шнайдер В.А.

Омск 2015

Содержание

Введение

1. Характеристика района расположения объекта строительства

1.1 Физико - географический очерк

1.2 Рельеф местности

1.3 Гидрография района

1.4 Полезные ископаемые, местные грунты и дорожно-строительные материалы

1.5. Климатическое описание района проектирования

1.5.1 Климат

1.5.2 Температура воздуха

1.5.3 Атмосферные осадки

1.5.4 Высота снежного покрова

1.5.5 Промерзание грунта

1.5.6 Ветер

1.5.7 Распутица

2. Назначение категории дороги, расчет и обоснование технических нормативов

3. Проектирование участка дороги

3.1 Проектирование плана трассы

3.2 Искусственные сооружения

3.3 Продольный профиль

3.4 Поперечные профили земляного полотна

Заключение

Литература

Введение

трасса строительство проектирование дорога

Автомобильная дорога - объект транспортной инфраструктуры, предназначенный для движения транспортных средств и включающий в себя земельные участки в границах полосы отвода автомобильной дороги и расположенные на них или под ними конструктивные элементы (дорожное полотно, дорожное покрытие и подобные элементы) и дорожные сооружения, являющиеся ее технологической частью, - защитные дорожные сооружения, искусственные дорожные сооружения, производственные объекты, элементы обустройства автомобильных дорог;

2) защитные дорожные сооружения - сооружения, к которым относятся элементы озеленения, имеющие защитное значение; заборы; устройства, предназначенные для защиты автомобильных дорог от снежных лавин; шумозащитные и ветрозащитные устройства; подобные сооружения;

3) искусственные дорожные сооружения - сооружения, предназначенные для движения транспортных средств, пешеходов и прогона животных в местах пересечения автомобильных дорог иными автомобильными дорогами, водотоками, оврагами, в местах, которые являются препятствиями для такого движения, прогона (зимники, мосты, переправы по льду, путепроводы, трубопроводы, тоннели, эстакады, подобные сооружения);

4) производственные объекты - сооружения, используемые при капитальном ремонте, ремонте, содержании автомобильных дорог;

5) элементы обустройства автомобильных дорог - сооружения, к которым относятся дорожные знаки, дорожные ограждения, светофоры и другие устройства для регулирования дорожного движения, места отдыха, остановочные пункты, объекты, предназначенные для освещения автомобильных дорог, пешеходные дорожки, пункты весового и габаритного контроля транспортных средств, пункты взимания платы, стоянки транспортных средств, сооружения, предназначенные для охраны автомобильных дорог и искусственных дорожных сооружений, тротуары, другие предназначенные для обеспечения дорожного движения, в том числе его безопасности, сооружения, за исключением объектов дорожного сервиса;

6) дорожная деятельность - деятельность по проектированию, строительству, реконструкции, капитальному ремонту, ремонту и содержанию автомобильных дорог;

7) владельцы автомобильных дорог - исполнительные органы государственной власти, местная администрация (исполнительно-распорядительный орган муниципального образования), физические или юридические лица, владеющие автомобильными дорогами на вещном праве в соответствии с законодательством Российской Федерации;

8) пользователи автомобильными дорогами - физические и юридические лица, использующие автомобильные дороги в качестве участников дорожного движения;

9) реконструкция автомобильной дороги - комплекс работ, при выполнении которых осуществляется изменение параметров автомобильной дороги, ее участков, ведущее к изменению класса и (или) категории автомобильной дороги либо влекущее за собой изменение границы полосы отвода автомобильной дороги;

10) капитальный ремонт автомобильной дороги - комплекс работ по замене и (или) восстановлению конструктивных элементов автомобильной дороги, дорожных сооружений и (или) их частей, выполнение которых осуществляется в пределах установленных допустимых значений и технических характеристик класса и категории автомобильной дороги и при выполнении которых затрагиваются конструктивные и иные характеристики надежности и безопасности автомобильной дороги и не изменяются границы полосы отвода автомобильной дороги;

11) ремонт автомобильной дороги - комплекс работ по восстановлению транспортно-эксплуатационных характеристик автомобильной дороги, при выполнении которых не затрагиваются конструктивные и иные характеристики надежности и безопасности автомобильной дороги;

12) содержание автомобильной дороги - комплекс работ по поддержанию надлежащего технического состояния автомобильной дороги, безопасности дорожного движения;

13) объекты дорожного сервиса - здания, строения, сооружения, иные объекты, предназначенные для обслуживания участников дорожного движения по пути следования (автозаправочные станции, автостанции, автовокзалы, гостиницы, кемпинги, мотели, пункты общественного питания, станции технического обслуживания, подобные объекты, а также необходимые для их функционирования места отдыха и стоянки транспортных средств);

14) платная автомобильная дорога - автомобильная дорога, использование которой осуществляется на платной основе в соответствии с настоящим Федеральным законом;

15) полоса отвода автомобильной дороги - земельные участки (независимо от категории земель), которые предназначены для размещения конструктивных элементов автомобильной дороги, дорожных сооружений и на которых располагаются или могут располагаться объекты дорожного сервиса;

16) придорожные полосы автомобильной дороги - территории, которые прилегают с обеих сторон к полосе отвода автомобильной дороги и в границах которых устанавливается особый режим использования земельных участков (частей земельных участков) в целях обеспечения требований безопасности дорожного движения, а также нормальных условий реконструкции, капитального ремонта, ремонта, содержания автомобильной дороги, ее сохранности с учетом перспектив развития автомобильной дороги.

При строительстве автомобильных дорог необходимо учитывать множество факторов, влияющие на такие показатели, как долговечность, удобство, а самое главное - безопасность движения. К таким факторам в первую очередь относятся природные условия (климат, рельеф, растительность, геология, гидрография). Это влияние бывает настолько велико, что при строительстве приходиться полностью менять технологический процесс. Кроме того, природные факторы влияют и на самочувствие самих рабочих.

Дороги подвержены активному воздействию многочисленных природных факторов (нагревание солнечными лучами, промерзание и оттаивание, увлажнение выпадающими осадками, грунтовыми водами и водой, притекающей с придорожной полосы и т.п.) Эти особенности их работы должны учитывать проектировщики, строители.

Дороги должны обеспечивать безопасность автомобильного движения. Проложенные с учётом психофизиологических особенностей восприятия водителями дорожных условий, они должны предоставлять водителям всю необходимую информацию, как бы подсказывая им правильные режимы движения, обеспечивая высокую пропускную способность и исключая возможность серьёзных дорожно-транспортных происшествий.

Современные автомобильные дороги обслуживают массовые пассажирские и грузовые перевозки. Они стали местом повседневной работы миллионов водителей, ими пользуются пассажиры автобусов и многочисленные туристы. Всё это делает необходимым предъявлять к автомобильным дорогам столь же обязательные высокие архитектурно-эстетические требования, как и к любому инженерному сооружению массового использования. Постройка дорог должна обеспечивать создание широкой сети предприятий, предназначенных для обслуживания как водителей и пассажиров, так и автомобилей. Все эти комплексы сооружений должны вводиться в действие одновременно со сдачей дороги в эксплуатацию.

Курсовой проект выполняется с целью закрепления знаний по принципам составления норм на проектирование трассы и развития первичных навыков трассирования по карте и проектирования продольного и поперечного профилей дороги.

Курсовой проект выполняется в соответствии с заданием кафедры проектирования дорог (Приложение А ) и заключается в проектировании участка дороги от точки А до точки Б. Условимся, что начальный и конечный участки дороги построены. По данным экономических изысканий перспективная интенсивность движения на 20 лет по дороге составляет N₂₀=5640 авт./сут.

1. Характеристика района строительства

1.1 Физико-географический очерк

Ростомвская омбласть -- субъект Российской Федерации. Административный центр-- город Ростов-на-Дону. Площадь 100967 кмІ. Население 4245532 человек, городское 67,8 %, 23 городов, 25 ПГТ и 43 муниципальных района.

Административный город - Ростов-на-Дону. Другие крупные города: Азов, Батайск, Волгодонск, Гуково, Донецк, Зверево, Каменск-Шахтинский, Новочеркасск, Новошахтинск, Таганрог, Шахты. Образован 13 сентября 1937г. Входит в состав Южного федерального округа. Ростовская область находится на юге европейской части России. Её восточным соседом является Волгоградская область, северным - Воронежская, южными - Краснодарский и Ставропольский края и республика Калмыкия, западными - Донецкая и Луганская области Украины [1,2].

1.2 Рельеф местности

Территория Ростовской области представляет собой пологоволнистую равнину с абсолютными отметками высот от 0 (Азовское море) до 253 м (Донецкий кряж). Она располагается на разновозрастных структурах в зоне взаимодействия Восточно-Европейской (Русской) древней (докембрийской) платформы и более молодой (палеозойской) Скифской плиты. На севере области вдоль Дона встречаются меловые «горы» высотой до 80 м. В последние 20-30 лет в области активизировались оползневые процессы, участками их проявления являются правобережные крутые склоны р. Дон, Миус, Сал, а также овраги, балки, берега Таганрогского залива, Миусского лимана, водохранилищ. Мощность смещенных пород в долинах малых рек составляет 2-5 м, а крупных (р. Дон, Северский Донец, Сал) - 10 м и более.

На западе Ростовской области находится Донецкий кряж - возвышенность, расположенная в междуречье рек Дон и Северский Донец. Здесь расположена отметка наивысшей абсолютной высоты Ростовской области - 253 м. Здесь расположена долины рек Северский Донец, Лихая и Кундрючья, а в руслах - небольшие живописные пороги и водопады.

На юго-восток области заходит западный склон Приволжской возвышенности - Ергени, здесь же расположена Доно-Сальская возвышенная равнина, Сальско-Манычская возвышенная равнина и Сальско-Манычская гряда. Мощная толща лессовидных суглинков способствует развитию на всей этой территории овражно-балочной сети и суффузионно-просадочных форм рельефа -просадочных западин («степные блюдца») округлой и овальной формы диаметром от 20 до 150 м.

Погруженным блокам Русской платформы и Скифской плиты соответствуют в рельефе аккумулятивные равнины: Северо-Приазовская, Доно-Егорлыкская, Донская и Манычская. Северо-Приазовская возвышенная равнина расположена в юго-западной части Ростовской области и наклонена к югу - к Таганрогскому заливу Азовского моря. Поверхность равнины слабоволнистая, с абсолютными отметками 0-120 м. Из-за мощного слоя лессовидных суглинков на всей территории формируется долинно-балочный рельеф, крутые берега рек и балок размываются, на побережье Таганрогского залива и Миусского лимана развиты абразионные и оползневые процессы.

Территория испытывает современные тектонические движения 2,6-3,0 мм в год отметка наивысшей абсолютной высоты. Из-за сложного тектонического строения речная сеть характеризуется резкими изгибами и ассиметричным строением. В местах выхода на поверхность песчаников и известняков образуются живописные скальные обнажения [2].

1.3 Гидрография района

Наиболее крупными реками Ростовской области являются р. Дон и его притоки - р. Сев.Донец, Зап. Маныч, Деркул, Кундрючья, Чир, Сал, Калитва, Быстрая, Тузлов, Бол. Егорлык, притоки Таганрогского залива реки Ея, Миус, Кагальник. Наиболее крупными транзитными реками области являются р.Дон (поступает на территорию Ростовской области на участке Цимлянского водохранилища с территории Волгоградской области), р.Сев.Донец (с территории Украины), р. Западный Маныч (с территории Калмыкии).

В пределах Ростовской области в бассейне р. Дон протекает 4551 река (из них 165 малых и средних рек суммарной протяженностью 9565 км) основную часть которых представляют реки протяженностью менее 10 км. На долю рек длиной 100-500 км и более приходится всего 0,77%. Густота речной сети составляет 0,1-0,6 км/кмІ. Максимальные значения приурочены к водосборам рек Калитва и Кундрючья, к верховьям р. Тузлов, т.е. к наиболее возвышенным участкам местности с повышенным количеством осадков.

Водность рек - ее характер и изменение во времени и по территории в пределах области определяется климатическими условиями и разнообразием местных физико-географических условий. Водный режим некоторых рек изменен искусственно. Естественный сток малых водотоков нарушен плотинами, в большинстве случаев примитивного устройства. Влияние плотин на этих водотоках сказывается главным образом в меженный период. Совершенно изменен режим рек бассейнов Сала и Маныча, для орошения земель этих бассейнов ведется переброска воды из р. Кубань и Цимлянского водохранилища. Речные системы часто пересекаются каналами. Многие водотоки превращены в каскады прудов. После создания Цимлянского водохранилища изменен и режим р. Дон в нижнем течении. Здесь водохранилище оказывает регулирующее влияние на внутригодовое распределение стока.

В пределах Ростовской области находится около 250 озер, преобладающими из них являются озера с площадью менее 0,1 кмІ. Основная масса озер залегает в поймах водотоков и главным образом больших рек - Дона, Северского Донца, Зап. Маныча, Сала. Значительная часть водоемов представлена солеными озерами. В основном пойменные озера в половодье сообщаются с речными руслами, а в летнюю межень из них происходит сток в реки.

На территории Ростовской области болота занимают небольшую площадь. Неустойчивое, а в юго-восточной ее части недостаточное увлажнение, наличие рыхлых и водопроницаемых пород и относительно развитая речная, а местами и овражная сеть препятствует развитию заболоченности местности. Пойменные массивы в основном незначительные до 100 га и приурочены к поймам крупных рек.

На рассматриваемой территории имеется ряд крупных водохранилищ и много прудов. Самое крупное Цимлянское водохранилище образовано подпором р.Дон у г. Цимлянска. Длина этого водохранилища 186 км, средняя ширина 15 км, площадь водного зеркала при НПУ 36 м БС составляет 2702 кмІ, емкость - 23,86 кмі. Цимлянское водохранилище регулирует сток р.Дон и обеспечивает нормированные судоходные глубины на участке его нижнего течения. Водохранилище является источником водоснабжения населения и источником питания оросительных систем через Донской магистральный канал. Река Западный Маныч в настоящее время превращена в систему водохранилищ: Усть-Манычское, Веселовское и Пролетарское.

На территории области имеется 173 водохранилища емкостью от 1 млн.мі до 10 млн.мі и 14 водохранилищ емкостью более 10 млн.мі. Наиболее крупными являются Миусское водохранилище емкостью 107 млн.мі и на р. Джурак-Сал емкостью 65 млн.мі, имеющие комплексное назначение. Кроме того, на территории области имеется в наличии 303 пруда емкостью от 0,5 млн.мі до 1 млн.мі. Общий объем прудов, емкостью более 100 тыс.мі, составляет 27979,4 млн.мі.

Водный режим многих рек изменен искусственно строительством различных гидротехнических сооружений. Влияние плотин сказывается главным образом в меженный период. Реки, протекающие по низменности, извилистые, с небольшой глубинойДоно-Егорлыкская низменность находится на левобережье Дона, на юге Ростовской области. Ее поверхность и шириной, водоразделы плоские, с развитыми просадочно-суффозионными формами рельефа и умеренным долинно-балочным расчленением. Донская низменная равнина расположена в долине р. Дон от Цимлянского моря до Таганрогского залива. К западу от Ростова-на-Дону она расчленена рукавами, ериками и протоками, среди которых самые крупные - Каланча, Старый Дон, Лагутник, Большая Кутерьма и т.д. Выше по течению расположена террасированная равнина, она включает русло, пойму и надпойменные террасы р. Дон.

Кумо-Манычская впадина отделяет Восточно-Европейскую равнину от Предкавказья. Ранее по этому понижению соединялись воды Азово-Черноморского и Каспийского бассейнов. В настоящее время большая часть поймы залита водами Веселовского и Пролетарского водохранилищ. Естественный рельеф территории г. Ростова-на-Дону практически несохранился. Многие ранее существовавшие овраги и балки (Новопоселенская, Камышеваха) были засыпаны и покрыты асфальтом. В результате выравнивания рельефа резко изменился характер природных рельефообразующих процессов [3].

1.4 Полезные ископаемые, местные грунты и дорожно - строительные материалы

Полезные ископаемые Ростовской области представлены: уголь, углеводородное сырье (газ, нефть), золото, вольфрам, молибден, титан-циркониевые россыпи, тугоплавкие глины, ртуть, никель, алмазы, флюсовые известняки, формовочные пески, стекольные пески, цементного сырья высокого качества, минерального сырья (бентониты, глаукониты, кремнистые породы).

Местные грунты Ростовской области представлены: черноземы и каштановые почвы. Черноземы составляют 65% территории области, это 4-5% черноземов России. Каштановые почвы характерны для более сухих восточных районов.

Дорожно - строительные материалы Ростовской области представлены: глины и суглинки, песчаник и известняк, песок, кварцит, мергель, мел, глинистые сланцы, камни строительные для производства щебня, породные отвалы шахт [4].

1.5 Климатическое описание района проектирования

1.5.1 Климат

Климат Ростовской области - умеренно-континентальный. Зима обычно пасмурная, ветреная. Лето ветреное, сухое и жаркое. Континентальные черты в климате Ростовской области усиливаются в направлении с северо-запада территории на юго-восток. Возрастают засушливость, жара. Усиливаются ветреность, холода зимой.

Характерной особенностью климата области является обилие солнечного света и тепла. Преобладают циркуляционные процессы южной зоны умеренных широт. Однако, возможны вторжения холодных масс из Арктики, повторяемость их невелика (около 3% в год).

Несколько чаще (4% в год) отмечаются вторжения тропических масс воздуха, приносящих изнурительную жару летом и значительное повышение температуры воздуха зимой. Удаленность от больших водных пространств обуславливает континентальный характер климата. В восточных районах зима холоднее, а лето жарче, чем в западных. Температура воздуха имеет ярко выраженный годовой ход. Самый холодный месяц - январь, среднемесячная температура воздуха которого -5°С...-9°С. Наиболее теплый - июль, среднемесячная температура воздуха составляет плюс +22°С...+24°С. Однако нередко минимум среднемесячной температуры воздуха наблюдается в феврале, реже - в декабре; максимум - в августе, иногда в июне, сентябре.

Относительная влажность воздуха также имеет хорошо выраженный годовой ход, но обратный температуре воздуха. Максимальные значения - 85-90% - отмечаются в зимние месяцы, минимальные - 48-60% - в летние. При суховее относительная влажность воздуха понижается до 30% и менее. В среднем за год число суховейных дней колеблется от 45 на юго-западе до 85 на юго-востоке области.

Годовое количество осадков составляет 530-550 мм на юго-западе области, 320-360 мм - на юго-востоке. Наибольшее количество осадков за месяц выпадает в июне - июле (50-70мм). Снежный покров на территории области появляется в конце ноября - начале декабря, а устойчивый снежный покров образуется в конце декабря - начале января. Пыльные бури отмечаются 3-7 дней в году, на юго-востоке области - 20-25 дней, в отдельные годы - до 60 дней.

К атмосферным явлениям, отрицательно влияющим на хозяйственную деятельность, относятся также туманы, гололедно-изморозевые явления, грозы, град. [5].

1.5.2 Температура воздуха

Температура воздуха - это степень нагретости воздуха [6].

Среднемесячная температура воздуха за 12 месяцев требуется для построения дорожно - климатического графика (ДКГ), а дата перехода температуры по весне через ноль градусов и количество дней в году с положительной температурой учитывается при расчете даты весенней распутицы.

Значения температуры воздуха, среднее по месяцам, для Ростовской области сведём в таблицу 1.1 [7].

Таблица 1.1

реднемесячная температура воздуха по месяцам, ?С

I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII
- 5,7	- 4,8	0,6	9,4	16,2	20,2	23,0	22,1	16,3	9,2	2,5	- 2,6

Данные таблицы 1.1 сведены в дорожно - климатический график (приложение Б).

1.5.3 Атмосферные осадки

Атмосфемрные осадки -- вода в жидком или твёрдом состоянии, выпадающая из облаков или осаждающаяся из воздуха на земную поверхность и какие-либо предметы.

Виды атмосферных осадков:

- обложные осадки (дождь, ледяной дождь, снег, снег с дождем);

- моросящие осадки (морось, переохлажденная морось, снежные зёрна);

- ливневые осадки (ливневый дождь, ливневый снег, ливневый дождь со снегом, снежная крупа, ледяная крупа, град) [8].

Среднемесячное выпадение атмосферных осадков за 12 месяцев требуется для построения ДКГ.

Значения атмосферных осадков по месяцам, для Ростовской области сведём в таблицу 1.2 [9].

Таблица 1.2

Среднемесячное количество атмосферных осадков, мм

I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII
25,5	21,3	38,3	36	46	54,7	53,7	52,4	46,3	62,6	47,5	37,3

Данные таблицы 1.1 сведены в дорожно - климатический график (приложение Б).

1.5.4 Высота снежного покрова

Нахождение величины снежного покрова необходимо для определения условий снегонезаносимости насыпи.

Согласно п.6.33 СНиП [10] или п. 7.34 СП [11] высоту насыпи на участках дорог, проходящих по открытой местности, по условию снегонезаносимости во время метелей следует определять расчетом по формуле:

h = h_s + h, (1.1)

где h - высота незаносимой насыпи, м;

h_s - расчетная высота снегового покрова в месте, где возводится насыпь, с вероятностью превышения 5 %, м. При отсутствии указанных данных допускается упрощенное определение h_s с использованием метеорологических справочников;

h - возвышение бровки насыпи над расчетным уровнем снегового покрова, необходимое для ее незаносимости, м. [10,11]

По заданию имеется дорога III технической категории, согласно п.6.33 [11] h=0,6 м, а максимальная высота снежного покрова в Ростовской области 52 см=0,52 м, тогда

h = 0,52+0,6=1,12 м

по заданию высота земляного полотна h=2,0 м, по расчету минимальная высота земляного полотна должная быть 1,12 м, т.е условие снегонезаносимости выполняется.

Значения высоты снежного покрова по месяцам, для Ростовской области сведём в таблицу 1.3 [14].

Таблица 1.3

Среднемесячная высота снежного покрова, см

I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII
9,4	35,8	28,2	33	0	0	0	0	0	16,9	30,1	44,1

Данные таблицы 1.1 сведены в дорожно - климатический график (приложение Б).

1.5.5 Промерзание грунта

Сезонным промерзанием (протаиванием) грунтов называется промерзание (протаивание), длящееся более одних суток, но менее одного года с сезонной ритмичностью проявления [15].

Значения глубины промерзания по месяцам, для Ростовской области сведём в таблицу 1.4 [16].

Таблица 1.4

Среднемесячная глубина промерзания, см

I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII
66	83	88	0	0	0	0	0	0	0	0	37

Данные таблицы 1.1 сведены в дорожно - климатический график (приложение Б).

1.5.6 Ветер

Ветер - горизонтальное движение воздуха относительно земной поверхности. Его основные характеристики - направление, скорость и сила [17].

В понятие ветер включают числовые значения скорости ветра в м/с и румбы направления ветра (С, СВ, В, ЮВ, Ю, ЮЗ, З, СЗ).

Центральными месяцами зимы и лета, являются январь и июль

Направление и скорость ветра следует учитывать при следующих обстоятельствах:

1. при определении местоположения производственных предприятий, складских территорий, чтобы избежать загрязнения близлежащих населенных пунктов, зон проживания и отдыха работающих;

2. при проектировании карьеров дорожно - строительных материалов;

3. при проектировании снегозадержания в местах грунтовых карьеров, предназначенных для разработки в зимнее время;

4. в расчетах времени остывания материалов в период строительства, при их перевозке, укладке и твердении;

5. для предупреждающих мероприятий определения направления в зимнее время наноса снежных масс на автомобильные дороги, особенно в период метель.

Значения скорости ветра и повторяемости направлений ветра для Ростовской области сведём в таблицу 1.5 [18].

Таблица 1.5

Скорость ветра (м/с) и повторяемость направлений ветра (%)

месяц	характеристика	Румбы	штиль, %
		с	св	в	юв	ю	юз	З	сз
январь	повторяемость направлений ветра, %	4	14	33	10	4	12	17	6	7
июль		13	13	20	5	3	12	23	11	9
январь	скорость ветра м/с	3,4	5,8	8,8	4,8	3,3	4	4,1	3,1	7
июль		3,4	4	4,4	3,2	2,3	3,5	3,8	8,3	9

Данные таблицы 1.5 сведены в график розы ветров (приложение В).

1.5.7 Распутица

Распутица - это период времени, в течение которого из-за сильного переувлажнения грунтов, грунтовых дорог резко снижается их несущая способность и движение автомобильного транспорта становится затруднительным или практически невозможным.

Осенняя распутица наступает в период, когда средняя суточная температура воздуха снижается до +5°С, что способствует уменьшению испарения влаги, а повторяемость обложных дождей, насыщающих влагой верхний слой грунта возрастает. Прекращающаяся осеняя распутица с наступлением устойчивых отрицательных температур воздуха, когда верхний слой грунта промерзает. Промерзание грунта на глубину примерно 15 см обеспечивает нормальную проходимость груженых автомобилей.

Весной распутица наступает вслед за сходом снежного покрова, когда начинается оттаивание верхнего слоя грунта и достигает максимума в период оттаивания грунта до 20-30 см. Прекращение распутицы совпадает с моментом просыхания грунта на глубину более 20 см.

Средние даты начала () и конца () весенней распутицы можно рассчитать по формулам:

=12.03+5/5=13.03 (1.2)

где Т₁ - дата перехода температуры воздуха через 0°C;

- скорость оттаивания грунта, см/сут;

Определяется по формуле:

, (1.3)

где Н - максимальная глубина промерзания, см;

Т₂ - количество дней с положительной температурой;

Из приложения 1 СНиП [12] определяется дорожно - климатическая зона заданной области.

Для II ДКЗ принято принимать = 4 см/сут,

Для III - IV ДКЗ =5 см/сут.

Окончание весенней распутицы определяется по формуле:

=13.03+(0.7*88/5)=13.03+13=26.03 (1.4)

Сроки весенней распутицы: с 13 марта по 26 марта.

Сроки осенней распутицы: с 3 ноября по 3 декабря.

Результатом рассмотрения климатических особенностей района строительства, в связи с производством дорожно-строительных работ, является его дорожно-климатический график (ДКГ), в верхней части которого приводятся основные климатические показатели района строительства, а в нижней календарная продолжительность отдельных дорожно-строительных работ.

Классификация дорожных работ по допускаемой температуре их производства:

0 - сосредоточенные земляные работы, разработка скальных грунтов, устройство слоев оснований одежды из щебня, гравия, шлака и других каменных материалов, работы с применением сборного железобетона. Работы по строительству мостов, труб и сооружений дорожной службы. (круглогодично, кроме распутицы);

I - линейные земляные работы, устройство слоев дорожной одежды из каменных материалов (температура должна быть не ниже 0°С).

II - устройство слоев дорожной одежды из грунтов, укрепленных вяжущими или улучшенных скелетными добавками, устройство слоев одежды из шлакобетона, асфальтобетона, цементобетона, черного щебня и смесей, изготовленных в установках. (весной не ниже +5°С, осенью не ниже + 10°С).

III - Устройство слоев дорожной одежды из каменных материалов, укрепленных органическими вяжущими смешение на дороге и грунтощебня, укрепленного органическими вяжущими. (не ниже +10°С).

IV - Устройство поверхностных обработок (не ниже +15°С).

В распутицу никакие работы не ведутся!

2. Назначение категории дороги, расчет и обоснование технических нормативов

В соответствии с составом и перспективной интенсивностью движения на 20-ти летний период 5640 авт./сут., находим приведенную к легковому автомобилю перспективную интенсивность движения, используя табл. 2 СНиП 2.05.02-85*

Вид автомобилей	Состав в %	Интенсивность движения, авт./сут.	Коэффициент приведения	Интенсивность движения, прив. ед./сут
Легковые	40	2256	1,0	2256
Автобусы	5	282	2,5	705
Грузовые
До 2 т	10	564	1,5	846
2 -6т	15	846	2,0	1692
6 - 8 т	5	282	2,5	705
8 - 14 т	10	564	3	1692
> 14 т	15	846	3,5	2961
ВСЕГО		?5640		?10857

По таблице 1 СНиП 2.05.02-85 устанавливаем, что для автомобильной дороги при перспективной интенсивности движения от 6000 до 14000 ед. сут. соответствует II-я техническая категория. Анализируя условия рельефа (равнинный), слабую его пересеченность, руководствуясь таблицей 3 СНиП 2.05.02-85, назначаем расчетную скорость движения одиночного автомобиля V_р=120 кмч, по которой из таблицы 10 СНиП 2.05.02-85 определяем наибольший (предельный) продольный уклон i_пр40‰. И далее производим расчет основных элементов плана, продольного и поперечного профилей.

Геометрические элементы автомобильных дорог по способу определения их параметров разделены на две группы: первая - определяемые прямым нормированием, и вторая - геометрические элементы, параметры которых могут быть рассчитаны с учетом расчетной скорости, интенсивности движения, требований удобства и безопасности движения, архитектурно-ландшафтного проектирования и местных условий по формулам, номограммам, графикам.

К элементам первой группы относятся:

- ширина полосы движения;

- ширина полосы безопасности у дорожных ограждений;

- ширина краевой полосы;

-ширина обочины без дорожных ограждений;

- ширина укрепленной части обочины;

- наименьшая ширина грунтовой части обочины;

- наименьшая ширина центральной разделительной полосы без

дорожных ограждений;

- наименьшая ширина центральной разделительной полосы с ограждением по оси дороги.

К геометрическим элементам второй группы относятся:

- радиусы кривых (кривизны) в плане;

- параметры переходных кривых;

- длина прямой в плане;

- соотношение радиусов кривых в плане и продольном профиле;

- снижение продольных уклонов;

- длина участков с затяжным уклоном;

- противоаварийные разъезды на спусках;

- расстояния видимости;

- радиусы вертикальных кривых;

- длина прямых в продольном профиле;

- параметры серпантин;

- количество полос движения;

- пропускная способность полосы движения;

- дополнительные полосы на подъем;

- расстояния между разъездами на дорогах с однополосной проезжей частью;

- разрывы в разделительной полосе

- отгон уширений проезжей части и земляного полотна;

- поперечные уклоны, виражи;

- уширение проезжей части на кривых;

- велосипедные дорожки;

- тротуары и пешеходные дорожки;

- переходно-скоростные полосы.

В соответствии с перспективной интенсивностью движения на 20-ти летний период, указанной в задании (приложение А) по таблице 2.1 Методических рекомендаций [19] устанавливаем III-ю техническую категорию дороги с двумя полосами движения. Анализируя условия рельефа (равнинный), слабую его пересеченность, руководствуясь таблицей 2.2 и Примечания к таблице, назначаем расчетную скорость движения одиночного автомобиля V_р=120 кмч.

При назначении параметров элементов плана и продольного профиля автомобильных дорог в качестве основных параметров рекомендуется принимать для автомобильных дорог обычного типа [19]:

- продольные уклоны - не более 40 ‰;

- расстояние видимости для остановки автомобиля - не менее 450 м;

- радиусы кривых в плане - не менее 1000 м;

- радиусы кривых в продольном профиле:

- выпуклых - не менее 10 000 м;

- вогнутых - не менее 3 000 м;

- длины кривых в продольном профиле:

- выпуклых - не менее 300 м;

- вогнутых - не менее 100 м;

- длина кривых в плане - не менее 300 м.

При проектировании дорог следует избегать частого применения минимальных параметров геометрических элементов плана и продольного профиля, используя их только в исключительных случаях, когда по местным условиям проложить трассу дороги можно только с минимальными размерами геометрических элементов. Параметры геометрических элементов из условия обеспечения безопасности и удобства движения как правило превышают минимальные в 1,5...2 раза.

Радиусы кривых в плане не должны быть меньше значений, определяемых по формулам:

минимальный радиус кривой в плане без устройства виража

(2.1)

где V - расчетная скорость, км/ч;

- коэффициент поперечной силы, принимаемый равным 0,09 - для автомобильных дорог II категории,

i_п - поперечный уклон двускатного поперечного профиля проезжей части, равный 0,020. ‰.

минимальный радиус кривой в плане с устройством виража

(2.2)

где i_в - уклон виража, равный 0,06.

Наименьший допустимый радиус (м) горизонтальных кривых в плане без устройства виража определяем расчетом при заданной скорости движения ( V_р=120 км/ч ) по формуле:

=1620 м,

Где - коэффициент поперечной силы; из условия обеспечения удобства езды пассажиров за расчетное значение можно принять =0,09;

i_поп - поперечный уклон проезжей части табл. 4.4 [11], i_п=0,020;

Для повышения безопасности и удобств движения на горизонтальных кривых в плане при R=2000 м обычно предусматривают устройство виража, тогда минимальный радиус кривой составит:

= 756 м,

где i_в - поперечный уклон проезжей части на вираже, для расчета в соответствии с п. 4.9 [19], следует принять i_в =0,06.

Расчетное расстояние видимости определяется по двум схемам:

а) видимость поверхности дороги - это расстояние S₁, м, на котором водитель может остановить автомобиль перед препятствием на горизонтальном (i_пр=0) участке дороги:

, (2.3)

где V - расчетная скорость движения, км/ч;

К_э - коэффициент эксплуатационного состояния тормозов, К_э=1.2;

tp - расчетное время реакции водителя в секундах, определяемое по таблице 3.4 [19],

- расстояние безопасности, Д =5...10;

- коэффициент продольного сцепления шины, зависит от состояния покрытия; в расчетах принято = 0,5 для случая влажного покрытия;

=207,7 м.

б) встречного автомобиля - расстояние видимости ₂, складывается из суммы остаточных путей двух автомобилей:

₂ = 2 ₁ (2.4)

₂ = 2 ₁ = 2 207,7 = 415,4 м,

но это справедливо только на горизонтальном участке при i_пр = 0; в случаях, когда автомобили движутся на подъеме или спуске, для автомобильной дороги 2-ей категории при i_пр= 50 ‰ = 0,05 величина S₂ составит

, (2.5)

Радиусы вертикальных кривых определяют:

выпуклых - из условия обеспечения видимости дороги по формуле:

, (2.6)

17975 м

где h₁ - возвышение глаза водителя над поверхностью дороги h₁=1,2м;

Минимальный радиус вогнутой вертикальной кривой определяется из условия обеспечения видимости поверхности дороги в свете фар автомобиля, двигающегося в темное время суток с расчетной скоростью, по формуле:

 (2.7)

где в - величина нарастания центробежного ускорения; при разработке норм на проектирование вертикальных кривых в России принимают в=0,5-0,7 м²/с

=2215 м

Таблица 2.1

Основные параметры и нормы

Наименование показателей	Ед. изм.	Получено расчетом	Рекомендуем	Принятое в проекте
1. Перспективная среднесуточная интенсивность движения	ед./сут	10857	6000-14000	14000
2. Расчетная скорость движения автомобилей	км/ч	120	120	120
3.Число полос движения	шт	2	2	2
4. Ширина полосы движения	м	3,75	3,75	3,75
5. Ширина земляного полотна	м	15,0	15,0	15,0
6. Ширина проезжей части	м	7,50	7,50	7,50
7. Ширина обочин	м	3,75	3,75	3,75
8. Наименьшая ширина укрепл. полосы обочин	м	0,75	0,75	0,75
9. Наибольший продольный уклон		40	40	40
10. Наименьшая расчетная видимость: а) поверхности дороги; б) встречного автомобиля	м м	207,7 415,4	250 450
11. Наименьший радиус кривых в плане: а) без устройства виража; б) с устройством виража	м м	1620 756	>1000	2100 1000
12. Наименьшие радиусы вертикальных кривых: а) выпуклых; б) вогнутых	м м	17975 2215	10000 3000	15000 5000

Вывод. В настоящем разделе была составлена таблицу 2.1. При её составлении кроме данных расчета учитывались значения Методических рекомендаций. Для проектирования были приняты наибольшие значения, полученные расчетом или рекомендуемые.

3. Проектирование участка дороги

3.1 Проектирование плана трассы

Трасса дороги должна удовлетворять требованиям удобного и безопасного движения автомобиля, при этом длина ее должна быть возможно меньшей п.4.20 [20]. Трасса должна огибать рельеф местности так, чтобы ее уклоны были по возможности минимальными и при строительстве не требовалось выполнение большого объема земляных работ.

В проекте выполнено трассирование по карте в горизонталях методом полигонального трассирования (традиционным методом).

Основные положения полигонального метода трассирования:

1) Заданные точки (с направлениями уже построенных участков дороги) соединяем прямой, а вдоль нее просматриваем ситуацию и рельеф, при этом намечаем участки, где проложение дороги нецелесообразно (пересечение населенных пунктов, болота и озера, крупные склоны, овраги и т.д.);

2) Намечаем варианты обхода препятствия (препятствие должно быть внутри угла) и выбираем оптимальный вариант, имеющий минимальную длину, меньшее количество углов поворота и т.д.

3) При этом трасса принимает вид ломаной линии. Изломы дороги смягчаем, вписывая в их углы кривые возможно больших радиусов (3000 м и более), но всегда сумма тангенсов двух смежных кривых не должна быть больше расстояния между вершинами углов.

Удлинение дороги, вызванное введением углов поворота, характеризуется коэффициентом развития, равным отношению фактической длины дороги к длине прямой (воздушной) линии.

Каждое изменение направления трассы определяется углом поворота, который измеряют между продолжением направления трассы и новым направлением. Углы поворота последовательно нумеруют вдоль дороги - по ходу трассы. Чтобы запроектированную трассу можно было точно воспроизвести на местности, ее ориентируют относительно сторон света. Для этого вычисляют румбы прямых участков трассы.

Различают следующие геометрические элементы закругления: угол , радиус R, кривую К, тангенс Т, биссектрису Б, домер Д, Т - тангенс -расстояние от вершины угла до начала кривой,

;

К - кривая - расстояние от начала кривой до ее конца,

;

Б - биссектриса - расстояние от вершины угла поворота до середины кривой,

Б = R (sec 2 - 1);

Д - домер,

Д=2 Т - К.

При назначении радиусов кривых 2000 м и менее для обеспечения безопасного движения автомобилей с наибольшими скоростями необходимо проектировать виражи с односкатным поперечным профилем. Отгон виража, т. е. переход от двухскатного профиля к односкатному, осуществляется на протяжении переходной кривой.

Переходная кривая - кривая переменного радиуса с постоянным уменьшением от бесконечности (на прямой) до радиуса круговой кривой.

При устройстве переходных кривых круговая кривая сохраняется только на протяжении, измеряемым углом , уменьшенном на 2, т. е. центральный угол круговой кривой будет равен - 2, где - угол, образованный касательными в начале и в конце переходной кривой.

Разбивка переходных кривых возможна при соблюдении условия 2.

Описание плана трассы:

Автомобильная дорога II-й технической категории общей длинной 1900 м имеет федеральное значение, проходящая через с населенный пункт (соединяющая точку А и Б). На протяжении дороги встречаются пересечения с дорогами низших категорий, водоотводные канавы.

Таблица 3.1

Технические показатели трассы

Показатель	Ед. изм.	Значение
Длина трассы	км	1,9
Коэффициент развития трассы	-	1,027
Количество углов поворота	шт	1
Средний радиус кривых	м	2161,3
Минимальный радиус	м	800

Расчет углов поворота, прямых и кривых приведен в приложении Д.

3.2 Искусственные сооружения

На проектируемой автомобильной дороге отсутствуют такие искусственные сооружения, как мосты, путепроводы, что значительно облегчает её проектирование, а также снижает расходы и сокращает сроки строительства. В пониженных местах и при пересечении ручьев устраиваем трубы. При этом минимальная высота насыпи над трубами:

,

где d - отверстие трубы: диаметр круглой или высота прямоугольной трубы, м;

- толщина стенки трубы, = 0,20 м;

h₃ - минимальная толщина засыпки над трубой, принимаем равной толщине дорожной одежды, но не менее 0,7 м.

Итак, минимальная высота насыпи над трубами:

3.3 Продольный профиль

Продольным профилем дороги называют развернутую в плоскости чертежа проекцию оси дороги на вертикальную плоскость, изображенную в уменьшенном масштабе.

Продольный профиль является одним из основным проектных документов, он показывает: линию фактической поверхности земли и линию проектируемой поверхности дорожного покрытия по оси дороги; линию ординат от точек переломов фактической поверхности земли и точек сопряжения элементов проектной линии продольного профиля.

Продольный профиль вычерчиваем на миллиметровой бумаге в масштабах: горизонтальный 1: 5000, (в 1 см - 50 м); вертикальный 1: 500, (в 1 см - 5 м); грунтовый разрез 1: 100, (в 1 см - 1 м).

Продольный профиль вычерчиваем на миллиметровой бумаге в два цвета (черный и красный). Красным цветом оформляем все проектные решения: рабочие отметки, проектную линию, вертикальные кривые и их элементы, проектируемые искусственные сооружения, развернутый план трассы, проектные уклоны, проектные отметки, длины прямых и кривых, километровые знаки, обозначения НК и КК, тип поперечных профилей земляного полотна. Все остальные данные: линию сетки, линию поверхности земли, отметку земли, грунтовый разрез наносим черным цветом.

Рекомендуемую рабочую отметку земляного полотна устанавливаем из двух условий:

1. Для обеспечения устойчивости и прочности верхней части земляного полотна и дорожной одежды возвышение поверхности покрытия над расчетным уровнем грунтовых вод, верховодки или длительно (более 30 суток) стоящих поверхностных вод, а также над поверхностью земли на участках с необеспеченным поверхностным стоком или над уровнем кратковременно (менее 30 суток) стоящих поверхностных вод в зависимости от вида грунта и дорожно-климатической зоны. Принимаем возвышение над поверхностью земли равным 1,1 м согласно табл.21 [20]. (обоснование - IV ДКЗ, согласно заданию в основании используется суглинок)

2. Земляное полотно на участках дорог, проходящих по открытой местности, по условиям снегонезаносимости во время метелей следует проектировать в насыпи, высота которых определяется расчетом по формуле:

h_рек = h_cn + h₁ + h₂,

где h_peк - высота снегонезаносимой насыпи, м;

h_cn - расчетная высота снегового покрова с вероятностью превышения 5%, м, принимаем заданную h_cn = 0,7 м;

h₁ - возвышение бровки дороги над расчетным уровнем снегового покрова, необходимое для ее незаносимости снегом, м.

h₂ - возвышение оси проезжей части над бровкой земляного полотна, равно 0,23 м.

Возвышение земляного полотна (дороги) над расчетным уровнем снегового покрова h_cn назначаем h = 0,7 м

Тогда принимаем максимальную из 3 условий:

по 1: h_рек = 1,63 м

по 2: h_рек = 1,18 м

по 3: h_рек = -0,63 м

Следовательно, рекомендуемая рабочая отметка составит 1,63 м. Контрольные точки расположены над трубами и имеют отметку 3,30 м.

Продольный профиль проектируем в виде плавной линии, состоящей из прямолинейных участков и вертикальных кривых. Проектирование продольного профиля заключается в нанесении проектной линии и вычислении проектных и рабочих отметок.

При проектировании продольного профиля обеспечиваем:

1) устойчивость земляного полотна и дорожной одежды в течение круглого года при любых изменениях температуры и погодных условий;

2) наименьшую строительную стоимость дороги;

3) удобство и безопасность движения автомобилей с наименьшей стоимостью перевозки.

Отметки проектной линии при проектировании относятся к бровке земляного полотна.

При этом нулевые рабочие отметки устанавливаем в местах заезда и съезда с дороги, на пересечениях и примыканиях других автомобильных дорог.

Для обеспечения плавности движения и видимости в продольном профиле на переломах проектной линии необходимо предусматривать вертикальные кривые. Согласно СНиП 2.05.02-85 переломы в продольном профиле следует сопрягать кривыми. Уклоны на подъемах считаются со знаком «плюс», а на спусках со знаком «минус».

В этой курсовом проекте применяем метод тангенсов, который заключается в нанесении сопрягающихся прямых участков проектной линии с последующим вписыванием в их переломы вертикальных кривых и вычислением поправок к рабочим отметкам, найденным по тангенсам. Кроме метода тангенсов существует метод Н.М. Антонова.

...