Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Современные автомобильные дороги представляют собой сложные инженерные сооружения. Они должны обеспечивать возможность движения автомобилей с высокими скоростями. Их проектируют и строят таким образом, чтобы автомобили могли полностью реализовать свои динамические качества при нормальном режиме работы двигателя, чтобы на поворотах, подъемах и спусках автомобилю не грозили занос или опрокидывание. В течение всего года дорожная одежда должна быть прочной, противостоять динамическим нагрузкам, передающимся на нее при движении автомобилей, а так же ровной и нескользкой. Дороги подвержены активному воздействию многочисленных природных факторов (нагревание солнечными лучами, промерзание и оттаивание, увлажнение) эти особенности должны быть учтены при проектировании автомобильной дороги.

Дорожные работы принадлежат к числу трудоемких процессов, связанных с выполнением значительных транспортных работ и с затратами большого количества строительных материалов. Выполнение дорожно-строительных работ осложняется также растянутостью фронта строительства на десятки и сотни километров, что требует применения специфических форм и методов организации работ.

При проектировании дорог следует устранять избыточные запасы прочности, рационально расходовать фондируемые и привозные материалы. Нужно широко использовать местные малопрочные материалы, в том числе грунты, располагая их в сооружениях в соответствии с действующими напряжениями от транспортных нагрузок и интенсивностью воздействия природных факторов. Для повышения прочности и устойчивости грунтов, слабых каменных материалов и побочных продуктов промышленности необходимо шире использовать возможности их укрепления.

Современные дороги должны обеспечивать безопасность автомобильного движения. Они должны учитывать психофизиологические особенности восприятия водителями дорожных условий и, предоставляя водителям всю необходимую информацию, как бы управлять их движением, обеспечивая высокую пропускную способность и исключая возможность серьезных аварий.

При тщательном трассировании дорожное строительство может способствовать раскрытию перед проезжающими красивых видов, украшению местности и даже повышению плодородия. Реализация этих требований вызывает появление новых, интенсивно развивающихся во всех странах, методов проектирования дорог [1].

1. Характеристика района строительства автомобильной дороги

1.1 Природные условия района строительства

Проектируемый участок расположен в Рамонском районе в Северо-западной части Воронежской области. Район проложения трассы автодороги относится к III дорожно-климатической зоне, которая характеризуется умеренно-континентальным климатом с умеренно-холодной зимой и жарким летом.

Средняя годовая температура воздуха в районе строительства +5,4°С. Самым теплым месяцем является июль со средней температурой воздуха +19,3°С, самый холодный месяц - январь со средней температурой воздуха

-8,6°С. Направление ветра юго-западное, скорость ветра 4,4 м/с.

Поверхность района сильно изрезана авражно-балочной сетью.

Абсолютные отметки колеблются от 120 до 205 м.

Почвы представлены черноземами выщелоченными и оподзоленными суглинистого состава.

Растительность - луговые степи, лесостепи и сельскохозяйственные угодья на их месте.

По характеру и степени увлажнения район проложения трассы автомобильной дороги относится к I типу местности. Поверхностный сток обеспечен за счет естественного уклона местности и устройства кюветов для отвода воды в искусственные водоотводные сооружения.

1.2 Инженерно-геологическая характеристика района

В геологическом строении принимают участие четвертичные, палеогеновые и меловые отложения.

Грунты четвертичного возраста представлены современными аллювиальными и нижне-верхнечетвертичными песчано-глинистыми отложениями.

Палеогеновые грунты представлены Суглинками и глинами. Отложения верхнемелового возраста - мергелями глинистыми.

Гидрогеологические условия характеризуются наличием вод современного аллювиального и мелового водоносных горизонтов, гидравлически связанных между собой. Меловой водоносный горизонт местами напорный.

Геологический разрез изучен до глубины 7,0м и представлен техногенными грунтами, современными аллювиально-пролювиальными и нижне-среднечетвертичными покровными отложениями. По данным обследования выделено 11ИГЭ.

1.3 Транспортная сеть района тяготения

Проектируемая автодорога «магистраль «Кашира - Богородицк - Воронеж» находится в Рамонском районе Воронежской области, основным видом транспорта является автомобильный.

Через район с севера на юг проходит федеральная автомагистраль «Дон» - от Москвы до Ростова-на-Дону, построенная по нормативам III технической категории с усовершенствованным капитальным типом покрытия. Ее протяженность по территории Рамонского района составляет 26км.

Магистраль «Дон» дает выход району в областной центр - г. Воронеж, а так же в соседние области и другие регионы страны.

Протяженность сети территориальных дорог общего пользования Рамонского района на 1.01.2012 года составила 262,7 км, в том числе с асфальтобетонным покрытием 203,3 км, грунтовых 59,4 км.

На проектируемом участке автомобильной «магистрали дорога грунтовая, движение по ней осуществляется на низких скоростях и зависит от погодных условий и времени года.

1.4 Объемы перевозок

По проектируемому участку, в основном, осуществляют перевозки СХА «Рамонский», СХПК «Нива» по связям с пгт. Рамонь, г.Воронеж, с. Любимевка (сахарный завод) и также части хозяйств района, сдающих сахарную свеклу в Любашевка

По проектируемой дороге выявлены следующие объемы перевозок:

Таблица 1.1

Виды грузов	2005г.	2015г.	2025г.
	Тыс.т.	%	Тыс.т.	%	Тыс.т.	%
Сельскохозяйственные	23	25	29	23	36	21
Строительные	36	40	47	37	61	36
Торгово-снабженческие	32	35	50	40	73	43
Итого	91	100	126	100	170	100

Средний ежегодный прирост объема перевозок за приведенный период составит 3%

По видам транспортных связей выявленные объемы перевозок на 2025 год распределяется следующим образом:

Внутрирайонные связи - 53тыс.т. - 9,8%

Межрайонные - 93 тыс.т. - 53%

Внутрихозяйственные - 27тыс.т. - 19%

Всего - 170 тыс.т. - 100%

Строительство участка автомобильной дороги будет осуществлять Воронежской ДРСП Департамента строительства и эксплуатации автодорог Воронежской области.

2. Проектирование автомобильной дороги

2.1 Характеристика возможных вариантов трассы

Соединяем точки А и Б по воздушной линии. Так как воздушная линия пересекает населенные пункты, болото и лесные массивы, то появляется необходимость отклонения от воздушной линии для преодоления препятствий.

Первый вариант трассы

Первый вариант проектируемой дороги состоит из четырех прямых участков и имеет три угла поворота. Определяем пикетажное положение вершины первого угла. Для этого производим разбивку пикетажа от начального пункта до вершины первого угла в масштабе карты.

ПК ВУ₁ 26 + 90

Величина угла поворота = 78°, вправо.

Для плавного перехода с одного участка на другой необходимо вписать кривую. Для расчета принимаем R = 1000 м.

По таблицам [4] выписываем значения элементов кривой для R = 1 и умножаем их на величину принимаемого радиуса, тогда:

= 0,40403-1000 = 404,03 м;

= 0,76794-1000 = 767,94 м;

= 0,04012-1000 = 40,12 м;

= 0,07853-1000 = 78,53 м

На кривых имеющих радиус 1000 м должны быть предусмотрены переходные кривые, из таблицы [5] выписываем их основные элементы:

- длина переходной кривой L = 100 м;

- добавочный тангенс t = 59,99 м;

- угол 2ц = 6°52'

Устанавливаем возможность разбивки переходных кривых из условия:

2ц?a₁

6^o52'?78^o

то есть разбивка переходных кривых возможна. Определяем длину круговой кривой К₀, которая остается после устройства переходных кривых с двух сторон закругления:

(2.1)

Полная длина закругления К_рЗ₁, определяется по формуле (2.2):

, (2.2)

При устройстве закругления с переходными кривыми величина домера Д₁, определяется по формуле (2.3):

, (2.3)

Определяем пикетажное положение начала закругления кривой, по формуле (2.4):

, (2.4)

где ПК H3₁ - пикетажное положение начала закругления кривой;

ПК ВУ₁ - пикетажное положение вершины угла.

_ПК ВУ1	26+90,00
Т1	4+04,03
+t	0+59,09
ПК НЗ1	22+25,98

Определяем пикетажное положение конца закругления кривой, согласно формуле (2.5):

(2.5)

где ПК КЗ₁- пикетажное положение конца закругления кривой.

ПК НЗ1	22+25,98
+КрЗ1	8+47,80
ПК КЗ1	30+73,78

Делаем проверку вычислений по формуле (2.6):

(2.6)

ПК ВУ1	26+90,00
+Т1	4+04,03
+t	0+59,09
-Д1	0+80,84
ПК КЗ1	30+73,78

Зная контрольные точки начала и конца закругления, вписываем первую кривую, откладывая от вершины угла вправо и влево величины тангенсов и во внутрь величину биссектрисы.

Далее необходимо определить расстояние между вершинами углов , которое равно пикетажному положению данного угла минус пикетажное положение предыдущего плюс домер предыдущего угла. Так как в нашем случае рассматривается первый угол поворота, то вместо пикетажного положения предыдущего угла принимаем начало трассы.

= ПК , следовательно, =2690 м

Определяем длину прямой между двумя закруглениями , которая равна значению пикетажного положения начала закругления данной кривой минус значение пикетажного положения конца предыдущей кривой (формула 2.7):

= ПК -ПК (2.7)

_ПК 22+25,98

ПК 0+00.00

22+25,98

=2225,98 м

От конца первой кривой производим разбивку пикетажа до вершины второго угла ПК 40+00. Вершина угла поворота =64?, влево. Для расчета принимаем R=1000 м.

Выписываем элементы кривой и делаем перерасчет для радиуса 1000 метров, тогда:

= 0,62487•1000 = 624,8 м

= 1,11701•1000 = 111,7 м

= 0,13273•1000 = 132,73 м

= 0,17918•1000 = 179,18 м

На кривых, имеющих радиус 1000 м должны быть предусмотрены переходные кривые.

Устанавливаем возможность разбивки переходных кривых из условия:

2ц ?

9?52?,

то есть разбивка переходных кривых возможна.

Определяем длину круговой кривой , согласно формуле (2.1):

996,66 м

Определяем длину закругления по формуле (2.2):

=2?100+996,66=1196,66 м

Рассчитываем величину домера для второй кривой, согласно формуле (2.3):

2(624,8+59,99)-1196,66=172,92 м

Определяем пикетажное положение начала закругления кривой по формуле (2.4):

ПК = ПК - (Т+t);

_ПК 40+00.00

+ t) 6+84,79

ПК 33+15,21

Определяем пикетажное положение конца закругления кривой, согласно формуле (2.5):

ПК = ПК +,

ПК 33+15,21

11+96,66

ПК 45+11,87

Делаем проверку вычислений по формуле (2.6):

ПК= ПК (Т+t) - ,

ПК 40+00.00

⁺ (+ t) 6+84.79

- 1+72.92

ПК 45+11,87

Зная контрольные точки начала и конца закругления, вписываем вторую кривую, откладывая от вершины угла вправо и влево величины таненсов и вовнутрь величину биссектрисы.

Определяем расстояние между вершинами первого и второго угла поворота , согласно формуле (2.8):

= ПК - ПК +

_ПК 40+00.00

ПК 26+90.00

+ 0+80.24

13+98.24

=1398,24 м.

Вычисляем длину прямой Р₂ между первым и вторым закруглением в соответствии с формулой (2.7):

= ПК -ПК

_ПК 33+15,21

ПК 30+73.78

2+41,43

=241,43 м

От конца второй кривой производим разбивку пикетажа до вершины третьего угла ПК 66+20.00. Вершина угла поворота =81?, вправо. Для расчета принимаем R=1500м.

Выписываем элементы кривой и делаем перерасчет для радиуса 1500 метров, тогда:

= 0,854081500 = 1281,12 м

= 1,413721500 = 2120,58 м

= 0,294441500 = 441,66 м

= 0,315091500 = 472,63 м

На кривых, имеющих радиус 1500 м должны быть предусмотрены переходные кривые, выписываем их основные элементы:

L = 100 м;

t = 59,99 м;

2ц = 3?49?10??

Устанавливаем возможность разбивки переходных кривых из условия:

2ц ?

3?49?10??,

то есть разбивка переходных кривых возможна.

Определяем длину круговой кривой , согласно формуле (2.1):

2019,63 м

Определяем длину закругления по формуле (2.2):

=2?100+2019,63=2219,63 м

Рассчитываем величину домера для второй кривой, в соответствии с формулой (2.3):

2(1281,12+59,99)-2219,63=462,59 м

Определяем пикетажное положение начала закругления кривой по формуле (2.4):

ПК = ПК - (Т+t);

_ПК 66+20.00

12+81,12

+ t 0+59.99

ПК 52+78,89

Определяем пикетажное положение конца закругления кривой, согласно формуле (2.5):

ПК = ПК +,

ПК 52+78,89

22+19,63

ПК 74+98,52

Делаем проверку вычислений по формуле (2.6):

ПК= ПК (Т+t) - ,

ПК 66+20,00

+ 12+81,12

+ t 0+59.99

- 4+62,59

ПК 74+98,52

Зная контрольные точки начала и конца закругления, вписываем третью кривую, откладывая от вершины угла вправо и влево величины тангенсов и вовнутрь величину биссектрисы.

Определяем расстояние между вершинами первого и второго угла поворота согласно формуле (2.8):

= ПК - ПК + ,

_ПК 66+20,00

ПК 40+00,00

+ 0+50,81

26+70,81

=2670,81 м.

Вычисляем длину прямой между вторым и третьим закруглениями в соответствии с формулой (2.7):

= ПК -ПК ,

_ПК 52+78,89

ПК 45+11,87

7+67,02

=767,02 м.

Далее продолжаем разбивку пикетажа трассы от конца третьего закругления до конца трассы. Конец трассы соответствует пикету 86+40. Таким образом, общая длина трассы равна 8640 м.

Определяем расстояние между концом трассы и четвертого угла по формуле (2.9):

= ПК - ПК + , (2.9)

ПК 86+40,00

ПК 66+20,00

+Д₃ 4+62,59

24+82,59

=2482,59 м.

Длина прямой от конца четвертого закругления до конца трассы определяется по формуле (2.10):

= ПК - ПК , (2.10)

_ ПК 86+40,00

ПК 74+98,52

11+41,48

=1141,48 м.

Вычисляем величины румбов:

- румб первой прямой r₁ = СВ 89?;

- румб второй прямой r₂ = СВ 81?;

- румб третьей прямой r₃ = СВ 17?;

- румб четвертой прямой r₄ = СЗ 64?.

Делаем четырех кратную проверку правильности расчетов:

1) сумма прямых вставок, а также круговых и переходных кривых равна длине трассы:

=L (2.11)

где - сумма прямых вставок;

- сумма круговых и переходных кривых;

L - длина трассы.

(2225,98м+241,43м+767,02м+1141,48) + (847,8м+1196,66м+2219,63м) = 8640м

8640м = 8640м

2) разность между суммой расстояний между вершинами углов и суммой домеров равна длине трассы:

= L (2.12)

где - сумма расстояний между вершинами углов;

- сумма домеров.

(2690м+1398,24м+2670,81м+2482,59м) - (80,24м+172,92м+462,59м) = 8640м

8640м=8640м

3) разность между удвоенной суммой тангенсов и суммой длин закруглений равна сумме домеров:

(2.13)

где - удвоенная сумма тангенсов.

2(464,03м+59,99м+624,8м+59,99м+1281,12м+59,99) - (847,8м+1196,66м+2219,77м) = (80,24м+172,92м+462,59м)

715,75м = 715,75м

4) разность между суммой углов право и суммой углов лево равно разности начального и конечного румбов:

= r_H - r_K (2.14)

где сумма углов право;

сумма углов лево;

r_H - румб начальный;

r_K - румб конечный.

81+17-73=89-64

25=25

Второй вариант трассы

Первый поворот.

ПК = 9+50, для расчетов принимаем радиус 1500 м.

Величина угла поворота = 56?, влево.

= 0,531711500 = 797,565 м;

= 0,977381500 = 1466,07 м;

= 0,086041500 = 129,06 м;

= 0,132571500 = 198,855 м ;

Основные элементы для кривой радиусом 1500 м:

L = 100 м;

t = 59,98 м;

p = 1,00 м;

2ц = 3?49?10??

Определяем длину круговой кривой , согласно формуле (2.1):

1365,46 м

Определяем длину закругления по формуле (2.2):

=2?100+1365,46 =1656.46 м

Рассчитываем величину домера по формуле (2.3):

2(797,565+59,98)-1565,46=149,63 м

Определяем положение начала закругления кривой по формуле (2.4):

ПК = ПК - (Т+t);

_ПК 9+50,00

7+97,56

+ t 0+59.98

ПК 0+92,46

Определяем пикетажное положение конца закругления кривой, согласно формуле (2.5):

ПК = ПК +,

ПК 0+92,46

15+65,46

ПК 16+57,92

Делаем проверку вычислений по формуле (2.6):

ПК= ПК (Т+t) - ,

ПК 9+50,00

+ 7+97,56

+ t 0+59.98

- 1+49,63

ПК 16+57,92

Определяем расстояние между вершинами первого угла поворота и началом трассы. = ПК , следовательно = 950м

Вычисляем длину прямой между первым углом поворота и началом трасы в соответствии с формулой (2.7):

= ПК -ПК (2.7)

_ПК 0+92,46

ПК 00+00.00

0+92,46

=92,46 м

Второй поворот

ПК = 45+00, для расчетов принимаем радиус 2300 м.

Величина угла поворота = 52?, вправо.

= 0,48773 1121,779 м

= 0,90757 2087,411 м

= 0,06789 156,147 м

= 0,11260 258,98 м

При радиусе кривой R = 2300м переходные кривые не предусмотрены, поэтому длина закругления равна круговой кривой (Крз₂ = К₂)

Определяем положение начала закругления кривой по формуле (2.4):

ПК = ПК - Т,

_ПК 45+00,00

11+21,78

ПК 33+78,22

Определяем пикетажное положение конца закругления кривой, согласно формуле (2.5):

ПК = ПК +,

ПК 33+78,22

20+87,41

ПК 54+65,63

Делаем проверку вычислений по формуле (2.6):

ПК= ПК Т - ,

ПК 45+00,00

+ 11+21,78

- 1+56,15

ПК 54+65,63

Определяем расстояние между вершинами первого и второго угла поворота , согласно формуле (2.8):

= ПК - ПК + ,

_ПК 45+00,00

ПК 9+50,00

+ 1+29,67

36+79,67

=3679,67 м.

Вычисляем длину прямой между первым и вторым закруглениями в соответствии с формулой (2.7):

= ПК -ПК ,

_ПК 33+78,22

ПК 16+67,90

17+10,32

=1710,32 м

Третий поворот

ПК ВУ₃= 68+90, для расчетов принимаем радиус 1000 м.

Величина угла поворота = 88°, влево

= 0,965691000 = 965,69 м;

= 1,535891000 = 1535,89 м;

= 0,395491000 = 395,49 м;

= 0,390161000 = 390,16 м

Основные элементы для кривой радиусом 1000 м:

L = 100 м;

t = 59,98 м;

p = 0,89 м;

2ц = 6?52?

Определяем длину круговой кривой , согласно формуле (2.1):

1415,32 м

Определяем длину закругления по формуле (2.2):

=2?100+1415,32 =1615,32 м

Рассчитываем величину домера по формуле (2.3):

2(965,69+59,98)-1615,32 = 436,02 м

Определяем положение начала закругления кривой по формуле (2.4):

ПК = ПК - (Т+t),

_ПК 68+90,00

9+65,69

+ t 0+59.98

ПК 58+64,33

Определяем пикетажное положение конца закругления кривой, согласно формуле (2.5):

ПК = ПК +,

ПК 58+64,33

16+15,32

ПК 74+79,65

Делаем проверку вычислений по формуле (2.6):

ПК= ПК (Т+t) - ,

ПК 68+90,00

+ 9+65,69

+ t 0+59.98

- 4+36,02

ПК 74+79,65

Определяем расстояние между вершинами первого и второго угла поворота , согласно формуле (2.8):

= ПК - ПК + ,

_ПК 68+90,00

ПК 45+00,00

+ 1+56,15

25+46,15

=2546,15 м.

Вычисляем длину прямой между вторым и третьим закруглениями в соответствии с формулой (2.7):

= ПК -ПК ,

ПК 58+64,32

ПК 54+65,63

3+98,69

=398,69 м

Определяем расстояние S₄ между концом трассы и третьим углом по формуле (2.9):

= ПК - ПК + ,

ПК 74+79,65

ПК 68+90,00

+Д₃ 4+36,02

10+25,68

=1025,68 м.

Длина прямо от конца четвертого закругления до конца трассы совпадают, поэтому P₅ равна 0.

Вычисляем величины румбов:

- румб первой прямой r₁ = СВ 89?;

- румб второй прямой r₂ = СВ 55?;

- румб третьей прямой r₃ = СВ 83?;

- румб четвертой прямой r₄ = СЗ 1?.

Делаем четырех кратную проверку правильности расчетов:

1) сумма прямых вставок, а также круговых и переходных кривых равна длине трассы:

= L

(92,46м+1710,32м+398,69м) +

(1565,46м+2087,41м+1615,32м) = 7469,66м

7469,66м = 7469,66м

2) разность между суммой расстояний между вершинами углов и суммой домеров равна длине трассы:

= L

(950м+3679,67м+2546,15м+1025,68м) -

(149,63м+156,147м+436,02м) = 7469,66м

7469,66м=7469,66м

3) разность между удвоенной суммой тангенсов и суммой длин закруглений равна сумме домеров:



2(797,56м+59,98м+1121,78м+965,69м+59,98) -

(1565,46м+2087,41м+1615,32м) = (149,63м+156,15м+436,02м)

741,79м = 741,79м

4) разность между суммой углов право и суммой углов лево равно разности начального и конечного румбов:

= r_H - r_K

55+87-54 = 89-1

88 = 88

Проектируемая автомобильная дорога состоит из ряда прямых участков которые должны сопрягаться кривыми обеспечивающими плавные переходы с одного кривого участка на другой. Степень удлинения трассы по отношению к воздушной линии определяется по коэффициенту развития трассы:

(2.15)

где L - фактическая длина трассы, м;

L₀ - длина воздушной линии, м

;

В соответствии с заданием на карте в масштабе 1:25000 запроектированы 2 варианта трассы между заданными направлениями. При нанесении вариантов трассы учитывались требования СНиП 2.05.02-85 для II технической категории. Радиусы кривых в плане принимаем не менее 800м, продольные уклоны - не более 40%.

I вариант трассы имеет общее направление на северо-восток. Длина трассы составляет 15,17 км; Трасса имеет 5 углов поворота, в углы поворота вписаны круговые кривые радиусом R=2010м, средняя величина углов поворота составляет 43,6°.

Коэффициент удлинения трассы:

K_удл= ==1,08,

где L_тр - длина трассы, км;

L_возд - длина воздушной линии, км.

Для обеспечения отвода воды от насыпи предусмотрено устройство железобетонных труб диаметром от 1 до 2 метров, при пересечении рек запроектированы мосты длиной 100 и 150 метров.

II вариант трассы имеет общее направление на северо-восток. Длина трассы в этом случае составляет L=14,14 км, трасса также имеет 5 углов поворота, в углы вписаны круговые кривые радиусом R=2010 м, средняя величина углов поворота составляет 21,2°.

Коэффициент удлинения трассы:

К_удл= ==1,01

Для обеспечения отвода воды от насыпи предусмотрено устройство железобетонных труб диаметром от 1 до 2 метров, при пересечении рек запроектированы мосты длиной 100 и 95 метров.

Направление вариантов трассы обусловлено обходом населенного пункта и положением мостовых переходов.

2.2 Обоснование категории проектируемой дороги

Техническую категорию автомобильной дороги определяем по СНиП 2.05.02-85 по показателю перспективной среднегодовой суточной интенсивности движения автомобилей и автобусов в обоих направлениях за перспективный расчетный период - 20лет.

Определим общую среднегодовую суточную интенсивность движения автомобилей в первый год эксплуатации дороги:

N₁=N_Г+N_Л+N_A=1370+1860+180=3410 авт/сут, (2.2.1)

где N_Г ===1370 авт/сут; (2.2.2)

где N_Г - среднегодовая суточная интенсивность движения грузовых автомобилей; Q - грузонапряженность перегона, D - число дней работы автотранспорта в год; г =0,62 - коэффициент использования грузоподъемности; в =0,9 - коэффициент использования пробега; q_ch=5,58 - средняя грузоподъемность:

q_ср=q₁*a₁+q₂*a₂+…+q_n*a_n=2*0,24+4*0,22+6*0,2+8*0,19+10*0,15=5,58т,

где q₁, q₂,…,q_n - номинальная грузоподъемность грузовых автомобилей разных марок, входящих в состав потока, т; a₁, a₂,…,a_n - удельный вес каждой марки автомобилей в составе потока грузовых автомобилей.

N_Л===1860 авт/сут,(2.2.4)

где N_Л - среднегодовая суточная интенсивность движения легковых автомобилей; q_ср - вместимость пассажиров, q_ср - 5чел.

N_A===180 авт/сут, (2.2.5)

где N_A - среднегодовая суточная интенсивность движения автобусов; q_ср =40чел. - вместимость пассажиров в автобус.

Среднегодовая суточная интенсивность движения на перспективный срок 20 лет:

N₂₀=N₁(1+p)²⁰=3410(1+0,036)=6918 авт/сут, (2.2.6.)

где p - среднегодовой прирост интенсивности движения автомобилей. Так как 3000<N₂₀=6918 авт/сут<7000, то техническая категория дороги по СНиП 2.05.02-85 - II.

2.3 Технические нормативы на проектирование дороги

Основные технические нормативы и технико-экономические показатели (ТЭП) приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1

Наименование показателей	Значение норм по СНиП 2.02.05-85
1. Категория автодороги	II
2. Число полос движения, шт	2
3. Ширина полосы движения, м	3,75
4. Ширина проезжей части, м	7,5
5. Ширина обочин, м	3,75
6. Наименьшая ширина укрепленной части обочины, м	0,75
7. Ширина земполотна, м	15
8. Наименьшие радиусы кривых, м: в плане вертикальных выпуклых вогнутых	800 15000 5000
9. Расчетная скорость движения, км/ч	120
10. Интенсивность движения, авт/сут	3000-7000
11. Наименьшее расстояние видимости, м	250

2.4 Малые водопропускные сооружения

На проектируемом участке дороги предусмотрено устройство водопропускных труб и малых мостов. Произведем расчет водопропускной трубы, расположенной на ПК 25+00 на I варианте трассы.

2.4.1 Определение расчетного расхода воды от дождевых паводков

Определим угол русла:

I_p===0,009, (2.4.1.1)

где Н₁ - отметка водораздельной точки в вершине главного лога (по карте), м; Н₂ - отметка дна лога в месте пересечения его трассой автодороги (по карте)м; L - длина главного лога(по карте);

Средний уклон водосбора:

i_b===0,025, (2.4.1.2)

где Д=0,005 км - цена деления между смежными горизонталями;?S=21,5 км - сумма длин всех горизонталей в пределах площади водосборного бассейна(по карте); F=4,3125 км² - площадь водосборного бассейна(по карте).

Сборный коэффициент стока:

ц===0,471, (2.4.1.3)

где ц₀ =0,66 - сборный коэффициент стока для водосборов с F=10км² и i_b=50%.(/8/, табл. П.2); С₂=1,3 - эмпирический коэффициент; n₆=0,11; n₅=0,6 - параметр, который принимается по табл. П.2./8/.

Гидроморфологическая характеристика водостока:

Ф_р===18,97, (2.4.1.4)

где m_p - гидравлический параметр русла, m_p=11(/8/, табл. П.4); m=1/3 (/8/, табл. П.4); H_1%=130мм - суточный слой осадков с вероятностью превышения Р=1% (/8/, табл.П.3).

Максимальный расход воды от дождевых паводков Q_p% с вероятностью превышения P%=2% (для автодорог II категории):

Q_p%=q_1%*ц*H_1%*д*л_p%*F=0,096*0,471*130*1*0,83*4,3125=21,04м³/с, (2.4.1.5)

где q_1%=0,96 - максимальный модуль стока при вероятности превышения p=1%, выраженный в долях от произведения(ц*H_1%) при д=1(/8/, табл.П.1); л_p%=0,83 - переходный коэффициент (/8/, табл.П.6, рис. П.2); д=1 - коэффициент, учитывающий снижение максимального стока рек, зарегулированных приточными озерами.

2.4.2 Определение расчетного расхода талых вод

Определим расчетный слой стока по формуле:

h_р=К_p*h₀=2,32*70=162мм, (2.4.2.1)

где K_p=2,32 - модульный коэффициент стока (/8/, рис.П.4); h₀=70мм - средний слой стока (/8/, рис.П.4)

Определим расчетный расход талых вод по формуле:

Q_т=м³/с,(2.4.2.2)

Где h₀=0,02 - коэффициеннт дружности половодья для лесостепей зоны; д₁=д₂=1 - коэффициенты, уситывающие снижение максимальных расходов в заболоченных бассейнах и в залесенных бассейнах соответственно.

Сравнивая расход от талых вод с расходами от ливневых вод, делаем вывод, что растет водопропускного сооружения будем производить, принимая за расчетный расход от ливневых вод, как наибольший.

Если образование пруда перед сооружением невозможно, то отверстие водопропускного сооружения может быть определено по табл. П.12/8/. Для пропуска расхода, расчитанного по методике СНип 2.01.14-83(Q_2%=21,04 м³/с) по таблице П.12 может быть принята двухочковая труба диаметром 2,0м с расходом 11*2=22м³/с, глубиной воды на выходе - 4,5м/с. По таблице П.14/8/ определим тип укрепления за трубой - одиночное мощение на щебне, размер камня 25см.

2.4.3 Определение сбросного расхода воды в сооружении с учетом аккумуляции

Если образование пруда перед искусственным сооружением возможно, то расчет будем вести с учетом аккумуляции воды перед трубой. За расчетный расход примем значение, вычисленное по формуле СНиП 2.01.14-83.



Рис. 2.1. Схема лога у сооружения

Коэффициенты заложения склонов лога m₁ и m₂ определим, используя данные, полученные по карте:

m₁=; (2.4.3.1)

m₂=(2.4.3.2)

Вычислим: К₀= (4.4.3)

где i_Л=0,00125 - уклон лога у сооружения (по карте)

Принимаем объем пруда W_пр=W и находим максимально возможный подбор перед сооружением по формуле:

H₃=(4.4.4)

Диаметр трубы подберем по рисунку П.7/8/. На горизонтальной оси откладываем Q_с=21,04 м³/с, на вертикальной - H³=1,85. Полученные точки соединения прямой, которая пересекает графики пропускной способности водопропускных труб с различным диаметром. Выбираем двухочковую трубу, работающую в безнапорном режиме с диаметром 2,0м. Подпор перед трубой - H_n=0,2м, скорость воды на выходе ихз трубы -V_вых=2,8м/с. Сбросный расход воды в трубе - 4м³/с, тип укрепления за трубой - одиночное мощение на щебне, размер камня 25см.

Таблица 2.4.1

Результаты расчета

	Площадь бассейна	Длина главного лога	Средний уклон водосбора	Средневзвешенный уклон русла	Расход ливневых вод
I вариант	4,3	1,8	25	9	21,5
	1,2	1,8	34	47	5,7
	2,1	1,8	40	6	12,9
	3,1	1,3	38	4	20,9
II вариант	1,4	2,3	3	38	5,5
	10	2,6	38	1	33,6

Расчет произведен в соответствии со СНИП 2.01.14-83

Таблица 2.4.2

Положение	Q,м3/с	d,м	Hn, м	Vвых, м/с	Тип укрепления
I вариант
ПК 25+00	21,5	2(2шт)	2,54	4,5	Одиночное мощение на щебне размером 25см То же
ПК 96+00	5,7	1,75	2,08	4,1
ПК 111+00	12,9	2(2шт)	1,81	3,6	То же с размером камня 20см То же
ПК 128+10	20,9	2(2шт)	2,46	4,3
II вариант
ПК 21+00	3,2	1,0	1,87	4,3	То же с размером камня 25см То же
ПК 60+00	5,5	1,75	2,08	4,1
ПК 110+00	33,6	2(3шт)	2,78	4,8

2.5 Проектирование продольного профиля

2.5.1 Продольный профиль

По двум вариантам трассы вычерчиваем на миллиметровке продольные профили поверхности земли по оси автодороги (листы 2-3)

Верхнюю горизонтальную линию продольного профиля совмещаем с линией условного горизонта, выше которой в принятом масштабе (1:500) откладываем высотные значения каждого пикета определяется методом интерполяции непосредственно по топографической карте.

На “черный” профиль наносятся также грунтовый профиль, расчетные горизонты воды у проектируемых искусственных сооружений.

При проектировании продольного профиля автодороги были использованы нормативы для II технической категории (по СНиП 2.05.02-85):

минимальный радиус выпуклости кривых: R⁼15000м;

минимальный радиус вогнутых кривых: R=5000м;

максимальный продольный уклон: i_max=40%.

Руководящая рабочая отметка(H_p) определяется, исходя из двух условий:

по условию расположения поверхности покрытия над уровнем грунтовых вод или над поверхностью земли с необеспеченным стоком:

H_p=1,4 (по СНиП 2.05.02-85)

по условию снегонезаносимости земляного полотна:

H_p=h_s+Дh=0,85+0,7=1,55м, (5.1)

где h_s - расчетная высота снегового покрова с вероятностью превышения 5%, h_s =0,85м (по СНиП 2.05.02-85 для Курской области);

Дh - возвышение бровки насыпи над расчетным уровнем снегового покрова, необходимое для ее снегонезаносимости, Дh=0,7м (по СНиП 2.05.02-85 для II технической категории).

Так как 1,55м>1,4 м, то за руководящую отметку принимаем H_p=1,55м.

Проектирование продольного профиля осуществлено по методу Антонова. Проектные линии проложены по обертывающей.

2.6 Оценка вариантов по технико-эксплуотационным показателям и безопасности движения

На ЭВМ был произведен расчет средней скорости хода одиночного грузового автомобиля по двум вариантам трассы методом Бельского с использованием следующих формул:

V= - при движении по вертикальной кривой (2.6.1.);

V= - при движении по прямому участку (2.6.2.)

По полученным результатам строим графики изменения скорости хода одиночного грузового автомобиля в прямом и обратном направлении по длине трассы для двух вариантов. Графики представлены на листах 4 и 5.

Важнейшим показателем, характеризующим транспортно-эксплуотацоионное состояние автомобильной дороги, является безопасность движения. В качестве критерия безопасности движения в большинстве случаев принимают количество дорожно-транспортных происшествий, приходящихся на определенный участок автомобильной дороги. Участки дорог, на которых возникают дорожно-транспортные происшествия, отличаются по своим характеристикам и качественному состоянию транспортного потока, поэтому абсолютное количество дорожно-транспортных происшествий не может являться критерием, по которому можно производить сравнение разных дорог. Для проведения оценки безопасности движения по сопоставимым показателям используется метод коэффициентов аварийности.

В качестве критериев оценки безопасности движения принят итоговый коэффициент аварийности, который представляет собой произведение частных коэффициентов аварийности, учитывающих относительное влияние интенсивности движения, элементов плана и продольного профиля на количество дорожно-транспортных происшествий (ДТП):

К_итог=К₁*К₂*К₃*…*К₁₆, (2.6.3)

Где К₁*К₂*К₃*…*К₁₆ - частные коэффициенты аварийности, равные отношению количества ДТП на участке дороги с различными элементами плана и продольного профиля к количеству ДТП на эталонном горизонтальном прямом участке дороги с проезжей частью шириной 7,5м, шероховатым покрытием и укрепленными обочинами шириной 3,5м.

По полученным значениям строим эпюры итоговых коэффициентов аварийности. Эпюры представлены на листах 4 и 5.

Расчет скорости движения по 1 варианту

Расстояние от начала трассы, м	Прямой ход	Расстояние от конца трассы, м	Обратный ход
	V, км/ч	V, м/с		V, км/ч	V, м/с
0	60	16,7	0	60	16,7
100	63,8	17,7	100	65,3	18,1
135	65,1	18,1	200	70,7	19,1
235	68,8	19,1	300	76,6	21,3
300	71,5	19,9	400	80	22,2
400	79,1	21,0	470	80	22,2
500	80	22	570	80	22,2
600	80	22,2	670	80	22,2
700	80	22,2	700	80	22,2
800	80	22,2	790	80	22,2
900	80	22,2	870	80	22,2
950	80	22,2	990	80	22,2
1050	80	22,2	1090	80	22,2
1150	80	22,2	1190	80	22,2
1250	80	22,2	1250	80	22,2
1300	80	22,2	1350	80	22,2
1400	80	22,2	1450	80	22,2
1460	80	22,2	1550	80	22,2
1560	80	22,2	1650	80	22,2
1660	80	22,2	1680	80	22,2
1760	80	22,2	1780	80	22,2
1860	80	22,2	1880	80	22,2
1960	80	22,2	1910	80	22,2
2060	80	22,2	2010	80	22,2
2160	80	22,2	2162	80	22,2
2260	80	22,2	2262	80	22,2
2300	80	22,2	2362	80	22,2
2400	80	22,2	2462	80	22,2
2500	80	22,2	2562	80	22,2
2600	80	22,2	2645	79,7	22,1
2700	80	22,2	2745	78,8	21,9
2710	77,7	21,6	2800	79,4	21,8
2775	74,8	20,8	2900	77,6	21,6
2870	73,1	20,3	3000	76,9	21,4
2975	72,6	20,2	3010	76,7	21,4
3070	73,1	20,3	3100	75,6	21,0
3175	74,6	20,7	3200	74,1	20,6
3275	76,9	21,4	3300	73	20,3
3375	78,2	21,7	3400	72,2	20
3420	80	22,2	3500	71,4	19,8
3520	80	22,2	3600	70,5	19,6
3620	80	22,2	3700	69,7	19,4
3720	80	22,2	3800	69,0	19,2
3820	80	22,2	3900	68,3	19
3900	80	22,2	4000	67,7	18,3
4000	80	22,2	4100	67,1	18,6
4100	80	22,2	4200	66,5	18,5
4180	80	22,2	4224	66,4	18,5
4280	80	22,2	4320	66,2	18,4
4360	80	22,2	4400	66,8	18,5
4480	80	22,2	4500	67,9	18,9
4580	80	22,2	4600	69	19,2
4680	80	22,2	4700	69,9	19,4
4700	80	22,2	4785	70,7	19,6
4860	80	22,2	4875	71,8	19,9
4900	80	22,2	4975	73,4	20,4
5025	80	22,2	5075	73,3	20,4
5125	80	22,2	5150	71,2	19,8
5215	80	22,2	5250	67,2	18,7
5315	80	22,2	5350	63,4	17,6
5415	80	22,2	5450	59,6	16,6
5515	80	22,2	5520	57	15,8
5600	80	22,2	5620	54,1	15,0
5700	80	22,2	5720	52,7	14,6
5780	80	22,2	5820	52,9	14,7
5880	80	22,2	5920	53,7	14,9
5980	80	22,2	6020	54,4	15,1
6080	80	22,2	6100	55	15,3
6180	80	22,2	6200	55,6	15,4
6200	80	22,2	6300	56,2	15,6
6300	80	22,2	6400	56,7	15,7
6400	80	22,2	6500	57,2	15,9
6500	80	22,2	6580	57,5	16
6600	80	22,2	6680	59,0	16,4
6700	80	22,2	6780	61,5	17,1
6800	80	22,2	6880	64,9	18,0
6900	80	22,2	6980	69	19,2
6990	80	22,2	7080	73,5	20,4
7090	80	22,2	7180	78,5	21,8
7190	80	22,2	7225	80	22,2
7200	80	22,2	7290	80	22,2
7300	80	22,2	7390	80	22,2
7355	80	22,2	7490	80	22,2
7455	80	22,2	7590	80	22,2
7555	80	22,2	7690	80	22,2
7655	80	22,2	7700	80	22,2
7755	80	22,2	7800	77,7	21,6
7838	80	22,2	7900	75,5	21
7938	80	22,2	8000	73,4	20,4
8038	80	22,2	8100	71,5	19,9
8090	80	22,2	8200	69,7	19,4
8170	79,9	22,2	8300	67,9	18,9
8290	78,1	21,7	8400	66,3	18,4
8320	77,2	21,4	8500	64,8	18,
8420	74,0	20,5	8540	64,2	18
8520	70,9	19,7	8640	63,3	17,8
8620	67,9	18,9	8700	63,1	17,6
8720	65,1	18,1	8800	63,3	17,5
8750	64,3	17,9	8900	63,4	17,6
8850	62,2	17,3	9000	63,4	17,6
8950	61,5	17,1	9050	63,5	17,6
9050	62,1	17,2	9150	63,6	17,7
9150	63,8	17,7	9250	63,6	17,7
9210	65,3	18,1	9350	66,6	17,7
9300	67,7	18,8	9450	63,7	17,7
9400	70,3	19,5	9550	63,8	17,7
9500	72,7	20,2	9650	63,8	17,7
9530	73,4	20,4	9700	63,9	17,7
9630	73,9	20,5	9800	63,9	17,8
9700	72,4	20,1	9865	64,2	17,8
9800	69,8	19,4	9965	65	17,8
9900	68,4	19	9988	66,5	18,00
10000	68,2	18,9	10000	67,0	18,6
Средняя скорость 77,1 км/	Средняя скорость 70,4 км/ч

2.8 Проектирование дорожных одежд

автомобильная дорога трасса

2.8.1 Исходные данные

Требуется запроектировать дорожную одежду на дороге II технической категории в Воронежской области. Заданный уровень надежности К_н=0,95. Срок службы дорожной одежды Т_сл - 15 лет. Грунт земляного полотна - глина. Тип местности по условиям увлажнения - 2.

Интенсивность движения на начало эксплуатации дороги для грузовых автомобилей N_{о гр}= 1370 авт./сут.; N_{о авт}=180 авт./сут.

Состав движения для грузовых автомобилей: 2т -24%; 4т - 22%; 6т - 20%; 8т - 19%; 10т - 15%. Рост интенсивности движения p=4%.

Дорога находится в III дорожно-климатической зоне.

2.8.2 Установление расчетной нагрузки

Принимаем для расчета дорожной одежды расчетную нагрузку группы А₁, характеризующуюся нормативной статической нагрузкой на ось 100 кН, нормативной статической нагрузкой на покрытие Q_расч=50 кН, удельное давление колеса на покрытие p=0,6 МПа, расчетный диаметр следа движущегося колеса D_д=37 см, неподвижного D=33 см.

Определяем интенсивность движения грузовых автомобилей и автобусов по автомобильной дороге на 15-й год эксплуатации по формуле

, (2.8.1)

где N_t - среднегодовая суточная интенсивность движения на последний год эксплуатации дорожной одежды, авт./сут.; t - перспективный срок, лет; N_o - среднегодовая суточная интенсивность движения на начало эксплуатации дороги, авт./сут.; p - рост интенсивности движения.

N_15гр=1370(1+0,04)¹⁵=2468 авт./сут; N_15авт=180(1+0,04)¹⁵=325 авт./сут.

Определяем приведенную интенсивность воздействия нагрузки N_p на последний год срока службы по формуле

, (2.8.2)

где f_пол - коэффициент, учитывающий число полос движения, f_пол =0,55; N_m - число проездов в сутки в обоих направлениях транспортных средств m-ой марки; S_m.сум. - суммарный коэффициент приведения транспортного средства m-ой марки к расчетной нагрузке.

Суммарное расчетное число приложений расчетной нагрузки к точке на поверхности дорожной конструкции за срок службы определяется по формуле

, (2.8.3)

где T_рдr - расчетное число расчетных дней в году, соответствующих определенному состоянию деформируемости конструкции, T_рдr =135; q - показатель изменения интенсивности данного типа автомобиля по годам, q=1,04; K_c - коэффициент суммирования; k_n - коэффициент, учитывающий вероятность отклонения суммарного движения от среднего ожидаемого, k_n =1,49.

2.8.3 Определение величины минимального требуемого модуля упругости

Определяем величину минимального требуемого модуля упругости по формуле

, (2.8.5)

где с - эмпирический параметр, принимаемый равным для расчетной нагрузки 100 кН- 3,55.

МПа.

Согласно ОДН 218.046-01. для дорог II технической категории минимальное значение требуемого модуля упругости Е_min=220 МПа, что меньше полученного по расчету, следовательно, к расчету дорожной одежды принимаем Е^тр_min =255МПа.

2.8.4 Определение требуемого уровня надежности и коэффициента прочности

Дорожную одежду следует проектировать с учетом требуемого уровня проектной надежности. В качестве количественного показателя отказа используют предельный коэффициент разрушения К_р^пр.

Для дороги II технической категории с капитальным типом дорожной одежды К_р^пр=0,05. Так как по заданию коэффициент надежности равен К_н=0,95, то примем требуемые минимальные коэффициенты прочности: для расчета по упругому прогибу - 1,20; по сдвигу и на растяжение при изгибе - 1,00.

2.8.5 Конструирование дорожной одежды

Для проектируемой дороги рассмотрим три варианта конструкций дорожных одежд нежесткого типа. При назначении вариантов будем учитывать типовые конструкции дорожных одежд, наличие местных дорожно-строительных материалов. Первый из вариантов рассчитаем вручную с использованием нормативной и учебной литературы, а второй и третий с использованием программного комплекса “РАДОН 2.1”. Окончательный выбор варианта осуществим на основе технико-экономического сравнения.

Примем следующую конструкцию дорожной одежды:

покрытие - верхний слой: асфальтобетон плотный I марки, тип А, на битуме БНД 60/90, укладываемый в горячем состоянии, h₁=6 см;

Верхний слой основание: асфальтобетон крупнозернистый пористый на битуме БНД 60/90, укладываемый в горячем состоянии, h₂=8 см;

Нижний слой основание: щебень по заклинке (толщину слоя h₄ необходимо определить расчетом);

Дополнительный слой основания - песок средней крупности, h₅=25 см;

Грунт земляного полотна - глина.

2.8.6 Определение характеристик грунта земляного полотна

Расчетную влажность грунта W_p определяем по формуле

, (2.8.6)

где - среднее многолетнее значение относительной влажности грунта в долях от границы текучести, ; - поправка на особенности рельефа, для равнинных районов ; - поправка на конструктивные особенности проезжей части и обочин, ; - поправка на влияние суммарной толщины стабильных слоев, ; t - коэффициент нормированного отклонения, принимаемый в зависимости от требуемого уровня надежности t=1,71.

.

При расчетной влажности , модуль упругости грунта земляного полотна Е=35,4 МПа, , с =0,016 МПа.

3.Научная часть

3.1 Влияние ветра на скорость движения автомобилей

Условия движения на дорогах в период неблагоприятных метеорологических факторов значительно сложнее, чем в летний период при сухом чистом покрытии и обочинах.

Чем выше категория дороги, интенсивность и скорость, тем ощутимее влияние погодно-климатических факторов на режим движения.

Из числа климатических и метеорологических факторов более всего влияют осадки в виде дождя, сухого и влажного снега, смешанные снегодождевые осадки, метель, ветер, иней, гололед, температура и влажность воздуха, туман, солнечная радиация. Большое значение имеет интенсивность каждого из них и совместное воздействие нескольких неблагоприятных факторов.

Серьезную опасность может представлять ветер большой скорости. Боковой ветер стремится сместить автомобиль с полосы движения, и водитель вынужден непрерывно выравнивать траекторию автомобиля. Под влиянием бокового ветра и увода колес автомобиля траектория может внезапно изменится, что приведет к аварийной остановке. Особенно опасны порывы на которые водитель не успевает среагировать. Воздействие ветра ощущается тем сильнее, чем выше скорость автомобиля и больше его боковая поверхность. Боковое отклонение автомобиля от заданной траектории в значительной степени зависит от реакции водителя и типа автомобиля (расположение центра его масс и центра давления на боковую поверхность). На кривых в плане боковое давление ветра при совпадении по направлению с действием центробежной силы может привести к боковому скольжению или опрокидыванию автомобиля.

К ветроопасным относят участки в открытой (не защищенной лесом) местности, проходящие по водоразделам, возвышенностям, в насыпях, полунасыпях - полувыемках, в нулевых отметках и выемках глубиной до 15 м, на подходах к мостам и путепроводам и эстакадам, на входах и выходах из глубоких выемок, населенных пунктов и лесных массивов.

За критерий ограничения скорости на прямых участках принимают предельно-допустимое отклонение траектории автомобиля по условиям приближения его к границе своей полосы движения.

, (3.1)

где В - чистая ширина проезжей части, м;

е - допустимое приближение внешнего колеса автомобиля к границе полосы движения, м (принимают ).

, м/с, (3.2)

где К₁ - коэффициент, учитывающий положение дороги на местности (от 0,6 до 1,2);

К₂ - коэффициент перехода от флюгера (на метеостанциях) и высоте центра боковой поверхности автомобиля, табл. 3.1;

К₃ - коэффициент, учитывающий порывистость ветра (1,7 для порывистого и 1,9 для крайне порывистого);

V_фл - скорость ветра по флюгеру на высоте 10м повторяемость 1 раз в год, м/с (по данным ближайшей метеостанции или по картам зонирования расчетного ветра).

Затем вычисляется коэффициент а₁, учитывающий безопасную скорость автомобиля при различной скорости ветра и реакции водителя на порыв ветра:

, (3.3)

где Y - предельно допустимое отклонение траектории автомобиля по условиям приближения его к границе своей полосы движения;

t - время реакции водителя, с;

а₂ - коэффициент, принимается в зависимости от расчетной скорости ветра, табл. 3.2.

Таблица 3.1

Коэффициент перехода от показаний флюгера к высоте центра боковой поверхности автомобиля.

Высота центра боковой поверхности автомобиля над дорогой, м	К2
0	0,2
2	0,25
4	0,55
6	0,9
8	0,95
10	1,0

Высота центра боковой поверхности (метацентра) легкового автомобиля над дорогой:

h = h_м + 0,75, м (3.4)

где h_м - высота насыпи, м

Таблица 3.2

Коэффициент а₂ в зависимости от расчетной скорости ветра

Скорость ветра над уровнем метацентра, м/с	а2
10	0,3
20	0,55
30	0,65
40	0,75
50	0,80

Высота центра боковой поверхности автомобиля над дорогой 4 м:

Скорость ветра 5 м/с.

Скорость ветра 10 м/с

Скорость ветра 15 м/с

Скорость ветра 20 м/с

Скорость ветра 25 м/с

Скорость ветра 30 м/с

Скорость ветра 35 м/с



Скорость ветра 40 м/с

Для высоты цента боковой поверхности автомобиля над дорогой 10м расчет производится аналогично.

Откладывая на графике рис. 3.1 [6] значение а₁, определяется максимальная допустимая скорость автомобиля на ветроопасном участке. Коэффициент обеспеченности расчетной скорости зависит от скорости ветра рис. 3.2 [6].

V_max= км/ч, (3.5)

где R - радиус кривой в плане, м;

- коэффициент поперечного сцепления;

i_в - уклон виража, тысячные доли;

q_в - коэффициент бокового давления ветра (таблица 3.3).

Таблица 3.3

Зависимость коэффициента бокового давления ветра от модели автомобиля

Модель автомобиля	qв при скорости ветра Vв на уровне метацентра автомобиля, м/с
	20	30	40	50
ГАЗ-24; ВАЗ-2103	0,010	0,022	0,040	0,063
ЗАЗ-966; РАФ-977Д	0,013	0,029	0,053	0,081
КамАЗ-53212	0,011	0,024	0,042	0,066

Расчет производится для легковых автомобилей.

Сухое покрытие, =0,5:

Скорость ветра 10 м/с

км/ч

км/ч

км/ч

Скорость ветра 20м/с

км/ч

км/ч

км/ч

Скорость ветра 30м/с

км/ч

км/ч

км/ч

Скорость ветра 40м/с

км/ч

км/ч

км/ч

Аналогично производятся расчеты для полного покрытия =0,15.

Расчеты сводятся в таблицу 3.4.

Таблица 3.4

Максимальная допустимая скорость движения в зависимости от состояния покрытия, радиуса кривой в плане и скорости ветра.

Радиус кривой в плане R, м	Скорость ветра, м/с	Коэффициент поперечного сцепления	Максимальная допустимая скорость Vmax, км/ч
1	2	3	4
600	10	0,5	182
300	10	0,5	128
100	10	0,5	74
600	20	0,5	181
300	20	0,5	127
100	20	0,5	73
600	30	0,5	178
300	30	0,5	126
100	30	0,5	72
600	40	0,5	174
300	40	0,5	123
100	40	0,5	71
600	10	0,25	118
300	10	0,25	84
100	10	0,25	48
600	20	0,25	117
300	20	0,25	83
100	20	0,25	47
600	30	0,25	113
300	30	0,25	80
100	30	0,25	46
600	40	0,25	107
300	40	0,25	75
100	40	0,25	43
800	10	0,15	93
600	10	0,15	80
300	10	0,15	57
100	10	0,15	33
800	20	0,15	90
600	20	0,15	78
300	20	0,15	55
100	20	0,15	32
800	30	0,15	83
600	30	0,15	72
300	30	0,15	51
100	30	0,15	29
800	40	0,15	71
600	40	0,15	62
300	40	0,15	43
100	40	0,15	25

Расчеты показывают, что при движении по сухим покрытиям влияние ветра мало ощутимо. Для влажных покрытий оно заметно на кривых малого радиуса. Но если имеется снег или гололед на покрытии, порывы ветра могут способствовать боковым заносам автомобиля на кривых в плане.

По влиянию интенсивности метеорологических факторов на скорость автомобилей по эталонной дороге можно выделить три характерных интервала: малоопасный (К_р.с.=), опасный (К_р.с.=), и очень опасный (К_р.с.), которым соответствуют нормальные, трудные и очень трудные условия движения.

На проектируемой автомобильной дороге имеются участки, подверженные воздействию бокового давления ветра.

На всех вышеперечисленных участках необходимо произвести предупреждение водителей о грозящей опасности путем установки предупреждающих знаков «1.27. Боковой ветер».

4. Экологическая безопасность

Жизнь на земле не возможна без азота, кислорода и воды. В чистом воздухе содержится 70 % азота, 20 % кислорода и 0,03 % углекислого газа. Растения в ходе фотосинтеза поглощают азот, непрерывно выделяя необходимый для жизни кислород. Сохранение лесов - важная задача для поддержания жизни на земле. Большую роль в выработке кислорода играют морские водоросли, потому от чистоты морей и океанов напрямую зависит наша жизнедеятельность. Загрязнение окружающей среды отрицательно влияет на растительность и живые существа и даже может привести к их гибели.

4.1 Причины загрязнения воздуха

Интенсивное развитие транспорта и промышленности привело к выбросу в атмосферу большого количества токсичных газов. Главным источником загрязнения атмосферы является автомобильный транспорт, который для сжигания потребляет большое количество кислорода и выбрасывает в окружающую среду до 70 % токсичных веществ. Наибольший объем в отработавших газах занимают окись углерода (угарный газ) СО, углеводороды (пары бензина) С_нН_м, окись азота NO_x. Эти токсичные газы оказывают вредное воздействие на здоровье людей, животных и развитие растение. На объем токсичных выбросов влияют вид двигателя, сорт топлива, интенсивность движения, направление и сила ветра. В таблице 4.1 приводится выделение токсичных веществ при сгорании в двигателе 1 т топлива.