G_т - наибольшее растягивающее напряжение для нижнего слоя, определяется расчетом.

, (3.37)

где Ru - среднее значение сопротивления слоя растяжению при изгибе, МПа [2, стр.45, табл. Г2];

t - коэффициент нормативного отклонения Ru, принимаемый в зависимости от уровня надёжности t =1,06 [2, стр.45, п. Г8];

Cv - коэффициент вариации прочности на растяжение при изгибе, Cv = 0,1;

Ky - коэффициент усталости, учитывающий повторность нагружения, определяемый согласно К_у=1,1 [2, стр.46,рис. Г1];

Km - коэффициент снижения прочности от воздействия природно-климатических факторов (для асфальтобетона I марки Km = 1,0; для щебеночно-эмульсионной смеси Km = 0,8).

Определим допустимое растягивающее напряжение покрытия (R_доп) для I варианта конструкции дорожной одежды:

При Ru = 0,9 МПа; t = 1,06; Cv = 0,1; Ky = 1,1; Km = 0,8

R_доп=0,9· (1-1,06·0,1) ·1,1·0,8=0,71 МПа.

Модуль упругости щебеночно-эмульсионной смеси Е=1200 МПа (Iвариант).

Определяем растягивающее напряжение в щебеночно-эмульсионной смеси из соотношения

, (3.38)

При E = 1200 МПа; E_общ = 153 МПа

Е/Е_общ=1200/153=7,84,h₁/Д=8/37=0,22.

По номограмме [2, стр.18,рис.6.3] находим G_r=1.35 МПа.

Определяем полное растягивающее напряжение по формуле

, (3.39)

где р - расчётное давление на покрытие, МПа;

К_б - коэффициент учитывающий особенности напряжённого состояния покрытия под колесом автомобиля со спаренными баллонами, К_б = 0,85

При МПа; р = 0,6 МПа; К_б = 0,85

МПа.

Определим коэффициент прочности дорожной одежды по формуле (3.37). При R_доп = 0,71 МПа; G_r = 0,69 МПа; К_пр = 0,80

.

Так как К_пр = 1,01 больше минимального требуемого коэффициента прочности, равного 0,80, то конструкция дорожной одежды по I варианту удовлетворяет всем условиям прочности.

Произведём аналогичный вышеприведённому расчёт прочности дорожной одежды при изгибе для II варианта конструкции дорожной одежды.

Определим допустимое растягивающее напряжение асфальтобетонного покрытия по формуле (3.38):

При Ru = 1,4 МПа; t = 1,06; Cv = 0,1; Ky = 1,1; Km = 1,0

.

Средний модуль упругости двухслойного асфальтобетона (II вариант) определяется по формуле:

, (3.40)

При E₁ = 3600 МПа; E₂ = 2200МПа; h₁ = 4 см; h₂ = 8см;

.

Определяем растягивающее напряжение в асфальтобетоне из соотношения (3.38)

При E_ср = 2667 МПа; E_общ = 139 МПа

;

(h₁+h₂) /Д=12/37=0,32

По номограмме [2, стр.18, рис.6.3] находим МПа.

Определяем полное растягивающее напряжение по формуле (3.39)

При МПа; р = 0,6 МПа; К_б = 0,85

МПа.

Определим коэффициент прочности дорожной одежды по формуле (3.35)

При R_доп = 1,38 МПа; G_r = 1,43 МПа; К_пр = 0,80

.

Так как К_пр = 0,96 больше минимального требуемого коэффициента прочности, равного 0,80, то конструкция дорожной одежды по II варианту удовлетворяет всем условиям прочности.

3.4.6 Расчет толщины дренирующего грунта.

Согласно [2, стр. 20, п.7.1] дренирующий слой устраивают на дорогах с земляным полотном, сложенным из пучинистых, сильнопучинистых и чрезмерно пучинистых грунтов. Так как грунт земляного полотна - песок мелкий с коэффициентом фильтрации более 1 м/сутки, относящийся к слабопучинистым грунтам [1, стр.47, табл.6,7] расчет толщины дренирующего слоя не требуется.

3.4.7 Расчет по сдвигу в щебеночно-песчано-гравийной смеси

Согласно [9, стр.38, п.3.42] слои из слабосвязных материалов - гравийных, песчаных и подобных им, одежд капитального и облегченного типа рассчитываются, исходя из условия, чтобы в них не возникали остаточные деформации под действием сдвигающих напряжений.

Для шлаковой смеси С-4 варианта I расчет по сдвигу не требуется.

Для II варианта производим расчет по сдвигу в щебеночно-песчано-гравийной смеси.

Средний модуль упругости дорожной одежды расположенной выше слоя песчано-гравийной смеси:

Е_ср= (Е₁·h₁ + Е₂·h₂): (h₁+h₂), (3.41)

где Е_1, Е_2, - модули упругости конструктивных слоев

дорожной одежды;

h_1, h_2, - толщины соответствующих конструктивных слоев дорожной одежды.

Е_ср= (1400·6+2400·4): (6+4) = 2333 МПа.

Напряжение сдвига от временной нагрузки.

Еср/ Еобщ. = 2333/220 = 10,6

h /Д = 10/37 = 0,37

По номограмме находим:

_н /р = 0,04,_н = 0,04 · 0,6 =0,024 МПа.

Напряжение сдвига от массы дорожной одежды.

Для h =24 см и ц = 40⁰ по графику находим _в = - 0,001.

Суммарное напряжение сдвига в щебеночно-песчано-гравийном слое:

T = _н +_в = 0,024 - 0,001 = 0,023. (3.42)

Допустимое напряжение сдвига определяется по формуле

Тдоп. = С_гр · К₁ · К₂ · К₃, (3.43)

где С_гр - сцепление грунта, МПа; С_гр =0,03 [9, стр.101, табл.17]

К₁ - коэффициент, учитывающий снижение сопротивления сдвигу,

К₁ = 0,6; [9, стр.36]

К₂ - коэффициент неоднородности условий работы дорожной одежды К₂ = 0,88 [9, стр.37, рис.3.8]

К₃ - коэффициент учитывающий особенности работы грунта в конструкции К₃ = 7 [9, стр.36]

Тдоп. = 0,03 · 0,6 · 0,88 ·7,0 = 0,111 МПа.

Условие прочности по сдвигу считается выполненным если:

Тдоп. / Т > Кпр, (3.44) 0,111/0,023=4,8 > Кпр =0,9 [9, стр.25, рис.3.1]

Вывод:

Устойчивость на сдвиг в песчано-гравийном слое обеспечена.

3.4.8 Расчет по сдвигу в песчаном слое

I вариант

Средний модуль упругости дорожной одежды расположенной выше слоя песка по формуле (3.41)

Е_ср= (300 ·18+800 · 8): (18+8) =454 МПа.

Напряжение сдвига от временной нагрузки.

Еср/ Еобщ. = 454/100 = 4,54,h /Д = 26/37 = 0,7.

По номограмме [9, стр.35, рис.3.5] находим:

_н /р = 0,05,_н = 0,05 · 0,6 =0,03 МПа.

Напряжение сдвига от массы дорожной одежды.

Для h = 26 см и ц = 38⁰ по графику [9, стр.36, рис.3.7] находим:

_н = - 0,0019.

Суммарное напряжение сдвига в песчаном слое:

T = _н +_в = 0,03 - 0,0019 = 0,0281.

Допустимое напряжение сдвига определяется по формуле (3.43)

Тдоп. = 0,01 · 0,6 · 0,88 · 5,0 = 0,0264 МПа.

Условие прочности по сдвигу считается выполнены если:

Тдоп. / Т > Кпр,

0,0264/0,0281=0,94 > Кпр =0,9 [9, стр.25, рис.3.1]

II вариант

Средний модуль упругости дорожной одежды расположенной выше слоя песка:

Е_ср= (220 · 20+1400 · 6+2400 · 4) / (20+6+4) = 747 МПа.

Напряжение сдвига от временной нагрузки:

Еср/ Еобщ. = 747/100 = 7,47,h /Д = 30/37 = 0,81.

По номограмме находится:

_н /р = 0,027,_н = 0,027· 0,6 =0,016 МПа.

Напряжение сдвига от массы дорожной одежды.

Для h = 30 см и ц = 38⁰ по графику находится _в = - 0,0017

Суммарное напряжение сдвига в песчаном слое

T = _н +_в = 0,016 - 0,0017 = 0,0143.

Допустимое напряжение сдвига определяется по формуле (3.43)

Тдоп. = 0,01 · 0,6 · 0,88 · 5,0 = 0,0264 МПа.

Условие прочности по сдвигу считается выполненным если

Тдоп. / Т > Кпр, 0,0264/0,0143=1,84 > Кпр =0,9 [9, стр.25, рис.3.1]

Вывод: устойчивость на сдвиг в песчаном слое основания обеспечена в двух вариантах дорожной одежды.

3.4.9 Обеспечение морозоустойчивости дорожной одежды

Суммарная толщина дорожной одежды соответствующая морозному пучению, не превышающая допустимого значения определяется по формуле:

, (3.45)

где Z - глубина промерзания, см;

f_пуч - допускаемая величина пучения, см;

К_пуч - коэффициент пучения;

₁ - коэффициент теплопроводности дорожной одежды;

₂ - коэффициент теплопроводности грунта.

Коэффициент пучения определяется по формуле:

, (3.46)

где - коэффициент, учитывающий условия увлажнения;

- коэффициент, учитывающий тип поперечного профиля земляного полотна;

К_п - коэффициент, учитывающий пучение земляного полотна;

- климатический коэффициент, определяемый по карте изолиний.

При =1,5 [5]; =1,5 [5]; К_п=4,5 при = 100; =35

.

Определяем коэффициент теплопроводности дорожной одежды (₁) для I варианта конструкции дорожной одежды по формуле

, (3.47)

где _ic - коэффициент теплопроводимости i-го слоя дорожной одежды [5]; h_i - толщина i-го слоя дорожной одежды, см

При _1c = 0,9; _2c = 0,9; _3c = 1,5; h₁ = 8 см; h₂ = 18 см; h₃ = 20 см;

Определим суммарную толщину дорожной одежды, которая соответствует морозному пучению не превышающая допустимого значения для I варианта по формуле (3.45)

При Z = 60 см [5]; f_пуч = 4 % [5]; К_пуч = 28,9 %; ₁ = 1,33; ₂ = 2 [5]

.

Определяем коэффициент теплопроводности дорожной одежды (₁) для II варианта конструкции дорожной одежды по формуле (3.47)

При _1c = 0,9; _2c = 0,9; _3c = 1,1; _4c = 1,5; h₁ = 4см; h₂ = 8см; h₃ = 24см; h₄ = 20см

.

Определим суммарную толщину дорожной одежды, которая соответствует морозному пучению не превышающая допустимого значения для II варианта по формуле (3.45)

При Z = 60 см [5]; f_пуч = 4 % [5]; К_пуч = 28,9 %; ₁ = 1,24; ₂ = 2

.

Так как фактическая толщина конструкций дорожных одежд I и II вариантов превышает расчётную толщину по условию морозоустойчивости и , то нет необходимости в устройстве специального морозозащитного слоя.

3.4.10 Проектирование поперечного профиля дорожной одежды

Проектирование поперечного профиля земляного полотна включает в себя назначение ширины земляного полотна, числа полос движения и их ширины, ширины обочины, поперечных уклонов. Вдоль проезжей части на обочинах устраиваются укрепительные полосы, повышающие прочность края дорожной одежды.

На проектируемой автодороге при продольных уклонах более 30‰ от размыва предусмотрено устройство щебеночных обочин, обеспечивающих водоотвод с проезжей части, действующая по принципу рассекания и поглощения водного потока, стекающего с проезжей части. Настоящая конструкция укрепления обочин щебнем (типовой проект Б 503-09-1,97) применяется взамен лоткового водоотвода на автодорогах II-IV категории при ширине покрытия 7-9 м в тех же условиях, когда требуется устройство специального водоотвода с проезжей части. Детальное изображение конструкции дорожной одежды представлено на листе №3.

3.4.11 Технико-экономическое сравнение вариантов дорожной одежды

3.4.11.1 Сравнение вариантов дорожной одежды по стоимости

Стоимость 1м² слоев дорожной одежды возьмем по проектным аналогам и сведем в таблицу 3.10

Таблица 3.10 Стоимость 1м² слоев дорожной одежды согласно проектов аналогов

N п/п	Наименование слоя дорожной одежды	Стоимость 1м2, руб.
Вариант №1
1	Двойная поверхностная обработка	3 438
2	Щебеночно-эмульсионная смесь ЩЭС-1 по РД 0219.09-99, толщина - 8 см.	14 300
3	Шлаковая смесь С-4 по ГОСТ 3344, толщина - 18 см.	15 895
	Итого	33 633
Вариант №2
1	Мелкозернистый плотный асфальтобетон марки I, толщина - 4 см.	7 865
2	Крупнозернистый пористый гравийный асфальтобетон марки I, толщина - 6 см.	11 138
3	Песчано-гравийная смесь № 5 по ГОСТ 25607, толщина - 18 см.	12 650
	Итого	31 653

3.4.11.2 Техническое сравнение конструктивных слоев

Сравнение шлаковой смеси С-4 по ГОСТ 3344 с песчано-гравийной смесью № 5 по ГОСТ 25607. Преимущество шлаковой смеси С-4:

использование отходов промышленного производства Белорусского металлургического завода г. Жлобина:

для Октябрьского района наиболее рациональная схема поставки шлаковой смеси С-4 перед песчано-гравийной смесью № 5 (шлаковая смесь транспортируется с завода автотранспортом непосредственно на дорогу, песчано-гравийная смесь поступает с гравийного карьера по Белорусской железной дороге на станцию Рабкор, а затем автотранспортом на объект);

модуль упругости и качество шлаковых смесей значительно выше песчано-гравийных смесей, что дает возможность уменьшать количество конструктивных слоев дорожных одежд и их толщины.

Сравнение щебеночно-эмульсионной смеси ЩЭС-1 по РД 0219.09-99 с двухслойным асфальтобетонным покрытием.

Щебеночно-эмульсионная смесь представляет собой смесь минерального материала определенного зернового состава и катионной битумной эмульсии, полученную путем их смешения в стандартной или мобильной установке.

Для производства эмульсий применяются дорожные нефтяные битумы:

БНД 60/90, БНД 90/130 (при немедленной укладке смеси);

БНД 130/200, БНД 200/300 (для хранения в штабелях до 4-х месяцев).

Проектом принята технология немедленной укладки, что обеспечивает получение высокопрочного покрытия с механическими характеристиками равнозначными горячему асфальтобетону.

Температура асфальтобетонной смеси в асфальтоукладчике при укладке должна быть не ниже 120⁰С (для горячей смеси) и не ниже 100⁰С (для теплой смеси). Укладку асфальтобетонных смесей следует производить при среднесуточной температуре воздуха не ниже +10⁰С.

Работы по укладке ЩЭС-1 выполняют в сухую погоду при среднесуточной температуре воздуха не ниже +5⁰С.

Вывод: на основании расчетов и наличия дорожно-строительных материалов, о также меньшей стоимости в дипломном проекте принят II-ой вариант дорожной одежды.

3.5 Пересечения и примыкания

3.5.1 Общие положения по проектированию пересечений и примыканий автомобильных дорог в одном уровне

Основным требованием к пересечениям (примыканиям), является обеспечение безопасности движения с наименьшей потерей времени. Пересечения являются узловыми пунктами автомобильных дорог в которых сходящиеся автомобильные дороги не прерываются и возможно сквозное движение по каждой из них. Примыкание автомобильных дорог - узел, где к одной автомобильной дороге примыкает в одном или разных уровнях другая, не

Пересечения (примыкания) дорог в одном уровне следует располагать на прямолинейных участках пересекающихся дорог на свободных площадках. Продольные уклоны дорог на подходах к пересечению (примыканию) на протяжении расчетных расстояний видимости, зависящих от расчетной скорости, не должны превышать 40‰.

На пересечениях (примыканиях) автомобильных дорог в одном уровне условия движения усложняются. Поэтому при суммарной интенсивности на пересечении (примыкании) свыше 1000 авт/сутки необходимо применять схемы пересечений (примыканий) с направляющими островками, дополнительными полосами, которые обеспечивают четкую организацию движения, канализируют движение.

Пересечения и примыкания автомобильных дорог в одном уровне рекомендуется проектировать по Т-образным схемам, для которых разработаны типовые проектные решения.

В дипломном проекте запроектированы примыкания по типовому проекту 503-0-44 "Пересечения и примыкания автомобильных дорог в одном уровне".

3.5.2 Расчет очертаний кромок проезжей части сопрягаемых полос движения

Сопряжение кромок проезжих частей главной и второстепенной дорог осуществляется по коробовым кривым.

Коробовая кривая состоит из трех круговых кривых:

a) входной кривой (АВ) с радиусом поворота R₁ и центральным углом ₁=15°;

b) средней кривой (ВС) с радиусом R₂ и центральным углом ₂=- (_{1+ 3}), где - угол поворота коробовой кривой, =90°;

c) выходной кривой (СД) с радиусом R₃ и центральным углом ₃=20°.

Соотношение радиусов: R₁ =2R_2; R₃ =3R_2.

Величина радиуса R₂ назначается в зависимости от категории дороги с которой происходит съезд, независимо от угла пересечения или примыкания: при съездах с дорог I-II категорий не менее 25м, для дорог III категории - 20м, для дорог IV и V категорий - 15м.

Расчет коробовой кривой производим в следующей последовательности:

1) определяем тангенсы входной и выходной кривых по формуле

, (3.48)

, (3.49)

, (3.50) , (3.51) . (3.52)

При R₁=40 м; ₁=15° м.

При R₂=20 м; ₂=55° м.

При R₃=60 м; ₃=20° м.

м;

м.

2) определяем координаты конца входной и выходной кривых

, (3.53) , (3.54)

, (3.55) , (3.56)

При R₁=40 м; ₁=15° м, м.

При R₃=60 м; ₃=20° м, м

3) определяем координаты центра средней кривой

, (3.57)

, (3.58)

, (3.59) , (3.60)

При Т₁=5,27 м; X_вх=10,35 м; Y_вх=1,36 м; ₁=15°

м,

м.

При Т_вых=34,36 м; Y_ц=5,36 м м.

При Т_вх=27,59 м; X_ц=20,01 м м.

3.5.3 Проектирование каплевидного и треугольных направляющих островков.

Проектирование каплевидного и треугольного островков произведено в соответствии с [13].

Порядок проектирования принят следующий:

1) на оси второстепенной дороги наносится точка, расположенная на расстоянии 10м от кромки проезжей части главной дороги;

2) через эту точку проводим ось каплевидного островка под углом 5^о к оси второстепенной дороги с наклоном вправо;

3) на расстоянии 2,0 м слева и справа от оси каплевидного островка проводим две вспомогательные линии;

4) проводим две круговые кривые с R^'=15 м таким образом, чтобы каждая из них касалась вспомогательной линии по п.3 и ближайших кромок полос. С которой или на которую происходит выезд или въезд автомобиля на главную дорогу;

5) между этими двумя круговыми кривыми радиусом r=0,75 м вычерчиваем очертание закругленной части островка;

6) проводим две прямые, касающиеся круговых кривых по п.4 до примыкания с осью второстепенной дороги;

7) проводим прямые, параллельные линиям по п.6 на расстоянии 4,5 м от них до пересечения с кромками пересекающихся или примыкающих дорог;

8) параллельно оси главной дороги проводится линия от кромки проезжей части на расстоянии ширины полосы торможения или разгона, при необходимости учитывается ширина разделительной полосы.

9) в углы, образуемые кромками главной дороги и линиями вписываются коробовые кривые.

10) для определения границы приближения треугольного островка к каплевидному, проводятся параллельные линии к касательным по п.6 в 5,0м от них;

11) для определения границы приближения треугольных островков к главной дороге, проводятся параллельные линии к кромке проезжей части в 1,0м от нее;

12) для определения очертания треугольного островка на выезде с главной дороги и на въезде на нее, проводятся на расстоянии 4,5м от коробовых кривых (п.9.10) параллельные кривые.

Дальнейшее проектирование пересечения или примыкания осуществляется согласно чертежей для принятого типа.

3.6 Обустройство дороги

3.6.1 Проектирование дислокаций дорожных знаков

Установка дорожных знаков и их снятие производится по согласованию с ГАИ.

Общие принципы разработки дислокации дорожных знаков на участке автомобильной дороги ПК420+00-ПК474+00 регламентируются стандартом СТБ 1300-2002 и выполняются в несколько этапов:

1. Проектируется дислокация дорожных знаков, обеспечивающих водителя общей информацией о маршруте движения, пройденном пути, направлении движения, расстояниях до узловых пунктов, названия населенных пунктов, о размещении пунктов обслуживания.

Согласно перечисленным параметрам, по всей длине дороги сначала размещаются основные указатели: 5.21.1 "Указатель направления" 5.21.2 "Указатель направлений", 5.22 "Начало населенного пункта", 5.23 "Конец населенного пункта", 5.28. "Километровый знак" 7.1.2 "Расстояние до объекта".

Знаки 5.21.1 и 5.21.2 применяются для указания направлений движения к населенным пунктам или другим объектам. На проектируемом участке автомобильной дороги знак 5.21.1 указывает направление к населнным пунктам Кныши, Турки, а знак 5.21.2 при примыкании к автомобильной дороге расстояния до г. Калинковичи и населенного пункта Паричи с указанием расстояний. Знаки 5.22 и 5.23 применяются для обозначения населенного пункта Гамза (соответственно начала и конца), в котором действуют специальные требования, регулирующие порядок движения в населенных пунктах. Знак 5.21.2 проектируется индивидуально.

Знаки 5.21.1 и 5.21.2 устанавливаются непосредственно перед перекрестком или съездом с дороги.

Знак 5.28 применяется вне населенных пунктов для указания расстояния от условной начальной точки отсчета до места его установки и устанавливается через 1км у правой бровки земляного полотна. На одной опоре устанавливаются два знака для прямого и обратного направлений.

2. Выделяются участки с характерными условиями движения и проверяется соответствие их транспортно-эксплуатационных характеристик требованиям безопасности и удобства движения в различное время суток и в различных погодных условиях, а также выделяются неблагоприятные места, о которых водителей информируют посредством предупреждающих знаков и знаков приоритета.

О вышеупомянутых участках, обладающих повышенной опасностью дорожно-транспортных происшествий, водителя информируют путем установки соответствующих знаков приоритета - 2.3.2 и 2.3.3 "Примыкание второстепенной дороги" и 2.4 "Уступите дорогу".

Знаки 2.3.2 и 2.3.3 применяются вне населенных пунктов для обозначения дорог, на которых водители имеют преимущественное право проезда. Знаки 2.3.2 и 2.3.3 устанавливаются на расстоянии от 150 до 300м до перекрестка.

Знак 2.4 применяется для указания того, что водитель должен уступить дорогу транспортным средствам пользующимся преимуществом в движении. Знак 2.4 вне населенных пунктов устанавливается на всех обустроенных въездах на дорогу, а также непосредственно перед перекрестком, а при наличии полосы разгона - перед началом этой полосы. Перед пересечением с автомобильной дорогой знак 2.4 установлен с табличкой 7.1.1 - указывающей расстояние до объекта.

3. В неблагоприятных по условиям движения местах с целью упорядочения направлений и скорости движения и тем самым повышения средней скорости движения транспортного потока, пропускной способности дороги и безопасности движения проектируется дислокация предписывающих знаков, а также знаков, информирующих водителя о направлении движения по полосам: 5.8.3 "Начало полосы" и 5.8.5 "Конец полосы".

Уточняются места расстановки других информационно-указательных знаков: 5.12 "Место остановки автобуса", 5.16.1 и 5.16.2 "Пешеходный переход".

Знак 5.8.3 вне населенных пунктов применяется для обозначения начала полосы торможения и устанавливается непосредственно перед началом отгона полосы.

Знак 5.8.5 вне населенных пунктов применяется для обозначения конца полосы разгона и устанавливается на расстоянии 50 м от конца полосы.

Знак 5.12 применяется для обозначения остановочных пунктов соответствующих транспортных средств. Устанавливается на границе посадочной площадки со стороны приближающихся транспортных средств.

Знаки 5.16.1 и 5.16.2 применяются для обозначения зон, выделенных для перехода пешеходов через проезжую часть. Знак 5.16.1 устанавливается слева от проезжей части, знак 5.16.2 - справа, при этом знак 5.16.2 относительно приближающихся к переходу транспортных средств должен находиться на ближней границе перехода, а знак 5.16.1 на дальней. Знак 5.16.1 допускается размещать на обратной стороне знака 5.16.2.

4. Детально рассматриваются места, не удовлетворяющие требованиям безопасности движения, и проектируются соответствующие запрещающие знаки.

5. Производится корректировка дислокации с целью изыскания возможностей уменьшения числа дорожных знаков без ущерба для безопасности дорожного движения. Окончательно уточняются размеры дорожных знаков и их конструкция.

План реконструкции автомобильной дороги с расстановкой дорожных знаков представлен на листе № 11.

3.6.2 Дорожная разметка

Дорожную разметку устраивают для улучшения ориентирования водителей в направлении дороги, более эффективного использования ширины проезжей части и обеспечения безопасных условий при различных маневрах. К дорожной разметке относятся линии, надписи и другие обозначения, нанесенные на проезжей части, столбиках и других элементах дороги и дорожных сооружений, устанавливающие порядок дорожного движения, показывающие габариты дорожных сооружений и указывающие направление движения.

Вертикальная разметка 2.4., окрашивающая сигнальные столбики, служит для визуального ориентирования водителей в границах дороги и предотвращения выезда транспортного средства за пределы земляного полотна.

Дорожную разметку выполняют в строгом соответствии с требованиями СТБ 1231-2000 "Разметка дорожная".

Различают горизонтальную и вертикальную разметку.

Разметка вертикальная применяется для обозначения вертикальной поверхности на опасных для движения участках.

В дипломном проекте на реконструируемом участке автомобильной дороги использованы следующие виды разметки:

Вертикальная разметка 2.4.1, окрашивающая сигнальные столбики в пределах дорожного полотна и служащая для визуального ориентирования водителя в границах дороги и предотвращения выезда транспортного средства за пределы земляного полотна.

Горизонтальная разметка наносится на проезжую часть и имеет следующее значение:

1.1.1 - разделяет транспортные потоки противоположных направлений и обозначает границу полос движения в опасных местах на дорогах; обозначает границы проезжей части, на которые въезд запрещен; обозначает границы стояночных мест транспортных средств и край проезжей части дороги.

1.2.1 - применяется на примыканиях дорог в одном уровне и на подходах к ним на расстоянии 100-150 м от начала полосы отгона; в местах размещения остановочных пунктов маршрутных средств, включая переходно-скоростные полосы и подходы к ним на расстоянии 100-150 м от начала полосы отгона, а в случае ее отсутствия от ближайшей границы перекрестка;

1.5 - разделяет транспортные потоки противоположных направлений на дорогах имеющих две полосы для движения в обоих направлениях;

1.6 - предупреждает о приближении к линии разметки 1.1 или 1.11, разделяющей транспортные потоки противоположных направлений. Длина штрихов в три раза превышает промежутки между ними. Наносится на расстоянии 50 (100) м перед разметкой 1.1.1;

1.7 - применяется для обозначения полос движения в пределах перекрестка в случаях, когда необходимо показать границу полосы движения по траектории движения транспортных средств;

1.8 - обозначает границу между полосой разгона или торможения и основной полосой проезжей части на примыканиях и в зоне автобусных остановок;

1.13 - применяется совместно с разметкой 1.20 перед перекрестками для обозначения места остановки транспортных средств при наличии знака 2.4;

1.14.1 - "Зебра", обозначает нерегулируемый пешеходный переход и применяется для обозначения зон, выделенных для пересечения проезжей части пешеходами;

1.16.1-1.16.3 - применяется для обозначения направляющих островков, при этом разметку 1.16.1 применяют в местах разделения транспортных потоков противоположных направлений; разметку 1.16.2 - в местах разделения транспортных потоков одного направления и разметку 1.16.3 - в местах слияния транспортных потоков. Количество линий в пределах островков не должно быть меньше трех;

1.18.1-1.18.5 - применяется для указания разрешенных на перекрестке направлений движения по полосам. При этом должна последовательно наносится 2 (3) или более стрел с расстоянием между ними в зависимости от скорости движения 20-30 м;

1.20 - применяется при обозначении приближения к разметке 1.13 и наносится на каждой полосе движения. Расстояние между разметкой 1.20 и 1.13 зависит от скорости движения и принимается в пределах 10-20 м;

1.23 - наносится на полосы торможения на остановочных пунктах маршрутных транспортных средств.

Таким образом, горизонтальная разметка, устанавливающая порядок дорожного движения и указывающая направление движения, обеспечивает безопасное и эффективное движение транспортных средств.

3.6.3 Направляющие устройства

Автомобильная дорога III категории на опасных участках, когда не требуется искусственное освещение оборудована направляющими устройствами в виде отдельно стоящих сигнальных столбиков высотой 0,75-0,80м.

Сигнальные столбики устанавливаются на обочине на расстоянии 0,35м от бровки земляного полотна, при этом расстояние от края проезжей части до столбика должно составлять не менее 0,75м при отсутствии бордюра и 0,15м при его наличии.

Сигнальные столбики на обочинах автомобильных дорог III категории устанавливаются:

в пределах кривых в плане и на подходах к ней (по 3 столбика с каждой стороны дороги) при высоте насыпи не менее 1м на расстояниях указанных в [16, стр.42, табл.12];

в пределах кривых в продольном профиле и на подходах к ним (по 3 столбика с каждой стороны дороги) при высоте насыпи не менее 2м на расстояниях указанных в [16, стр.42, табл.11];

у водопропускных труб по одному столбику с каждой стороны по оси трубы.

3.7 Безопасности движения

Проектные решения реконструкции участка автомобильной дороги обеспечивают: организованное, безопасное, удобное и комфортабельное движение автотранспортных средств с расчетными скоростями, соблюдение принципа зрительного ориентирования водителей, удобное и безопасное расположение примыканий и пересечений, необходимое сцепление шин автомобилей с поверхностью проезжей части, необходимое обустройство автомобильных дорог, в том числе защитными дорожными сооружениями.

При реконструкции участка автомобильной дороги разработаны схемы расстановки дорожных знаков с обозначением мест и способов их установки и схемы дорожной разметки, которая сочетается с установкой дорожных знаков.

Принятые проектные решения обеспечивают безопасность движения транспортных средств и пассажиров на всем протяжении дороги.

Этому способствуют следующие мероприятия:

1. Устройство на кривых в плане радиусами 600,400, 300 м виражей соответствующих уклону 40 ‰ и переходных кривых позволяет транспортным средствам двигаться с расчетной скоростью не менее 80км/час.2. Назначение радиусов вертикальных кривых в профиле: выпуклых - 8000 м, вогнутых - 3000 м, полностью обеспечивают видимость дороги. Для обеспечения видимости также предусмотрено прореживание и рубка сучьев деревьев на треугольниках видимости примыканий и пересечений, расположенных в лесу. Длина сторон треугольника видимости на основной дороге составляет 150 м, на примыкания - 85 м.3. Ширина обочин с учетом укрепительной полосы составляет 2,0м, что позволяет водителю вернуться на проезжую часть при случайном съезде с нее и в некоторой степени компенсирует повышение опасности в связи с устройством откосов насыпи максимальной крутизны 1: 1,5.4 С целью повышения коэффициента сцепления шин с покрытием устраивается двойная поверхностная обработка.5. Безопасности движения способствуют технические средства организации движения: ограждающие и направляющие устройства, дорожные знаки и разметка.

Безопасность движения по дорогам со скоростью, соответствующей конструктивным возможностям автомобилей, обеспечивается с одной стороны, расчетным обоснованием норм на элементы дорог в профиле и плане, а с другой стороны - строгим соблюдением водителями автомобилей правил дорожного движения.

Для обеспечения безопасности движения проводятся следующие мероприятия:

а) проезд по дорогам разрешается только технически исправным транспортным средствам; б) право вождения транспортных средств предоставляется только лицам, имеющим необходимые знания, практические навыки и сдавшим государственные экзамены; в) устанавливается правила, определяющие условия движения автомобилей на различных участках дороги.

В данном дипломном проекте безопасность движения рассматривалась как неотъемлемая часть каждого раздела. По этому удобное, комфортабельное, безопасное движение автотранспортных средств с расчетными скоростями полностью обеспечено.

3.8 Основные положения по организации работ

3.8.1 Организация работ подготовительного периода

Подготовительные работы при ремонте участка автомобильной дороги включают в себя: разбивку оси дороги на местности; очистку откосов и дорожной полосы от кустарника и мелколесья вручную; корчевку кустарника и мелколесья корчевателем-собирателем в дорожной полосе; планировку очищенных площадей бульдозером; Определение объемов и продолжительности работ.

Объемы подготовительных работ при.нимаются в соответствии с исходными данными.

Для определения продолжительности работ вычисляются механоемкость и трудоемкость этих работ.

Механоемкость и трудоемкость работ определяются по формулам

М = V*Нм / Т, (3.61), Ч = V*Нч/ Т, (3.62)

гдеV - объем работ, м3;

Нм (ч) - норма времени, маш. - ч (чел. - ч);

Т - продолжительность рабочей смены, ч.

Продолжительность выполнения работ в рабочих днях определяется по формуле

Т = Ч/ (К*Р), (3.63)

Где К - коэффициент сменности;

Р - количество человек в звене.

Продолжительность выполнения работ в календарных днях определяется по формуле

Тк. д = 1,41*Т, (3.64)

Аналогичным образом определяются продолжительности остальных видов работ. Продолжительность подготовительных работ составляет 20 календарных дней.

3.8.2 Организация строительства искусственных сооружений

Для обеспечения водоотвода проектом предусматривается устройство трех новых железобетонных труб на автомобильной дороге: ПК 427+60, ПК 429+65, ПК 458+28.

Затраты машинного времени в маш-сменах и трудовых ресурсов в чел-сменах определяются по формулам (3.61) и (3.62)

На основании суммарных трудозатрат по каждому виду работ подсчитывается продолжительность их выполнения на каждой трубе по формуле (3.62)

3.8.3 Организация земляных работ

В высотном отношении проектируемый участок закреплен на местности 5 временными реперами, профиль составлен в абсолютных отметках.

Продольный профиль запроектирован по нормам СНБ 3.03.02-97 и ТКП 45-3.03-19-2006 с учетом устройства на пониженных местах искусственных

4. Охрана окружающей среды

Экологическое качество автомобильной дороги определяется воздействием ее сооружений и транспортного потока на окружающую среду согласно нормативным документам проекты строительства и реконструкции автомобильных дорог должны включать решение вопросов охраны окружающей среды.

Результаты экологического проектирования автомобильной дороги позволяют проанализировать, исключить или смягчить воздействие проектных решений на элементы среды последующим показателям:

1) загрязнение атмосферного воздуха вредными веществами отработавших газов автомобильных двигателей;

2) загрязнение почвы вредными веществами;

3) шумовое воздействие транспорта в пределах населенных пунктов и шумовое воздействие на животный мир;

4) загрязнение придорожных территорий пылью и продуктами износа дорожных покрытий;

5) загрязнение водной среды вредными веществами поверхностного стока с автомобильных дорог.

Поскольку в разных регионах действуют различные нормативные документы, предусмотрены различные варианты экологического анализа для оценки и улучшения экологического качества автомобильной дороги необходимы:

результаты проектного решения, в том числе план, поперечный и продольный профили, результаты моделирования процесса функционирования автомобильной дороги в системе "Дорога - Водитель - Автомобиль - Транспортный поток";

данные для прогнозирования интенсивности транспортного потока;

данные о климатических и погодных условиях в районе приложения дороги;

данные фонового загрязнения;

варианты защитных сооружений по снижению воздействия.

В дипломном проекте площади занимаемых земельных угодий дороги выделяются из других инженерных сооружений. Только на строительство 1 км, автомобильной дороги требуется до 2 га площади. Дополнительная территория требуется для размещения высоких насыпей, срезок грунта и вырубки леса для обеспечения видимости, автобусных остановок. Изъятие из сельскохозяйственного использования земельной площади - наиболее важный фактор воздействия дороги на окружающую среду. Сохранение сельскохозяйственных угодий достигается в первую очередь тщательным трассированием и обходом их границ. Уменьшить размеры площади отвода можно путем выбора рациональных решений.

Дорога включается в комплексную с сельским хозяйством систему противоэрозийных мероприятий - предотвращения смыва почвенного слоя и образования оврагов у мест сосредоточенного сбрасывания воды с дороги путем укрепления труб и кюветов, а также укрепления свежеотсыпанных откосов насыпи засевом трав.

Земли, отводимые на период строительных работ под временные сооружения, подъездные пути, подлежат возврату землепользователям только после их рекультивации. В связи с этим предусматривается срезка плодородного слоя почвы из-под земляного полотна с последующим использованием для укрепительных работ.

5. Энергосбережение

Энергосбережение с каждым годом становится все более актуальной проблемой. Ограниченность энергетических ресурсов, высокая стоимость энергии, негативное влияние на окружающую среду, связанное с ее производством, - все эти факторы невольно наводят на мысль, что разумней снижать потребление энергии, нежели постоянно увеличивать ее производство, а значит, и количество проблем. Во всем мире уже давно ведется поиск путей уменьшения энергопотребления за счет его рационального использования. Несколько лет назад и в Беларуси началось формирование такого понятия, как энергосберегающая политика.

Организационно-экономической основой политики энергосбережения является развитие необходимой законодательно-правовой и нормативно-технической базы, в состав которой войдут ГОСТы, СНиПы, отраслевые нормы технологического проектирования и ряд других документов нормативного характера, определяющих требования в области энергосбережения. Основные организационно-экономические направления деятельности в области энергосбережения:

- осуществление государственной экспертизы;

- переход к проведению регулярных энергетических обследований;

- пересмотр тарифной политики на тепловую, электрическую энергию и топлива;

- разработка новых и совершенствование существующих экономических механизмов, стимулирующих повышение энергоэффективности производства продукции;

- реализация положений Закона Республики Беларусь "Об энергосбережении";

- разработка и реализация республиканской, региональных и отраслевых программ энергосбережения.

К основным техническим приоритетам деятельности в области энергосбережения относятся:

- повышение эффективности работы генерирующих источников;

- модернизация и повышение эффективности работы;

- внедрение котельного оборудования, работающего на горючих отходах производства, сельского и лесного хозяйства, деревообработки;

- снижение потерь и технологического расхода энергоресурсов при транспортировке тепловой и электрической энергии, природного газа,;

- создание мини-ТЭЦ на базе ПГУ и ГТУ на компрессорных станциях газопроводов;

- создание технических условий (объединение тепловых сетей, строительство перемычек, аккумуляторов теплоты и т.п.) для максимальной передачи нагрузок от котельных любых ведомств на ТЭЦ со стоимостью тепловой энергии для владельцев котельных на уровне ее себестоимости на ТЭЦ;

- наладка и автоматическое регулирование гидравлических и тепловых режимов тепловых сетей (перерасчет и шайбирование, замена сетевых насосов, регулировка и т.п.);

- замена отопительных электрокотельных на топливные котлы (преимущественно на местных видах, горючих отходах), а также перевод всевозможных электросушильных установок и нагревательных печей (где это целесообразно) на топливоиспользующие установки;

- внедрение автоматических систем регулирования потребления энергоносителей в системах отопления;

- разработка и внедрение новых энергосберегающих технологий при нагреве, термообработке, сушке изделий, новых строительных и изоляционных материалов с улучшенными теплофизическими характеристиками и, в частности, спецдобавок при производстве железобетонных изделий; энерготехнологических комплексов при производстве цемента, стекла, кирпича, переработке нефти, на предприятиях химической и пищевой промышленности и т.п.;

- дальнейшее развитие системы учета всех видов энергоносителей, включая учет их расхода на отопление жилых помещений, а также внедрение многотарифных счетчиков энергии;

- максимальная утилизация тепловых вторичных энергоресурсов (горячей воды, конденсата, дымовых газов, вентвыбросов, канализационных стоков) в технологических процессах, системах отопления и горячего водоснабжения промышленных узлов и отдельных городов и населенных пунктов;

- разработка и внедрение эффективных биогазовых установок для производства горючих газов и удобрений из отходов животноводства, растениеводства, специально выращиваемой биомассы;

- разработка и внедрение технологии использования бытовых отходов и мусора для топливных целей;

- внедрение теплонасосных установок на промышленных предприятиях в централизованных и индивидуальных системах отопления;

- экономически целесообразное внедрение ветро-, гелио- и других нетрадиционных источников энергии;

- техническое перевооружение автомобильного транспорта и тракторов, включая перевод на дизельное топливо, сжиженный и сжатый природный газ, разработка и внедрение экономичных двигателей, совершенной системы диагностики и регулирования, оптимальных режимов эксплуатации;

- разработка и внедрение технологии получения топлива для дизельных установок из метанола и рапсового технического масла;

- разработка, организация производства и внедрение энергосберегающего оборудования, приборов, материалов;

- децентрализация систем энергообеспечения потребителей теплом, топливом, сжатым воздухом с малыми нагрузками и резкопеременными режимами работы;

6. Оценка эффективности проектных решений

Дипломный проект содержит комплекс мероприятий по проектированию реконструкции участка автомобильной дороги.

На основании обоснованных технических требований к элементам дороги запроектированы план с составлением ведомостей углов поворота, прямых, кривых и устройством виражей, а также продольный профиль, определяющий объемы земляных работ. План и продольный профиль варианта трассы обеспечивает движение потоков автомобилей с высокими скоростями.

На основание расчетов произведенных в п.3.4.11 более эффективным и экономичным был признан вариант № II [п.3.4.11.2] стоимость устройства 1м² слоя дорожной одежды дешевле на 1 981 рубля в ценах 2006 года. А общая стоимость реконструкции участка автомобильной дороги в ценах 2006 года составляет 1 596 019 751 руб.; стоимость реконструкции 1 км автомобильной дороги составляет - 295 559 213 руб. В ценах проиндексированных на 2013 г стоимость реконструкции участка автомобильной дороги составляет 4 309 25 3328 руб.; стоимость реконструкции 1 км автомобильной дороги составляет - 798 009 875 руб.

7. Сметы

7.1 Определение сметной стоимости реконструкции дороги

Стоимость реконструкции участка автомобильной дороги в ценах 2006 года определяем по формуле

К = К_{осн. раб.} + К_лим., (7.1)

где К_{осн. раб} - стоимость выполнения основных работ;

К_лим - стоимость лимитированных затрат.

Стоимость выполнения основных работ определяется по формуле

К_{осн. раб} =К_л+ К_{з. р.} + К_{д. о.} + К_иссо, (7.2)

где К_л - стоимость затрат на вырубку леса и корчевку пней, тыс. руб.;

К_{з. р. -} стоимость земляных работ, тыс. руб.;

К_{д. о. -} затраты на строительство дорожной одежды, тыс. руб.;

К_иссо - затраты на строительство искусственных сооружений, тыс. руб.

Стоимость затрат на вырубку леса и корчевку пней определяется по формуле

К_л=П_л · С_л+ П_к ·С_к, (7.3)

где П_л - площадь вырубки, га; С_л - стоимость вырубки, тыс. руб. [20, стр.183, табл.11.7]; П_к - площадь корчевки, га; С_к - стоимость корчевки, тыс. руб. Стоимость земляных работ определяем по формуле

К_{з. р.} =V_{з. р.} · С_о, (13.4)

где V_{з. р. -} объем земляных работ, м³; С_о - стоимость разработки 1м³ грунта, тыс. руб. [20, стр.183, табл.11.7].

Затраты на строительство дорожной одежды определяются по формуле

К_{д. о.} =П_{д. о.} · С_{д. о.,} (7.5)

где П_{д. о. -} площадь дорожной одежды, м²;

С_{д. о. -} стоимость 1000 м² дорожной одежды, тыс. руб.

Затраты на строительство искусственных сооружений определяются по формуле

К_иссо. = ?l_i · С_i, (7.6)

где l_i - длина i-го искусственного сооружения, м;

С_i - стоимость 1м искусственного сооружения, тыс. руб.

Стоимость 1000 м² дорожной одежды определяется по формуле

С_{д. о.} =? (С_i · h_i) / 10, (7.7)

где С_i - стоимость 1000 м² i-го слоя дорожной одежды при толщине слоя 10 см, тыс. руб.;

h_i - толщина i-го слоя дорожной одежды, см.

Рассчитаем суммарные приведенные затраты на реконструкцию участка автомобильной дороги.

1. Стоимость затрат на вырубку леса и корчевку пней определяется по формуле (13.3)

К _л= 3,9·992750+1,9·775500= 5 345 175 руб.

Стоимость затрат на строительство земляного полотна определим по формуле (13.4)

К_{з. р.} = 4635·2,071= 9 597 926 руб.

Стоимость затрат на строительство искусственных сооружений определим по формуле (7.6).

На участке автомобильной дороги предусмотрен ремонт трубы ПК 427+60 и 2 оголовков водопропускных труб: 2 шт. с отверстием 0,8 м длиной 19,94 и 17,98м, 1 шт. с отверстием 1,4 длиной 20,62 м.

К_иссо = 19,94 · 220+17,98·220+20,62·385=16 281 000 руб.

Стоимость затрат на строительство дорожной одежды 1м² принятого варианта рассчитана в разделе 8.11 и составляет 31 653 руб.

Затраты на строительство дорожной одежды определим по формуле

К_{д. о.} = 7,0 · 5400·31653=1 196 483 400 руб.

Стоимость выполнения основных работ по реконструкции участка автомобильной дороги определим по формуле:

К_{осн. раб} =5345175+9597926+16281000+1196483400=1 227 707 501 руб.

Лимитированные затраты - 30% от стоимости основных работ по реконструкции автомобильной дороги:

К_лим. =1 227 707 501 · 0,3 = 368 312 250 руб.

Стоимость реконструкции участка автомобильной дороги в ценах 2006 года определим по формуле:

К = 1 227 707 501 +368 312 250 =1 596 019 751 руб.

8. Деталь проекта. (Ограждение места производства работ)

Дорожные знаки

Временные дорожные знаки, используемые на участках производства дорожных работ, а также на объездах, устанавливают в соответствии с требованиями ГОСТ 23457-79

"Технические средства организации дорожного движения. Правила применения”.

Форму, расцветку, символы и размеры временных дорожных знаков принимают по ГОСТ 10807-78 "Знаки дорожные. Общие технические условия”.

Дорожные знаки, расположенные справа по ходу движения, должны быть продублированы на левой стороне дороги, на разделительной полосе или на проезжей части, если условия движения таковы, что знак может быть не замечен водителем.

Дорожные знаки, установленные ранее на эксплуатируемой дороге в местах производства дорожных работ, должны быть сняты, если их информация противоречит информации временных дорожных знаков.

Временные дорожные знаки, как правило, устанавливаются на переносных опорах. Возможна установка знаков на ограждающих щитах или барьерах. В этом случае нижний кран знака должен находиться на высоте не менее 10 см от поверхности земли или дорожного покрытия. Плоскость дорожных знаков, устанавливаемых на переносных опорах, должна составлять с поверхностью покрытия угол не менее 70°.

В плане дорожные знаки надо размещать так, чтобы от края проезжей части до ближайшего к ней края знака было не менее 0,5 м.

Размеры переносных опор должны соответствовать размерам используемых дорожных знаков. Элементы опоры не должны выступать за боковые края знака более чем на 20 см.

Условия применения дорожных знаков, наиболее, часто используемых при производстве дорожных работ, изложены в пп.4.8-4.24 настоящей Инструкции.

Дорожные знаки или группы знаков необходимо располагать друг от друга на расстоянии не менее 50 м. Первым по ходу движения необходимо устанавливать знак 1.23

"Дорожные работы” должен повторяться не менее чем за 50 м до начала места проведения работ. В населенных пунктах и в стесненных условиях повторный знак 1.23 "Зона действия” можно устанавливать непосредственно у начала места работ.

Знак 1.15 "Скользкая дорога” применяют, когда возможна повышенная скользкость проезжей части по сравнению с предшествующим участком, вызванная проводимыми работами (например, в результате подгрунтовки ремонтируемого покрытия жидким битумом или дегтем, выноса глины и грязи с прилегающих дорог, по которым устроен объезд маршрута).

Знак 1.17 "Выброс гравия” устанавливают при устройстве или ремонте гравийных и щебеночных покрытий, при поверхностной обработке покрытия и в случаях, когда возможен выброс гравия, щебня из-под колес автомобиля. Знак должен быть установлен на время производства работ до полного формирования покрытия.