Проект автомобильной дороги Хороль-Пограничное

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ4

1. ТРАНСПОРТНО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА5

1.1 Экономика района проектирования

1.2 Транспортная сеть

2. ТЕХНИЧЕСКИЕ НОРМАТИВЫ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ

2.1. Общие требования

2.2. Технические нормативы СниП

2.3. Расчёт технических нормативов

2.3.1.Максимальный продольный уклон

2.3.2.Минимальное расстояние видимости поверхности дороги

2.3.3.Минимальное расстояние видимости встречного автомобиля

2.3.4.Минимальный радиус выпуклой вертикальной кривой

2.3.5.Минимальный радиус вогнутой вертикальной кривой

2.3.6.Минимальный радиус кривой в плане

3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПЛАНА ТРАССЫ

3.1. Описание предложенного варианта трассы

3.2. Вычисление направлений и углов поворота

3.3. Расчёт элементов закруглений

3.4. Вычисление положения вершин углов поворота

3.5. Вычисление пикетажных положений и длин прямых вставок

3.6. Основные технические показатели трассы

4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОДОЛЬНОГО ПРОФИЛЯ

4.1. Определение руководящих отметок

4.2. Определение отметок поверхности земли по оси трассы

4.3. Проектная линия продольного профиля

4.4. Определение отметок по ломаной линии продольного профиля

4.5. Расчет вертикальной кривой на ПК10+00

5. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПОПЕРЕЧНОГО ПРОФИЛЯ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА

5.1. Типы поперечных профилей земляного полотна

5.2. Расчет поперечного профиля на ПК

5.2.1.Исходные данные для проектирования

5.2.2.Определение геометрических параметров поперечного профиля земляного полотна

5.2.3.Расчет геометрических параметров резерва

5.2.4.Определение ширины полосы отвода

5.2.5.Расчет площадей поперечного сечения

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ВВЕДЕНИЕ

Автомобильная дорога «Хороль-Пограничное» предназначена для осуществления грузовых и пассажирских перевозок.

Лесозаготовительная и деревообрабатывающая промышленности являются основными в районе автомобильной дороги «Хороль-Пограничное». Лесопродукция играет основную роль в экспорте Приморского края в страны Азиатско - Тихоокеанского региона. Основные запасы древесины сосредоточены в остогах Сихоте - Алиньского хребта и по мере интенсивных порубок леса заготовка древесины перемещается на восток и удаляется от основных транспортных магистралей и лесозаготовительных предприятий . В связи с этим возникает необходимость передислокации лесозаготовительных предприятий и развития транспортной сети жизнеобеспечения населенных пунктов и вывозки лесной продукции.

Строительство автомобильной дороги «Хороль-Пограничное» позволит решить ряд экономических и социальных проблем перспективного лесозаготовительного района Приморского края.

1.ТРАНСПОРТНО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

1.1. Экономика района проектирования

Экономика Приморского края сформировалась в результате совокупного и долговременного воздействия ряда факторов и условий, основными из которых являются:

· Природно-климатические особенности области;

· Особенности географического положения области, которые предопределяют возможности межрайонной, региональной и международной кооперации;

· Природно-ресурсный потенциал области, определяющий возможности и перспективы развития определенных отраслей хозяйства.

Территориальная организация народнохозяйственного комплекса области

в целом характеризуется значительной неравномерностью размещения производства и населения.

Районами южной зоны производится около 60% промышленной продукции области, обеспечивается до 50% областного экспорта. Здесь представлены практически все отрасли народнохозяйственного комплекса, основными из которых являются пищевая промышленность, сельское хозяйство и транспорт, электроэнергетика, топливная промышленность, производство строительных материалов и конструкций.

Транспортная сеть 1.2.

На территории Приморского края существуют: железнодорожный, морской, воздушный, трубопроводный виды транспорта.

Базовым элементом транспортной системы является автомобильный транспорт, который является связующим звеном между другими видами транспорта и непосредственными потребителями грузов.

Сеть автомобильных дорог общего пользования по территории области распределена крайне неравномерно. В то же время по количеству километров дорог, приходящихся на 1000 жителей, северные и южные районы различаются незначительно.

Конфигурация сети автомобильных дорог имеет ярко выраженную радиальную структуру и, в целом, соответствует направлению сложившихся транспортных связей. Вместе с тем, недостаточное количество соединительных и хордовых дорог обуславливает значительные перепробеги автотранспорта по ряду направлений.

 2.ТЕХНИЧЕСКИЕ НОРМАТИВЫ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ 2.1. Общие требования

Если позволяют условия проложения трассы, независимо от категории автомобильной дороги необходимо при назначении элементов плана и продольного профиля руководствоваться рекомендациями п.4.20. СНиП 2.05.02-85, которые приведены в табл. 2.1.

На автомобильных дорогах 3-й категории в переломы продольного профиля требуется вписывать вертикальные кривые при алгебраической разности уклонов 10 и более промилле. Длина прямых вставок не должна превышать для 3-й категории 2000 м.

Таблица 2.1. Рекомендуемые технические нормативы.

Наименование норматива	Значение норматива
Продольный уклон, промилле	Не более 30
Расстояние видимости для остановки автомобиля, м	Не менее 450
Радиус кривой в плане. м	Не менее 3000
Радиус выпуклой вертикальной кривой. М	Не менее 70000
Радиус вогнутой вертикальной кривой, м	Не менее 8000
Длина выпуклой вертикальной кривой, м	Не менее 300
Длина вогнутой вертикальной кривой, м	Не менее 100

2.2. Технические нормативы СНиП

Проектируемая автомобильная дорога Хороль-Пограничное по СНиП 2.05.02-85 отнесена к 3-й категории, для которой расчетная скорость принята 100 км/ч. По величине расчетной скорости назначены технические нормативы на проектирование элементов плана трассы, продольного и поперечного профилей, которые приведены в табл. 2.2.

Таблица 2.2.

Технические нормативы СНиП

Наименование норматива	Значение норматива
1. Категория дороги	3
2. Расчетная скорость, км/ч	100
3.Число полос движения, штук	2
4. Ширина полосы движения, м	3,5
5. Ширина проезжей части, м	7,0
6. Ширина обочины, м	2,5
7. Укрепленная полоса обочины, м	0,5
8. Ширина земляного полотна, м	12,0
9. Дорожно-климатическая зона	2
10. Тип покрытия	усовершенствованное
11. Поперечный уклон проезжей части, 0/00	20
12. Материал укрепления обочины	гравий
13. Поперечный уклон обочины. 0/00	40
14. Наименьший радиус кривой в плане, м	600
15. Расстояние видимости для остановки автомобиля, м	200
16. Расстояние видимости встречного автомобиля, м	350
17. Наибольший продольный уклон, 0/00	50
18. Наименьший радиус выпуклой вертикальной кривой, м	10000
19. Наименьший радиус вогнутой вертикальной кривой, м	3000

2.3. Расчет технических нормативов

2.3.1. Максимальный продольный уклон

Для расчета максимального продольного уклона принят автомобиль ЗИЛ-130. который рекомендуется в качестве эталонного транспортного средства для оценки проектных решений при проектировании автомобильных дорог.

Принимая скорость движения автомобиля по дороге постоянной, из уравнения движения автомобиля получим расчетную формулу для вычисления величины максимального продольного уклона.

i(max) = D-f, (2.3.1)

где D - динамический фактор автомобиля; f - коэффициент сопротивления качению.

Динамический фактор для автомобиля ЗИЛ-130 принят по динамической характеристике для 3-й передачи, так как более мощные 1 и 2 передачи предназначены для движения автомобиля с места и выполнения маневров в сложных дорожных условиях. Для 3-й передачи автомобиля ЗИЛ-130 значение динамического фактора имеет максимально значение D=0,105. Коэффициент сопротивления качению для автомобильной дороги 3-й категории с асфальтобетонным покрытием принят равным 0,02. Тогда максимальный продольный уклон равен

i(max) = 0,105-0,020=0,085 или 85 промилле.

2.3.2. Минимальное расстояние видимости поверхности дороги

Расстояние видимости поверхности дороги определяется на горизонтальном участке дороги. Для обеспечения безопасности движения минимальное расстояние видимости поверхности дороги должно быть не менее расчетной величины тормозного пути для остановки автомобиля перед возможным препятствием. Отсюда минимальное расстояние видимости поверхности дороги определяется по расчетной формуле для оценки величины тормозного пути:

Sn = V / 3,6 + V² / (85*(?+f) +10) = 100 / 3,6+100² / (85*(0,45+0,02)+10)=288 м,

где Sn - минимальное расстояние видимости поверхности дороги, м; ? - коэффициент продольного сцепления, который для нормальных условий увлажненного асфальтобетонного покрытия принять равным 0,45; V - расчетная скорость движения, принятая для 3-й категории автомобильной дороги 100 км/ч; f - коэффициент сопротивления качению, принятый для асфальтобетонного покрытия равным 0,02.

2.3.3. Минимальное расстояние видимости встречного автомобиля

Минимальное расстояние видимости встречного автомобиля определяется из условия обеспечения торможения двух автомобилей движущихся на встречу друг другу, то есть равно удвоенной длине тормозного пути:

Sа = 2 * Sn = 2*288 = 576 м.

2.3.4. Минимальный радиус выпуклой вертикальной кривой

Минимальный радиус выпуклой вертикальной кривой определяется из условия обеспечения видимости поверхности дороги днем. Расчетная формула получается подстановкой расстояния видимости поверхности дороги в уравнение выпуклой вертикальной кривой. Значение минимального радиуса выпуклой вертикальной кривой вычисляется по формуле

R(вып) = Sn ² /(2*Hr) = 288² / (2*1,2) = 34560 м,

где Sn - минимальное расстояние видимости поверхности дороги, которое равно 28 м (см. п. 2.3.2); Hr - возвышение глаз водителя над поверхностью дороги, принимаемое 1,2 м.

2.3.5. Минимальный радиус вогнутой вертикальной кривой

Минимальный радиус вогнутой кривой выполняется по двум критериям: обеспечение видимости поверхности дороги ночью при свете фар и ограничение перегрузки рессор.

Расчет минимального радиуса вогнутой кривой из условия обеспечения видимости выполняется по формуле

R(вогн) = Sn² / (2*(Нф + Sn*Sin(а/2))) = 288²/(2*(0,7+288*0,0175)) = 7242 м,

где Нф - возвышение центра фары над поверхностью дороги, принимаемое 0,7 м; а - угол рассеивания света фар, принимаемое равным двум градусам.

Определение минимального радиуса вогнутой вертикальной кривой из условия ограничения перегрузки рессор выполняется таким образом, чтобы перегрузка рессор составляла не более 5% от общей силы тяжести транспортно средства. Из равенства допустимой перегрузки рессор и величины центробежной силы величина минимального радиуса вогнутой вертикальной кривой определяется так:

R(вогн) = 0,157* V² = 0,157*100² = 1570 м.

Из полученных результатов расчетов в качестве расчетного минимального радиуса должна быть принята наибольшая, которая обеспечивает соблюдение обоих критериев и в данном случае равна 7242 м.

2.3.6. Минимальный радиус кривой в плане

Минимальный радиус кривой в плане определяется из условия восприятия центробежной силы при движении транспортного средства по закруглению, то есть требуется обеспечить устойчивость автомобиля против заноса и опрокидывания, а также комфортные условия движения.

Расчетная формула:

R(min) = V² / (127*(m + i(non)) = 100² / (127*(0,1+0,02) = 656 м,

где m - коэффициент поперечной силы (рекомендуется принимать равным 0,1); i(non) - поперечный уклон проезжей части. Который для асфальтобетонного покрытия принимается равным 0,02.

3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПЛАНА ТРАССЫ

3.1.Описание предложенного варианта трассы

Трассировка выполняется на заданной топографической карте местности масштаба 1:10000 с сечением горизонталей через 2,5 м. Для определения координат вершин углов, начала и конца трассы на километровой сетке карты назначены условные координаты.

Заданный участок трассы между точками А и Б автомобильной дороги Хороль-Пограничное расположен в холмистой местности Основное направление трассы по воздушной линии - северо-восточное.

На ПК7+72,1 трасса поворачивает налево. Поворот осуществляется по закруглению с радиусом кривой 600 м.

На ПК21+44,79 трасса еще раз поворачивает налево, проходит по возвышенности и спускается в долину. Поворот трассы осуществляется по закруглению с радиусом кривой 1000 м.

3.2.Вычисление направлений и углов поворота

По топографической карте в системе условных координат путем непосредственных графических измерений определенны ординаты Х и абсциссы Y вершин углов поворота, начала НТ и конца КТ трассы, которые приведены в табл. 2.3

Таблица 2.3.

Координаты углов поворота, начала и конца трассы

Вершина угла поворота	Координаты ,м
	Х	Y
НТ	1350	1150
ВУ1	490	2070
ВУ2	1350	3280
КТ	2250	3400

Длина воздушной линии между началом и концом трассы

Lв = [(Хнт - Хкт)² + (Yнт -Yкт)²]^1/2 = [(1350-2250) ²+(1150-3400) ²] ^1/2 =2423.21м

Расстояние между началом трассы и вершиной 1-го угла поворота.

S1 = [(Xнт - X1)²+ (Yнт - Y1)²]^1/2 = [(1350-490) ²+(1150-2070) ²] ^1/2= 1259,36м

между вершинами 1-го 2-го углов поворота

S2 = [(Х1 - Х2)² + (Y1 - Y2)²]^1/2 = [(490-1350)+(2070-3280 )²]^1/2 = 1484,49м

Расстояние между вершиной 2-го угла и концом трассы

S3 = [(X1 - Хкт)² + (Y1 - Yкт)²]^1/2 = [(1350-2250)² + (3280-3400) ²]^1/2 =907,96м

Дирекционный угол и румб направления НТ - ВУ1:

D01 = Arcos [(Х1 - Хнт )/S₁] = Arcos [(490-1350) /1259,36]= 132⁰53^/r01=47⁰ 08^/

Дирекционный угол и румб направления ВУ1 - ВУ2:

D12 = Arcos [(Х1 - Х2) / S2 = Arcos [(1350-490) /1484,49] =54⁰ 32 ^/

r12 = 54⁰ 32 ^/

Дирекционный угол и румб направления ВУ2 - КТ:

D2 N= Arcos [(Хкт - Х1) / S₂] = Arcos [(2250 -1350) /1007,17]=7 ⁰30 ^/

r2N = 7 ⁰30 ^/

Величина 1-го угла поворота:

U1 = D12 - D01 =78⁰ 09^/

Величина 2-го угла поворота:

U2 = D2N - D12 = 47⁰ 18^/

Проверка 1: Разность сумм левых и правых углов поворота должна быть равна разности дирекционных углов начального и конечного направлений трассы:

? Uлев - ? Uпр = D2N - D01

125⁰ 26 ^/ =125⁰ 26 ^/ то есть проверка выполняется

3.3 Расчет элементов закруглений.

Элементы 1-го закругления.

Угол поворота U1 =78⁰ 09^/; радиус круговой кривой R1 = 600 м.

Тангенс закругления:

Т1 = R1*Tan (U1 / 2) = 600* Tan (39⁰ 04^/ / 2) = 487,26(м)

Значение угла поворота в градусах

U1 = 39⁰ +04^/ /60^/ =39,007 ⁰

Кривая закругления

К1 = R1*?*U1 / 180⁰ = 600*3.1416*39,007 ⁰ /180⁰= 816,557(м)

Домер закругления

Д1 = 2*Т1 - К1 = 2*487,26-816,557=157,963 (м)

Биссектриса закругления

Б1 = R1 *[(1/Cos (U1/2)) - 1] = 600*[(1/Cos (39⁰ 04^/ /2) - 1] = 315,89(м)

Элементы 2-го закругления.

Угол поворота U2 =47⁰ 18^/; радиус круговой кривой R2 = 1000м.

Тангенс закругления:

Т2 = R2*Tan (U2 / 2) = 600* Tan (47⁰15^/ / 2)= 441,1(м)

Значение угла поворота в градусах

U2 = 47⁰ +15^/ /60^/ =47,25⁰

Кривая закругления

К2 = R2*?*U2 / 180⁰ = 1000*3.1416*47,25⁰/180⁰ = 825,12(м)

Домер закругления

Д2 = 2*Т2- К2 = 2*441,1- 825,12=57,08 (м)

Биссектриса закругления

Б2 = R2 *[(1/Cos (U2/2)) - 1] = 1000*[(1/Cos (47⁰15^/ /2) - 1] = 97,57(м)

Проверка 2: Две суммы тангенсов за вычетом суммы кривых должны быть равны сумме домеров:

2*?Т - ?К = ?Д

2*(487,26+441,1) - (816,557+825,12) = 157,963+57,08 214,963=214,963, то есть проверка выполняется.

3.4. Вычисление положения вершин углов поворота

Пикетажное положение начала трассы принято L(НТ) = ПК 0 + 00,00

Пикетажное положение вершины 1-го угла поворота:

L(ВУ1) = L(НТ) + S1 = 0.00+ 1259,36= 1259,36 (м)

Или ПК 12 +59,36м

Пикетажное положение вершины 2-го угла поворота:

L(ВУ2) = L(ВУ1) + S 2 - Д1 = 1259,36+1484,49-157,963= 2585,887(м)

Или ПК 25 +85,887 Пикетажное положение конца трассы:

L(КТ) = L(ВУ2) + S3 - Д2 = 2585,887+907,96-57,08=3436,767 (м)

Или ПК 34 + 36,767

Длина трасы

Lт = L(КТ) - L(НТ) =3436,767 - 0,00 = 3436,767 (м)

Проверка 3. Сумма расстояний между вершинами углов поворота за вычетом суммы домеров должна быть равна длине трассы:

?S - ?Д = L_T

(1259,36+1484,49+907,96) - (157,963+57,08) = 3436,767 (м)

3436,767 =3436,767, то есть проверка выполняется.

3.5. Вычисление пикетажных положений и длин прямых вставок.

Пикетажное положение начала 1-го закругления:

L(НК1) = L(ВУ1) - Т1 =1259,36-487,26= 772,1(м)

Или ПК 7 + 72,1

Пикетажное положение конца 1-го закругления:

L(КК1) = L(НК1) + К1 = 772,1+816,557=1588,767(м)

Или ПК 15+ 88,767

Пикетажное положение начала 2-го закругления:

L(НК2) = L(ВУ2) - К2 =2585,887-441,1= 2144,787 (м)

Или ПК 21 + 44,787

Пикетажное положение конца 2-го закругления:

L(КК2) = L(ВУ2) + К2 = 2144,787+825,12= 2969,907(м)

Или ПК 29 + 69,907

Длина 1-й прямой вставки:

Р1 = L(НК1) - L(НТ) =772,1- 0,00 = 772,1 (м)

Длина 2-й прямой вставки:

Р2 = L(НК2) - L(КК1) =2144,787-1588,767= 556,02(м)

Длина 3-й прямой вставки:

Р3 = L(КТ) - L(КК2) =3436,767 -2969,907= 466,86(м)

Проверка 4. Сумма прямых вставок и кривых должна быть равна длине трассы:

?Р +?К = L_Т

(772,1 + 556,02+466,86) + (816,557+825,12) = 3436,767

3436,767 =3436,767, то есть проверка выполняется.

3.6. Основные технические показатели трассы

Полученные в в п.п. 2.4.2 - 2.4.5 результаты расчета элементов плана трассы систематизированы в таблице 2.4 - ведомости углов поворота, прямых и кривых..

Коэффициент развития трассы:

Кр = Lт / Lв = 3436,767 / 2423,21= 1,418

Таблица 2.4.

Ведомость углов поворота, прямых и кривых.

Точка	Положе-ние вершины угла	Угол поворота, град. мин.	Радиус R, м	Элементы кривой, м	Пикетажное	S,м	Р,м	D, град. мин.
					Начало кривой	Коней кривой
	ПК	+	лев	прав		Т	К	Д	Б	ПК	+	ПК	+
НТ	0	00,00
														1259,36	914,23	132052/
ВУ1	12	59,36	780 09/		600	487,26	816,557	157,963	315,89	9	14,23	15	88,7
														1484,49	344,23	540 32/
ВУ2	25	85,887	470 18/		1000	441,1	825,12	57,08	97,57	21	44,79	29	69,907
														907,96	954,34	70 30/
КТ	34	36,767
?			1250 27/			928,36	1641,677	215,043						3651,81	2212,8

 4. Проектирование продольного профиля

4.1. Определение руководящих отметок

Наименьшее возвышение поверхности покрытия над уровнем поверхности земли для участка 2-го типа местности по условиям увлажнения во 2-ой дорожно-климатической зоне при типе грунтов в виде суглинков принято по данным табл. 1.9 равным Н(2) = 1,6 м.

Наименьшее возвышение поверхности покрытия над уровнем грунтовых вод для участков дороги в 3-м типе местности по условиям увлажнения составляет 2,2 м (см. табл. 1.9), то есть равен уровню грунтовых вод, который по заданию составляет 2,2 м. Поэтому возвышение поверхности покрытия для 3-го типа местности по условиям назначается Н(3) = Н(2) = 1,6 м.

Наименьшее возвышение поверхности покрытия в местах устройства водопропускных труб:

Н(тр) = d + t + z = 1,5 + 0,15 + 0,5 = 2,15 (м)

где, d - отверстие водопропускной трубы, которое конструктивно принято равным 1,5 м; t - толщина стенки водопропускной трубы, принятая равной 0,15 м;

z - минимальная толщина грунта и дорожной одежды для предохранения водопропускной трубы от воздействия нагрузок транспортных средств, которая назначается равной 0,50 м.

Наименьшее возвышение поверхности покрытия из условия незаносимости дороги снегом:

Н(сн) = h(cн ) + h(z) = 0,3 + 0,6 = 0,9 (м)

где h(cн) - расчетный уровень снегового покрова, принятый для условий Сахалинской области (см. табл. 1.16) равным 1,1 м; h(z) - возвышение бровки насыпи над расчетным уровнем снегового покрова, которое принято по данным табл. 1.10 для 3-й категории автомобильной дороги равным 0,6 м.

Так как наименьшее возвышение поверхности покрытия из условия снегонезаносимости дороги больше этой же величины по условиям уплотнения земляного полотна, в качестве расчетного наименьшего возвышения поверхности покрытия для 2-го и 3-го типов местности по условиям увлажнения принимается руководящая отметка, равная 1,6 м.

4.2. Определение отметок поверхности земли по оси трассы.

Отметки поверхности земли по оси трассы определены для участка автомобильной дороги ПК0…ПК30.Отметки пикетов и плюсовых точек трассы относительно горизонталей определялись графическим путем непосредственного измерения на плане трассы и вычислялись по формуле линейной интерполяции:

Н = Н(min) + (x / L)*dh,

где, Н(min) - отметка нижней горизонтали, м; х - расстояние от нижней горизонтали до пикета (плюсовой точки); L - расстояние между горизонталями по линии наибольшего ската; dh - высота сечения горизонтали, которая для плана трассы равна 2,5 м.

Результаты измерений расстояний по плану трассы и вычисления отметок земли по оси трассы приведены в табл. 2.5, в которой превышение точки относительно нижней горизонтали определяется так:

h = 2,5* x / L.

Таблица 2.5. Отметки земли по оси трассы.

ПК +	Х, мм	L, мм	h, м	H(min), м	H, м
0	3	6	'1,25	197,5	199
1	1	6	0,42	197,5	197,92
2	24	28	2,14	195	197,14
3	38	44	2,159	195	197,159
4	46	59	1,949	195	196,949
5	55,5	75	1,85	195	196,85
6	65	80	2,03	195	197,03
7	74,5	82	2,2	195	197,2
7+72,1	82	84	2,44	195	197,44
8	-	-	-	-	197,5
9	9	52	0,432	197,5	197,932
10	19	41	1,158	197,5	121,25
11	30	43	1,744	197,5	199,244
12	-	-	-	-	200
13	4	17	0,588	200	200,588
14	14	16	2,188	200	202,188
15	2	4	1,25	205	206,25
15 +88,7	2	4	1,25	205	204,3
16	16	22	1,8	202,5	204,3
17	1	4	0,625	205	205,625
18	2	4	1,25	207,5	208,75
19	2	3	1,67	207,5	209,15
20	1	6	0,42	207,5	207,92
21	6	36	0,42	207,5	207,92
21+44,79	16	36	1,1	207,5	208,6
22	20	36	1,39	207,5	208,89
23	30	36	2,083	207,5	209,583
24	5	13	0,96	210	210,96
25	2	34	0,147	212,5	212,647
26	6	34	0,44	212,5	212,94
27	21	36	1,46	212,5	213,96
28	-	-	-	-	215
29	9	39	0,58	215	215,58
29+69	14	39	0,9	215	215,09
30	20	39	1,28	215	216,28
31	30	39	1,92	215	216,92
32	2	7	0,714	217,5	218,214
33	2	4	1,25	220	221,25
34	1	4	0,625	220	220,625
34+36,76	-	-	-	-	220

4.3. Проектная линия продольного профиля.

По данным табл. 2.5.построен продольный профиль поверхности земли по оси трассы, который приведен в приложении Б. По условиям увлажнения на всем протяжении трассы принят 1-й тип местности по увлажнению (ПК 0+00…ПК 20+00)

Ломаная линия продольного профиля на участке ПК 0+00…ПК 4+00 проложена в насыпи с отрицательным продольным уклоном 6‰(спуск). На участке с ПК 4+00…ПК13+00 линия продольного профиля имеет положительный уклон 5‰. На участке с ПК13+00…ПК16+00 уклон продольной линии положителен и равен 15‰. На участке с ПК 16+00…ПК 20+00 продольная линия проложена в насыпи с положительным продольным уклоном 9‰.

4.4. Определение отметок по ломаной линии продольного профиля.

На пикете 0 отметка по ломанной линии продольного профиля принята равной 201,5 м. Первый участок ломанной линии имеет отрицательный продольный уклон 6 ‰ (спуск) и протяженность 400 м.

Вычисление отметок ломанной линии продольного профиля на 1-ом участке:

Н(ПК_i+1) = H(ПК_i-1) - i_уч*L

H(ПК1) = Н(ПК0) - i1*L = 201,5-0,6*100 = 200,9м;

Н(ПК2) =200,9 - 0,6 = 200,3м;

Н(ПК3) =200,3- 0,6 = 199,7м;

Н(ПК4) = 199,7- 0,6 = 199,1м;

Проверка:

Н(ПК4) = Н(ПК0) - i1*L = 201,5- 0,006*400 = 199,1м.

Вычисление отметок ломанной линии продольного профиля на 2-ом участке, который имеет продольный уклон +5‰(подъем) и протяженность 900м:

Н(ПК5) = 199+ 0,5 = 199,5м;

Н(ПК6) = 199,5+ 0,5 = 200,0м;

Н(ПК7) = 200,0 + 0,5= 200,5м;

Н(ПК8) = 200,5+ 0,5 = 201,0м;

Н(ПК9) = 201,0+ 0,5 = 201,5 м;

Н(ПК10) = 201,5+0,5=202,0м

Н(ПК11) =202,0+0,5 = 202,5м

Н(ПК12) = 202,5+0,5=203,0м

Н(ПК13) = 203,0+0,5=203,5м

Проверка:

Н(ПК13) = 199,0+0,005*900=203,5м

Вычисление отметок ломанной линии продольного профиля на 3-ом участке, который имеет продольный уклон 15‰ (подъем) и протяженность 300 м:

Н(ПК14) = 203,5+1,5=205,0м

Н(ПК15) = 205,0+1,5=206,5м

Н(ПК16) =206,5+1,5=208,0м

Проверка:H(ПК16)=203,5+0,015*300=208,0

Вычисление отметок ломанной линии продольного профиля на 4-ом участке, который имеет продольный уклон 9‰ (подъем) и протяженность 400м

Н(ПК17) = 208,0+0,9=208,9м

Н(ПК18) =208,9+0,9=209,8м

Н(ПК19) =209,8+0,9=210,7м

Н(ПК20) =210,7+0,9=211,6м

Проверка: Н(ПК19)=208,0+0,009*400=211,6м

4.5. Расчет вертикальной кривой на ПК10 + 00

Исходные данные для расчета:

Пикетажное положение вершины вертикального угла: L(BBУ) = 1300,00 м

Радиус вогнутой вертикальной кривой: R = 5000 м

Продольный уклон в начале кривой: i2 = 15‰ = 0.015

Продольный уклон в конце кривой: i3 =9 ‰ = 0.009

Отметки по ломаной линии продольного профиля:

- вершина вертикального угла Н_т (ВВУ) = Н_т(ПК10) = 203,50 м

- пикет 12 Н_т(ПК12) = 203,0м

- пикет 14 Н_т(ПК14) = 205,0 м.

Расчет элементов вертикальной кривой

Кривая вертикальной кривой:

К = R*|i1 - i2| =5000*|0.015 +0.009| = 100 м.

Тангенс вертикальной кривой:

Т = К/2 = 100 / 2 = 50 м.

Биссектриса вертикальной кривой:

Б = Т²/ (2*R) = 50²/ (5000*2) = 0.25

Определение пикетажных положений

Пикетажное положение начала вертикальной кривой:

L(НВК) = L(ВВУ) - Т = 1300 - 50 = 1250,0 м

или ПК12 + 5,0.

Пикетажное положение конца вертикальной кривой:

L(КВК) = L(ВВУ) +Т = 1300 + 50,0 = 1350,0 м

или ПК13 + 50,0

Определение отметок на вертикальной кривой:

Отметка начала вертикальной кривой:

Н(НВК) = Н(ВВУ) + i1*Т = 122,45 - 0,012*97,5 = 123,62 м.

Отметка конца вертикальной кривой:

Н(КВК) = Н(ВВУ) + i2*Т = 122,45 + 0,001*97,5 = 122,54 м.

Расстояние от начала вертикальной кривой до ПК9+00:

Х1 = L(ПК9) - L(НВК) = 1000 - 902,5 = 97,5 м.

Отметка ПК9+00 на вертикальной кривой:

Н_к(ПК9) = Н_т(ПК9) + Х1²/(2*R) = 121,25 + 97,5²/30000 = 121,56 м.

Отметка ПК6+00 на вертикальной кривой:

Н_к(ПК10) = Н_т(ПК10) + Б = 121,76 + 0,31 = 122,76 м.

Расстояние от конца вертикальной кривой до ПК11+00:

Х2 = L(КВК) - L(ПК11) = 1097,5 - 1000 = 97,5 м.

Отметка ПК7+00 на вертикальной кривой:

Н_к(ПК11) = Н_т(ПК11) + Х2²/(2*R) = 122,35 + 97,5²/30000 = 122,66 м.

5. Проектирование поперечного профиля земляного полотна.

5.1. Типы поперечных профилей земляного полотна

Анализ грунтового профиля (прил. Б) показывает, что его верхняя часть сложена суглинками, поэтому для возведения земляного полотна в насыпях в качестве грунта принят суглинок. Участок трассы проходит в нестесненных условиях по неплодородным землям, поэтому возможно возведение насыпи из грунта боковых резервов. Рекомендации типовых проектных решений земляного полотна учтены при назначении следующих типов поперечных профилей земляного полотна:

· при высоте насыпи до 3-х метров применяется тип 1 с коэффициентом заложения внутреннего откоса 1:4 и внешнего откоса резерва 1:5 на участках ПК + ПК + , ПК + ПК + ;

· при высоте насыпи до 2-х метров применяется тип 2 на участках ПК0+00 ПК + , ПК + ПК + , ПК + ПК + ;

· при высоте насыпи до 6-ти метров с коэффициентом заложения внутреннего откоса 1:1,5 на участках у водопропускных труб ПК + ПК + ПК + ПК +

5.2. Расчет поперечного профиля земляного полотна на ПК20+00.

5.2.1. Исходные данные для проектирования.

В связи с тем ,что выбор типа поперечного сечения земляного полотна зависит от косогорности местности в поперечном к трассе направлении, предварительно необходимо произвести ее оценку.

Расстояние между горизонталями на ПК20+00 в поперечном к трассе направлении составляет L = 75 метров в масштабе плана трассы. Сечение горизонталей для плана трассы dh равно 2,5 метра.

Тогда поперечный уклон местности равен:

iм = dh/L = 2,5/75 = 0,033 или 33‰.

Коэффициент заложения поперечного уклона местности равен:

m = 1/iм = 1/0,033 = 30,3

Так как коэффициент заложения поперечного уклона местности более 10, косогорность местности при выборе типа поперечного профиля земляного полотна не учитывается.

Для расчета геометрических параметров поперечного профиля земляного полотна на ПК20+00 приняты следующие исходные данные:

· тип поперечного профиля земляного полотна - 1

· грунт земляного полотна - суглинок

· коэффициент заложения внутреннего откоса - m = 4

· коэффициент заложения внешнего откоса - n = 5

· проектная отметка по оси дороги - Н_оп = 210,85 м

· отметка поверхности земли по оси трассы - Н_пз = 118,50

· рабочая отметка - 2,35 м

· ширина проезжей части - В = 7,00 м

· ширина обочины - с = 2,50 м

· ширина укрепленной полосы обочины - 0,50 м

· поперечный уклон проезжей части - iпч = 20‰

· поперечный уклон обочины - iоб = 40‰

· поперечный уклон поверхности земляного полотна - i_зп = 30 ‰

· толщина дорожной одежды - hдо = 0,60 м

· толщина растительного слоя ( по заданию ) - hрс = 0,15 м

Возведение насыпи производится из боковых резервов, глубина которых назначена hк = 1,4 м.

5.2.2. Определение геометрических параметров поперечного профиля земляного полотна.

Технологически покрытие проезжей части и укрепительной полосы обочины устраивается совместно, поэтому поперечные уклоны проезжей части и укрепительной полосы приняты одинаковыми и равными iпч.

Отметка по кромке укрепительной полосы равна:

Нкрп = Ноп - iпч*[ (В/2) + Lк ] = 120,85 - 0,020*[ (7/2) + 0,5 ] = 120,77м.

Отметка бровки обочины:

Ноб = Нкрп - iоб*( с - Lк ) = 120,77 - 0,040*(2,5 - 0,5) = 120,69 м.

Отметка земляного полотна по оси дороги:

Ноз = Ноп - hдо = 120,85 - 0,6 = 120,85 м.

Отметка бровки Нбз и величина уширения d земляного полотна определяются из совместного решения двух уравнений: вычисление отметки Нбз по внутреннему откосу от отметки бровки обочины Ноб и вычисление отметки Нбз от отметки земляного полотна на оси дороги Ноз по уклону поверхности земляного полотна iзп.

Величина уширения земляного полотна:

d = [Ноб - Ноз + iзп*( с + В/2) ]/ [(1/m) - iзп] = [120,69 - 120,25 + 0,03*( 2,5 + 7/2) ]/ [(1/4) - 0,03 ] = 2,81 м.

Ширина земляного полотна поверху:

Lзп = В + 2*( с + d ) = 7,00 + 2*( 2,50 + 2,81 ) = 17,62 м.

Отметка бровки земляного полотна:

Нбз = Ноз - iзп* ( Lзп/2 ) = 120,25 - 0,03*( 17,62/2 ) = 119,98 м.

Ширина земляного полотна понизу:

Lзпн = Lзп + 2*m*( Нбз - Нпз ) = 17,62+ 2*4*( 119,98 - 118,50 ) = 29,46 м.

5.2.3. Расчет геометрических параметров резерва.

Площадь половины земляного полотна с учетом снятия растительного слоя:

fн = {[( Нбз - Нпз ) + (Ноз - Нпз )]/2}*( Lзп/2 ) + hрс* Lзпн*0,5 + 0,5*m*( Нбз - Нпз )² = {[(119,98 - 118,50 ) + 120,25 - 118,50 )]/2}*( 17,62/2 ) + 0,20*29,46*0,50 +0,50*4*(119,98 - 118,50 )² = 21,55 м².

Отметка дна резерва у внутреннего откоса насыпи:

Ндк = Нпз - hр = 118,50 - 1,4 = 117,1 м.

Отметка дна резерва у внешнего откоса:

Ндкв = Ндк = 116,84 м.

Ширина резерва поверху:

Lрв = hк*( m + n ) + Lpн = 1,4*( 4 + 5 ) + 12,55= 12,7 м.

Заложение внешнего откоса:

Lок = hк* n = 1,4*5 = 7 м.

5.2.4. Определение ширины полосы отвода.

Горизонтальное проложение внутреннего откоса насыпи:

Lот = ( Ноб - Ндк )*m = ( 120,69 - 117,1 )*4 = 14,36 м.

Горизонтальное проложение внешнего откоса:

Lок = hк* n = 1,4*5 = 7,00 м.

Ширина полосы постоянного отвода земли:

Lпо = В + 2*( с + Lот + 1,00 ) = 7 + 2*( 2,5 + 14,36 + 1,00 ) = 42,72 м.

Ширина полос временного отвода земли с каждой стороны от границы полосы постоянного отвода:

Lво = Lpн + hр* n + 1,00 = 12,55+1,4*5 + 1,00 = 20,55 м.

5.2.5. Расчет площадей поперечного сечения.

Площадь снимаемого слоя растительного грунта:

Fсн = ( 2* Lрв + Lзпн )* hрс = ( 2*12,7 + 29,46 )*0,2 = 10,97 м².

Площадь насыпи земляного полотна:

Fн = 2*fн = 2*21,55 = 43,1 м².

Площадь выемки:

Fн = 2*fн = 2*21,55 = 43,1 м².

Заключение.

В результате выполнения курсовой работы по проектированию участка автомобильной дороги Хабаровск - Владивосток 3-й категории в Хабаровском крае разработаны основные проектные документы: план трассы, продольный профиль и поперечный профиль земляного полотна, которые характеризуются следующими техническими показателями:

1. Протяженность трассы - 3198,43 м.

2. Коэффициент развития трассы - 1,07

3. Запроектировано две кривые в плане с радиусами 600 и 600 метров.

4. Протяженность кривых в плане составляет 985,63 м.

5. Продольный профиль запроектирован в насыпях по обертывающей, за исключением отдельного участка.

6. Максимальный продольный уклон - 44‰.

7. Минимальные радиусы вертикальных кривых: вогнутой - 15000 м, выпуклых - 15000 и 16000 м.

8. В пределах участка трассы запроектированы по типовым проектным решениям 1-й, 2-й, 3-й и 10-й типы поперечных профилей.

9. Детально запроектирован поперечный профиль земляного полотна на ПК20+00, для которого рассчитаны геометрические параметры, определены площади поперечного сечения и рассчитаны ширины постоянного и временного отводов земли.

Библиографический список.

1. СНиП 2.05.02-85. Автомобильные дороги. - М.: Госстрой СССР, ЦИТП Госстроя СССР, 1986.-56с.

2. ГОСТ 21.101-97. СПДС. Основные требования к проектной и рабочей документации. - М.: ГП ЦНС Госстроя России, 1998.-41 с.

3. ГОСТ Р 21.1701-97. Правила выполнения рабочей документации автомобильных дорог. - М.: ГПЦНС Госстроя России, 1997.-31с.

4. ГОСТ Р 21.1207-97. СПДС. Условные графические обозначения на чертежах автомобильных дорог. - М.: ГУП ЦПП Госстроя России, 1997.-26 с.

5. Земляное полотно автомобильных дорог общего пользования: Типовые материала для проектирования .-М.: ГПИ Союздорпроект, 1987.-55с.

6. Проектирование автомобильных дорог: Справочник инженера-дорожника/Под ред. Г.А. Федотова. - М.: Транспорт, 1989.-437 с.

7. Бабков В.Ф. , Андреев О.В. Проектирование автомобильных дорог. Ч1. - М.: Транспорт, 1987.-368 с.

8. Расчет элементов круговых кривых /Сост. Ю.С.Глибовицкий, В.В. Лопашук. - Хабаровск.: Хабар.политехн. ин-т,1986.-20с.

9. Вычисление направлений по трассе / Сост. Ю.С. Глибовицкий, В.В. Лопашук. - Хабаровск: Хабар. Политехн. Ин-т, 1987.-24 с.

10. Расчет элементов плана трассы / Сост. В.В. Лопашук ,Ю.С. Глибовицкий. - Хабаровск: Хабар.политехн. ин-т, 1988.-20 с.