Основы проектирования автомобильной дороги

П - повторяемость ветра, %

? - скорость ветра, м/с

Рисунок 1. Роза ветров холодного периода года

Рисунок 2. Роза ветров теплого периода года

Рисунок 3. Общегодовая роза ветров

4. Проектирование плана трассы

Предложим вариант трассы участка дороги на карте в горизонталях. Масштаб карты 1:10000, т.е. в 1 см - 100 м. Необходимо проложить вариант участка между пунктами А и Б.

Порядок выполнения.

1. Соединим точки А и Б мысленно воздушной линией, а на плане прокладываем ломаную линию, соединяющую эти точки. Пытаемся обойти сложные участки рельефа: большой уклон, овраги, болота, а также используемые территории: кладбища, луга, леса, родники.

2. Используя первую прокладку трассы, пытаемся вписать кривую в плане на переломе линии. Трасса вписывается в рельеф местности за счет кривых, огибая возвышенные элементы или опоясывая участки.

3. Назначаем углы поворота трассы, измеряем внешний угол и строим кривую.

Контроль: Д = 2Т - К = 2 * 155,504 - 307,176 = 3,832

Т - тангенс угла

К - длина кривой

Д - домер

Б - биссектриса

Масштаб карты, на которой проектируется трасса 1:10000, сечения горизонталей проходят через 2,5 м, дорога относится ко второй категории.

Начальный участок трассы идет от лесничества и поднимается на возвышенность. На участке между 6 и 7 пикетами следует поворот дороги, на пикетах 15 и 18 трасса проходит поблизости с оврагами.

Так как данная проектируемая трасса проходит в горной местности, мы не можем вписать большие радиусы кривых в план, потому что данная местность не позволяет этого сделать.

С учетом требований безопасности и удобства движения принимаем наименьшие радиусы кривых, равные 800 м из СНиПа. После этого для данного варианта составляем план трассы (см. карту), затем выписываем из таблиц Митина элементы закругления, определяем положения начала и конца кривой.

Основные элементы закруглений с переходными кривыми, необходимые для разбивочных работ определяем по следующим формулам:

пкНК = пкВУП - Т = пк6+50 - 155,504 = пк4+94,496

пкСК = пкНК + К / 2 = пк4+94,496 + 307,176 / 2 = пк6+48,084

пкКК = пкНК + К = пк4+94,496 + 307,176 = пк8+1,672

5. Проектирование продольного профиля дороги

Продольным профилем автомобильной дороги называют развернутую в плоскости чертежа проекцию оси дороги на вертикальную плоскость, изображенную в уменьшенном масштабе. Продольный профиль показывает линию фактической поверхности земли и линию проектируемой поверхности дорожного покрытия по оси дороги, линию ординат от точек переломов фактической поверхности земли и точек сопряжения элементов проектной линии продольного профиля.

Определяем отметки поверхности земли методом интерполяции.

ПК0 - 150,2 м

ПК1 - 153,3 м

ПК2 - 153,75 м

ПК3 - 156,5 м

ПК4 - 159,2 м

ПК5 - 163,75 м

ПК6 - 167,5 м

ПК7 - 169,58 м

ПК8 - 164 м

ПК9 - 173,75 м

ПК10 - 186,25 м

ПК11 - 196,67 м

ПК12 - 203,25 м

ПК13 - 208,18 м

ПК14 - 205,5 м

ПК15 - 201,75 м

ПК16 - 201,79 м

ПК17 - 201,15 м

ПК18 - 198,33 м

ПК19 - 201,43 м

ПК20 - 203,75 м

ПК21 - 204,4 м

При проектировании продольного профиля СНиП устанавливает:

а) минимальное возвышение бровки земельного полотна над поверхностью грунтовых и долгостоящих вод (см. таблицу 7.2.1);

б) из условий снегозаносимости и категории дороги, п.7.3.11;

в) соответствующие возвышения бровки земельного полотна с учетом ширины обочины поперечного уклона и толщины дорожной одежды:

Н_нас = Н - (b / 2 * i_пр + О_об * i_об)

b - ширина проезжей части

i_пр - поперечный уклон проезжей части

О_об - ширина обочины

i_об - поперечный уклон обочины;

г) возвышение дорожной одежды или бровки земельного полотна над трубой, как правило, больше или равно 0,5 м; труба устанавливается при необходимости отвода вод на пониженных участках;

д) необходимость нанесения контрольных точек в местах пересечения с другими путями сообщения (железная дорога, автодорога), мостами и т.д.

Определив высотное положение контрольных точек намечаем в черне проектную линию. В данном проекте контрольными точками служат еще и начало-конец участка трассы.

При определении высоты насыпи из условий а) и б) в проекте принимается максимальное.

Расчеты для курсового проекта

а) Н = 1,3 м - возвышение поверхности покрытия

б) возвышение бровки ?h = 0,5

Н_нас = 0,58 + 0,5 = 1,08 м

в) Н_нас = 1,3 - (7,5 / 2 * 0,035 + 3,75 * 0,045) = 1,3 - 0,3 = 1 м

Принимаем максимальное значение, следовательно контрольная точка насыпи

Н_нас = 1,08 м.

Проверка вертикальных кривых

ПК16: i₁ - i₂ = 0,013 = 13 ‰

6. Проектирование дорожной одежды

В данном курсовом проекте проектируем дорожную одежду при следующих данных:

- автодорога II категории, расположенная в IV климатической зоне;

- заданный срок службы дорожной одежды 15-17 лет;

- интенсивность движения составляет 3120 авт/сут, коэффициент изменения интенсивности движения q=1,02;

- грунт рабочего слоя земляного полотна - суглинок тяжелый;

- местность по условиям увлажнения - 1-й тип местности (поверхностный сток обеспечен, грунтовые воды не влияют на увлажнение толщи, почвы - черноземы, темно-каштановые почвы);

- тип дорожной одежды - капитальный, вид покрытия - усовершенствованное, материал покрытия - из горячих асфальтобетонных смесей.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 4. Дорожная одежда капитального типа

1 - плотный или высокоплотный мелкозернистый асфальтобетон I-II марки, минимальная толщина слоя - 4 см

2 - крупнозернистый пористый асфальтобетон или дегтебетон, минимальная толщина слоя - 6 см

3 - щебеночная смесь или фракционный щебень, обработанные битумом, битумной эмульсией, цементом, комплексными вяжущими или активной золой уноса, минимальная толщина слоя - 8 см

4 - шлакоминеральные материалы, минимальная толщина слоя - 10 см

Рассчитаем приведенную интенсивность движения (только с учетом грузовых автомобилей):

N_пр = f_пол * ?N_mсут * S_mсут

S_mсут - суммарный коэффициент приведения

f_пол - коэффициент полосности, для 2-х полосного движения равен 0,55

N_пр = 0,55 * (51,1 + 652,54 + 853,2) = 856,26

Вычисляем суммарное количество предложенной расчетной нагрузки:

n_p - расчетное количество дней в году (365 дней)

Т - расчетный срок службы

Определяем требуемый модуль упругости для расчета дорожной одежды на прочность

Е_mр = 120 + 74 * (log ?N_p - 4,5)

Е_mр = 120 + 74 * (log 5825416 - 4,5) = 287,24 МПа

Е_общ = Ер = Е_mр * К_пр

К_пр - коэффициент прочности

Е_общ = 287,24 * 1 = 287,24 МПа

Определяем расчетную влажность грунта рабочего слоя:

При заданном уровне надежности К_н = 0,95, коэффициент нормированного отклонения будет равен t = 1,71. = 0,6.

W_p = 0,6 • (1 + 0,1 • 1,71) = 0,7W

Расчет толщины дорожной одежды.

Так как в назначенной дорожной одежде известна толщина всех конструктивных слоев, за исключением щебеночной смеси, расчет по допустимому упругому прогибу заключается в определении такой толщины этого слоя, которой будет соответствовать общий модуль упругости дорожной одежды, равный требуемому модулю Е_тр = 287,24 МПа.

Значения определяем с использованием номограммы расчета дорожных одежд. Для нахождения Е_общ расчет выполняем снизу вверх.

Е₁ = Е_шл = 450 МПа; h = 10 см

Е₂ = Е_гр = 41 МПа

Рассчитаем Е₂/Е₁ и h/D:

Е₂/Е₁ = 41/450 = 0,09

h/D = 10/33 = 0,3

При помощи номограммы определяем

Е_общ/Е₁ = 0,15

Отсюда получаем общий модуль упругости на поверхности шлакоминерального слоя.

Далее выполняем расчет сверху вниз, принимая последовательно для каждого слоя модуль упругости на его поверхности.

Для асфальтобетона верхнего слоя:

Е_общ = Е_тр = 287,24 МПа; Е₁ = Е_ав = 4400 МПа; h = 4 см.

Рассчитываем

Е_общ/Е₁ = 287,24/2400 = 0,11; h/D = 4/33 = 0,12

Находим по номограмме

Е₂/Е₁ = 0,08

Е₂ = 0,08 • 2400 = 192 МПа

Для крупнозернистого асфальтобетона:

Е_общ = Е_тр = 192 МПа; Е₁ = 1900 МПа; h = 6 см

Рассчитываем

Е_общ/Е₁ = 192/1900 = 0,1; h/D = 6/33 = 0,18

Находим по номограмме

Е₂/Е₁ = 0,07

Е₂ = 0,07 • 1900 = 133 МПа

Для определения толщины слоя щебеночной смеси принимаем:

Е_общ = 133 МПа; Е₁ = 450 МПа; Е₂ = 67,5 МПа.

Определяем отношения

Е_общ/Е₁ = 133/450 = 0,29

Е₂/Е₁ = 67,5/450 = 0,15

h/D = 0,47

По найденным значениям определяем толщину слоя:

h = 0,47 • 33 = 15,51 см ? 16 см

7. Оценка транспортно-эксплуатационных качеств дороги

Оценка степени обеспечения безопасности движения.

Степень опасности участков дороги характеризуют итоговым коэффициентом аварийности, вычисленным как произведение частных коэффициентов, учитывающих влияние отдельных элементов плана и профиля

К_ит = К₁ • К₂ • … • К₁₄

К₁, К₂, …, К₁₄ - коэффициенты, представляющие собой отношение количества происшествий при том или ином значении элемента плана или профиля к количеству происшествий на эталонном прямом горизонтальном участке дороги с проезжей частью шириной 7,5 м и с твердыми широкими обочинами.

Результаты определения коэффициентов аварийности оформляем в виде линейного графика. Для его построения анализируем план и профиль дороги по каждому из показателей и выписываем значение соответствующего частного коэффициента аварийности. Перемножение по вертикали для каждого участка всех коэффициентов дает итоговый коэффициент аварийности.

Список использованной литературы

1. Бабков В.Ф., Андреев О.В. Проектирование автомобильных дорог. Часть I. - М.: Транспорт, 1987 - 386 с.

2. Бабков В.Ф., Андреев О.В. Проектирование автомобильных дорог. Часть II. - М.: Транспорт, 1987 - 406 с.

3. Митин Н.А. Таблицы для разбивки горизонтальных и вертикальных круговых кривых и закруглений с переходными кривыми на автомобильных дорогах. М.:Транспорт,1983 - 292с.

4. Красильщиков И.М., Елизаров Л.В. Проектирование автомобильных дорог. - М.: Транспорт, 1986 - 215 с.

5. СНиП РК 3.03-09-2006 «Автомобильные дороги».

6. СНиП РК 2.04-01-2001 «Строительная климатология».

7. СН РК 3.03.19-2003 «Проектирование дорожных одежд нежесткого типа».

Размещено на Allbest.ru