Проектирование автомобильной дороги

Размещено на http://www.allbest.ru/

"Основы проектирования автомобильной дороги"

скорость автомобиль видимость дорога



1. Краткая характеристика района проектирования

1.1 Природно - климатические условия района проектирования

Воронежская область расположена в центральной полосе европейской части России. Граничит: на юге -- с Украиной и Ростовской областью, на западе -- с Белгородской областью, на северо-западе -- с Курской, на севере -- с Липецкой областью, Тамбовской областями, на северо-востоке -- с Волгоградской областью. Площадь территории области -- 52,2 тыс. кмІ, что составляет около трети площади всего Черноземья. Протяженность области с севера на юг -- 277,5 км и с запада на восток -- 352 км.

Территория Воронежской области больше территории таких Европейских стран как -- Дания (43 098 кмІ), Нидерланды (41 526 кмІ), Швейцария (41 284 кмІ), Бельгия (32 545 кмІ).

Воронежская область находится в часовом поясе, обозначаемом по международному стандарту как Moscow Time Zone (MSK/MSD). Смещение относительно UTC составляет +3:00 (MSK, зимнее время) / +4:00 (MSD, летнее время), так как в этом часовом поясе действует переход на летнее время. Воронежское время отличается от поясного времени на один час, так как на территории России действует декретное время.

Климат на территории области -- умеренно-континентальный со среднегодовой температурой от +5,0 °C на севере области до +6,5 °C на юге. Вегетационный период около 185 дней на севере и около 200 дней на юге.

На территории области расположено 738 озёр и 2408 прудов, протекает 1343 реки длиной более 10 км. Главная река -- Дон, 530 из своих 1870 км протекает по территории области, образуя бассейн площадью 422 000 кмІ. Воронежская область расположена на Среднерусской возвышенности, восточная часть - на Окско-Донской равнине, в верховьях бассейна реки Дон и ее притоков (Хопер, Битюг), и занимает площадь 52,6 тыс. кв. км., в том числе площадь сельхозугодий - 39,3 тыс. кв. км, площадь пашни - 30,87 тыс. кв. км. Реки - Дон с притоками Ведуга, Тихая Сосна, Чёрная Калитва, Воронеж, Битюг и др. На востоке - Хопёр.

На западе - склоны Среднерусской возвышенности, представляющие сильно расчленённую равнину (высота до 268 м) с густой сетью оврагов и балок. На востоке - Калачская возвышенность. Воронежская область расположена в лесостепной и степной зонах.

Почвы - чернозёмы выщелоченные и типичные на севере, чернозёмы обыкновенные на юге. В поймах рек аллювиальные луговые, в балках и оврагах - лугово-чернозёмные. Леса (основные породы - дуб, сосна, клён) приурочены к долинам рек и занимают 8% территории. Распахано 70% территории области. Природный ландшафт области характеризуется крупными лесными массивами (в основном дубравы и сосновые боры), многие из которых объявлены заповедными, сохранились участки коренных степей. На территории области находятся Воронежский и Хоперский заповедники. Основным по значению ресурсом области являются обыкновенные, а также мощные и тучные чернозёмы, занимающие основную часть территории региона. Месторождения стройматериалов. Минерально-сырьевая база Воронежской области представлена месторождениями нерудного сырья, в основном строительными материалами (пески, глины, мел, граниты, цементное сырье, охра, известняк, песчаник) особенно в западных и южных районах региона. На территории Семилукского, Хохольского и Нижнедевицкого районов области имеются запасы фосфоритов. Область обладает практически неограниченными запасами мела.



1.2 Социально - экономическая характеристика района проектирования

Число административно-территориальных единиц: административных районов - 32, городов - 15, в том числе областного подчинения - 7, поселков городского типа -22, сельских администраций - 491.

Центр - г. Воронеж. Год образования - 1177. Расстояние от Москвы до Воронежа - 587 км.

По данным 1 апреля 2009 года органами службы занятости Воронежской области зарегистрировано 32 403 безработных. Уровень безработицы в области -- 2,9 %. Область входит в состав Центральночерноземного экономического района и является наиболее крупной по территории областью Центрального Черноземья.

Отраслевая специализация - машиностроение и металлообработка (производство самолетов, станков, сельскохозяйственных машин, экскаваторов, радиотехническое производство); химическая (производство синтетического каучука, шин, фармацевтических препаратов и др.); пищевая, легкая промышленность, производство стройматериалов. В области расположена Нововоронежская АЭС

По структуре хозяйства Воронежская область индустриально-аграрная. В составе промышленности преобладают машиностроение, электроэнергетика, химическая индустрия и отрасли по переработке сельскохозяйственного сырья. На них приходится 4/5 общего объема выпускаемой промышленной продукции. Отраслью специализации региона является пищевая промышленность (27 %), второе место занимают машиностроение и металлообработка (23 %), третье место -- электроэнергетика (18 %).

Промышленность области специализируется на производстве станков, экскаваторов, металлических мостовых конструкций, кузнечно-прессового и горно-обогатительного оборудования, электронной техники (в том числе телевизоров), пассажирских самолетов-аэробусов, синтетического каучука и шин, огнеупорных изделий, сахара-песка, маслобойно-жировой и мясной продукции.

На базе разведанного минерального сырья в Воронежской области работает ряд предприятий, ^[6], наиболее крупными из которых являются ОАО «Павловскгранит», ОАО «Воронежское рудоуправление», Семилукский и Воронежский комбинаты стройматериалов, ОАО «Подгоренский цементник», ЗАО «Копанищенский комбинат стройматериалов», «Журавский охровый завод» и другие. В области идет освоение минеральных подземных вод.

В состав Воронежской городской агломерации входят города Нововоронеж (АЭС), Семилуки (завод огнеупоров), поселок городского типа Рамонь.

Борисоглебск (66,3 тыс. жителей) -- второй по величине город области. Его промышленность специализируется на производстве химического оборудования и переработке сельскохозяйственной продукции. Имеется крупное производство чулочно-трикотажных изделий.

Россошь (64,1 тыс. жителей) известна производством химических удобрений, электроаппаратуры, переработкой сельскохозяйственной продукции.

С 2006 года на территории Воронежской области существуют 534 муниципальных образования, в том числе 3 городских округа, 31 муниципальный район, 29 городских поселений, 471 сельское поселение.

· Численность населения Воронежской области по состоянию на 1 января 2008 года составила 2 280,4 тыс.чел. В том числе городское население -- 1 436,3 тыс.чел. (63 %), сельское население -- 844,1 тыс.чел. (37 %).

· Население Воронежской области превосходит -- 56 стран (139 место), сопоставимо с населением такой страны как Латвия (2 231 503 чел).

· Население городского округа -- город Воронеж -- 920,9 тыс.чел. (2007), в том числе городское -- 883,6 тыс.чел. (95,9 %), сельское -- 37,3 тыс.чел. (4,1 %). В том числе население города Воронежа -- 840,7 тыс.чел.

· По данным Федеральной службы государственной статистики на 1 января 2007 года численность населения Воронежской области составила 2 294,6 тыс.человек, что на 19 тыс.человек, или на 0.8 процента ниже соответствующей даты предыдущего года. С 1989 года демографическая ситуация в Воронежской области характеризуется устойчивым процессом естественной убыли населения.

Таблица 1.1 Основные технические характеристики автомобиля КамАЗа 5320

№	Технико-эксплуатационные параметры	Условные обозначения	КамАЗ
1.	Полная масса а/м, кг	Ga	15025
2.	Масса, приходящаяся на заднюю ось автомобиля с полной нагрузкой, кг	Gсц	10895
3.	Габариты автомобиля: · высота , мм · ширина, мм · длинна, мм	H B l	2630 2500 7435
4.	Поперечная база а/м, мм	c	2010
5.	Максимальная скорость, км/ч	V	75
6.	Максимальная мощность, л.с.	N	210
7.	Число оборотов коленчатого вала при максимальной нагрузке, об / мин	n	2600
8.	Максимальный крутящий момент, кгс*м	M	65
9.	Передаточные числа коробки передач: 1	i1	7,82
	2	i2	4,03
	3	i3	2,5
	4	i4	1,53
	5	I5	1
	главной передачи	i0	6,53
10.	Радиус качения колеса , м	rk	0,49
11.	К.П.Д трансмиссии	з	0,8
12.	Коэффициент обтекаемости, кгс2 / м4	kоб	0,07
13.	Буксируемый прицеп		ГКВ 8926
14.	Полная масса прицепа, кг	Qn	11500



2. Определение скорости движения автомобиля на различных передачах

V_{i =} 0,377

V₁ = 0,377 8,88 км/ч ;

V₂ = 0,377 = 16,12 км/ч ;

V₃ = 0,377 = 30,61 км/ч ;

V₄ = 0,377 = 54,79 км/ч .

V₅ = 0,377 = 70,24 км/ч .

Таблица 2.2

Передачи	1	2	3	4	5
Скорость, км /ч	8,88	16,12	30,61	54,79	70,24

2.1 Определение силы тяги на различных передачах

а) по максимальной мощности:

Ppi =

Pp₁ = = 4652,02 кг ;

Pp₂ ==2562,65 кг ;

Pp₃ = = 1349,56 кг ;

Pp₄ == 753,97 кг .

Pp₅ == 588,13 кг

б ) по максимальному крутящему моменту:

Ppi = (кг)

Pp₁ = = 5152,75 кг ;

Pp₂ = = 2839,44 кг ;

Pp₃ = = 1494,88 кг ;

Pp₄ = = 835,13 кг .

Pp₅ = = 651,4 кг .

Таблица 2.2

Передачи	1	2	3	4	5
Сила тяги по мощности;	4652,02	2562,65	1349,56	753,97	588,13
Сила тяги по максимальному крутящему моменту;	5152,75	2839,44	1494,88	835,13	651,4

2.2 Определение сопротивления воздуха движению автомобиля на различных передачах

Pw_i = (кг)

Г= 0,9 h c = 0,9 2,640 1,950 = 1,12 м².

V_в = 0 ;

K - коэффициент сопротивления воздушной среды ;

K = 0,07 .

Pw₁ = = 0,475 кг ;

Pw₂ = = 1,567 кг ;

Pw₃ = = 5,651кг ;

Pw₄ = = 18,104кг .

Pw₅ = = 29,754 кг .

Таблица 2.4

Передачи	1	2	3	4	5
Сопротивление воздуха, кг	0,475	1,567	5,651	18,104	29,754

2.3Определение величины динамического фактора автомобиля на различных передачах

а) по мощности:

Di =

D₁ = = 0,362;

D₂ = = 0,199 ;

D₃ = = 0,105;

D₄ = = 0,057 .

D₅ = = 0,044 .

б ) по сцеплению:

D_СЦЕП =

P_ц - сила тяги по сцеплению;

ц - коэффициент сцепления;

ц = 0,45 ;

Pц = G_сц ц ;

Pц = 10000 0,45 = 4500 кг.

D_{сц 1} = = 0,316 ;

D_{сц 2} = = 0,316;

D_{сц 3} = = 0,316 ;

D_{сц 4} = = 0,315 ;

D_{сц 5} = = 0,314 ;

Таблица 2.5

Передачи	1	2	3	4	5
Динамический фактор по мощности	0,366	0,199	0,105	0,057	0,044
Динамический фактор по сцеплению	0,316	0,316	0,316	0,315	0,314

2.4 Определение максимальных уклонов, преодолеваемых автомобилем на различных передачах

а) по сцеплению:

i_max = D_i - f ;

f - коэффициент сопротивления качению;

f = 0,02.

i_max = 0,316 - 0,02 = 0,296 ;

i_max = 0,315 - 0,02 = 0,295 ;

i_max = 0,314 - 0,02 = 0,294 ;

б ) по мощности:

i_max = D_i - f .

i_max = 0,366 - 0,02 = 0,346;

i_max = 0,199 - 0,02 = 0,179 ;

i_max = 0,105 - 0,02 = 0,085 ;

i_max = 0,057 - 0,02 = 0,037 .

i_max = 0,044- 0,02 = 0,024



Таблица 2.6

Передачи	1	2	3	4	5
Максимальный уклон по мощности	0,296	0,296	0,296	0,295	0,294
Максимальный уклон по сцеплению	0,346	0,179	0,085	0,037	0,024

2.5 Определение скорости движения автомобиля на принятом максимальном уклоне

V =

i_max - максимальный продольный уклон для 3 категории дороги ;

i_max = 50 ‰ = 0,050 ;

f = 0,02 ;

V = = 41,5 км/ч .

Расчетный автомобиль МАЗ-500 преодолевает максимальный продольный уклон на 4 передаче.

2.6 Определяем число грузовых прицепов для автопоезда

Количество прицепов, которое может быть в составе автопоезда на проектируемой дороге, определяется из 2 -х условий:

1) Из условия запаса динамического фактора автопоезда на прямой передаче, который должен позволить автопоезду на прямой передаче преодолеть уклон не более 10 - 15 ‰.

2) Пренебрегаем сопротивлением воздуха, который из-за малых скоростей автопоездов не оказывает заметного влияния на его динамические возможности. Это условие описывают уравнением :

n =

i_max = 0,050;

f_n = f = 0,050 = 0,054 ;

n = = 1,867.

За буксир принят прицеп МАЗ-8926.Возможное число прицепов составляет 2 .



3.Обоснование геометрических параметров и назначение технической категории дороги

3.1 Определение ширины проезжей части

Схема к определению ширины проезжей части

y_{1 ,} y₂ - внешние зазоры безопасности , м

b_{1 ,} b₂ - габаритная ширина автомобиля , м

c₁, c₂ - поперечная база по передним колесам ,м

x₁, x₂ - внутренний зазор безопасности, м

B₁, B₂ - ширина полосы движения ,м

B_пр - ширина проезжей части, м

a - ширина обочины, м

Bзп - ширина земляного полотна, м

y = 0,5 + 0,005 Vр

y = 0,5 + 0,005 75 = 4,25 м.

x = 0,5 м.

a = 2,5 м.

с = 1,950 м.

B_п = +2 x ;

b = с +0,5;

b = 1,950 + 0,5 = 2,45 м.

B _п = 2 B_п=4,9;

B зп =2 Bп + 2 a.

B_1,2 = + 0,5 + 0,5 = 4,425 м.

B_пр = 2 4,425= 8,85 м.

B_зп = 8,85 + 2 2 = 12,85 м.

Вывод: В соответствии с расчетным автомобилем ширина полосы движения составляет 4,425 м ;

ширина проезжей части составляет 8,85 м ;

ширина земляного полотна составляет 12,85 м .

По СНиП 2.05.02 - 85 для 3 технической категории дороги ширина полосы движения должна составлять 3,5 м ;

ширина проезжей части должна составлять 7м ;

ширина земляного полотна должна составлять 12 м.

3.2 Определение видимости на автомобильной дороге

Схема к определению расстояния видимости из условия остановки перед препятствием

S_n = l₁ + S_т + l_б

S_n - расчетное расстояние видимости поверхности дороги;



l₁ - расстояние, которое проходит автомобиль за время реакции водителя , м;

l₁ = ;

t = 1с.

t - время реакции водителя;

V - максимальная скорость движения;

V = 70 км / ч;

l_б - безопасное расстояние до препятствия;

l_б = 10 м.

l₁ = = 19,44 м.

S_т - путь, пройденный автомобилем от начала торможения до полной его остановки ;

S_т = ;

K_э - коэффициент эксплуатационного состояния тормозов;

K_э = 1,4 ;

ц_пр - продольный коэффициент сцепления;

ц_пр = 0,45 ;

i - продольный уклон дороги;

i = 0;

f - коэффициент сопротивления качению;

f = 0,015.

S_т = = 58,08 м.

S_n =19,44+58,08+10=87,52 м.



Схема к определению расстояния видимости из условия обгона попутного автомобиля с заездом на смежную полосу

Рисунок 3.3

V₁ - расчетная скорость для данной технической категории;

V₂ - скорость обгоняемого автомобиля;

V₁ = 80км/ч

V₂ = 60 км/ч;

l₁ -путь, пройденный автомобилем 1 за время принятия водителем решения на обгон;

l₁ = ;

l₁ = = 22,22 м;

l₂ - путь, пройденный автомобилем 1 от момента начала обгона до выравнивания с автомобилем 2 ;

l₃ - путь, пройденный автомобилем 3 за время маневра автомобиля 1;

l₀ - расстояние безопасности.

l₀ = 10 м.



l₂ = ;

S₁ = ;

S₂ = ;

S₁ = = 75,86 м.

S₂ = = 42,67 м.

l₂ = = 132,52 м.

l₃ = 2 l₂ ;

l₃ = 2 132,52 = 265,04 м.

S_обг - расстояние видимости из условий видимости встречного автомобиля при обгоне ;

S_обг = l₁ + 2l₂ + l₀ + l₃ = l₁ + 4l₂ + l₀ ;

S_обг = 22,22 + 4 132,52 + 10 = 168.74 м.

Вывод : По рассчету видимость поверхности автомобильной дороги составила 168.74 м ;

видимость встречного автомобиля составила м.

По СНиП 2.05.02 - 85 для 3 категории дороги наименьшее расстояние видимости поверхности автомобильной дороги составляет 200 м.

видимость встречного автомобиля составляет 350 м.

3.3 Расчет минимальных радиусов кривых на дороге в плане

R - минимальный радиус кривой в плане

а ) без устройства виража;



R = ;

µ - коэффициент поперечной силы ;

µ = 0,015.

i_n - поперечный уклон проезжей части ;

i_n = 0,02.

R = = 809.90 м.

б ) с учетом устройства виража ;

R = ;

i_b - поперечный уклон проезжей части на вираже;

i_b = 0,04.

µ = 0,1.

R = = 694,98 м.

3.5 Расчет минимальных радиусов кривых в продольном профиле

а ) минимальный радиус выпуклой кривой из условия обеспечения видимости поверхности дороги ;

R _вып = ;

d - величина возвышения глаз водителя над поверхностью дороги ;

d = 1,2 м.

S_n - расстояние видимости поверхности дороги.

S_n = 200 м.

R_вып = = 16666,67 м.

б ) минимальный радиус выпуклой кривой из условия видимости встречного автомобиля ;

R _вып = ;

S_b - расстояние видимости встречного автомобиля ;

S_b = 350 м.

R _вып = = 12760,42 м.

в) радиус вогнутой кривой из условия допустимой перегрузки рессор, возникающей при движении автомобиля по вогнутой кривой ;

R _вогн = .

a₀ - дополнительное центробежное ускорение, дающее перегрузку рессор до 5 %.

a₀ = 0,5 м / с².

R _вогн = = 1538,46 м.

г ) радиус вогнутой кривой из условия движения в ночное время ;

R _вогн = ;

h_ф - высота фар над поверхностью дороги ;

h_ф = 0,7 м.

б - угол рассеивания света фар ;

б = 2°.

R _вогн = = 4773,27 м.

Вывод : К дальнейшему проектированию принимаем технические параметры дороги в соответствии со СНиП 2.05.02 - 85 и ГОСТ Р 52398 - 2005 «Классификация автомобильных дорог. Основные параметры и требования »Размещено на Allbest.ru