Проектирование плана и продольного профиля автомобильных дорог
Характеристика района проектирования автомобильной дороги. Оценка максимального уклона трассы. Рассмотрение расчетного расстояния видимости, ширины проезжей части и земляного полотна. Проектирование трассы и продольного профиля автомобильной дороги.
| Рубрика | Транспорт |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 10.02.2014 |
| Размер файла | 142,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
- Введение
- 1. Характеристика района проектирования
- 1.1 Климат
- 1.2 Почвы и гидрогеолочические условия
- 1.3 Население
- 1.4 Промышленность и транспорт
- 2. Обоснование категории автомобильной дороги
- 3. Определение основных технических нормативов проектируемой автомобильной дороги
- 3.1 Определение максимального продольного уклона
- 3.2 Определение расчетного расстояния видимости
- 3.3 Определение радиусов вертикальных кривых
- 3.4 Определение радиусов кривых в плане
- 3.5 Определение ширины проезжей части и земляного полотна
- 4. Проектирование плана трассы автомобильной дороги
- 4.1 Проектирование трассы автомобильной дороги
- 4.2 Проектирование закругления с симметричными переходными кривыми
- 4.3 Составление ведомости углов поворота, прямых, круговых и переходных кривых
- 5. Проектирование продольного профиля автомобильной дороги
- 5.1 Составление продольного профиля земли
- 5.2 Определение высотных отметок контрольных точек
- 5.3 Определение рекомендуемых рабочих отметок насыпей
- 5.4 Нанесение проектной линии
- 5.5 Проектирование кюветов
- 5.6 Нанесение геологического профиля
- 6. Определение объемов земляных работ
- 7. Проектирование поперечных профилей земляного полотна 29
- 8. Сравнение вариантов трассы по технико-эксплуатционным показтелям
- 9. Назначение конструкции дорожной одежды
- 10. Проектирование элементов виража в кривых
- Список использованной литературы
Введение
Автомобильные дороги - весьма капиталоемкие и в тоже время наиболее рентабельные сооружения. Проектирование дорог должно быть направлено на достижение их высоких транспортно-эксплуатационных качеств при минимуме строительных затрат и материалоемкости строительства. Правильно запроектированная дорога обеспечивает безопасность движения как одиночных автомобилей с расчетными скоростями, так и транспортных потоков с высокими уровнями удобства даже в самые напряженные периоды работы дорог. Увеличение надежности и сроков службы земляного полотна, дорожных одежд и искусственных сооружений обеспечивается при высокой эффективности капитальных вложений в строительство автомобильных дорог.
При выборе вариантов проектных решений предпочтение отдают таким инженерным решениям, которые предусматривают наилучшее сочетание элементов дороги с ландшафтом и оказывают наименьшее отрицательное воздействие на окружающую среду. Обязательным элементом проектов являются мероприятия по охране окружающей среды, рациональному использованию и воспроизводству природных ресурсов.
Проектные решения автомобильных дорог должны обеспечивать: организованное, безопасное, удобное и комфортабельное движение автотранспортных средств с расчетными скоростями; однородные условия движения; соблюдение принципа зрительного ориентирования водителей; необходимое обустройство автомобильных дорог и т.д.
В данном курсовом проекте запроектирована автомобильная дорога между пунктом A и Б III-ей категории. Элементы плана и продольного профиля соответствуют требованию ТКП и обеспечивают расчетные скорости движения.
1. Характеристика района проектирования
автомобильная дорога трасса продольный
1.1 Климат
Гомельская область находится в юго-восточной части Республики Беларусь и расположена во III дорожно-климатической зоне - зоне лесов с избыточным увлажнением грунтов.
Климат области южной, неустойчиво-влажной, с теплым летом и сравнительно короткой и мягкой зимой. Средняя температура наиболее холодного месяца (января) на Западе -4.4C, на Востоке -6.1C; самого теплого (июля) соответственно 19C и 18C. Годовое количество осадков колеблется от 550 на низинах до 650 мм на возвышенностях. Продолжительность вегетационного периода - 190-200 суток. Средняя высота снежного покрова за зиму составляет 55 см, а число дней со снежным покровом - до 137. Средняя скорость ветра за три самых холодных зимних месяца равна 3.4 м/с.
1.2 Почвы и гидрогеологические условия
В Гомельской области преобладают дерново-подземные заболоченные, дерново-заболоченные, дерново-подзолистые почвы. К западу и юго-западу области встречаются среднеподземные почвы.
В области лесами занято 3/5 территории. Лесные массивы имеют островной характер и разбросаны по всей территории области. Лесные массивы с преобладанием хвойных, березовых и дубовых деревьев расположены в Гомельском, Мозырьском и других районах. Болота и заболоченные места занимают 20% территории области, значительная часть осушена. Преобладает низинный тип болот.
Гомельская область выделяется полезными ископаемыми, такими как торф, мел, сапропель, горючие сланцы строительный камень и др. Реки относятся к бассейну Днепра и Припяти. Реки используются не только для водоснабжения, но и для судоходства. Самыми значительными из озер являются Чырвонае, Белае; водохранилища Светлогорское.
1.3 Население
По состоянию 2009 года на территории Гомельской области проживает 1 440 718 человек.
В области 17 городов, 18 посёлков городского типа, 2636 сельских населённых пунктов. В Гомеле 4 района в городе.
1.4 Промышленность и транспорт
Транспортный комплекс области обладает достаточными возможностями для обеспечения потребностей предприятий и населения в перевозках и услугах.
Через Гомельскую область проходят важные транспортные магистрали. Крупные железнодорожные узлы -- города Гомель, Жлобин, Калинковичи. Гомель расположен на пересечении дорог E 95 Одесса -- Киев -- Санкт-Петербург, Бахмач -- Вильнюс, М10 Брянск -- Брест.
Автомагистраль E 95 Санкт-Петербург -- Киев -- Одесса, Брянск -- Кобрин, М5 Гомель -- Минск, Гомель -- Мозырь связаны автобусными сообщениями со всеми районными центрами области.
Из Гомеля имеется возможность осуществлять авиарейсы во многие города республики и зарубежные страны.
Река Сож связывает Гомель с Днепром. Осуществляется регулярное судоходство по рекам Припять, Днепр и Березина.
В единой транспортной системе трубопроводный транспорт представлен международной нефтепроводной магистралью «Дружба», Мозырским магистральным продуктопроводом, газопроводами межреспубликанского и местного значения.
В Гомельской области услуги связи оказывают два государственных предприятия: УГП «Гомельоблтелеком» и УГП «Гомельоблпочта», в состав которых входят обособленные подразделения, действующие во всех районах области.
Гомельская область располагает значительным промышленным потенциалом и является одним из высокоразвитых индустриальных регионов Беларуси.
В 2010 г. предприятиями области произведено промышленной продукции в фактических отпускных ценах (с учетом давальческого сырья) на сумму 34,402 трлн рублей.
На территории области расположено более трехсот крупных и средних промышленных предприятий объёме.
Ведущие отрасли: топливная промышленность, химическая, черная металлургия, машиностроение, нефтедобывающая, пищевая, лесная, деревообрабатывающая и целлюлозно-бумажная промышленность.
В области осуществляется вся добыча белорусской нефти и газа, все производство готового проката, кормоуборочных комбайнов, оконного стекла и линолеума, более 85 % стали, более 93 % автомобильного бензина, более 45 % дизельного топлива, почти 47 % топочного мазута, около 46 % картона, около 31 % древесностружечных плит, почти 25 % фанеры и металлорежущих станков, 24 % бумаги.
2. Обоснование категории автомобильной дороги
Категория автомобильной дороги устанавливается в зависимости от заданной перспективной интенсивности движения транспортных средств в обоих направлениях. Расчеты по определению перспективной интенсивности движения представлены в таблице 2.1.
Таблица 2.1 Определение перспективной интенсивности движения
|
Марка автомобиля |
Практическая интенсивность движения, N, ед/сут |
|
|
ВАЗ-2108 |
460 |
|
|
ГАЗ-24 |
480 |
|
|
ГАЗ-53 |
375 |
|
|
ЗИЛ-130-76 |
320 |
|
|
МАЗ-50А |
270 |
|
|
КАМАЗ-5320 |
280 |
|
|
Автобусы |
75 |
|
|
Автопоезда |
35 |
|
|
авт./сутки |
Результаты таблицы 2.1 показывают, что дорога относится к III технической категории, так как суммарная приведенная интенсивность движения составила 2295 авт./сутки. [1]
3. Определение основных технических нормативов проектируемой автомобильной дороги
3.1 Определение максимального продольного уклона
Величина максимального продольного уклона определяется по формуле
imax=Dх- f х, (3.1)
где DV - динамический фактор автомобиля, определяемый по графикам, Н/Н;
fV - коэффициент сопротивлению качению, который рассчитывают по эмпирической формуле [3]
f х= f0 [1+0,01(х-50)], (3.2)
где f0 - коэффициент сопротивления качению при скоростях автомобилей до 50 км/ч; f0=0,01 [3];
V - расчетная скорость движения автомобиля, км/ч.
Определение максимального продольного уклона для различных марок автомобиля приводится в таблице 3.1
Таблица 3.1 Результаты определения максимального уклона
|
Марка автомобиля |
Динамический фактор, DV, н/н |
Коэффициент сопротивления качению, f0 |
Максимальный продольный уклон, imax |
|
|
ВАЗ-2108 |
0,075 |
0.015 |
60 |
|
|
ГАЗ-24 |
0,08 |
0.015 |
65 |
|
|
ГАЗ-53 |
0,045 |
0.011 |
34 |
|
|
ЗИЛ-130-76 |
0,036 |
0.011 |
25 |
|
|
МАЗ-50А |
0,06 |
0.011 |
50 |
|
|
КАМАЗ-5320 |
0,047 |
0.01 |
37 |
|
|
Автобусы |
0,02 |
0.012 |
8 |
|
|
Автопоезда |
0,048 |
0.01 |
38 |
Результаты таблицы 3.1 показывают, что в качестве максимального продольного уклона может быть принят уклон 34 ‰. А автобусы и ЗИЛ-130-76 будут преодолевать данный уклон со скоростью ниже расчетной.
3.2 Определение расчетного расстояния видимости
Существует несколько схем определения расчетного расстояния видимости. По первой группе схем расчетное расстояние видимости определяем из условия остановки автомобиля перед препятствием на горизонтальном участке дороги. Эта схема применяется при определении расчетного расстояния видимости на пересечениях и примыканиях дорог в одном уровне. В этом случае расчетное расстояние видимости определяем по формуле
, (3.3)
где v - расчетная скорость движения автомобиля, принимаем в зависимости от от категории пересекающихся или примыкающих дорог, км/ч;
tр - время реакции водителя и включения тормозов, tр=2с;
Kэ - коэффициент, учитывающий эффективность срабатывания тормозов;
Кэ=1,2 - для легковых автомобилей, Кэ=1,3..1,4 - для грузовых автомобилей, автопоездов и автобусов;
- коэффициент продольного сцепления, зависящий от состояния покрытия, ;
fv - коэффициент сопротивления качению;
lз - зазор безопастности, lз=8м.
Для легковых автомобилей при v=100 км/ч, fV =0,015 (п. 3.1)
м.
Вторая группа схем предусматривает определение расчетного расстояния видимости из условия встречного движения двух автомобилей. В этом случае расчетное расстояние видимости определяем по формуле
(3.4)
Для легковых автомобилей при v=100 км/ч, fV =0,015 (п. 3.1)
м.
3.3 Определение радиусов вертикальных кривых
Вертикальные кривые описываем по квадратной параболе вида
у=х2/2Rв, (3.5)
где Rв - радиус кривизны в начале координат, расположенном в вершине вертикальной кривой.
Минимальные радиусы вертикальныхкривых определяем:
а) выпуклых - из условий видимости поверхности дорожного покрытия
Rmin.вып=S2/2d, (3.6)
где S - расчетное расстояние видимости по первой схеме, т.е. S=S1;
d - возвышение глаза водителя легкового автомобиля над поверхностью проезжей части, d=1,2м.
Rmin.вып = 1342/2•1,2 = 7480 м.
б) вогнутых - из условия ограничения величины центробежной силы. За критерий принимаем самочувствие пассажира и перегрузку рессор
Rmin.вогн= v 2/13b, (3.7)
где v - расчетная скорость движения автомобиля, км/ч;
b - допустимое центробежное ускорение, b=0,5…0,7 м/с2;
Rmin.вогн = 1002/13•0,6 = 1280 м.
Рекомендуемые радиусы вертикальных кривых определяем:
а) выпуклых - из условия видимости встречного автомобиля
Rрек.вып=S2/2d, (3.8)
где S - расчетное расстояние видимости по второй схеме, т.е. S=S2;
Rрек.вып = 2592/2•1,2 = 27950 м.
б) вогнутых - из условия обеспечения видимости проезжей части в
ночное время
Rрек.вогн=S2/2[hф+S sin(б/2)], (3.9)
где S - расчетное расстояние видимости по второй схеме, т.е. S=S1;
hф - в
б - угол рассеивания пучка света фар; б=2°.
Rрек. вогн = 1342/2[0,75+134•sin 1°] = 2913 м.
3.4 Определение радиусов кривых в плане
Минимальный допустимый радиус кривых в плане определяем по формуле
(3.10)
где v - расчетная скорость движения автомобиля, км/ч;
- коэффициент поперечной силы;
i - поперечный уклон проезжей части в долях единицы, принимаем для виража со знаком «плюс», для двускатного поперечного профиля - со знаком «минус».
Коэффициент поперечной силы определяем по формуле
= 0,2 - 7,5 v10-4, (3.11)
= 0,2 - 7,5 100•10-4 = 0,125.
Минимальный допустимый радиус кривых в плане для односкатного поперечного профиля
м.
Минимальный допустимый радиус кривых в плане для двускатного поперечного профиля
м.
3.5 Определение ширины проезжей части и земляного полотна
Количество полос движения принимаем в соответствии с установленной категорией дороги, а ширину полос движения определяем по формуле
(3.12)
где a - ширина кузова автомобиля, м;
d - ширина колеи автомобиля, м;
x - зазор безопасности между кузовами автомобилей или автобусов, м;
x=0,35+0,005v,
y - ширина предохранительной полосы, м;
y =0,5+0,005v.
Расчет производим для легкового автомобиля ВАЗ-2108 и грузового МАЗ 500А
м,
м,
м,
м.
Для ВАЗ-2108:
a=1,611 м; d=1.365 м.
Для МАЗ 500А:
a=2,5 м; d =1,97 м.
Осуществляем расчет по формуле (3.12)
м,
м.
Общая ширина полосы движения определяется по формуле
(3.10)
м.
Ширина земляного полотна определяется по формуле
(3.11)
где c - ширина обочины, c=2,5 м;
м.
Значения параметров, полученных расчетом и рекомендуемых ТКП [1], заносим в таблицу 3.2. Для проектирования принимаем большее значение, для уклонов - меньшее.
Таблица 3.2 Основные технические нормативы проектируемой дороги
|
Технические нормативы |
Единицы измерения |
По расчету |
По ТКП |
Принято для проектирования |
|
|
1. Приведенная интенсивность движения и категория дороги |
авт./сутки |
2977 |
2000-6000 |
3000 |
|
|
2. Расчетная скорость движения |
км/ч |
100 |
100 |
100 |
|
|
3. Количество полос движения |
шт. |
2 |
2 |
2 |
|
|
4. Ширина полос движения: |
|||||
|
- легковых автомобилей |
м |
3,3 |
3,5 |
3,5 |
|
|
- грузовых автомобилей |
м |
3,5 |
3,5 |
3,5 |
|
|
5. Ширина проезжей части |
м |
6,80 |
7,0 |
7,0 |
|
|
6. Ширина обочины |
м |
2,5 |
2,5 |
2,5 |
|
|
7. Ширина земляного полотна |
м |
11,80 |
12 |
12 |
|
|
8. Наибольший продольный уклон |
‰ |
34 |
40 |
35 |
|
|
9. Расчетное расстояние видимости: |
|||||
|
- по первой группе схем (S1) |
м |
134 |
160 |
160 |
|
|
- по второй группе схем (S2) |
м |
259 |
350 |
350 |
|
|
10. Наибольшие радиусы кривых в плане: |
|||||
|
- без устройства виража |
м |
750 |
3000 |
3000 |
|
|
-с устройством |
м |
480 |
2000 |
2000 |
|
|
11. Радиусы вертикальных кривых: |
|||||
|
-выпуклых - минимальный |
м |
7150 |
8000 |
8000 |
|
|
- рекомендуемый |
м |
27307 |
70000 |
70000 |
|
|
- вогнутых - минимальный |
м |
1282 |
4000 |
4000 |
|
|
- рекомендуемый |
м |
3056 |
25000 |
25000 |
4. Проектирование плана трассы автомобильной дороги
4.1 Проектирование трассы автомобильной дороги
Рельеф местности в районе проектирования является среднехолмистым. Высотные отметки колеблются между 425 и 500 м. В районе проектирования проходит автомобильная дорога III технической категории, с которой проектируемая автомобильная дорога пересекается в одном уровне так как суммарная интенсивность в узле не превысит 8 тыс. авт/сут. Пересечения с существующей дорогой являются контрольными точками, поэтому исходя из рельефа местности, а также необходимости прохождения через контрольные и фиксированные точки, намечено два варианта укладки трассы. По первому варианту запроектированы одна кривая с радиусами 500, 700 и 1200 м., а по второму варианту кривые с радиусами 600, 700, 1200 и 1500 м. Так как радиус 1500 м и меньше менее рекомендуемого для данной категории дороги, то предусматривается устройство переходных кривых и виражей. Длина прямых участков по двум вариантам трассы не превышает 4 км для недопущения притупления внимания водителей и прогрессирующей усталости при движении по длинным прямым.
4.2 Проектирование закругления с симметричными переходными кривыми
Проектирование плана закругления ведём в такой последовательности:
1) определяем пикетажное положение вершины угла ПК ВУП;
2) транспортиром определяем величину угла поворота. По величине угла поворота и принятому радиусу по таблице 5.3 [3] определяем К, Т, Б, Д;
3) по таблице 5.4 [3] в зависимости от радиуса определяем длину переходной кривой L; величину угла кривой 2в; добавочный тангенс, t; сдвижку круговой кривой, p;
4) проверяем возможность разбивки переходной кривой, т.е. соблюдается ли условие б ? 2в;
5) определяем длину сокращенной круговой кривой К0
Схему закругления представим на рисунке 4.1
Рисунок 4.1 Разбивка закругления с симметричными переходными (клотоидными) кривыми
Длину основной круговой кривой определяем по формуле
(4.1)
Определение пикетажного положения основных точек закругления: начало закругления (НЗ); начало круговой кривой (НКК); конец круговой кривой (ККК); конец закругления (КЗ) ПК НЗ - ПК ВУП - (T+t); ПК НКК - ПК НЗ +L; ПК ККК - ПК НЗ + L+К0; ПК КЗ - ПК НЗ + 2L + К0.
Пример расчета закругления с симметричными переходными кривыми для первого варианта трассы при ВУП 1 (ПК4+75) с углом поворота б=210 и радиусом кривой R=1200м.
К=43982м; Т=221,41м; Д=4,99м; L=120 м; 2в=5о44?; t=59,99 м; p=0,60 м.
Так как соблюдается условие б ? 2в, то
м;
ПК НЗ - ПК4+75 - (222,41 +59,99); ПК НЗ - ПК1+92,6; ПК НКК - ПК1+92,6+120; ПК НКК - ПК3+12,6; ПК ККК - ПК1+92,6 + 120+319,58; ПК ККК - ПК6+32,18; ПК КЗ - ПК1+92,6+2120+319,58; ПК КЗ - ПК7+52,18.
4.3 Составление ведомости углов поворота, прямых, круговых и переходных кривых
После окончательного выбора направления трассы разбиваем пикетаж, а в местах переломов рельефа местности, пересечения с автомобильной дорогой, ручьями и реками - плюсовые точки.
Проектирование трассы заканчиваем составлением плана автомобильной дороги (см. лист 1). Перед составлением плана составляем ведомость углов поворота, прямых и кривых (Приложение А, Б)
Правильность составления ведомости контролируем системой проверок
УК0+ У2L+ УП= Lтр, (4.2)
где УК0 - суммарная длина сокращенных круговых кривых, м;
У2L - суммарная длина переходных кривых, м;
УП - суммарная длина прямолинейных участков, м;
Lтр - длина трассы, м;
УS- УД= Lтр, (4.3)
где УS - суммарное расстояние между вершинами углов поворота трассы, м;
УД - сумма домеров в кривых, м;
У б л - У б пр= Ан - Ак, (4.4)
где У б л - сумма левых углов поворота кривых, град;
У б пр - сумма правых углов поворота кривых, град;
Ан - начальный азимут линии, град;
Ак - конечный азимут линии, град.
Произведем контроль составленной ведомости для первого варианта.
1. (319,58+611,43+580,03)+2(120+130+160)+(192,6+149,69+504,4+3413,3)=6591,03 м,
2. (475+1025+1449,57+3900,44)- (4,99+174,57+79,41)=6591,03 м,
3. 210+610-850 =830-860= -30.
Произведем контроль составленной ведомости для второго варианта.
1. (319,58+238,29+323,59+1367,64)+2•(120+170+160+150)+ (3767,6+1577,75+372,94)=6338,09 м,
2. (475+650+1075+1550+2775)- (4,99+16,54+20,87+144,50)=6338,09 м,
3. 210+400-580-390 =830-1190= -360.
5. Проектирование продольного профиля автомобильной дороги
5.1 Составление продольного профиля земли
Для построения продольного профиля земли по карте в горизонталях на всех пикетах, переломах местности, в местах пересечения с водотоками, автомобильными и железными дорогами определяем отметки поверхности земли с точностью до 1 см. Если точка находится между горизонталями карты, то её отметку вычисляем методом интерполяции, если точка находится в пределах замкнутой горизонтали, то её отметку вычисляем методом экстраполяции.
По полученным отметкам на чертежах (лист 2,3) сплошной тонкой линией строим продольный профиль поверхности земли. Параллельно линии поверхности земли на расстоянии 2 см проводим вторую сплошную тонкую линию и соединяем одноименные точки вертикальными прямыми.
5.2 Определение высотных отметок контрольных точек
Контрольными точками являются пересечения с железной и автомобильной дорогами, а также водотоками. При устройстве трубы отметку контрольной точки определяем по формуле
, (5.1)
где -отметка земли в местах расположения трубы, м;
d - высота трубы в свету, м (таблица 5.3);
- толщина стенки трубы, м (приложение Е, таблица Е.1) [3];
- толщина засыпки над трубой, м; ? 0,5м [3]
Пример определения высоты контрольной точки на ПК6+00 (вариант 1)
Hз=437,00 м; d=1,25 м; = 0,14 м;
Hпр= 437,00 + 1,25 + 0,14 + 1,46 = 439,85 м.
Определение отметок контрольных точек сводим в таблицу 5.1
Таблица 5.1 Результаты определения контрольных отметок при пересечении водотоков
|
Место расположения водопропускного сооружения ПК+ |
Тип водопропускного сооружения |
Отметка земли Hз или РУВВ, м |
Высота трубы в свету d, м |
Толщина трубы , м |
Толщина засыпки над трубой, м |
Расстояние от расчетного уровня воды до низа пролетного строения Z |
Строительная высота пролетного строения С, м |
Контрольная отметка Hпр,м |
|
|
Вариант 1 |
|||||||||
|
6+00 |
Круглая ж.б труба |
437,00 |
1,25 |
0,14 |
1,46 |
- |
- |
439,85 |
|
|
20+00 |
Круглая ж.б труба |
284,00 |
1,25 |
0,14 |
0,66 |
- |
- |
286,8 |
|
|
51+00 |
Круглая ж.б труба |
296,45 |
1,25 |
0,14 |
1,01 |
- |
- |
299,60 |
|
|
13+00 |
Круглая ж.б труба |
309,50 |
1,25 |
0,14 |
1,71 |
- |
- |
313035 |
|
|
44+00 |
Круглая ж.б труба |
259,00 |
1,25 |
0,12 |
2,36 |
- |
- |
263,46 |
|
|
44+00 |
Круглая ж.б труба |
259,00 |
1,25 |
0,12 |
2,36 |
- |
- |
263,46 |
5.3 Определение рекомендуемых рабочих отметок насыпей
Рекомендуемые рабочие отметки насыпи определяем из двух условий:
1. по обеспечению снегонезаносимости дороги на открытых участках местности I типа по увлажнению;
2. по обеспечению нормального водно-теплового режима земляного полотна на участках II и III типа местности по увлажнению. , (5.2)
где hс - расчетная толщина снежного покрова, м;
h - минимальное возвышение бровки земляного полотна над уровнем снегового покрова, h=0,7 м [1].
По второму условию формула для определения рекомендуемой рабочей отметки зависит от типа местности по увлажнению.
Для первого и второго типа местности по увлажнению
, (5.3)
где h1 - минимально допустимое превышение верха дорожной одежды над поверхностью грунта, h1=1,1 м [1, таблица 19];
hдо - толщина дорожной одежды, hдо=0,46 м [3];
c - ширина обочины, м;
iо - уклон обочины.
Ввиду того, что в районе проектирования присутствует только I и II тип местности по увлажнению, то расчет рекомендуемой рабочей отметки насыпи для III типа местности по увлажнению можно не проводить.
При hсн=0,6 м; h=0,7 м; h1=0,8 м; hдо=0,75 м; c=2,5 м; iо=40 ‰
По первому условию
м.
По второму условию
м.
Для проектирования определяется наибольшая из вычисленных рекомендуемых рабочих отметок насыпей т.е. hр=1,45 м.
5.4 Нанесение проектной линии
Рельеф местности, в которой ведется строительство новой автодороги, холмистый и имеет разность высотных отметок 70-75 метров.
Проектную линию наносим по обертывающей, а в местах, где это целесообразно - по секущей, с соблюдением рекомендуемых рабочих отметок и уклонов. Отметки проектной линии относим к бровке земляного полотна. С целью обеспечения продольного водоотвода проектную линию в выемках запроектируем с уклоном более 5 ‰. В выемках и на участках низких насыпей запроектируем кюветы.
Проектную линию наносим прямыми участками с последующим вписыванием в переломы профиля с алгебраической разностью уклонов более 5 ‰ вертикальных кривых.
Порядок проектирования вертикальных кривых следующий:
1) определяем пикетажное положение вершины вертикального угла как точки пересечения прямых линий, имеющих уклоны i1 и i2;
2) определяем длину и тангенс вертикальной кривой (К и Т);
3) зная длину и тангенс кривой, вычисляем пикетажное положение начала и конца вертикальной кривой. В сетке продольного профиля (листы 2,3) в строке “Уклон и вертикальная кривая” условными обозначениями показываем начало, конец и длину вертикальной кривой;
4) определяем пикетажное положение вершины вертикальной кривой, которое так же фиксируем в строке “Уклон и вертикальная кривая”, если вершина кривой находится в ее пределах, в противном случае - не фиксируем;
5) определяем превышения и высотные отметки вертикальной кривой;
6) уточняем отметки в промежуточных точках вертикальной кривой, для чего определяем промежуточные превышения по формуле
, (5.4)
где Х - расстояние от вершины кривой до рассматриваемой точки, м;
Rв - радиус вертикальной кривой, м.
Ниже приведём пример расчета вертикальной кривой.
Пример расчета вертикальной кривой, вписанной в сопряжение подъема и спуска (лист 1), имеющих соответственно уклоны 26 и 3‰, радиус вертикальной кривой Rв=8000 м.
Алгебраическая разность сопрягаемых уклонов равна
Дi = i1 - i2= 26 -(-3)= 29 ‰.
Проектирование вертикальной кривой производим в последовательности, изложенной выше.
1. пикетажное положение вершины угла - ПК14+10;
2. длину и тангенс кривой определяем по формулам
, (5.5)
где l1 и l1 - длины составляющих кривых, м;
;
,
где i1, i2 - величина уклонов смежных элементов продольного профиля в тысячных
, (5.6)
м;
м;
м;
м.
пикетажное положение начала и конца вертикальной кривой определяем по формулам
ПК НК = ПК ВУ - Т, (5.7)
ПК КК = ПК ВУ + Т, (5.8)
ПК НК = (ПК14+10) - 116 = ПК12+94;
ПК КК =( ПК14+10) + 116 = ПК15+26.
3) пикет вершины вертикальной кривой определяем по формуле
ПК ВК = ПК НК + l1, (5.9)
ПК ВК = (ПК12+94) +208=ПК15+02.
4) определяем превышения начала и конца вертикальной кривой по формулам
, (5.10)
, (5.11)
м;
м.
Определяем высотные отметки начала и конца вертикальной кривой
HНК = 458,7+0,026•94= 461,14 м;
HКК = 463,56 +0,003•74 = 463,78м.
Высотную отметку вершины вертикальной кривой для контроля определяем через начало и конец вертикальной кривой
, (5.12)
, (5.13)
м;
м.
Так как отметки вершины вертикальной кривой, вычисленные через её начало и конец совпали, то расчет выполнен правильно.
6) уточняем проектные отметки в промежуточных точках. Определим промежуточное превышение ПК47 над вершиной вертикальной кривой по формуле (5.4)
м;
HПК28 = HНК +Y =463,84 - 0,00025 =463,839 м.
Радиусы всех запроектированных кривых больше либо равны минимально допустимым радиусам вертикальных кривых, которые зависят от расчетной скорости движения автомобиля.
Переломы продольного профиля выделяем сплошными линиями протяжением от проектной линии до верха профиля земли и от низа геологического профиля до верха сетки (листы 2,3).
Рабочие отметки вычисляем, как разность проектных отметок и отметок земли и записываем над проектной линией в случае насыпей и под проектной линией в случае выемок.
5.5 Проектирование кюветов
Кюветы устраиваем для обеспечения продольного водоотвода в выемках, нулевых местах и на участках низких насыпей, где высота насыпи меньше глубины кювета. В данном случае глубина кювета составляет 0,8м. так как в верхнем слои залегают суглинки. Проектирование кюветов заключается в проектировании продольного профиля дна кювета и назначении укрепления.
При проектировании кюветов используем рекомендации приведенные в [3].
Начало и конец кювета определяем по величине рабочих отметок насыпей и выемок в точках, расположенных слева и справа от нулевой точки по формуле
, (5.14)
где - глубина кювета, м, =0,8 м;
- высота насыпи на ближайшем пикете, м;
- глубина выемки на соседнем пикете, м.
5.6 Нанесение геологического профиля
Геологическое строение местности нанесём по данным задания ниже линии земли в масштабе 1:50. Вдоль трассы через 300-400 м намечаем шурфы глубиной 2 м. или скважины (в выемках и у водопропускных сооружений) глубина которых на 4 м. ниже бровки земляного полотна, (см. лист 2 и 3).
В колонке шурфа или скважины обозначаем грунты по глубине, сверху колонки обозначаем номер шурфа или скважины, снизу - глубину.
Снизу геологический профиль ограничиваем тонкой линией.
6. Определение объемов земляных работ
Для сравнения вариантов дороги подсчитываем объемы земляных работ. Подсчет объемов земляных работ производим в табличной форме (приложение В, Г) с использованием таблиц [6].
Все трубы включаем в объем земляных работ.
В объемы земляных работ, подсчитанные по таблицам, вводим призматоидальные поправки на разность рабочих отметок более 1,0 м на участке длиной 100 м, поправки на устройство дорожной одежды и на дополнительные объемы по удалению растительного слоя (при прохождении трассы по сельхозугодиям).
Призматоидальную поправку определяем по формуле
(6.1)
где m - коэффициент заложения откоса;
h1, h2 - рабочие отметки на соседних участках, м;
L - протяженность участка, м.
Эту поправку учитываем со знаком “+”.
Поправку на устройство дорожной одежды определяем по формуле
ДVд.о = ± [(F д.о+ F К.У+ F п) -F т]L, (6.2)
где F д.о - площадь сечения дорожной одежды из каменных материалов, м2;
F к.у - площадь сечения краевых полос и укрепления обочин, м2;
Fп - площадь сечения слоя из песчаного материала при укладке его на всю ширину земляного полотна, м2;
F т - площадь сточного треугольника, м2;
L - длина участка, м;
F Д.О=bh д.о, (6.3)
где b - ширина проезжей части, м;
h д.о - толщина дорожной одежды до песчаного слоя, м;
F К.У = 2(c'h к.п + c”h У), (6.4)
где c', c” - ширина краевой полосы и укрепления обочин, м;
h кп, h У - толщина краевой полосы с основанием и укрепления обочин, м;
F П = [B+2m(h д.о + h п/2)] hп, (6.5)
где B - ширина земляного полотна, м;
h П -птолщина слоя песка, м;
m - коэффициент заложения откоса;
F Т =с2i0 + b(сi0+biп/2), (6.6)
где c - ширина обочины, м;
i0, iп - уклоны обочины и проезжей части, ‰.
Так как трасса не проходит по сельхозугодиям, то поправку на снятие растительного слоя не учитываем.
Для каждого километра подсчитываем суммарный объем насыпей и выемок с учетом поправок и определяем общий объем земляных работ по проектируемому варианту. Результаты расчета представлены в приложении В, Г.
На дополнительные работы связанные с устройством временных съездов для землеройных машин, засыпкой ям, неровностей в основании насыпи из-за микрорельефа местности не учтенные проекте работы вводим поправочный коэффициент 1,1 на общий объем работ.
7. Проектирование поперечных профилей земляного полотна
С учетом рельефа местности, почвенно-грунтовых, геологических, гидрологических и климатических условий и на основе величины рабочих отметок назначаем типовые поперечные профили земляного полотна. Характерными являются поперечные профили в нулевых местах, в насыпях высотой до 2 м, от 2 до 6 м, от 6 до 12 м, и выше, а также в раскрытых мелких выемках на снегозаносимых участках, в глубоких выемках на косогорах.
На листах 4,5 представлены поперечные профили земляного полотна для первого варианта трассы на ПК28 (Тип 1), ПК 59 (Тип 3)и ПК43 (Тип 10) соответственно.
8. Технико-эксплуатационная оценка вариантов трассы
К технико-эксплуатационным показателям относятся:
1) коэффициент удлинения трассы, который определяем по формуле
, (8.1)
где - общая длина трассы, км;
- длина трассы по воздушной линии, км.
2) плавность трассы, характеризующаяся количество углов поворота n, средней величиной угла поворота бср, минимальной и средней величиной радиуса Rср,определяем по формуле
, (8.2)
где - суммарная длина кривых;
- сумма углов поворота.
м,
м.
Сравнение вариантов по технико-экономическим показателям сведём в таблицу 8.1.
Таблица 8.1 Технико-эксплуатационные показатели и основные объемы работ
|
Показатель |
1 вариант |
2 вариант |
Преимущества |
||
|
1 вар. |
2 вар. |
||||
|
Технико-эксплуатационные показатели |
|||||
|
Длина трассы, км |
6591,03 |
6338,09 |
+ |
||
|
Коэффициент удлинения |
1,122 |
1,079 |
+ |
||
|
Количество углов поворота, шт |
3 |
4 |
+ |
||
|
Средняя величина угла поворота, град |
55,67 |
39,5 |
+ |
||
|
Средний радиус кривой, м |
1000 |
2000 |
+ |
||
|
Минимальный радиус кривой, м |
1000 |
1000 |
= |
= |
|
|
Обеспеченность видимости в плане |
обеспечена |
обеспечена |
= |
= |
|
|
Количество пересечений в одном уровне, шт |
1 |
1 |
= |
= |
|
|
Максимальный уклон, ‰ |
20 |
23 |
+ |
||
|
Отношение длины участков с максимальным уклоном к общей длине трассы |
0,04089 |
0,316 |
+ |
||
|
Обеспеченность видимости в профиле |
обеспечена |
обеспечена |
= |
= |
|
|
Количество пересечений водотоков |
- |
- |
- |
- |
|
|
Протяженность участков проходящих в пределах населенных пунктов |
- |
- |
- |
- |
|
|
Протяженность участков неблагоприятных для устойчивости земляного полотна |
- |
- |
- |
- |
|
|
Основные объемы работ |
|||||
|
Земляные работы, м3 |
|||||
|
Всего |
251105,81 |
174507,04 |
+ |
||
|
на 1 км |
40176,93 |
27921,13 |
+ |
||
|
Количество мостов: |
- |
- |
- |
- |
|
|
Всего, шт |
- |
- |
- |
- |
|
|
Количество труб, шт |
4 |
2 |
+ |
Анализ таблицы 8.1 показывает, что по технико-эксплуатационным показателям преимущество имеет первый вариант, а по основным объемам работ - второй вариант. Но будущие эксплуатационные затраты на содержание второго варианта трасы, будут больше, чем эксплуатационные затраты варианта первого, ввиду наличия выемок, хотя большей длинной обладает второй вариант трассы. Поэтому исходя из того, что суммарная длина участков с максимальным уклоном для второго варианта почти в два раза больше, чем у первого, что может негативно сказаться на динамических характеристиках грузовых автомобилей, более целесообразным является вариант первый.
9. Назначение конструкции дорожной одежды
В данном курсовом проекте можно назначить один вариант типовой конструкции дорожной одежды, руководствуясь [7]. При назначении конструкции дорожной одежды принимали во внимание категорию дороги, дорожно-климатическую зону, тип местности по увлажнению, вид грунта земляного полотна, наличие дорожно-строительных материалов.
На рисунке 9.1 представлен пример типовой конструкции дорожной одежды для дороги III категории.
Рисунок 9.1 Типовая конструкция дорожной одежды: 1 - асфальтобетон мелкозернистый; 2 - асфальтобетон крупнозернистый; 3 - щебень с заклинкой; 4 - песок среднезернистый.
10. Проектирование элементов виража в кривых
Проектирование элементов виража производится путем вращения проезжей части вокруг оси автомобильной дороги.
Переход от двухскатного поперечного профиля автомобильной дороги к односкатному с i=is производится в пределах переходной кривой.
В начале переходной кривой поперечный уклон внешней бровки принят равным уклону внешней стороны проезжей части. Переход от нормального уклона внешней обочины к уклону проезжей части производится на протяжении 10 м до начала переходной кривой. Остальным элементам поперечного профиля вначале переходной кривой соответствует элементам поперечного профиля на прямолинейном участке. Поперечный профиль в конце переходной кривой имеет односкатный профиль с уклоном равным уклону виража. Уклон внутренней обочины равен уклону виража, но не менее уклона обочины на прямолинейном участке. Отгон уширения проезжей части производится прямо пропорционально расстоянию от начала переходной кривой. Поэтому вначале переходной кривой уширение равно 0, а в конце переходной кривой достигает величины полного уширения.
Условный дополнительный продольный уклон внешней кромки проезжей части определяется по формуле
(9.1)
где b - ширина проезжей части, м; b = 7.0 м; [1]
iП - уклон проезжей части, %; iП = 20%; [1]
iВ - уклон виража, %; iВ = 30%; [1]
LК - длина переходной кривой, м; LК=120м. [1]
Тогда
Принимаем iдоп = 3%.
Длина участка перехода от двухскатного поперечного профиля к односкатному с уклоном равным уклону проезжей части определяется по формуле
(9.2)
При b = 7.0 м, iп = 20%, iдоп = 3%
м.
Отгон виража на участке x производится прямо пропорционально его длине.
Поперечный уклон обочины и проезжей части с внешней стороны закругления на участке x определяется по формуле
(9.3)
где S - расстояние от начала переходной кривой до рассматриваемого сечения.
При S=20м, x=46.7м, iпр = 20%
На оставшейся части переходной кривой поперечный уклон по всей ширине земляного полотна определяется по формуле
(9.4)
При S=100м, iВ = 30%
Поперечный уклон внутренней обочины равен расчетному уклону, но ниже уклона обочины на прямолинейном участке.
Уширение проезжей части в любом сечении определяется по формуле
(9.5)
где b - уширение проезжей части на круговой кривой при движении одиночного автомобиля, b=0.
Ширина внутренней обочины определяется по формуле
(9.6)
При , но не менее рекомендованного [1].
Превышение оси над бровкой земляного полотна в любом сечении равно
(9.7)
На участке x превышение внутренней кромки проезжей части определяется по формуле
(9.8)
При S=20 м
На оставшейся части переходной кривой превышение внутренней кромки проезжей части определяется по формуле
(9.9)
При S=60 м
Превышение внутренней бровки определяется по формуле
(9.10)
При S=20 м
Если уклон виража в заданном сечении меньше уклона обочины, то
(9.11)
Превышение внешней кромки проезжей части определяется по формуле
(9.12)
При S=20 м
Превышение внешней кромки земляного полотна определяется по формуле
(9.13)
При S=20 м
Данные, полученные по расчетам, сводим в таблицу. На основании полученных данных строим графики характеристик превышений над бровкой земляного полотна.
Таблица 9.1 Устройство виража
|
S, м |
Поперечные уклоны |
Уширение |
Превышения |
|||||||||
|
внутренней |
внешней |
проезжей части |
земл. пол. |
внутренней |
оси |
внешней |
||||||
|
обочины |
пр. части |
обочины |
пр. части |
кромки |
бровки |
кромки |
бровки |
|||||
|
0 |
0 |
A |
B |
О |
С |
D |
||||||
|
0 |
40 |
20 |
-20 |
-20 |
0 |
0 |
0,29 |
0,24 |
0,17 |
0,10 |
0,00 |
|
|
10 |
40 |
20 |
-11 |
-11 |
0 |
0 |
0,24 |
0,21 |
0,17 |
0,10 |
0,00 |
|
|
20 |
40 |
20 |
-3 |
-3 |
0 |
0 |
0,19 |
0,18 |
0,17 |
0,10 |
0,00 |
|
|
30 |
40 |
20 |
6 |
6 |
0 |
0 |
0,20 |
0,19 |
0,17 |
0,10 |
0,00 |
|
|
40 |
40 |
20 |
14 |
14 |
0 |
0 |
0,26 |
0,22 |
0,17 |
0,10 |
0,00 |
|
|
46,7 |
40 |
20 |
20 |
20 |
0 |
0 |
0,29 |
0,24 |
0,17 |
0,10 |
0,00 |
|
|
50 |
40 |
23 |
23 |
23 |
0 |
0 |
0,31 |
0,25 |
0,17 |
0,10 |
0,00 |
|
|
60 |
40 |
31 |
31 |
31 |
0 |
0 |
0,36 |
0,28 |
0,17 |
0,06 |
-0,04 |
|
|
70 |
40 |
40 |
40 |
40 |
0 |
0 |
0,41 |
0,31 |
0,17 |
0,03 |
-0,07 |
|
|
80 |
40 |
49 |
49 |
49 |
0 |
0 |
0,46 |
0,34 |
0,17 |
0,00 |
-0,10 |
|
|
90 |
40 |
57 |
57 |
57 |
0 |
0 |
0,51 |
0,37 |
0,17 |
-0,03 |
-0,13 |
|
|
100 |
40 |
66 |
66 |
66 |
0 |
0 |
0,56 |
0,40 |
0,17 |
-0,06 |
-0,16 |
Список использованной литературы
1) Технический кодекс установившейся практики. Автомобильные дороги. Нормы проектирования. ТКП 45-3.03-19-2006 (02250).-Мн.: Министерство архитектуры и строительства РБ, 2006. -42 с.
2) Автомобильные дороги. Примеры проектирования / под ред. В. С. Порожнякова -М.: Транспорт, 1968. -519 с.
3) Ахраменко Г. В. Проектирование плана и продольного профиля автомобильных дорог: учеб. -метод. пособие по курсовому и дипломному проектированию / Г. В. Ахраменко. - Гомель: БелГУТ, 2008. - 68 с.
4) Ахраменко Г. В. Проектирование участка автомобильной дороги: учеб. -метод. пособие по курсовому и дипломному проектированию / Г. В. Ахраменко. - Гомель: БелГУТ, 2009. - 92 с.
5) Лавриненко Л. Л. Изыскания и проектирование автомобильных дорог / Л. Л. Лавриненко. - М.: Транспорт, 1991. - 296 с.
6) Митин Н. А. Таблицы для подсчета объемов земляного полотна автомобильных дорог / Н. А. Митин. - М.: Транспорт, 1977. - 544 с.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Экономика района проектирования. Транспортная сеть. Технические нормативы пректирования. План предположительного варианта трассы. Проектирование плана трассы. Проектирование продольного профиля. Проектирование поперечного профиля земляного полотна.
курсовая работа [56,0 K], добавлен 27.08.2008Определение категории дороги, климатическая характеристика места положения трассы. Расчет параметров элементов плана и профиля с расчетными схемами. Определение ширины проезжей части, предельного продольного уклона, радиусов кривых в плане и профиле.
курсовая работа [30,4 K], добавлен 16.01.2010Характеристика природных условий района проектирования дороги. Определение продольных уклонов, ширины проезжей части и земляного полотна. Варианты проложения трассы дороги в обход сложных участков рельефа. Проектирование дороги в продольном профиле.
курсовая работа [113,1 K], добавлен 04.04.2012Разработка участка принципиально новой автомобильной дороги Рогачев-Быхов-Могилев. Составление продольного профиля и плана трассы. Построение поперечного профиля земляного полотна и проектировка дорожной одежды. Инженерное обустройство участка дороги.
дипломная работа [861,9 K], добавлен 08.12.2011Определение основных технических нормативов проектируемой автомобильной дороги. Проектирование кюветов и закругления с симметричными переходными кривыми. Нанесение геологического профиля. Расчет проектной линии, ширины проезжей части и земляного полотна.
курсовая работа [301,2 K], добавлен 23.02.2016Определение технических нормативов проектируемой дороги. Характеристика рельефа местности и выбор направлений трассы. Составление продольного профиля земли. Определение отметок контрольных точек. Обоснование типов поперечных профилей земляного полотна.
курсовая работа [130,4 K], добавлен 11.01.2012Основы тягового расчета движения автомобилей. Расчет отгона виража и составной кривой. Обоснование ширины проезжей части, земляного полотна и технической категории автомобильной дороги. Пропускная способность полосы движения и загрузка дороги движением.
курсовая работа [420,3 K], добавлен 02.06.2009Краткая характеристика района строительства. Определение пикетажного положения главных точек трассы и составление ведомости углов поворота в плане. Конструирование водопропускных труб. Проектирование продольного профиля. Подсчет объемов земляных работ.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 09.06.2013Характеристика области проектирования новой железной дороги. Длина приемоотправочных путей. Описание возможных вариантов трассы. Нормы проектирования плана и продольного профиля дороги. Размещение раздельных пунктов. Проектирование мостовых переходов.
курсовая работа [126,1 K], добавлен 29.05.2014Обоснование необходимости капитального ремонта участка автомобильной дороги: климатические и геологические особенности района. Проектирование продольного профиля дороги; выбор и расчет конструкции дорожной одежды. Организация и технология земляных работ.
дипломная работа [1,3 M], добавлен 27.03.2014
