Реконструкція автомобільної дороги

Размещено на http://www.allbest.ru/

МІНІСТЕРСТВО НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТРАНСПОРТНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Кафедра „Проектування автомобільних доріг”

КУРСОВИЙ ПРОЕКТ

„Реконструкція автомобільної дороги”

Виконав: студент гр. БД-IV-1

Довлєтов О.Н..

Перевірив:

Василишина Л.О.

КИЇВ 2011



Зміст

Вступ

1. Обґрунтування категорії дороги та нормативи на проектування

1.1 Склад та приведена інтенсивність руху

1.2 Категорія дороги та розрахункова швидкість

1.3 Основні норми проектування

2. План дороги

3. Проектування системи водовідведення

3.1 Розрахунок отворів водопропускних труб

4. Дорожній одяг

4.1 Вибір типу дорожнього одягу та виду покриття

4.2 Розрахункова інтенсивність руху і навантаження

4.3 Конструювання дорожнього одягу

4.4 Розрахункова характеристика матеріалів конструктивних шарів та грунту земляного полотна

4.5 Розрахунок товщини дорожнього одягу

4.6 Розрахунок підсилення існуючого дорожнього одягу

5. Земляне полотно

5.1 Поздовжній профіль

5.2 Конструкція земляного полотна

5.3 Об'єм земляних мас

6. Економічні розрахунки

Вступ

Автомобільні дороги задовольняють різноманітні транспортні потреби держави і мають господарське, адміністративно-політичне, культурне і оборонне значення. Від значення дороги, характеру і важливості транспортного зв'язку, що обслуговує дорога, залежить інтенсивність, рухомий склад і швидкість руху даною дорогою, вага рухомого складу, сезонні коливання інтенсивності руху, розташування дороги відносно об'єктів, які вона обслуговує, взаємне розташування доріг і розташування їх відносно інших шляхів сполучення, розмір доцільних капіталовкладень у дорожнє будівництво. дорожній покриття реконструкція

Сукупність усіх доріг у державі становить її дорожню мережу, в яку входять дороги різного господарського, адміністративного і оборонного значення, з різним рівнем технічної досконалості та обладнання.

Мережа автомобільних доріг України станом на 2000 рік становить 168546 км., в тому числі з твердим покриттям 162646 км., тобто 96,5%. На дорогах переважає вдосконалений тип покриття (капітальний полегшений складає 123000 км.). Протяжність доріг І категорії - 1842 км., ІІ категорії - 12860 км., ІІІ категорії - 26120 км. Протяжність доріг державного значення складає 13083 км. - 7,8%, місцевого значення 155463 км. - 92,2%. За типом покриття: цементобетонні - 2825 км., асфальтобетонні - 53355 км., чорно щебеневі - 71684 км.

За постановою КМ 1996 року, прийнято установу про заходи щодо створення національної мережі міжнародних транспортних коридорів. Спорудження цієї нової мережі здійснюється на конкурсних засадах і залучаються не державні кошти. В даний час в Україні функціонує 7 транспортних коридорів.

Нині на Україні існує 27 магістральних доріг загальною довжиною 9275 км. Частина магістральних доріг суміщена з міжнародними транспортними коридорами та міжнародними автомагістралями.

На сьогодні стратегічним напрямком у будівництві є реконструкція автомобільних доріг. Задачею реконструкції є підвищення категорії дороги та покращення її технічних властивостей.

1. Обґрунтування категорії дороги та нормативи на проектування

У відповідності до ДБН В.2.3 4 автомобільні дороги в залежності розрахункової інтенсивності, народногосподарського та адміністративного значення поділяють на 5 категорій.Вихідними даними для визначення категорії дороги, що підлягає реконструкції, є інтенсивність руху транспортних засобів на перспективу, яку можна визначити з виразу:

,\

де N_t - перспективна інтенсивність руху, авт/добу; N₀ - інтенсивність руху в вихідному році, авт/добу; - коефіцієнт щорічного приросту інтенсивності руху; t - тривалість розрахункового періоду, років.

1.1 Склад та приведена інтенсивність руху

Автомобілі	Марка	Відсотки
Легкові		24%
Вантажні	ГАЗ 53А	30%
	ЗИЛ-130	38%
	КамАЗ	3%
Автобуси	ПАЗ-3201	5%

Дорогу відносять до тієї чи іншої категорії по приведеній до легкового автомобіля інтенсивності руху.

1.2 Категорія дороги та розрахункова швидкість

Категорія автомобільної дороги в даному випадку призначається в залежності від перспективної інтенсивності руху транспортних одиниць.

Перспективна інтенсивність руху 265 авт/добу, що згідно з ДБН В.2.3-4-2007 відповідає IV категорії дороги.

Для проектування плану, поздовжнього та поперечних профілів, а також інших елементів дороги використовуємо розрахункову швидкість руху 90км/год.

До важких ділянок місцевості відносять рельєф з різницею відміток більшій за 50 м на відстані 0,5 км і менше, ділянки з глибокими балками, ярами, ущелинами та нестійкими гірськими схилами.

1.3 Основні норми проектування

Нормативні значення елементів проїзної частини

Норми проектування	Вимірювач	Величина
Розрахункова швидкість руху	км/г	90
Кількість смуг руху	шт	2
Ширина смуг руху	м	3,0
Ширина проїзної частини	м	6.0
Ширина узбіч	м	2.5
Найменша ширина укріпленої смуги узбіччя	м	0,50
Найменша ширина роздільної смуги	м	-
Найменша ширина укріпленої смуги на роздільній смузі	м	-
Ширина земляного полотна	м	10.00
Найбільші поздовжні похили	промілі	50(30)
Найменша відстань видимості зустрічного автомобіля	м	300
Найменші радіуси кривих у плані	м	450
Найменші радіуси кривих в поздовжньому профілі: опуклих угнутих	м м	7500 2500

Найменша відстань видимості для зупинки повинна забезпечувати видимість будь-яких предметів, які мають висоту 0,2 м і більше і знаходяться на середині смуги руху та на висоті очей водія 1,2 м від поверхні проїзної частини.



2. План дороги

2.1 Аналіз напрямку траси

На основі вже запроектованого плану дороги вносимо в нього зміни, які викликані підвищенням категорії дороги. Ці зміни можуть включати в себе:

- вирівнювання частини дороги, тобто прокладання її по новому напрямку;

- збільшення радіусів горизонтальних кривих;

- об'єднання кутів повороту із вписуванням в новий кут більшого радіусу горизонтальної кривої.



3. Проектування системи водовідведення

3.1 Розрахунок отворів водопропускних труб

Максимальна витрата Q м³/с зливової води заданої імовірності перевищення на малих водозборах розраховується за формулою:

,

де а_р - розрахункова інтенсивність дощу, мм/хв.;

F - площа водозбору, км²;

- коефіцієнт втрати стоку;

- коефіцієнт редукції.

Коефіцієнт редукції враховує неповноту стоку і для площі, меншої за 100 км², визначається за формулою:

,

для F 0,1 км² коефіцієнт = 1.

Площа F визначається з кальки водозбірних басейнів.

F₁=0,22 км²; F₂=0,1км²; F₃

Розрахункова інтенсивність дощу заданої імовірності перевищення:

,

де а_r - інтенсивність дощу протягом 1 год, мм/хв а_r=0,62;

К_t - коефіцієнт приведення інтенсивності зливи годинної до розрахункової.

; ;

; ;

Для суглинків легких =0,3:

;;

Q₁=2.3м³/с - приймаємо 1 трубу d=1,0 м, h=2.47 м; Q₂=1.3м³/с - 1 труба по 1,0 м, h=1,17 м;.

4. Дорожній одяг

Проектування дорожнього одягу нежорсткого типу являє собою єдиний процес конструювання й розрахунку дорожньої конструкції (системи дорожній одяг плюс робочий шар земляного полотна) на міцність, морозостійкість і осушення з техніко-економічним обґрунтуванням варіантів з метою вибору найбільш економічного за даних умов.

Вихідні дані для проектування

Район проектування дороги -Київська обл.

Категорія дороги -V.

Інтенсивність руху- 100 авт/добу, склад вантажного руху - в табл. 2.4;

Термін експлуатації дорожнього одягу - 5 років

Розрахункове навантаження групи А2 з розрахунковими параметрами

Р = 0,6 МПа, D=37см

6. Щорічний приріст інтенсивності руху g=0,05;

7. Грунт земляного полотна - супісок важкий пилуватий .

8. Матеріали для конструкції дорожнього одягу - подвійна поверхнева обробка, щебінь оброблено бітумом методом просочування, супісок укріплений комплексним в'яжучим.

Дорожньо-кліматична зона.

Внашому прикладі Київська область відноситься до ІІІкліматичної зони.

Приведена розрахункова інтенсивність руху

Визначається перспективна інтенсивність руху за формулою:

де N0 - існуюча інтенсивність руху;

g - коефіцієнт щорічного прирощення інтенсивності;

n - розрахункова кількість років.

Термін експлуатації дорожнього одягу визначається по таблиці (методичні вказівки)

Інтенсивність руху на 5 років визначається:

Згідно ДБН В.2.3-4 приймаються нормовані навантаження, що відповідають

Таблиця - Розрахункова кількість вантажних автомобілів

Марка автомобіля	Інтенсивність вантажних автомобілів Авт/добу	Коефіцієнти приведення до групи	Інтенсивність розрахункових автомобілів авт/добу
		А2
ГАЗ-3307	38	0,00244	1
ЗИЛ-130	48	0,20427	10
КамАЗ-5320	4	0,21586	1
ПАЗ-3201	6	0,50784	3
?			14

Сумарна кількість проїздів розрахункового навантаження за термін служби дорожнього одягу визначається за формулою:

авт/добу

де - коефіцієнт багатосмуговості

Потрібний та загальний модулі пружності

Загальний модуль пружності визначається з урахуванням коефіцієнтів міцності відповідно до категорії дороги (методичні вказівки).



Езаг = Кмц х Епотр

Загальний модуль пружності :

Характеристики ґрунтів

Визначаються розрахункові характеристики ґрунту за допомогою таблиць 4.1, 4.2,4.3.

Коефіцієнт варіації - 0,32; 0,16; 0,30 Е=100 МПа С=0,013 МПа

- кут внутрішнього тертя, знаходимо з табл.. 4.2.

За отриманими значеннями ( Табл. 4.2 ) розрахункові значення характеристик ґрунтів приймаємо за табл. 4.3. Конструювання дорожнього одягу.

Приймаємо контруцкію дорожнього одягу з 3 шарів.

Розрахунок дорожнього одягу за допустимим пружним прогином

Конструкція дорожнього одягу відповідає вимогам надійності і міцності за критерієм пружного прогину, якщо:

де - коефіцієнт міцності дорожнього одягу, знайдений за рисунок таблицею 3.1 у залежності від допустимого рівня надійності; загальний модуль пружності конструкції;- потрібний модуль пружності конструкції з урахуванням капітальності дорожнього одягу, типу покриття й інтенсивності дії навантаження.

Розрахунок конструкції дорожнього одягу за допустимим пружним прогином проводиться за допомогою номограми.

Розрахунок проводиться зверху - вниз.

см

Таким чином, загальна товщина дорожнього одягу за розрахунком складає:

Н = 2,5+8+26 = 36,5 см

Розрахунок за умовою зсувостійкості земляного полотна та шарів із малозв'язних матеріалів

Граничне активне напруження зсуву у ґрунті робочого шару визначається:

Модулі пружності матеріалів в дорожньому одязі приймаються при температурі С.

Конструкція дорожнього одягу приводиться до двошарової за формулою 7.2. Розраховується середній модуль пружності конструкції:



Визначаємо розрахункове навантаження зсуву за формулою 7.3:

Визначаємо коефіцієнт міцності:

За табл. 3.1 коефіцієнт запасу міцності за критерієм граничного стану

Отже, запроектована конструкція дорожнього одягу є стійкою проти зсуву.

У випадку, коли умова не виконується, треба збільшувати товщину нижнього шару дорожнього одягу та повторювати розрахунок до того часу, доки умова не буде виконана.

Розрахунок монолітних шарів на розтяг при згині

Розраховуємо конструкцію дорожнього одягу на руйнування від розтягу при згині.

Коефіцієнт міцності -1,35.

Приводимо конструкцію дорожнього одягу до двошарової, де верхній шар - частина конструкції, розташована нижче шарів асфальтобетону з модулем пружності по першому розрахунку. Еосн=260МПа.

Модулі пружності асфальтобетону:

верхнього шару - 4500 МПа, нижнього шару - 2800 МПа ( табл. 5.6).

Середній модуль пружності двох шарів асфальтобетону:

Е/Еосн=1458/165,6=8,8

За номограмою визначаємо:

Розрахункове розтягуючи напруження ( формула 8.3):

Визначаємо допустиме напруження. Дані беремо з таблиць 5.3 та 8.1 - основних характеристик дорожньо-будівельних матеріалів.

m=3,75 Кпр=9,6

К_мц = 1,38

Умова стійкості проти розтягу в монолітних шарах виконана.

Забезпечення морозостійкості конструкції дорожнього одягу нежорсткого типу і земляного полотна

Розрахунок на морозостійкість

Вихідні дані:

=75см (глибина промерзання визначена по карті, рис. 9.2 )

Н- глибина залягання ґрунтових вод -200см.

(кліматичний коефіцієнт визначається по карті, рис.9.2 )

h=36,5 см (товщина дорожнього одягу).

Поправка на глибину промерзання см (пункт 9.7)

Відносне здимання по таблиці 9.1: =8%

Комплексна характеристика В= / 2 = 8/2 = 4 (пункт 9.3 )

Визначаємо відношення:

Еквівалентна товщина дорожнього одягу підраховується відповідно до коефіцієнтів приведення, що беруться з таблиці 9.2:

см

Отже, умова на морозостійкість виконана.

Розрахунок підсилення існуючого дорожнього одягу.

1.Вихідні дані для проектування

2.Район проектування дороги -Київська обл.

3.Категорія дороги -ІV.

4.Перспективна перспективна інтенсивність руху за 20 років- 265авт/добу, склад вантажного руху - в табл. 2.4;

5.Термін експлуатації дорожнього одягу - 10 років

Розрахункове навантаження групи А1 з розрахунковими параметрами

Р = 0,8 МПа, D=34,5см

6. Щорічний приріст інтенсивності руху g=0,05;

7. Грунт земляного полотна - супісок важкий пилуватий .

8. Матеріали для конструкції дорожнього одягу -чорнощебеневе, щебінь укріплений мінеральним в'яжучим матеріалом, супісок укріплений комплексним в'яжучим.

Дорожньо-кліматична зона

Внашому прикладі Дніпропетровська область відноситься до ІІІкліматичної зони .

Приведена розрахункова інтенсивність руху

Визначається перспективна інтенсивність руху за формулою:

де N0 - існуюча інтенсивність руху;

g - коефіцієнт щорічного прирощення інтенсивності;

n - розрахункова кількість років.

Термін експлуатації дорожнього одягу визначається по таблиці (методичні вказівки)

Інтенсивність руху на 10 років визначається:

Згідно ДБН В.2.3-4 приймаються нормовані навантаження, що відповідають

Таблиця 4- Розрахункова кількість вантажних автомобілів

Марка автомобіля	Інтенсивність вантажних автомобілів Авт/добу	Коефіцієнти приведення до групи	Інтенсивність розрахункових автомобілів авт/добу
		А2
ГАЗ-3307	48	0,00244	1
ЗИЛ-130	61	0,20427	12
КамАЗ-5320	5	0,21586	1
ПАЗ-3201	8	0,50784	4
?			18

Сумарна кількість проїздів розрахункового навантаження за термін служби дорожнього одягу визначається за формулою:



авт/добу

де - коефіцієнт багатосмуговості

- з табл. 2.8; - з табл. 2.7

Потрібний та загальний модулі пружності

Загальний модуль пружності визначається з урахуванням коефіцієнтів міцності відповідно до категорії дороги (методичні вказівки).

Езаг = Кмц х Епотр

Загальний модуль пружності :

Посилення дорожнього одягу проектується на прикладі попередньої конструкції, вважаючи, що за час експлуатації дороги попередній модуль пружності знизився на 25% і становить: 153 х 0,75 = 115 Мпа Розраховується товщина шару посилення з використанням номограми на рис.5.5:

= 0,14 х 34,5 = 5см

Отже, товщина шару посилення з щільного асфальтобетону становить 5 см.

5. Земляне полотно

5.1 Поздовжній профіль

У відповідності до категорії дороги на поздовжній профіль наносять проектну лінію, яка прокладається по обгортальній відносно старого дорожнього одягу з керуючою відміткою, яка дорівнює товщині посилення дорожнього одягу. В тих місцях, де траса дороги прокладена по новому напрямку, робоча відмітка призначається з умови забезпечення мінімального підвищення поверхні дорожнього покриття над рівнем землі або тривалого, більше 30 діб, стояна поверхневих вод.

5.2 Конструкція земляного полотна

Земляне полотно проектують з урахуванням категорії дороги, типу дорожнього одягу, висоти насипу і глибини виїмок, інженерно-геологічних умов району будівництва з урахуванням збереження цінних земель і нанесення мінімальних збитків для навколишнього природного середовища.

На креслені „Поперечні профілі земляного полотна” вказані існуюче та реконструйоване земляне полотно з відмітками та похилами у відповідності з вимогами ДБН В.2.3 - 4 - 2000.

На креслені вказані типові поперечні профілі земляного полотна: тип 1. - насип до 1 м; тип 2. - насип від 3 до 6 м ; тип 3. - виїмка до 3 м; тип 4. - виїмка від 3 до 6 м;

6. Економічні розрахунки

Для визначення економічної ефективності капіталовкладень при будівництві автомобільної дороги необхідно виконання умови: ,де К - капітальні витрати на будівництво а/д; Т - економія транспортних витрат.

Вартість реконструкції а/д визначається за кошторисом, або будівельні витрати на реконструкцію 1 км дороги (В) з V в ІV категорії - 750000 у.о.

Отже, , де L - довжина дороги.

Транспортні витрати визначаються за 1 рік:

,

Транспортні витрати розраховуються для нової дороги та для об'їзду по мережі доріг окремо. Тоді економія транспортних витрат буде:

.

;

Техніко-економічне обґрунтування доцільності реконструкції.

Для визначення економічної ефективності капіталовкладень при реконструкції доріг потрібно враховувати:

- витрати на реконструкцію а/д;

- витрати на експлуатацію а/д;

- економію транспортних витрат.

Капітальні вкладення на реконструкцію а/д визначаються кошторисом, або середніми значеннями по Україні за 1 км дороги: з V категорії у ІV категорію - 750000 у.о.

Розрахунок швидкості руху до реконструкції.

Час проїзду одного автомобіля:

.

Транспортні витрати в рік: Середня вартість використання автомобілів за 1 годину:

С = 100 х0.24 + 150 х 0,71 + 180 х 0,05 = 140 грн.

.

Розрахунок швидкості руху після реконструкції.

Час проїзду одного автомобіля:

.

Транспортні витрати в рік:

.

Размещено на Allbest.ru