Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Обоснование геометрических параметров автомобильной дороги

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра «Проектирование автомобильных дорог»

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту по дисциплине:

“ Основы проектирования автомобильных дорог “

На тему: «Обоснование геометрических параметров автомобильной дороги»

Тюмень-2013

ОГЛАВЛЕНИЕ

1.Описание природно-климатических условий и экономики района проектирования
2.Установка категории дороги , расчет и обоснование технических нормативов и руководящей отметки .
2.1. Технических нормативов проектирования
2.2. Расчет и обоснование технических нормативов
2.2.1.Определение интенсивности движения приведенной к легковому автомобилю
2.2.2.Определение пропускной способности одной полосы движения
2.2.3.Определение необходимого числа полос движения
2.2.4.Определение ширины полосы движения
2.2.5.Определение ширины земляного полотна
2.3.Расчет расстояний видимости
2.3.1.Расчет расстояния видимости поверхности дороги
2.3.2.Расчет расстояния видимости встречного автомобиля
2.4.Расчет нормативов проектирования плана трассы
2.4.1.Определение минимального радиуса кривой в плане
2.4.2.Определение минимального радиуса кривой в плане с устройством виража
2.4.3.Определение минимальной длины отгона виража
2.4.4.Определение минимальной длины переходной кривой
2.4.5. Определение длины переходной кривой с устройством виража
2.5.Расчет нормативов проектирования продольного профиля трассы
2.5.1.Определение наибольшего продольного уклона преодолеваемого автомобилем с расчетной скоростью движения
2.5.2.Определение наибольшего продольного уклона преодолеваемого автомобилем по условиям сцепления
2.5.3.Определение минимального радиуса вертикальной выпуклой кривой
Определение минимального радиуса вертикальной вогнутой кривой из условия обеспечения видимости поверхности проезжей части в ночное время
Определение минимального радиуса вертикальной вогнутой кривой из условия ограничения центробежной силы
2.5.6.Определение величины руководящей отметки
2.5.7.Назначение конструкции дорожной одежды

3.Проектирование плана трассы
3.1.Ведомость углов поворота , прямых , кривых
3.2.Сравнение вариантов трассы
4.Проектирование продольного профиля
4.1.Ведомость черных отметок и + точек.
4.2.Описание местности.
5.Определение объемов земляных работ
Литература
Приложение 1 . Ведомости
Приложение 2 . Карта местности
Приложение 3 . Продольный профиль
Приложение 4 . Поперечный профиль

1.Описание природно-климатических условий и экономики района проектирования

Природно-климатические условия района проектирования.

1.2 Климат.

Город Хабаровск расположен во 2 дорожно-климатической зоне. Средняя месячная и годовая температура воздуха по метеостанции Хабаровска отражена в таблице 1.

Месяц	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	Год
Среднее значение	-22,3	-17,2	-8,5	3,1	11,1	17,4	21,1	20	13,9	4,7	-8,1	-18,5	1,4

Таблица 1

Климат Хабаровска находится под влиянием Евроазиатского материка и Тихого
океана и носит муссонный характер, особенностью которого является сезонная смена направления ветров.

Поток континентального воздуха из области азиатского антициклона обуславливает здесь холодную, сухую, ясную зиму. Весна и осень представляют собой переходные сезоны, в которые происходит смена зимнего типа циркуляции на летний и наоборот.

Среднее количество осадков показано в таблице 2.

Месяц	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	Год
Среднее значение, мм.	10	7	12	32	53	74	111	118	82	37	20	13	569

Таблица 2

Основная масса осадков выпадает в летний период и за три летних месяца количество осадков составляет в среднем 310 мм . Зима продолжительная и холодная – до 4,5 месяцев . Начало заморозков наблюдается в первой половине октября , последние в первой половине мая . Продолжительность безморозного периода составляет в среднем – 146 дней.

Таблица 3 – Повторяемость направлений ветра, скорость ветра по месяцам.

Январь

Направление	С	СВ	В	ЮВ	Ю	ЮЗ	З	СЗ	Штиль
Повторяемость	2	7	6	2	2	74	6	1	18
Скорость, м/с	3,3	5,7	4,2	2,7	3,5	5,9	4,1	2,2

Таблица 3

Июль

Направление	С	СВ	В	ЮВ	Ю	ЮЗ	З	СЗ	Штиль
Повторяемость	3	25	17	5	4	35	7	4	9
Скорость, м/с	3,4	6	4,6	3,3	3,6	4,6	3,6	2,9

Таблица 4

Средняя скорость ветра в Хабаровске на высоте 10 м составляет 4,1 м/c. Колебания средних скоростей ветра из года в год составляют в среднем 0,6 м/c. Наибольшие скорости ветра летом не превышали 24 м /c, а зимой 34 м/с.

2.Установление категории дороги, расчет и обоснование технических нормативов и руководящей отметки.

2.1.Определение категории дороги и расчетной скорости движения

По интенсивности движения устанавливаем категорию дороги. Интенсивности движения 800 авт./сут соответствует IV категории дороги по СНиП 2.05.02 [1, табл.1] .

Для 4 - й категории дороги расчетная скорость 80 км/ч.

по СНиП 2.05.02 [6, табл.3] .

2.2.1.Определение приведенной интенсивности движения

, (2.1)

где N_пр - приведенная интенсивность движения, легк. авт./сут ;

N₁ , N₂ , N₃ , N_i - интенсивность движения отдельных типов автомобилей, авт/сут ;

K₁ , K₂ , K₃ , K_i - коэффициенты приведения отдельных типов автомобилей к

легковому;

Таблица 2.1

Грузоподъемность автомобилей	%	N_i	K_i	N_{i *}K_i
4 т	10	80	1.75	140
6 т	18	144	1.88	270.72
7 т	12	96	2.25	216
8 т	17	136	2.5	340
10 т	28	224	2.67	598.08
Легковые	15	120	1	120
Сумма:				1684.8

N_{ПР 1} = 80 *1.75 = 140 авт/сут ;

N_{ПР 2}= 144 * 1.88= 270.72 авт/сут ;

N_{ПР 3} = 96 * 2.25 = 216 авт/сут ;

N_{ПР 4}= 136 * 2.5 = 340 авт/сут ;

NПР 5 = 224 * 2.67 = 2598.08 авт/сут ;

NПР 6= 120* 1 = 120 авт/сут ;

Значения коэффициентов приведения:

Для легковых автомобилей K₆ = 1, для грузовых автомобилей с грузоподъемностью

4 т - К₁ = 1,75 ;

6 т - K₂ = 2 ;

7 т - K₃ = 2,25 ;

8 т - K₄ = 2,5 ;

10 т – K5=2.67;

Легк. Авт.-К6 =1;

=140+270.72+216+340+598.08+120=1684.8 (авт/сут).

2.2.2.Определение пропускной способности одной полосы движения

, (2.2)

где: Р - пропускная способность одной полосы движения , авт/час ;

B - итоговый коэффициент снижения пропускной способности, равный произведению частных коэффициентов, отражающих влияние различных элементов дороги на пропускную способность;

P_max - максимальная пропускная способность одной полосы движения, авт/час;

P _max= 2000 авт/час;

, (2.3)

где: В – Итоговый коэффициент снижения пропускной способности.

b ₁ - коэффициент, отражающий влияние на пропускную способность ширины полосы движения ,

b ₁ = 0,85 ;

b ₂ - коэффициент , учитывающий влияние обочин ,

b ₂ = 0,8;

b 3 =0.8

b 4=1

b 5 =1;

b 6 =0,9;

b 7 =0.96

b8=1

b 9 =1;

b 10 =1;

b 11 =1;

b 12 =1;

b 13 =1.05;

b 14 =1;

b₁₅ - коэффициент, учитывающий долю автобусов в потоке , b₁₅ =0.65 ;

авт/час

2.2.3.Определение необходимого числа полос движения

, (2.4)

где: a - коэффициент перехода от суточной интенсивности движения к часовой , принимается равной 0,1 ;

K_n*N - приведенная интенсивность движения , легк. авт/сут ;

e - коэффициент сезонной неравномерности изменения интенсивности движения , принимается равной e = 1 ;

z - расчетный коэффициент загрузки дороги движением , принимается z = 0,3 ;

Р - пропускная способность полосы движения , авт /час ;

g - коэффициент зависящий от рельефа местности , для равнинного рельефа g = 1 ;

Принимаем по 1 полосе движения в каждом направлении .

2.2.4.Определение ширины полосы движения

, (2.5)

где П - ширина полосы движения , м ;

a - ширина кузова автомобиля , м ;

c - ширина колеи , м ;

y - предохранительная полоса , м ;

x - зазор безопасности , м ;

y =

где: V - расчетная скорость движения автомобиля , V=60 км/ч ;

y = , м ;

x =

x = , м ;

где V - расчетная скорость движения автомобиля , км/ч ;

В качестве расчетного автомобиля принимается ЗИЛ-130, ширина кузова которого 2,5 м , а ширина колеи 1,79 м .

Ширина полосы для грузового движения:

Ширина проезжей части равна 7,2 м.

2.2.5.Определение ширины земляного полотна

, (2.6)

где: B_зп - ширина земляного полотна , м ;

n - число полос движения , шт ;

П - ширина полосы движения , м ;

b₀ - ширина обочины , м ;

Из СниП 2.05.02-85 берём значение обочины для 4-й категории, равное 2 м.

Вз.п..=2*3.6+2*2=11.2 м.

2.3.Расчет расстояний видимости

2.3.1.Расчет расстояния видимости поверхности дороги

(2.7)

где: V - расчетная скорость движения , км/ч ;

V = 80 км/ч ;

K _э - коэффициент учитывающий эффективность действия тормозов , принимаем K _э = 1,3 ;

j ₁ - коэффициент продольного сцепления при движении по чистому покрытию , принимаем j ₁ = 0,5 ;

l_зб - величина зазора безопасности , принимаем l_зб = 5 м ;

(м)

2.3.2.Расчет расстояния видимости встречного автомобиля

(2.8)

где:

l_{з б} - величина зазора безопасности , принимаем l_{з б} = 5 м ;

(м)

2.4.Расчет нормативов проектирования плана трассы

2.4.1.Определение минимального радиуса кривой в плане

без устройства виража.

, (2.9)

где: Rmin – Минимальный радиус кривой в плане без устройства виража;

V - расчетная скорость движения , км/ч ;

Для дороги IV - ей категории V = 80 км/ч ;

j ₂ - коэффициент поперечного сцепления , принимаем

j ₂ = 0,08 ;

i - уклон проезжей части , i = 0, 02 ;

(м)

2.4.2.Определение минимального радиуса кривой с устройством виража

, (2.10)

где: V - расчетная скорость движения автомобиля , км/ч ;

Для дороги Ш - ой категории V = 100 км/ч ;

j ₂ - коэффициент поперечного сцепления , принимаем

j ₂ = 0,08 ;

iВ - уклон виража , iВ = 0, 04 ;

(м)

2.4.3.Определение длины отгона виража

, (2.11)

где b - ширина проезжей части , b = 7,2(м)

i _в - уклон виража , i_в = 0,04‰;

i₃ - дополнительный уклон , i₃ = 0,01‰;

2.4.4.Определение длины переходной кривой

, (2.12)

где V - расчетная скорость движения , км/ч ;

R_min - наименьший радиус кривой , м ;

J - нарастание центробежного ускорения при движении автомобиля на участке

с переходной кривой , J = 0,5 м/c³ .

(м)

2.4.5.Определение длины переходной кривой с устройством виража

, (2.13)

где V - расчетная скорость движения , км/ч ;

R^в_min - наименьший радиус кривой , м ;

J - нарастание центробежного ускорения при движении автомобиля на участке c переходной кривой , J = 0,5 м/c³ .

(м)

Условие L_пр> L_отг выполнено

2.5. Расчет нормативов проектирования продольного профиля трассы

2.5.1.Определение наибольшего продольного уклона преодолеваемого автомобилем с расчетной скоростью движения

, (2.14)

где D - динамический фактор, зависящий от скорости движения автомобиля ;

Для автомобиля ЗИЛ - 130 при скорости движения

V = 60 км/ч , D = 0,05 [3,рис. 1.5,б ].

f - коэффициент сопротивления качению ;

, (2.15)

где f₀ - коэффициент сопротивления качению равный 0,01

V - скорость движения автомобиля , км/ ч ;

V = 60 км/ч ;

‰

2.5.2.Определение максимального продольного уклона преодолеваемого автомобилем по условиям сцепления

, (2.16)

где f - коэффициент сопротивления качению

( формула 2.15 ) ;

, (2.17)

где j ₁- коэффициент продольного сцепления колес автомобиля с покрытием, j ₁= 0,18 - 0,2 ; Принимаем

j ₁ = 0,2 ;

G _сц - часть автомобиля приходящаяся на ведущую

ось , Н ;

G - полный вес автомобиля , Н ;

P_в - сила сопротивления воздушной среды ;

Для автомобиля ЗИЛ - 130 : ;

‰

Выбирается из двух уклонов минимальный, т. е. критическая величина уклона i _max = 0,039 ‰

2.5.3.Определение минимального радиуса вертикальной выпуклой кривой

, (2.18)

где S₁- расстояние видимости поверхности дороги , м ;

d - высота глаз водителя легкового автомобиля , м ;

Принимаем d = 1,2 м ;

2.5.4.Определение минимального радиуса вертикальной вогнутой кривой из условия обеспечения видимости

, (2.19)

где h _ф - высота фар автомобиля над проезжей частью , h _ф = 0,75 (м) ;

a - угол рассеивания пучка света фар , a = 2° ;

2.5.5. Определение минимального радиуса вертикальной вогнутой кривой из условия ограничения центробежной силы

, (2.20)

где V - расчетная скорость движения , км/ч ;

Таблица 2.1.

Технические нормативы.

№ п/п	Наименование технических нормативов	Единицы измере- ния	Полу-чено расче-том	Рекомен- дуется СНиП- 2.05.02	Приня- то по про-екту
1	Перспективная интенсивность движения	авт/сут.	800	1000-3000	2800
2	Пропускная способность	авт/сут.	1684.8	2000	1491
3	Число полос движения	шт.	1	2	2
4	Расчетная скорость движения	км/час	-	80	100
5	Ширина полосы движения	м.	3,6	3	3,6
6	Ширина земляного полотна	м.	11,2	10	12,2
7	Расстояние видимости поверхности дороги	м.	92.73	200	200
8	Минимальный радиус кривой в плане	м.	630	300	800
9	Минимальный радиус кривой в плане с устройством виража	м.	360	600	600
10	Минимальная длина отгона виража	м.	28.8	-	28.8
11	Минимальная длина переходной кривой	м.	35	-	56.5
12	Длина переходной кривой с устройством виража	м.	60.52	-	64.8
13	Наибольший продольный уклон преодолеваемый автомобилем с расчетной скоростью движения	‰	39	60	50
14	Наибольший продольный уклон преодолеваемый автомобилем по условиям сцепления	‰	128	-	128
15	Минимальный радиус вертикальной выпуклой кривой	м.	3583	10000	10000
16	Минимальный радиус вертикальной вогнутой кривой из условия видимости поверхности проезжей части в ночное время	м.	1829.54	3000	3000
17	Минимальный радиус вертикальной вогнутой кривой из условия ограничения центробежной силы	м.	984.61	-	1540

2.5.6.Определение величины руководящей отметки

Для обеспечения устойчивости и прочности верхней части земляного полотна и дорожной одежды необходимо возвышение поверхности покрытия над заданным уровнем грунтовых вод, а также над поверхностью земли.

Условие снегонезаносимости

h = h_s + Dh , (2.21)

где h_s - расчетная высота снегового покрова с вероятностью превышения 5% ;

h_s = 0,5;

Dh - возвышение бровки насыпи над расчетным уровнем снегового покрова для ее незаносимости , м ;

Для III категории дороги Dh = 0,6 согласно

СНиП ( 1, стр. 22 ) ;

h= 0,5 + 0,6 = 1,1 (м)

Условие возвышения поверхности дорожной одежды над расчетным уровнем грунтовых вод

( стоящих более 30 суток )

h_таб=1,5м для IV дорожно-климатической зоны

для возвышенных мест:

для пониженных мест:

3.Возвышение поверхности покрытия над поверхностью земли на участках с необеспеченным стоком поверхностных вод (стоящих менее суток 30 суток)

для возвышенных мест:

для пониженных мест:

Выбираем максимальную расчетную высоту за руководящую:

2.6.Назначение конструкции дорожной одежды.

Для нашей категории дороги и ДКЗ выбираем :

1)покрытие верхний слой - мелкозернистый плотный горячий асфальтобетон марки 3 толщиной - см .

2) покрытие нижний слой - крупнозернистый пористый асфальтобетон марки 2 толщиной - см .

3) основание- щебень толщиной см, обработанный органическими вяжущими методом пропитки .

4)основание- щебень, обработанный органическими вяжущими материалами в установке толщиной- см

5)основание- гравийная смесь толщиной- см 6)основание- дополнительный слой основания из песка, гравия, шлака или морозоустойчивых местных каменных материалов.

3.Проектирование плана трассы

Проектируемая автомобильная дорога относится к III-ей категории. Проектирование осуществляется по карте масштабом 1:10000 с сечением горизонталей 5м, а также на основе технических нормативов, принятых в проекте.

Варианты трассы проектируются с минимальными отклонениями от воздушной линии, с вписыванием в рельеф местности. Для наилучшего проложения автомобильной дороги рассмотрено два варианта плана трассы.

I-вариант: местность пересеченная, начальное заданное направление трассы СВ, запроектирован один правый угол поворота равный 32⁰.

II-вариант: местность пересеченная, начальное заданное направление трассы ЮВ, запроектирован один правый угол поворота равный 28⁰ и один левый угол поворота равный 60⁰.

3.1.Ведомость углов поворота , прямых , кривых

При составлении ведомости углов поворота, прямых и кривых используются следующие формулы:

Т_пк = Т_кк + DТ_пк , (3.1)

где Т_пк , Т_кк - соответственно тангенсы с переходной кривой и круговой кривой ;

Б_пк = Б_кк + DБ_пк , (3.2)

где Б_пк и Б_кк - соответственно биссектрисы с переходной кривой и круговой кривой ;

К_пк = К_кк + L , (3.3)

где L - длина переходной кривой , м ;

К_кк - длина круговой кривой , м ;

К_пк - длина с переходной кривой , м ;

Д_пк = 2* Т_пк - К_пк , (3.4)

где Д_пк - домер с переходной кривой , м ;

НЗ = ВУП - Т_пк

КЗ = НЗ + К_пк , (3.5)

где НЗ и КЗ - соответственно начало и конец закругления ;

ВУП - положение вершины угла поворота ;

3.2.Сравнение вариантов трассы

Таблица 3.2.

Сравнение вариантов трассы

наименование показателей	величина показателя		преимущества
	1-ый вариант	2-ой вариант	1-ый вариант	2-ой вариант
длина трассы , м	2320	2385	+	-
коэффициент удлинения трассы	1,04	1,07	+	-
средняя величина угла поворота, рад	0,56	0,77	+	-
средний радиус закругления , м	1012,2	1004,2	+	-

1.Сравнение по длине трассы – L_тр , м

L1=2320;

L2=2385;

2.Сравнение по коэффициенту удлинения трассы

, (3.8)

где L_тр - длина трассы , м ;

L_в - длина воздушной линии , м ;

3.Сравнение по средней величине угла поворота

, (3.9)

где a_ср - средняя величина угла поворота , рад ;

åa_i - сумма углов , рад ;

n - число углов , шт ;

4.Сравнение по среднему радиусу закругления

, (3.10)

где К - сумма кривых , м ;

åa - сумма углов , рад ;

(м);

В результате сравнения вариантов трассы выбираем I-вариант.

4.Проектирование продольного профиля

Таблица 4.1.

4.1.Ведомость черных отметок пикетов и плюсов.

положение точки		отметка , м
пк	+
НТ пк 0	00	57.8
1	00	62.1
2	00	66.4
3	00	71.1
4	00	72.8
5	00	67.3
6	00	60.9
ВУП пк7	00	62.9
8	00	57.8
9	00	56.3
10	00	54.3
11	00	52.5
12	00	52.5
13	00	52.5
14	00	52.5
15	00	52.5
16	00	52.7
17	00	52.6
18	00	52.5
19	00	51.7
20	00	50.5
21	00	45.4
22	45	42.7
23	00	40.0
КТ пк23	20	40.2

Обоснование геометрических параметров автомобильной дороги 📙 Курсовая → 🆔 145287