Обоснование выбора варианта автомобильной дороги

Федеральное агентство по образованию и науке

Пермский  Государственный Технический Университет

Кафедра строительства автомобильных дорог  и аэродромов 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

КУРСОВОЙ  ПРОЕКТ № 2

  « Обоснование  выбора варианта  автомобильной дороги» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Выполнил: ст.гр.САД-06-2                                                                                   Сабиров Р.Р.

Проверил: зав.каф.САД                                                                                     Щепетева Л.С. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Пермь 2010 

Содержание

     Введение                                                                                                       3-4                                              

1. Характеристика района проектирования участка автомобильной дороги                                                                                                      5-7
2. Техническая характеристика автомобильной дороги                  8-9
3. Проектирование трассы в плане                                                   10-13
4. Проектирование малых искусственных сооружений               14-17
5. Проектирование земляного полотна                                            18-20
6. Объем земляных работ                                                                    21-26
7. Проектирование нежесткой дорожной одежды                          27-36
8. Оценка проектных решений методом коэф. аварийности       37-38
9. Обустройство автомобильной дороги                                                39
10. Список литературы                                                                              40

Введение 

     Современные автомобильные дороги представляют собой сложные инженерные сооружения. Они должны обеспечивать возможность движения потоков автомобилей с высокими скоростями. Их проектируют и строят таким образом, чтобы автомобили могли реализовать свои динамические качества при нормальном режиме работы двигателя, чтобы на поворотах, подъемах и спусках автомобилю не грозили занос или опрокидывание. В течение всего года дорожная одежда должна быть прочной, противостоять динамическим нагрузкам, передающимся на нее при движении автомобилей, быть ровной и нескользкой.

     Дороги  подвержены активному воздействию  многочисленных природных факторов (нагревание солнечными лучами, промерзание и оттаивание, увлажнение выпадающими осадками, грунтовыми водами и водой, притекающей с придорожной полосы, и т. п.). Эти особенности их работы должны учитывать проектировщики, строители, работники эксплуатационной службы, которые обязаны обеспечить нормальную круглогодичную службу дороги в течение длительного времени.

     Инженеры-проектировщики должны: в совершенстве владеть приемами выбора трассы дороги на местности  и сбора полевых данных, необходимых  для обоснования проектных решений; уметь назначать конструктивные элементы дорог, обеспечивающие удобство, безопасность и экономичность грузовых и пассажирских перевозок; предусматривать широкое использование местных строительных материалов и побочных продуктов промышленности; обладать знаниями методов технико-экономической оценки и сравнения вариантов, позволяющих выбирать наиболее оптимальные решения для заданных конкретных условий. При этом необходимо в максимальной степени учитывать местные геофизические условия, влияющие на строительство и последующее содержание дорог.

     Дороги  должны обеспечивать безопасность автомобильного движения. Проложенные с учетом психофизиологических особенностей восприятия водителями дорожных условий, они должны предоставлять водителям всю необходимую информацию, как бы подсказывая им правильные режимы движения, обеспечивая высокую пропускную способность и исключая возможность серьезных дорожно-транспортных происшествий.

     Выполнение  планов дорожного строительства  неразрывно связано с повышением качества строительства и снижением его стоимости. Всемерное улучшение качества строящихся дорог не может решаться без повышения уровня проектных решений, которые должны сочетать полнейшее удовлетворение требований экономичности, безопасности и комфортабельности автомобильных перевозок со снижением стоимости строительства и рациональной его организацией.

     В связи с повышением требований к  капитальности дорог стоимость  дорожного строительства сильно возросла. Это делает необходимыми поиски технически рациональных и экономически эффективных проектных решений, основанных на детальном учете особенностей перевозок и местных природных условий, оправданных опытом строительства и эксплуатации дорог.

     Проектирование  автомобильных дорог — учебная  дисциплина, рассматривающая принципы технико-экономического обоснования размеров всех элементов дороги на основе комплексного учета ее народнохозяйственного значения, природных условий и требований эффективности, экономичности и безопасности автомобильных перевозок, а также методы выбора направления дороги на местности и составления проекта ее постройки.

     Основными задачами курсовой работы являются: обоснование  требований к элементам трассы дороги и их взаимному сочетанию, проектирование земляного полотна, проектирование дорожных одежд, правила проложения трассы дороги на местности, проектирование мостовых переходов через большие и малые водотоки, особенности проектирования дорог в характерных природных районах, изыскания дорог и составление проектов. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Характеристика 

района  проектирования участка автомобильной дороги 

1.1. Климат

     Климат  Орловской области континентальный, умеренно холодный. Зима непродолжительная  и мягкая, средняя температура  января около - 15ºС; лето теплое, продолжительное, средняя температура июля около 25ºС. Среднегодовое количество осадков 450 – 550 мм. В Орловской области имеются месторождения песка.

       Орловская область относится  к III дорожно-климатической зоне. Участок проектирования относится ко 2 типу местности по условиям увлажнения. Второй тип местности в III ДКЗ характеризуется необеспеченностью поверхностного стока, грунтовые воды не влияют на увлажнение верхней толщи.

       По почвенным типам III зона располагается в пределах подзолистых или полуболотных почв.

     Средняя месячная температура воздуха, ºС.

     Таблица 1.1.

       Абсолютный  минимум температуры  воздуха -35 ºС. 

       Абсолютный  максимум температуры  воздуха  40 ºС. 

Таблица 2. Направление и повторяемость ветров 
 
 
 
 
 

Таблица 1.2.

Роза  ветров

1.2. Рельеф 

     Поверхность — холмистая равнина рассечённая узкими обрывистыми берегами рек и оврагами. Высшая отметка высоты — 236,5 метров у д. Дементьевка Новодеревеньковского района, самая низкая — 163 метра на берегу реки Южная Вижайка по границе с Липецкой областью. 
 

1.3. Гидрография и  гидрология 

     Преимущественно тип местности по характеру и степени увлажнения 2-й. При этом грунтовые воды не влияют на увлажнение верхней толщи; почвы - солонцы, такыры, солончаковые солонцы и реже солончаки.

     На  основании таблицы 13 приложения 2 СНиП 2.05.02-85 схема увлажнения земляного полотна     1-я: источники увлажнения – атмосферные осадки. Для насыпей на участках местности   2-го типов по условиям увлажнения при возвышении поверхности покрытия над расчетным уровнем грунтовых и поверхностных вод или над поверхностью земли, более чем в 1,5 раза превышающем требования табл. 21 СНиП 2.05.02-85 (для песков пылеватых наименьшее возвышение поверхности покрытия 1,2м).

     Для насыпей на участках 2-го типа при  расстоянии от уреза поверхностной  воды (отсутствующей не менее 2/3 летнего  периода) более 5-10 м при супесях; 2-5 м при легких пылеватых суглинках  и 2 м при тяжелых пылеватых  суглинках и глинах (меньшие значения следует принимать для грунтов с большим числом пластичности; при залегании различных грунтов - принимать наибольшие значения).

     Основная  река — Ока с её притоками: Зуша (с притоком Неручь), Нугрь, Цон, Орлик, Рыбница. В восточной части области протекает Быстрая Сосна со своими притоками: Тим, Любовша, Кшень и Олым. С возвышеностей области начинаются реки Нерусса, Навля и Свапа.

     В районе проектирования автодороги протекают  несколько постоянных водотоков: Сухая  Вижайка, Южная Вижайка, Кужварка, Яйва. 

1.4. Растительность и  почва 

     Грунт естественного основания –  песок пылеватый.

     Песок пылеватый относится к IV группе пучинистости (таблица 7 приложение 2 СНиП 2.05.02-85), то есть является «сильнопучинистым» с относительным морозным пучением образца  от 7 % до 10 % (таблица 6 приложение 2 СНиП 2.05.02-85), среднее значение относительного морозного пучения при промерзании 1,5 м   2-4 % (таблица 8 приложение 2 СНиП 2.05.02-85). 

1.5. Инженерно-геологические  условия 

     Географическое  расположение обусловило сложность  и многообразие геологических условий  территории, и наличие в ее недрах ряда полезных ископаемых. Таких, как  углеводородное сырье (нефть, конденсат, газ), химическое сырье (калийные, магниевые, натриевые соли, фосфориты), цементное сырье, сырье для металлургической промышленности, пески и глины различного назначения, щебень и бутовый камень. В недрах Орловской области сосредоточено примерно 0,5% общероссийской стоимости запасов и прогнозных ресурсов минерального сырья. В структуре общей стоимости недр области ведущую роль играют соли. Существенной составляющей в общей стоимости недр являются забалансовые запасы железных руд.  

1.6. Местные дорожно-строительные  материалы 

   Сырьё для строительной индустрии в Орловской области представлено карбонатными породами, используемыми для производства извести, строительного щебня и бетонов; песками для производства силикатного кирпича, асфальтобетонов, бетонов и растворов; глинами для производства керамического кирпича, черепицы и керамзитового гравия; песчаниками для производства строительного щебня, бутового камня и бетонов. 

2. Техническая характеристика автомобильной дороги 

     Проектируемая автомобильная дорога на основании ГОСТ Р 52398-2005 относится к классу "дороги обычного типа" (т.е. не отнесенная к классам "автомагистраль" и "скоростная дорога"). Основными отличительными признаками данного класса наделены автомобильные дороги:

     - имеющие единую проезжую часть  или с центральной разделительной полосой;

     - доступ на которые возможен  через пересечения и примыкания  в разных и одном уровне, расположенные  для дорог категорий I, II, III не  чаще, чем через 600 м, для дорог  категории IV не чаще, чем через  100 м, категории V - 50 м друг от  друга.

     На  основании ГОСТ Р 52398 автомобильные дороги по транспортно-эксплуатационным качествам и потребительским свойствам разделяют на категории в зависимости от:

     - количества и ширины полос  движения;

     - наличия центральной разделительной  полосы;

     - типа пересечений с автомобильными, железными дорогами, трамвайными путями, 

        велосипедными и пешеходными  дорожками;

     - условий доступа на автомобильную  дорогу с примыканий в одном  уровне.

     Исходя  из результатов, полученных при расчетах, приведенных в разделах 2.2, 2.3, 2.4, 2.5 и 2.6, в соответствии с ГОСТ Р 52398-2005 и ГОСТ Р 52398 категория проектируемой автомобильной дороги II. Технические нормативы приведены в таблице 2.1.

     Перспективная расчетная интенсивность движения составляет 4569 авт/сут. 

Таблица 2.1.

3. Проектирование  трассы в плане.

     Трассу  дороги следует проектировать как  плавную линию в пространстве со взаимной увязкой элементов плана, продольного и поперечного профилей между собой и с окружающим ландшафтом, с оценкой влияния сочетания и размеров элементов дороги на условия движения и зрительное восприятие.

     Для обеспечения плавности дороги необходимо соблюдение принципов ландшафтного проектирования и использование рационального сочетания элементов плана и продольного профиля.

     Кривые  в плане и продольном профиле, как правило, следует совмещать. При этом кривые в плане должны быть на 100 – 150 м длиннее кривых в продольном профиле, а смещение вершин кривых должно быть не более ¼ длины меньшей из них.

     Следует избегать сопряжение концов кривых в  плане с началом кривых в продольном профиле. Расстояние между ними должно быть не менее 150 м.

     Пространство для проектирования трассы в плане резко ограничено. Слева и справа от воздушной линии в пределах 500 метров глубокие лога.

     Первый  вариант: коэффициент удлинения составляет 1,04. Трасса имеет один угол поворот R=2500м, предназначен для обхода вершин возвышенностей, а следовательно для сокращения объема земляных работ.  Длина круговой кривой 1587,31 м. Трасса пересекает три реки, т.е. необходимо устройство трех мостов и устройство пяти труб.

     Второй  вариант: трасса несколько короче, коэффициент удлинения составляет 1,022. Начальное направление трассы отличается от направления первого варианта трассы в связи с обходом вершины 168,2 м не слева, а справа. Первый поворот с вершиной в ПК 28+45,53 м и радиусом 3000 м, предназначен для возвращения оси трассы к воздушной линии. Начало кривой ПК 25+57,74м, конец кривой ПК 31+34,50 м. Второй поворот с вершиной угла на ПК 50+73,09 м  и радиусом 2800 м.  Начало кривой ПК 45+38,59 м, конец кривой ПК 55+94,88 м. Длина трассы составляет 6604,94 м. Трасса пересекает три реки и запроектировано устройство четырех труб.

     Сведем  все полученные данные, в таблицу  сравнения вариантов. 
 
 
 
 
 

                         ВЕДОМОСТЬ УГЛОВ ПОВОРОТА, ПРЯМЫХ  И КРУГОВЫХ КРИВЫХ    вариант  1       Таблица 3.1

┌────────────────────────┬──────────────────────────────────────────────────────────┬─────────────────────────┐

│        у г л ы         │                     к р и в ы е                          │       п р я м  ы е       │

├────┬───────────┬───────┼───────┬───────┬───────┬────────┬────────────┬────────────┼────────┬────────┬───────┤

│    │           │       │бэта 1 │  A 1  │  L 1  │  T 1   │  нач.закр. │  нач. КК   │        │        │       │

│ N  │ положение  │ угол  │град.  │   м   │   м   │   м    │    ПК +    │    ПК +    │ прямая │ расст. │дирекц.│

│угла│  вершины  │ повор.├───────┼───────┼───────┼────────┼────────────┼────────────│вставка  │ между  │ угол  │

│    │   угла    │+ право│альф.КК│   R   │ LKK   │   D    │   Lзакр.   │     Б      │        │ вершин.│       │

│    │           │─ лево │град.  │   м   │ м    │   м    │     м      │     м      │        │ углов │       │

│    │           │       ├───────┼───────┼───────┼────────┼────────────┼────────────│        │        │       │

│    │   ПК +    │ град. │бэта 2 │  A 2  │  L 2  │ T 2   │ кон.закр. │ кон. КК   │   м    │   м    │ град. │

│    │           │       │град.  │       │       │        │            │    ПК +    │        │        │       │

├────┴───────────┴───────┼───────┼───────┼───────┼────────┼────────────┼────────────┼────────┼────────┼───────┤

│н.х.    0+ 0.00         │       │       │       │        │            │            │        │        │       │

╞════════════════════════╪═══════╪═══════╪═══════╪════════╪════════════╪════════════╡ 1798.83│ 2620.27│ 319.27│

│                        │   0.00│     0 │   0.00│  821.44│  17+98.83  │  17+98.83  │        │        │       │

│                        ├───────┼───────┼───────┼────────┼────────────┼────────────┤        │        │       │

│  1    26+20.27   -36.23│  36.23│ 2500 │1587.31│   55.56│   1587.31  │    131.49  ╞════════╪════════╪═══════╡

│                        ├───────┼───────┼───────┼────────┼────────────┼────────────┤        │        │       │

│                        │   0.00│     0 │   0.00│  821.44│  33+86.14  │ 33+86.14  │        │        │       │

╞════════════════════════╪═══════╧═══════╧═══════╧════════╧════════════╧════════════╡ 3337.04│ 4158.48│ 283.04│

│к.х.   67+23.18         │                                                          │        │        │       │

└────────────────────────┴──────────────────────────────────────────────────────────╘════════╧════════╧═══════╛  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                         ВЕДОМОСТЬ УГЛОВ ПОВОРОТА, ПРЯМЫХ  И КРУГОВЫХ КРИВЫХ  вариант  2       Таблица 3.2

┌────────────────────────┬──────────────────────────────────────────────────────────┬─────────────────────────┐

│        у г л ы         │                     к р и в ы е                          │       п р я м  ы е       │

├────┬───────────┬───────┼───────┬───────┬───────┬────────┬────────────┬────────────┼────────┬────────┬───────┤

│    │           │       │бэта 1 │  A 1  │  L 1  │  T 1   │  нач.закр. │  нач. КК   │        │        │       │

│ N  │ положение  │ угол  │град.  │   м   │   м   │   м    │   ПК +    │    ПК +    │ прямая │ расст. │дирекц.│

│угла│  вершины  │ повор.├───────┼───────┼───────┼────────┼────────────┼────────────│вставка  │ между  │ угол  │

│    │   угла    │+ право│альф.КК│   R   │ LKK   │   D    │   Lзакр.   │     Б      │        │ вершин.│       │

│    │           │─ лево │град.  │   м   │  м    │   м    │     м      │     м      │        │ углов  │       │