Основы проектирования автомобильных дорог. 3

Министерство  образования и науки РФ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Ярославский государственный технический университет»

Кафедра «Гидротехническое и дорожное строительство» 
 
 
 

                                                                                                      Курсовой проект защищен

                                                                                       c оценкой______________

                                                                                      Руководитель

                                                                                       __________ А.А. Игнатьев                                                                                                                        

                                                                                      «___»__________2011 
 
 
 
 
 
 

ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ 

Расчетно-пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине

«Изыскания и проектирование дорог» 
 

ЯГТУ 270205.65-000 КП 
 
 
 
 
 
 

                                                                                                      Работу выполнил

                                                                                       студент гр. ДСАД-37

                                                                                            ________Н.Н. Тихова 

                                                                                       «___»_________2011г. 
 
 
 

2011 

Реферат 
 
 

25с, 8 рис., 7 табл., 4 источника, 2 прил.

     ТЕХНИЧЕСКИЕ НОРМАТИВЫ ПРОЕКТИРУЕМОЙ ДОРОГИ, ПЛАН ТРАССЫ, ПРОДОЛЬНЫЙ ПРОФИЛЬ, ПОПЕРЕЧНЫЙ ПРОФИЛЬ, ОБЪЕМЫ ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ.

Цели работы:

проектирование двух вариантов плана трассы, продольных профилей, поперечных профилей; проектирование земляного полотна и подсчет объемов земляных работ; выбор оптимального варианта трассы. 

         В работе использовались действующие нормативные документы, учебная литература. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Содержание 
 

1. Природно-климатические характеристики района

проложения трассы………………………………………………………...5

     1.1 Климатические условия………………………………………………..5

     1.2 Грунтово-геологические условия……………………………………..5

     1.3Рельеф……………………………………………………………………5

     1.4 Растительность…………………………………………………………6

     2. Технические нормативы проектируемой дороги…………………………6

     3. Проектирование плана трассы……………………………………………..9

     3.1 Условия на несения плана трассы…………………………………….9

     3.2 Ведомости углов поворота…………………………………………...13

    4. Проектирование продольных профилей………………………………….14

    5. Проектирование поперечных профилей земляного полотна……………14

      5.1 Привязка поперечных профилей…………………………………….15

      5.2 Типы поперечных профилей…………………………………………17

   6. Подсчет объемов земляных работ…………………………………………24

   7. Сравнение вариантов трассы………………………………………………25

   Список использованных источников………………………………………...26 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     1.   Природно-климатическая  характеристика  района  проложения трассы. 

1.1 Климатические условия. 

Таблица 1- Средняя месячная и годовая температура воздуха, °С

 

     Продолжительность периода со средней суточной температурой воздуха < 0°С составляет 148 суток. Средняя температура в этот период   -6,9 °С.

     Абсолютная минимальная температура -48 °С, абсолютная максимальная температура +37 °С. Средняя суточная амплитуда температуры воздуха наиболее холодного месяца 6,3 °С, наиболее тёплого месяца 9,8°С.

     Средняя месячная относительная влажность воздуха наиболее холодного месяца 84 %, наиболее теплого месяца 72 %.

     Количество осадков за год 678 мм, жидких осадков за год 542 мм. Количество осадков за ноябрь - март 194 мм; за апрель - октябрь - 413 мм.

     Преобладающее направление ветра за декабрь - февраль юго-восточное; за июнь-август северное. 

1.2 Грунтово-геологические условия 

     Участок автомобильной дороги в г. Владимир расположен в II дорожно-климатической зоне - зоне со значительным увлажнением грунтов в отдельные периоды года.

     В районе проектирования автомобильной дороги принимаем следующие грунтовые условия: мощность растительного слоя 0,2 м, мощность песка мелкого 4,0 м, мощность песка пылеватого 3,0 м. Уровень грунтовых вод в районе проектирования находится на глубине 0,4 м от поверхности земли.

     В районе проектирования находится река Беличка, а также реки Голубая и Андога. 

1.3 Рельеф 

     Местность в районе проектирования имеет холмистый характер. Северная, южная, юго-восточная и восточная части местности отличаются сильной пересечённостью. Самая высокая гора Михалинская (212,8м), она находится в северо-восточной части района проектирования. В центральной части района находятся гора Андогская (160,6м) и гора Голая (156,9 м), в южной части - гора Малиновская (159,7 м).

1.4 Растительность 

     На северо-западном склоне горы Андогская простирается обширный со-сново-берёзовый лес со средней высотой деревьев 20 м, средним диаметром стволов деревьев 0,3 м и расстоянием между деревьями около 6 м. Также на склонах располагаются молодые сосновые посадки со средней высотой деревьев 2м. В центре района проектирования расположился березовый лес со средней высотой деревьев 15 м, средним диаметром стволов деревьев 0,25 м и расстоянием между деревьями 5 м и несколько групп кустарников, на юге - елово-березовый лес Корушки со средней высотой деревьев 15 м, средним диаметром стволов деревьев 0,25 м и расстоянием между деревьями 5 м. В восточной части территории в пойме реки Беличка находится болото с луговой растительностью, пойма реки Голубая также заболочена. На востоке непроходимое болото с зарослями камышей. 
 

2. Технические нормативы проектируемой дороги. 

Подсчитываем интенсивность движения на 20-й год эксплуатации: 

(1)

где - интенсивность движения на первый год эксплуатации дороги, авт/сут;

α - ежегодный прирост интенсивности движения, %;

     t =20 - расчетный год.

Принимаем а - 6%; =l 170 авт/сут.

Подставляя значения в формулу (1), получаем: 

авт/сут.

     По расчетной интенсивности движения устанавливаем II техническую категорию дороги.

Пропускная способность полосы движения: 

A=

(2)

где υ- расчетная скорость движения, км/ч;

Кэ = 1,2 - коэффициент эффективности торможения;

φ= 0,4 - коэффициент продольного сцепления колеса с покрытием;

1а - длина автомобиля, м; 

    lo - безопасное расстояние между остановившимся автомобилем и препятствием, м

Принимаем υ> = 120 км/ч; 1а= 4 м; 1о =7 м.

     Подставляя значения в формулу (2). получаем:

A=

Коэффициент загрузки: 

Z=

  (3) 

где - 0,076 - коэффициент приведения среднегодовой среднесуточной интенсивности движения к максимальной часовой,

- количество полос движения,

- величина пропускной способности.

Принимаем: Ni = 1170 авт/сут; Кпр = 1; А = 560 авт/сут; =2

     Подставляя значения в формулу (3) получаем: 

Z=

   

С коэффициентом загрузки равным 0,08 имеем свободный поток. 

Технические нормативы проектируемой дороги приведены в таблице 2. 
 
 
 
 
 
 
 
 

Таблица 2 - Технические нормативы проектируемой дороги

 
 
 
 
 
 
 
 

3 Проектирование плана трассы 

3.1 Условия нанесения плана трассы 

     При нанесении вариантов трассы в пределах полосы варьирования принимают во внимание следующие условия:

  возможность проектирования автомобильной дороги с соблюдением требований действующих нормативных документов;

  трассирование по возможности по кратчайшему направлению между заданными пунктами;

  природные условия района проложения трассы: топографические, геологические, гидрогеологические, почвенно-грунтовые, гидрологические, метеорологические;

  ситуационные особенности района проектирования; варианты пересечения крупных водотоков;

  требования проложения трассы в районе промежуточных населенных пунктов для наилучшего обслуживания местных связей и транзитного движения;

  требования по обеспечению удобства и безопасности движения, а также ландшафтного проектирования автомобильных дорог.

     При проектировании безопасной для автомобильного транспорта трассы автомобильной дороги следует избегать:

кривых малого радиуса в конце затяжных спусков;

резких поворотов дороги за переломами продольного профиля;

  пересечений с дорогами в одном уровне в условиях необеспеченной видимости;

  участков переплетений и слияний транспортных потоков местного и транзитного движения с различными скоростями;

  длинных прямых и особенно прямых, сопрягаемых в конце с кривыми в плане малого радиуса. 

3.2 Ведомость углов поворота 

     Ведомость углов поворота для первого варианта трассы приведена в таблице 3, для второго варианта - в таблице 4. 
 
 

 

 
 

 

Проверка ведомости углов поворота производится по формулам: 

Σ

,          (4)

Σ

,                      (5)

2Σ

,                 (6)

                                                   Σ ,         (7) 
 

где ΣK2-сумма полных длин закругления; ΣП - сумма длин прямых;

       Lтр - длина трассы;

ΣS - сумма расстояний между вершинами углов;

ΣД - сумма домеров;

ΣT1 - сумма полных тангенсов;

Σαл - сумма левых углов поворота трассы;

Σαпр - сумма правых углов поворота трассы;

Азн - азимут начала трассы;

Азк - азимут конца трассы.

1 вариант.

1070,16м + 735,80м = 1805,96м;

1935,00м- 129,04м- 1805,96м; 

2-599,60м-1070,16м =129,04м, 129,04м = 129,04м; 

68°00' = 29°40' - 14Г40' + 180°, 68°00' = 68°00' 
 

2 вариант. 

1629,19м + 368,80м = 1996,99м; 

2690,00м-693,01м- 1996,99м; 

2-1161,10м-1629Д9м=693,01м, 693,01м=693,01м;

• 108°00' = 292°00' - 220°00' - 180°,
• 108°00' = - 108°00'.

 

4 Проектирование продольных профилей. 
 

     Общими требованиями по установлению положения проектной линии продольного профиля независимо от метода проектирования являются:

  соблюдение технических норм проектирования (допустимые продольные уклоны, минимальные радиусы выпуклых и вогнутых вертикальных кривых и т.д.);

  обеспечение минимальных объемов земляных работ и рационального распределения земляных масс;

прохождение проектной линии через контрольные точки; ограничение длин участков с предельными уклонами;

  ограничение минимальных длин вертикальных кривых одного знака (шаг проектирования) во избежание получения «неспокойной» проектной линии;

  обеспечение зрительной плавности и ясности трассы и связанных с ней уровней удобства и безопасности движения. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

5 Проектирование поперечных профилей земляного полотна. 

5.1 Привязка поперечных профилей. 

Таблица 4 - Привязка поперечных профилей 1 варианта трассы.

 
 
 
 
 

5.2 Типы поперечных профилей

Рисунок 1 - Тип 1. Насыпь высотой до 3 м без кювета

Рисунок 2 - Тип 2. Насыпь высотой до 3 м с кюветом 

Рисунок 3 - Тип 3. Насыпь высотой от 3 до 6 м 

Рисунок 4 — Тип 4. Насыпь высотой от 6 до 12м 
 

Рисунок 5 - Тип 5. Выемка глубиной 1 м (раскрытая) 

Рисунок 6 - Тип 6. Выемка глубиной до 12 м 
 

6 Подсчет объемов земляных работ. 

6.1 Объемы земляных работ в насыпях. 

Рисунок 7 - К подсчету земляных работ в насыпях. 

Н - рабочая отметка с продольного профиля,

В - ширина земляного полотна,

Воб - ширина обочины,

Вп - ширина проезжей части,

Вк- ширина краевой полосы,

Ьд.о. - толщина дорожной одежды,

hp.c. - толщина срезаемого растительного слоя,

in - уклон проезжей части,

ioб - уклон обочины,

m - заложение откоса. 

Объем насыпи вычисляется по формуле: 

,    (4) 

где FH - площадь сечения насыпи,

      L - длина,

∆Vpo - поправка на разность рабочих отметок,

∆Vдо - поправка на устройство дорожной одежды,

∆Vpc - поправка на удаление растительного слоя. 

Площадь сечения насыпи

,     (5)

где Hсp - средняя рабочая отметка,

Fсл.пр. - площадь сливной призмы, вычисляемая по формуле

+ ,   (6) 

Поправка на разность рабочих отметок вычисляется, если разность рабочих отметок меньше 1 м:

,    (7)

Поправка на устройство дорожной одежды

,  (8)

Поправка на удаление растительного слоя 

,  (9)

Объем насыпи с учетом уплотнения 

= ,     (10) 
 
 

6.2 Объемы земляных  работ в выемках 
 

 
 

Рисунок 8 - К подсчету земляных работ в выемках. 
 
 
 
 
 
 
 

Объем выемки вычисляется по формуле 

,       (11)

где Fb - площадь выемки, вычисляемая по формуле 

,   (12) 

Коэффициенты вычисляются по формулам:

   (13)

       

          (14)

           (15)

   (16) 

Результаты вычислений объемов земляных работ для двух вариантов трассы приведены в таблицах 5 и 6. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

      Таблица 5 - Ведомость подсчета объемов земляных работ для 1 варианта трассы

Окончание таблицы 5

      Объем оплачиваемых земляных работ 46790,21 м³ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       
 

      Таблица 6 - Ведомость подсчета объемов земляных работ для 2 варианта трассы

      Окончание таблицы 6

      Объем оплачиваемых земляных работ 61683,05 м³ 
 
 
 
 
 
 

 

7 Технико-экономическое сравнение вариантов трассы. 

Таблица 7 - Сравнение вариантов трассы