Проект участка автомобильной дороги

Белорусский национальный технический  университет

Факультет транспортных коммуникаций

Кафедра «Проектирование  дорог» 
 
 

курсовой  проект 

по  дисциплине: «Проектирование  и строительство  дорог»

Тема: «Проект участка  автомобильной дороги» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Минск 2010

Минск 2010

Белорусский национальный технический  университет

Кафедра: «Проектирование дорог» 
 
 

пояснительная записка

к курсовому проекту

по  дисциплине «Проектирование  и строительство  дорог»

Тема: «Проект участка  автомобильной дороги» 
 
 
 
 
 

Исполнитель:_____________ / Прокопчик Д.Н.

Студент ФТК, 2 курс, гр.114518 

Руководитель  проекта:_____________ / Мытько Л. Р. 
 
 
 
 
 

Минск 2009

 

СОСТАВ  КУРСОВОГО ПРОЕКТА
 
 
  1. Введение.

     1.     Определение основных технических нормативов автомобильной дороги (10%).

    1.1. Установление технической категории (1%).

    1.2.  Определение расчетного расстояния видимости (1%).

 1.3.   Определение радиусов вертикальных и горизонтальных кривых (3%).

 1.4.   Расчет ширины проезжей части и земляного полотна (1%).

    2.     Проектирование закругления малого радиуса (15%).

    2.1.  Проектирование плана закругления малого радиуса (6%).

    2.2.   Проектирование  поперечного профиля закругления  (5%).

      3.      Проектирование участка автомобильной дороги (55%).

    3.1.   План автомобильной дороги (12%).

    3.2.   Продольный профиль (40%).

    3.3.    Поперечные профили земляного полотна и проезжей части (2%).

    3.4.   Конструкция дорожной одежды (1%).

    4.       Определение объемов работ (20%).

    4.1.   Определение объемов земляных работ (16%).

    4.2.    Определение объемов планировочных и укрепительных работ (4%).

               Литература. 
 
 
 
 
 
 
 

Исходные  данные:

   Район строительства: Слоним;

   Начальная интенсивность движения - 300 авт./сут.;

   Ежегодный прирост интенсивности – 2.2%;

   Общая толщина дорожной одежды – 44.5 см;

   Марки автомобилей:

        Легковые – 52%

        Грузовые  – КРАЗ-556 - 21%

        Автопоезда  – КРАЗ-230В – 19%

        Автобусы  – ЛАЗ-697– 11%

   Грунт земляного полотна – супесь легкая крупная

   Дорожная  одежда состоит из:

      -покрытия (верхний слой покрытия – устройство  толщиной 6 см из горячих асфальтобетонных плотных мелкозернистых смесей типа АБВ; Е1 = 2400 МПа; нижний слой покрытия – устройство толщиной 6.5 см из горячих асфальтобетонных пористых крпнозернистых смесей, Е2 = 1400 МПа);

      - основания из готовой цементно-грунтовой смеси, автогрейдер толщиной 12 см, приготовленный из песчаных грунтов; Е3=400;

     -дренирующий  слой: устройство подстилающих и  выравнивающих слоёв основания из песка толщиной 20 см (Е4= 130 МПа).

    - насыпь сооружена из песка мелкого (Егр.= 100 МПа).

    Средняя температура:  январь  -6.5о С,  июль 18о  С.

 

     Введение

    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 составлении проекта ее постройки.

    В данной курсовой работе 

    Краткая характеристика района строительства

    На  Юго-востоке  Беларуси Гомель граничит с Россией и Украиной.  Площадь

    Населения (на1.1.2006) 1485.1 тыс. чел. Центр- Гомель. В  области 21 район:  Брагинский,  Буда – Кошелевский, Ветковский, Гомельский,  Добрушский, Ельский, Житковичский, Жлобинский,  Калинковский, Кормянский, Лельчицкий, Лоевский,  Мозырски, Наровлянский, Октябрьский, Петриковский, Речицкий, Рогачевский, Светлогорский,  Хойникский, Чечерский.

    Преобладает низинный рельеф (высота 130-150 м. над уровнем моря). Большая часть  области расположена в пределах Полесской и Приднепровской низменностей.  На Юге – Мозырская гряда и Хойникско-Брагинские высоты.

    Климат  умеренно-континентальный. Зима мягкая, лето теплое. Средняя температура  января от -5.90 С на юго-западе до -6.60 С на Северо-востоке (Чечерск). Абсолютный минимум -38о С (Жлобин). Средняя температура июля увеличивается с Севера на юг от 18.3о С (Жлобин) до 19.7о С (Комарин). Абсолютный максимум 38о С .

    Осадков выпадает 560- 670 мм в год. Крупнейшие реки: Днепр с притоками, Припять ( с притоками Случь, Птичь, Сдвига и др.). Средняя густота речной сети 0,4 км/км2. Самое крупное озеро Червоное ( 3-е по площади в Беларуси).

    Почвы дерново – подзолистые(31.6%), дерново  – подзолистые заболоченные (27.8%). Торфяно-болотные (19.2%), аллювиальные (11.1%), дерновые заболоченные (9.3%).  Осушенные земли занимают около 37%  сельскохозяйственных угодий.

    Лесистость  – 45% территорий ( от 22.8% в Буда- Кошелевском  до 65.9% в Лельчицком районе). Леса сосновые (59%), березовые (20%), черноольховые    ( 9.5%), дубовые (7,4%). Под болотами 13% территорий области.

    Полезные  ископаемые: нефть, попутный газ (65 месторождений), каменная соль ( Мозырское и Давыдовское), калийная соль, бурый уголь ( Бриневское, Житковической ), торф, строительный и облицовочный камень (Житковичское и Березинское), мел, гипс, суглинки, каолинит, минеральные воды.

 

1. Определение основных технических параметров дороги

1.1.Установление технической категории автомобильной дороги.

  •   Начальная интенсивность движения –300 авт./сут. Ориентировочно  категория дороги назначается по перспективной интенсивности движения Nt  :

  • Nt = N0 ( 1 + 0,01 p ) t – 1 ,          

    • где    N0 – начальная интенсивность движения, авт/сут;

          p  – ежегодный прирост интенсивности, % (по заданию);

          t – расчетный период (t =20лет) расчетной интенсивности движения автомобилей.

        По  полученной формуле(1.1) расчетной интенсивности  движения автомобилей, определяют категорию  дороги. Прирост интенсивности движения – 6.2 %, значит, через 20 лет интенсивность движения будет составлять:

          Nt = N0 ( 1 + 0,01 p ) t – 1 = 300 ( 1 + 0,01·2,2)19=454

    что соответствует IV технической категории (не более 2500 авт./сут.).  

         1.2. Горизонтальные кривые

         Минимальный радиус горизонтальной кривой:

         

      ,

         где V - расчетная скорость для дороги принятой категории, км/ч  (120км/ч для дорог II технической категории);

         µ - коэффициент поперечной силы по условиям удобства пассажиров:

         μ = 0,2 - 7,5 * 10-4 V;

         in  - поперечный уклон проезжей части в долях единицы (0,020 для II технической категории).

         μ = 0,2 - 7,5 * 10-4 *V= 0,2 – 7,5*10-4 *80=0,2-0,00075*80=0,14;

         

    .

     

    2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ УАСТКА АВТОМОБИЛЬНОЙ ДОРОГИ

     

         2.1 Проектирование закругления по переходным кривым

         Определяем  длину биссектрисы на плане Б1=6.4; Б2 = 2.9 см и вычисляем радиус кривой:

         

         

         

         

         Рис. 2.1. Элементы закругления с симметричными  переходными кривыми.

    Так как радиус кривой меньше 2000м, то вводятся переходные кривые.

         Вычисляем длину переходной кривой L:

         

         где  R- радиус кривой;

         j- допускаемая скорость нарастания бокового ускорения  (0.3 для R>300; 0,4 для R<004);

         

         

         Полученные  значения  сопоставляют с минимальными по нормам проектирования. Для дальнейшего  расчета принимают большее значение длины переходной кривой.   Принимаем L=150м.

         Далее находим угол β, на который уменьшается  круговая кривая при вписывании переходной кривой:

         

    .

         

         

         Проверяют условие возможности разбивки закругления  с переходной кривой:

         

         где α – угол поворота трассы (по заданию);

           2*β1<α    2*β1<α

           81>2*2.82    58>2*2.83

         Вычисляем длину круговой кривой К0

         

    м,

         

         

         Закругления с переходными кривыми выносят  на местность методом прямоугольных  координат X и Y, помещая начало координат первой переходной кривой.

         Координаты переходной кривой:

                 

         где - параметр переходной кривой L. 

         Определяем  координаты переходной кривой:

         

         

         

           

         Далее по формулам определяем смещение t и  сдвижку р переходной кривой:

         t = Xв – R sin β,    p = Yв – R (1 - cos β);

         где XВ и YВ – координаты конца переходной кривой.

         t1 = Xв – R sin β = 99,97 – 1015* sin 2,82°= 50.03,

         t2 = Xв – R sin β = 99,97 – 1011* sin 2,83°= 50.05, 

         p1 = Yв – R (1 - cos β) = 1,64 – 1015*(1- cos2,82°) =0.41;

         p2 = Yв – R (1 - cos β) = 1,65 – 1011*(1- cos2,83°) =0.42; 

         Вычисляем тангенс Т и домер Д:

         Т = (R + р) tg (α/2);   Д = 2 (T + t) - (2L + К0) ;

         Т1 = (R + р) tg (α/2) = (1015+0,41) tg 81/2°=867.24;

         Т = (R + р) tg (α/2) = (1011+0,42) tg 58/2°=560.63; 

         Д = 2 (T + t) - (2L + К0)

         Д 1 = 2*(867.24+50.03)-(2*100+1335.01) =299.53;

         Д 1 = 2*(560.63+50.05)-(2*100+923.55) =97.81;

     

    3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ УЧАСТКА

    АВТОМОБИЛЬНОЙ ДОРОГИ 

    3.1. Пикетаж и составление ведомости прямых и кривых 

           Проект участка автомобильной дороги включает проектирование плана и продольного профиля дороги, поперечных профилей земного полотна и проезжей части. Пикетаж и ведомость углов поворотов, прямых и кривых

         Пикетаж включает нанесение пикетов и  плюсовых точек на трассе с помощью  измерителя и установления пикетного  положения вершин углов поворота. В курсовом проекте начало НХ принимают  равным нулю.          Пикетное положение (т.к П1 =1025, П2 = 55.5*50 = 2775, П3 =12.3*50=615.)

         НХ = ПК                        0+00;

         ПК                        ВУ1 = ПК                        НХ + П1 = ПК                        0+00 + 1025 = ПК                        10+25;

         ПК                        ВУ2 = ПК                        ВУ1 +П2 – Д1 = ПК                        10+25 + 2775 – 299.53 = ПК                        3490.47;

         КХ = ВУ2   + П3 – Д2 = 3490.47 +  615 – 97.81= ПК 40+07.19 ;

         Пикетное  положение основных точек закругления  определяют по формулам:

         НЗ1 = ВУ1 –(T1 + t1) = 1025-867,24-50.03= 107.73 (ПК 1+07,73);

         НКК1 = НЗ1 + L = 107.73 + 100 = 207.73;

         ККК1 = НЗ1 + L+ К01 =  107.79 + 100 + 1335.01 = 1542.74

         КЗ1= НЗ1+ 2L+ К01 = 107.73 +2*100 +1335.01= 1642.74 

         КЗ = ВУ1 + (T1 +t1) – Д1 = 1025 + 867.24 + 50.03 – 299.53 = 1643.01 (ПК 16+43); .

         Определяем  пикетное положение основных точек  закругления второй кривой:

         НЗ2 = ВУ2 –(T + t) = 3490.47-560.63-50.05= 2879.79 (ПК 28+79,79);

         НКК2 = НЗ1 + L = 2879.79 + 100 = 2979.79;

         ККК2 = НЗ1 + L+ К02 =  2879.79 + 100 + 923.55 = 1690,83

         КЗ2= НЗ2+ 2L+ К02 = 2879.79 +2*100 +923.5= 4003.29

         КЗ = ВУ2 + (T1 +t1) – Д1=3490.34+ 560.63+ 50.05- 97.81=4003.21

           Полученные результаты расчета  основных параметров закругления  сводят в таблицу 

         Румб (магнитный и истинный) – острый угол между ближайшим концом меридиана и направлением прямой. В курсовом проекте вычисляют магнитный румб. Для этого определяется дирекционный угол ДУ1 прямой П1 . пользуясь картой местности. Дирекционный угол – угол между линией километровой сетки и направлением кривой. ДУ=322°. 

    А1 = ДУ1 + γ + δ  ;

    где  γ- угол между  вертикальной линии сетки и магнитным  меридианов (указан внизу карты). Знак «+» принимаем, если дорога уходит влево,  «-» - вправо.

         А1 = ДУ1 + γ + δ = 322° + 3°11' + 2°15' = 327°30' => R1 = CЗ: 32°30'.

         По  полученной величине А1 , вычисляют значения магнитных азимутов остальных линий. Азимут линии П2 равен:

         А2 = А1 + α1;

         Знак  «+» принимают, если трасса поворачивает вправо, знак «-»- влево.

         А2 = А1 – α1 = 327°30' + 81° = 408°30'-360°=48°30' => R2 = СВ: 48°30';

         Азимут  линии П3 равен:

         А3 = А2 + α2;

         Знак  «+» принимают, если трасса поворачивает вправо, знак «-»- влево.

         А3 = А2 – α2 = 360+48°30' - 58° = 408°30'-58°=350°30' => R2 = СЗ: 9°30'; 

    По величине азимутов вычисляют румбы линии:

         Если 0<A<90, то румб равен СВ : А;

         Если  90< A < 180, то румб равен ЮВ : (180 – А);

         Если  180 < A <270, то румб равен ЮЗ : ( А – 180);

         Если  270< A < 360, то румб равен СЗ : (360- А). 

         Ведомость углов поворота, прямых и кривых

    №

    пп

    углов

    		 Величина  углов Положение вершины угла R T Б Д L t β
    Влево Вправо ПК +
    1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
    НХ

    ВУ1

    ВУ2

    КХ

    		    58  
    81     		0

    10+25

    34+90

    40+07

    		 00,00

    1025

    3490

    40+07

    		  
    1015

    1011

    		  
    867.24

    560.36

    		  
    320

    145

    		  
    299.53

    97.81

    		 100 50.03

    50.05

    		 2,82°

    2.83°

     
    №

    пп

    углов

    		  
    Р    		  
    Ко    		 НЗ НКК (НПК) ККК (НПК) КЗ Длина прямых Румбы
    ПК  + ПК + ПК + ПК +
    1 13 14 15      16 17 18 19 20 21 22 23 24
    НХ

    ВУ1 ВУ2

    КХ

    		 0.41

    0.42

    		 1335.01

    923.55

    		  
    10

    28

    		 08

    80

    		 2

    29

    		 08

    80

    		 2

    15

    		 08

    43

    		 16

    40

    		 43

    03

    		 108

    1237

    4

    		  СЗ: 32°30'

    СВ:48°30'

     СЗ; 9°30'

     

        При отсутствии переходной кривой не заполняются колонки 11-15 и 18-21. Суммируют столбцы 7, 10, 11, 12 и 15.

    Правильность  составления ведомости прямых и  кривых проверяют:

    КХ –  НХ =ΣП + ΣК0 + 2ΣL;

        Проверка:

    КХ –  НХ = 4007.19 – 0 = 4007.19;

    ΣП + ΣК0 + 2ΣL = 1335.01+924.18 + 1237+4+108 + 2*200 = 4007.19

    2(ΣT +Σ t) – ( 2ΣL+ Σ К0 ) = ΣД;

    2 (867.24+560.63 +50.03+50.05) – ( 2*200 +1335.01+924.23) =397.34;

     

    3.2.Продольный профиль

    Продольный профиль  составляется по выбранному варианту трассы на миллиметровой бумаге.  Проектирование продольного профиля  включает:

    1. Нанесение исходной информации;
    2. Назначение контрольных точек и руководящих отметок;
    3. Составление вариантов проектной линии;
    4. Проектирование кюветов
     

    3.2.1Нанесение  исходной информации

      К исходной информации относятся:

    1. План трассы;
    2. Черный профиль по оси трассы;
    3. Геологическое строение местности по оси дороги.

              Тип местности по увлажнению определяется по карте местности. В курсовом  проекте принимается 1-ий тип, если уклоны местности- более

      2  , 3-ий тип – на участках болот, и 2-ий тип – в остальных случаях.

               Черный профиль -  продольный профиль поверхности земли вдоль оси трассы.

              Для построения черного профиля по карте в горизонталях на всех пикетах, переломах местности, в местах пересечения с водотоками, автомобильными и железными дорогами определяем отметки поверхности с точностью до 1 см. Отметки определяются методами  интерполяции и экстраполяции.

             Отметки определяем по формулам:

     – интерполяция,

     – экстраполяция.

     

         Производим  расчет отметок:

    Находим начальную точку:

    0)   =52.5– 2.5*5.2/8.4 = 54.04  (метод экстраполяции);

    1. 52.5+2.5*3.4/8.1 = 53.55;
    2. 52.2+(54-52.2)*4.5/11.2 = 52.5+0.6 = 53.1   (метод интерполяции)
    3. 50+2.5*8.1/8.3 =50+2.44 = 52.44
    4. 50+2.5*5.6/7.7 = 50+1.81 = 51.81
    5. 50+2.5*4.1/7.6 = 50+1.34 = 51.34
    6. 50+2.5*1.7/7.9 = 50+0.54 = 50.54
    7. 50-2.5*3/7.6 = 50-0.98 = 49.02
    8. 50-2.5*1.1/14.6 = 50-0.19 = 49.81
    9. 50+2.5*0.3/17.2 = 50+0.04 = 50.04
    10. 50+2.5*4.1/19.7 = 50+0.52 = 50.52
    11. 50+2.5*7/22.3 = 50+0.78 = 50.78
    12. 50+2.5*9.8/26.5 = 50+0.92 = 50.92
    13. 50+2.5*7.6/25.1 = 50+0.75 = 50.75
    14. 50+2.5*9.9/22 = 50+1.12 = 51.12
    15. 50+2.5*5.6/18.6 = 50+0.75 = 50.75
    16. 50+2.5*1.8/11.3 = 50+0.4 = 50.4
    17. 50+2.5*2/9.3 = 50+0.54 = 50.54
    18. 50+2.5*2.6/10.5 = 50+0.62 = 50.62
    19. 50+2.5*8.8/15.5 = 50+1.42 = 51.42
    20. 50+2.5*7.8/14 = 50+1.4 = 51.4
    21. 50+2.5*7.1/15.2 = 50+1.16 = 51.16
    22. 50+2.5*9.4/20.4 = 50+1.15 = 51.15
    23. 50+2.5*8.7/18.2 = 50+1.19 = 51.19
    24. 50+2.5*9.8/19.1 = 50+1.28 = 51.28
    25. 50+2.5*3/16.6 = 50+0.45 = 50.45
    26. 50+(50-48.9)*0.9/14.9 = 50+0.07 = 50.07
    27. 48.9+(50-48.9)*13.9/15 = 48.9+1.02 = 49.92
    28. 48.9+(50-48.9)*12/15 = 48.9+0.88 = 49.78
    29. 48.9+(50-48.9)*10.1/15.1 = 48.9+0.73 = 49.63
    30. 48.9+(50-48.9)*8.3/15 = 48.9+0.61 = 49.51
    31. 48.9+(50-48.9)*6.4/13.9 = 48.9+0.5 = 49.4
    32. 48.9+(50-48.9)*4.6/12.1 = 48.9+0.42 = 49.32
    33. 48.9+(50-48.9)*3/11 = 48.9+0.3 = 49.2
    34. 48.9+(50-48.9)*2.1/5.8 = 48.9+0.4 = 49.3
    35. 48.9+(50-48.9)*1.1/4.5 = 48.9+0.61 = 49.51
    36. 48.9+(50-48.9)*3.8/6 = 48.9+0.7 = 49.6
    37. 48.9+(50-48.9)*5.5/8.5 = 48.9+0.71 = 49.61
    38. 48.9+(50-48.9)*7.3/10.3 = 48.9+0.78 = 49.68
    39. 48.9+(50-48.9)*9.1/10.5 = 48.9+0.95 = 49.85
    40. Т.к точка лежит на горизонтали то ее высота  равна её высоте и равна 50
     

    3.2.2. Назначение контрольных  и руководящих  отметок 

        Контрольными  точками продольного профиля  являются пересечении с железными и автомобильными дорогами, водотоками. Для установления положения последних анализируют все понижения черного профиля с помощью карты местности.  

    Проект участка автомобильной дороги