Проектирование автодороги
ЗМІСТ
Завдання
на курсову роботу…………………………………………
Реферат……………………………………………………………
Вступ…………………………………………………………………
1 Трасування ……… ...7
- Принцип проектування ліній………………………………………....………7
1.2Перетин траси з річками і дорогами…………………………………..………11
2 Визначення елементів
кривих на трасі дороги……………………
- Складання повздовжнього профілю………………………………………..…14
3.1Вибір відміток землі по пікетах………………………………………………..14
3.2Побудова існуючого профілю землі………………………………………….14
3.3 Проектування «червоної» лінії………………………………..……………15
- Обчислення робочих відміток і точок нульових робіт...........…………....18
- Визначення об'ємів земляних робіт……………………………………………22
5 Визначення вартості земляних робіт………………………………………….24
Висновки…………………………………………………………
Перелік посилань………………………………………………………
Додаток А
План траси автодороги……………………………………
Додаток Б Повздовжній профіль дороги………………………….......28
РЕФЕРАТ
ПЗ:28 с., 8 таблиць., 1 рис., 2додатки, 5 джерел.
Мета курсової роботи - запроектувати автомобільну дорогу III категорії між заданими пунктами.
Об'єкт досліджень - траса автомобільної дороги.
Методи досліджень - розрахунково - графічний метод.
При проектуванні траси автомобільної дороги на «безпеку» руху і витрати на будівництво дороги впливають варіанти прокладки траси, її коефіцієнт розвитку.
Побудова повздовжнього профілю з врахуванням реального рельєфу місцевості дозволить скоротити об'єми земляних робіт і понизити витрати на їх виконання.
ТРАСА, УХИЛ, ВІДМІТКИ ЗЕМЛІ, ТРАСУВАННЯ, МАГІСТРАЛЬНИЙ ХІД, КРИВА, ТАНГЕНС КРИВОЇ, НАСИП, ВИЇМКА.
ВСТУП
Дороги стають місцем повсякденної праці мільйонів водіїв. Швидко збільшується кількість особистих легкових автомобілів. У перевезенні вантажів збільшується доля вантажних автомобілів малою і особливо великою вантажопідйомності, а також автопоїздів.
Давно визнано, що при проектуванні автомобільної дороги мають бути забезпечені досить високі швидкості руху і економічність автомобільних перевезень при мінімальній, по можливості, вартості будівництва.
Дороги мають бути безпечними зручними і красивими, не створювати труднощів в роботі водіїв.
Все це вимагає підвищення уваги проектувальників до ув'язки проектованих автодоріг з ландшафтом; дорога повинна задовiльняти всім транспортно - експлуатаційним вимогам, бути елементом ландшафту, не порушувати екологічної рівноваги, що склалася, і сприяти прикрасі і збагаченню ландшафту, розкриваючи його привабливі сторони.
Проектована автомобільна дорога повинна відповідати принципам ландшафтного проектування.
Розробка
проекту автомобільної дороги в
даній курсовій роботі вироблялася
з врахуванням вищевикладених принципів.
1 ТРАСУВАННЯ
1.1 Принцип проектування ліній
Цей розділ проекту автомобільної дороги є найбільш важливим, оскільки від його правильного виконання залежать більшість техніко-економічних показників проектованої автодороги.
Для того, щоб встановити можливі напрями і керівні ухили проектованої автодороги необхідно, перш за все, вивчити карту місцевості (з'ясувати характер місцевості; коливання відміток поверхні землі; напрями перебігу річок; розташування вододілів і так далі)
Для поліпшення орієнтації рекомендується обробити карту місцевості: нанести відмітки горизонталей, річки (виділити синім олівцем).
Також увагу слід звернути на попутні долини, що дозволяють укласти трасу автодороги від заданого початкового пункту до кінцевого минувши висотні перешкоди.
При вивченні
долин необхідно з'ясувати
Слід з'ясувати розташування піднесеностей на місцевості.
При вивченні піднесеностей слід розрізняти вододіли, розташовані в заданому напрямі і переciчення його. Перші мають бути вивчені з точки зору можливості перетину їх в найбільш знижених місцях.
Після вивчення топографії місцевості необхідно визначити найбільш характерні показники для проектованої лінії:
- Довжина траси.
З'єднавши задані початкову і кінцеву точки А і Б, ми отримаємо геодезичну (повітряну) лінію, тобто найкоротшу відстань між опорними пунктами.
Lг = 2000 м
- Коефіцієнт розвитку траси..
Від рельєфу місцевості проектована лінія не може протягом всiєї дороги слідувати по повітряній лінії, тобто вона відійде від неї.
Величина, що дорівнює відношенню довжини проектованої лінії до довжини геодезичної лінії, називається коефіцієнтом розвитку траси.
Кр = Lп/Кг (1.1)
де L п - довжина проектованої лінії.
К р= 2250 /2000 =1,125 м
- Керівний ухил.
Під ухилом дороги розуміють тангенс кута нахилу його прямолінійного елементу до горизонту.
Величина ухилу характеризується відношенням різниці висот кінцевих точок даного елементу профілю і його проекції на горизонтальну площину (рисунок 1.1).
А
Рисунок 1.1- Схема визначення ухилу
де i - ухил, вимірюваний в тисячних.
Вибір величини
керівного ухилу повинен
Необхідно прийти до того, щоб вибраний керівний ухил використовувався повніше або застосовувався на значній довжині проектованої лінії. Разом з тим, величина коефіцієнта розвитку не повинна перевищувати тієї, що рекомендується. Варто також мати на увазі, що найбільше значення керівного ухилу не має бути вище відповідних норм, що діють.
Для проектованої автомобільної дороги III категорії максимальне значення керівного ухилу для рівнинної і горбистої місцевості дорівнює 50%.
Існує два види ходу траси: напружений хід і вільний хід.
Напружений хід отримуємо в тих випадках, коли через нерівності рельєфу місцевості власний ухил місцевості більше керівного ухилу.
Якщо ухил місцевості менше керівного ухилу, то отримуємо вільний хід траси. На ділянках вільного ходу немає істотних перешкод, що вимагають розвитку лінії.
Для полегшення рішення задачі вибору керівного ухилу з урахуванням вищевикладених вимог використовують метод наколки «лінії нульових робіт» на ділянках напруженого ходу за допомогою «розчину циркуля».
Положення «лінії нульових робіт» на ділянках напруженого ходу у поєднанні з ділянками вільного ходу утворюють магістральний хід. Цей хід є основою для прокладки остаточної траси проектованої лінії.
Трасування «лінії нульових робіт», доцільніше вести з вище розташованих форсованих крапок до розташованих нижче, тобто поступово йти на спуск.
Розташування осі дорогі на місцевості називають трасою. Вона є просторовою лінією, оскільки має не тільки повороти в плані, але і спуски і підйоми.
Проводити трасування слід в наступній послідовності:
1. Орієнтуючись на обраний напрям між пунктами: заданою точкою А виходимо на напрям Б і фіксованими точками (переходи через великі річки, обходи контурних перешкод,), уточнити положення ділянок вільного і напруженного ходів.
2. По вибраному напряму намітити схематичне положення траси (прокласти магістральний хід).
3. Орієнтуючись на магістральний хід, провести прокладку
траси в плані послідовно від заданої точки А до крапки Б.
4. Нанести межі басейнів і розмістити штучні споруди: визначити витрати води, отвори і типи малих мостів і труб.
5. Відкорегувати трасу або намітити інші заходи недостатній висоті насипу у штучних споруд.
Розміщення ділянок вільного і напруженого ходу слід уточнювати, зіставляючи середні ухили місцевості на окремих ділянках трасованого напряму з вибраною величиною керівного ухилу.
Прокладка магістрального ходу починається, як правило, з ділянок напруженого ходу, від фіксованих крапок, розташованих на вищих відмітках у напрямі на спуск, за винятком ділянок, де є фіксовані місця перетину великих водних перешкод.
У останньому випадку положення магістрального ходу слід визначати методом послідовних спроб від місця перетину водного на вододіл, а потім, вибираючи зручне місце перетину вододілу до мостового переходу.
При укладанні магістрального ходу на таких ділянках карти треба користуватися способом «розчину циркуля».
На ділянках вільного ходу магістральний хід прокладається прямими лініями між вибраними кутами повороту, положення яких визначається необхідністю обходу контурних перешкод на місцевості.
Магістральний хід є орієнтиром для ретельнішого укладання траси в плані.
За наявності магістрального ходу укладання траси в плані слід починати від початкового пункту, прагнути до можливо більшого випрямлення лінії, і вживання меншої кількості кривих; застосовуючи криві слід вибирати великі радіуси.
Графічне зображення проекції траси проектованої автомобільної дороги на горизонтальну площину називається планом траси.
Зміна напряму траси характеризується кутом повороту, який утворюється продовженням первинного напряму траси і її новим напрямом.
1.2 Перетин траси з річками і дорогами
Запроектована траса автомобільної дороги перетинає дві річки. На ПК 5+60 траса перетинає річку Липівка, на ПК 15+60 річку Глибока .
2 ВИЗНАЧЕННЯ ЕЛЕМЕНТІВ КРИВИХ НА ТРАСІ ДОРОГИ
Основні елементи кута повороту наступні: вершина кута повороту , α - кут повороту, R - радіус кривої, К- довжина кривої, Т- тангенс, Б - бісектриса, Д - домір.
Елементи кривої визначаються по формулах:
Б=R((1/соs α)-1) (2.3)
Криволінійні ділянки, особливо з малими радіусами, знижують якість траси, погіршують рух автомобілів, підвищують аварійну небезпеку. У населених пунктах, в лісі, у виїмці не завжди забезпечується видимість.
Для безпеки і зручності руху криві вписують можливо великими радіусами. Проте призначення великих радіусів не завжди і скрізь можливо. При техніко-економічному обґрунтуванні дозволяється приймати мінімально допустимі радіуси кривих в плані.
Радіус першої кривої в плані рівний 600 м, кут 16°:
К = 3,14 • 600 • 16° / 180°= 167,4м
Т = 600∙tg16°/2= 84м
Д = 2 • 84 -167,4= 0,6м
Б = 600 • ((1/cos16°)-1)=25м
Радіус другої кривої в плані рівний 100 м, кут 70°:
К = 3,14 • 100 • 70° / 180°= 122,11м
Т = 100∙tg70°/2= 70м
Д = 2 • 70 -122,11= 17,9м
Б = 100 • ((1/cos70°)-1)=194,1м
Результати розрахунків елементів кривих в плані приведені в таблиці 2.1
Таблиця 2.1- Елементи кривих в плані
Α |
R, м |
Т, м |
К,м |
Б, м |
Д,м |
16 |
600 |
84 |
167,4 |
25 |
0,6 |
70 |
100 |
70 |
122,11 |
194,1 |
17,9 |
3 СКЛАДАННЯ ПОВЗДОВЖНЬОГО ПРОФІЛЮ
3.1 Вибір відміток землі по пікетах
Повздовжній профіль автодороги є її проекцією на вертикальну площину, що проходить через вісь дороги.
Повздовжній профіль один з основних проектних документів на якому вказують всі основні елементи плану і профілю дороги, типи і розташування штучних споруд, ґрунтовий розріз і т.д.
На повздовжньому профілі зображують лінію поверхні землі і проектну лінію, яка відповідає рівню бровки (для нових доріг) або осі дороги (при реконструкції).
Для більшої наочності вертикальний масштаб профілю приймають більшим, ніж горизонтальний. Співвідношення масштабів складає зазвичай 1:10. Для повздовжнього профілю дороги, що проходить по рівнинній і горбистій місцевості, приймають масштаби: горизонтальний - 1:5000, вертикальний - 1:500. На гірських дорогах, де умови дуже важкі, застосовують крупніші масштаби: горизонтальний - 1:2000, вертикальний - 1:200.
Креслення повздовжнього профілю по суті складається з двох частин: сітки з горизонтальними графами, в яких приведені цифрові дані польових і проектних робіт, і верхній графічній частині, яка змальовує вертикальний розріз дороги уздовж її осі.
- Побудова існуючого профілю землі
Лінію поверхні землі викреслюють по відмітках, отриманих в результаті інтерполяції відміток горизонталей, точність інтерполяції до другого знаку.
Лінія поверхні землі характеризує рельєф місцевості по проектованій трасі автодороги.
Таблиця 3.1 - Відмітки землі
Пікет |
Відмітка |
ПКО |
200,00 |
ПК1 |
194,00 |
ПК 2 |
170,00 |
ПКЗ |
160,00 |
ПК 4 |
148,00 |
ПК5 |
143,00 |
ПК 6 |
141,00 |
ПК 7 |
143,00 |
ПК 8 |
146,00 |
ПК 9 |
151,00 |
ПК 10 |
155,00 |
ПК 11 |
158,00 |
ПК 12 |
160,00 |
ПК 13 |
159,00 |
ПК 14 |
154,00 |
ПК 15 |
145,00 |
ПК 16 |
143,00 |
ПК 17 |
146,00 |
ПК 18 |
152,00 |
ПК 19 |
154,00 |
ПК 20 |
153,00 |
ПК 21 |
156,00 |
ПК 22 |
149,00 |
ПК 22+50 + |
147,00 |
Проектна лінія характеризує подовжній профіль автодороги по бровці земляного полотна.
Проектну лінію викреслюють по обчислених проектних відмітках.
3.3 Проектування «червоної» лінії
При проектуванні проектної лінії, в першу чергу, мають бути задоволені вимоги безпеки, зручності і економічності руху автомобілів по проектованій автомобільній дорозі, при цьому мають бути враховані топографічні, ґрунтові, гідрологічні і інші природні умови місцевості.
Таблиця 3.2 - Проектні відмітки
Пікет |
Відмітка |
ПКО |
168,00 |
ПК 1 |
163,00 |
ПК 2 |
158,00 |
ПКЗ |
153,00 |
ПК 4 |
148,00 |
ПК5 |
146,00 |
ПК 6 |
146,00 |
ПК 7 |
146,00 |
ПК8 |
146,00 |
ПК 9 |
149,00 |
ПК 10 |
153,00 |
ПК11 |
156,00 |
ПК 12 |
158,00 |
ПК 13 |
156,00 |
ПК 14 |
154,00 |
ПК 15 |
154,00 |
ПК 16 |
154,00 |
ПК 17 |
154,00 |
ПК 18 |
154,00 |
ПК 19 |
154,00 |
ПК 20 |
153,00 |
ПК 21 |
152,00 |
ПК 22 |
151,00 |
ПК 22+50 |
150,50 |
У складних рельєфних умовах вибір кращого варіанту проектної лінії дуже складний у зв'язку з обмеженнями норм проектування автомобільних доріг (подовжні ухили, радіуси вертикальних і горизонтальних кривих і т.д.).
Для досягнення найбільш високих показників роботи автомобіля повздовжні ухили мають бути, можливо, пологими. Задоволення цієї вимоги залежить від рельєфу місцевості. У рівнинній місцевості таке рішення здійснено без особливих зусиль.
Рекомендована величина повздовжнього ухилу, що рекомендується, не повинна перевищувати 50%о для доріг III категорії в рівнинній місцевості.
Таблиця 3.3 - Робочі відмітки
Пікет |
Відмітки |
ПКО |
-41 |
ПК1 |
-31 |
ПК 2 |
-12 |
ПК 3 |
-7 |
ПК 4 |
0 |
ПК 5 |
+3 |
ПК 6 |
+5 |
ПК 7 |
+3 |
ПК 8 |
0 |
ПК 9 |
-2 |
ПК 10 |
-2 |
ПК 11 |
-2 |
ПК 12 |
-2 |
ПК 13 |
-3 |
ПК 14 |
0 |
ПК 15 |
+9 |
ПК 16 |
+11 |
ПК 17 |
+8 |
ПК 18 |
+2 |
ПК 19 |
0 |
ПК 20 |
0 |
ПК 21 |
-4 |
ПК 22 |
+2 |
ПК 22+50 |
+3,5 |
Ділянки великих підйомів і спусків найбільш важкі і небезпечні для руху, вони викликають значне зниження пропускної спроможності дороги. Основною умовою забезпечення безпеки на цих ділянках є вибір правильного співвідношення довжини і крутості підйому, а також проведення комплексу додаткових заходів.
Для забезпечення раціональних режимів і безпеки руху граничну довжину ділянок підйомів і спусків приймають рівні 400м при повздовжньому ухилі 50‰.
Нанесення проектної лінії є складним комплексним завданням, при вирішенні якої мають бути забезпечені:
- можливо менші повздовжні ухили, хороша плавність і видимість дороги;
- відведення води від земляного полотна;
- ув'язка проектної лінії з контрольними крапками;
- кращі експлуатаційні показники автодороги в зимовий період часу;
- зниження вартості споруди і зручність механізованого виробництва робіт.
В окремих випадках
рівнинного і слабо горбистого
рельєфу проектовану лінію
Поєднуючи проектну лінію з елементами плану і вписуючи її в рельєф місцевості, можна отримати добре осушуване земляне полотно. В цьому випадку можна добитися меншої снігозанощуваності дороги в зимовий період.
В умовах горбистої місцевості нанесення проектної лінії, точно наступної контуру форм поверхні землі, нераціонально, тому проектну лінію наносять по січних, що викликає необхідність пристрою насипів і виїмок.
Проте у всіх випадках зберігається принцип ландшафтного проектування, усунення високих насипів і глибоких виїмок земляного полотна.
Проектна лінія сучасних доріг характеризується широким вживанням вертикальних кривих великих радіусів, що забезпечують велику плавність руху автомобілів без різких переломів при сполученні прямолінійних ділянок траси. Повздовжній профіль проектованої автомобільної дороги III категорії приведений в додатку Б.
3.4 Обчислення робочих відміток і точок нульових робіт
Різниця між проектною відміткою і відміткою поверхні землі на одному поперечнику називається робочою відміткою.
Робоча відмітка показує висоту насипу або глибину виїмки.
При проходженні проектної лінії вище за лінію поверхні землі земляне полотно зводять в насипі. Робочі відмітки підписують в цьому випадку над проектною лінією.
При проходженні проектної лінії нижче за лінію поверхні землі земляне полотно владнують у виїмці. При цьому робочі відмітки підписують під проектною лінією.
Точки переходу насипу у виїмку і навпаки називаються нульовими крапками. Відстань від нульових крапок до пікетів визначається по формулі:
Х2=в∙100/(а + в) (3.2)
Нижче приведений розрахунок точок нульових робіт для
даного подовжнього профілю.
Перша нульова крапка знаходиться на ПК4, друга на ПК8, третя між ПК11 та ПК12:
Х1 = 156∙100/(156 + 158)=49,6
Х2= 158∙100/(156 + 158)=50,3;
Четверта на ПК14, п'ята на ПК19, шоста на ПК20, сьома між ПК21 таПК22:
Х1 = 156∙100/(156 + 149)=66,6
Х2= 149∙100/(156 + 149)=33,3;
4 ВИЗНАЧЕННЯ ОБ'ЄМІВ ЗЕМЛЯНИХ РОБІТ
При проектуванні автомобільних доріг визначають об'єми насипів і виїмок, резервів і кавальєрів, кюветів, котлованів і інших земляних робіт.
Об'єм земляних робіт необхідно знати для порівняння варіантів доріг, для проектування повздовжнього профілю (компенсації об'ємів насипів і виїмок), складання проекту організації робіт.
Для визначення об'єму земляного полотна, що має форму геометричної просторової фігури, необхідно знати довжину земляного полотна і площу поперечного перетину в кінцевих крапках.
Розглядаючи земляне полотно у формі насипу, площу його поперечного перетину можна представити у вигляді трапеції, що опирається своєю великою підставою на поверхню землі (передбачається, що вона позбавлена значного поперечного ухилу); відомі ширина трапеції по верху (по нормах СНіП для III категорії дороги рівна 12м) і її висота (робоча відмітка).
Цих даних не вистачає для визначення площі трапеції. Необхідно додатково з'ясувати розмір нижньої підстави ширину насипу по низу. Вона складається з наступних частин: ширина насипу по верху (нормативна величина В); горизонтального заставляння укосів (лівого і правого).
Горизонтальне заставляння укосу у свою чергу залежить від висоти насипу (робочої відмітки) і коефіцієнта крутості укосу. Коефіцієнт крутості вказує, в скільки разів горизонтальне заставляння укосу більше його висоти.
Таким чином, коли
встановлений коефіцієнт
