Проектирование автомобильной дороги. 6

Содержание

 

1. Характеристика природных  условий

2. Обоснование категории  дороги и технических нормативов

3. Трассирование автомобильной  дороги по карте

4. Проектирование продольного  профиля

5. Проектирование поперечных  профилей

6. Подсчет объемов  земляного полотна

7. Расчет стоимости  строительства дороги

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Характеристика природных условий

 

Данный район проектирования трассы для строительства автомобильной  дороги находится в Кемеровской области. Соласно СНиП 2.05.02-85(приложение 1) данный район находится в III-й дорожно – климатической зоне России.

Температурный режим воздуха  характеризует район, как континентальный, с большими колебаниями температуры  в течении года.

Наибольшие изменения  наблюдаются в весенние и осенние  месяцы.

Местность всхолмленная. Растительность района луговая и  частично представлена лесом. Почвенно – растительный слой толщиной h = 0.3 м.

 

Рис. Повторяемость и  скорость ветра, %

 

Повторяемость и скорость ветра по направлениям, %

                                                                                                                     Таблица 1.

Месяц	С	СВ	В	ЮВ	Ю	ЮЗ	З	СЗ
Напр-ие
Январь	1	0	3	29	21	34	6	6
июль	14	9	6	16	14	19	8	14

 

Количество осадков ,мм:

• за год - 476
• жидких и смешанных за год - 362
• суточный максимум - 40

Среднесуточная влажность  воздуха:

• наиболее холодного месяца – 81%
• наиболее жаркого месяца - 56

 

2. Обоснование категории дороги  и технических нормативов

 

При выборе категории дороги необходимо учесть интенсивность движения. Обычно, при оценке условий работы дороги, интенсивность движения выражается в фактическом количестве проходящих машин, суммируя автомобили, независимо от их типов. Иногда для уточнения в составе движения указывают долю легковых, грузовых автомобилей и автобусов.

Для характеристики количества автомобилей, которое дорога может пропустить, фактическую интенсивность  движения обычно приводят к эквивалентному количеству легковых автомобилей. Для  этого вводят коэффициенты приведения, характеризующие, сколько легковых автомобилей могло бы проехать по участку дороги за время проезда одного грузового автомобиля или автобуса.

На эти  коэффициенты умножают число автомобилей. При определении приведенной интенсивности движения используют следующие коэффициенты:

- легковые автомобили 1,0

- грузовые автомобили 1,5 3,5.

Коэффициент приведения для автобусов принимают  так же, как для грузовых автомобилей, на базе которых они изготовлены. В пересеченной местности коэффициенты увеличивают соответственно в 1,2 раза.

Фактическая интенсивность движения выражается формулой:

 

Интенсивность движения, приведенная  к легковому автомобилю, будет выражаться формулой:

где - перспективная среднегодовая, среднесуточная интенсивность i-го типа автомобилей в составе потока, авт/сут;  - коэффициент приведения к легковому автомобилю.

 

 

Данная интенсивность движения присуща автомобильной дороге III категории [1].

Расчетная скорость движения для проектирования элементов плана, продольного и поперечного профилей, принимаем 100 км/ч [1, табл.3].

Проведем  расчет технических нормативов проектирования по формуле взаимодействия автомобиля с дорогой в зависимости от расчетной скорости движения.

В соответствии с расчетом перспективной интенсивности  и состава движения принимаем  тип покрытия усовершенствованный облегченный.

При наличии  динамических характеристик автомобилей  наибольший допустимый уклон определяем из условий движений на подъеме полностью загруженного автомобиля с расчетной скоростью:

 

,

 

где - значение динамического фактора для расчетного автомобиля определяется графически [3]

 

,

 

где - расчетная скорость автомобиля

 

 

Наименьший  радиус кривой в плане зависит  от расчетной скорости движения по дороге. Его определяют:

 

,

 

где - коэффициент поперечной силы

 

при спуске:

 

 

при подъеме:

 

 

Расчетное расстояние видимости поверхности  дороги определяют из условия полной остановки автомобиля перед препятствием:

 

,

 

где - расчетная скорость;  - время реакции водителя; - коэффициент эксплуатационных условий торможения для легковых автомобилей; - коэффициент продольного сцепления;  - продольный уклон дороги, при определении расстояния видимости, как нормативного значения можно принимать равным нулю; - безопасное расстояние.

 

.

 

Требуемое расстояние видимости встречного автомобиля состоит из суммы путей торможения обоих автомобилей и безопасного  расстояния между ними и определяется по формуле:

 

 

 

Для удобства и безопасности движения в переломы продольного профиля  вписывают выпуклые и вогнутые вертикальные кривые.

Минимальный радиус выпуклой кривой определяют из условия обеспечения видимости поверхности дороги на расчетном расстоянии:

 

 

где - расчетное расстояние видимости поверхности дороги, м; - превышение глаза водителя над поверхностью дороги.

 

.

 

Радиус  вогнутой кривой определяют из условия перегрузки рессор при движении автомобиля по кривой:

 

 

 

Требуемое количество полос движения устанавливают  по формуле:

 

 

где - интенсивность движения, приведенная к легковому автомобилю;  - коэффициент сезонной неравномерности движения; - коэффициент загрузки, соответствующий необходимому для данной дороги уровню удобства; - практическая пропускная способность дороги данной категории (III категория дороги) [8, стр.108]

, из этого следует, что  , что не соответствует III категории дороги по [1], поэтому принимаем значение СНиПа

Ширина  полосы движения , которую занимает автомобиль в поперечном сечении дороги на проезжей части дороги, несколько больше, чем габаритные размеры автомобиля, может быть определена по формуле:

 

 

где - ширина кузова автомобиля = 1,82м;  - ширина колеи автомобиля = 1,47м;

- расстояние от кузова до  оси проезжей части;

- расстояние от внешней части следа колеса до кромки проезжей части, м.

 

Значения  и на основе экспериментальных исследований определяются по эмпирическим формулам.

 

 

По [1] ширина земляного полотна = 12 м, ширина полосы движения = 3,5 м, ширина обочин = 2б5 м.

 

Основные технические  нормативы проектируемой дороги

Таблица 2.

№ п/п	Наименование	Ед. изм.	Значение нормативов
			по расчету	по СниП
1	2	3	4	5
1.	Величина наибольшего допустимого продольного уклона,		56	50
2.	Расчетная интенсивность, приведенная  к легковому автомобилю		2100	2000 6000
3.	Наименьший радиус кривой: выпуклый, вогнутый,	м м	7070,94 1538,46	10000 3000
4.	Количество полос движения	шт.	0,38	2
5.	Ширина полосы движения,	м	3,865	3,5
6.	Расстояние видимости для остановки,	м	130,27	200
1	2	3	4	5
7.	Расстояние видимости встречного автомобиля	м	252,54	350
8.	Ширина проезжей части	м	-	7
9.	Ширина земляного полотна	м	-	12
10.	Наименьший радиус кривой в плане: при спуске при подъеме	м м	463,18 605,69	600 600

 

Для выполнения проектирования автомобильных дорог принимают значения технических нормативов, рекомендуемых СНиП 2.05.02-85.

 

3. Трассирование автомобильной  дороги по карте

 

На карте намечен один вариант  трассы. При выборе направления дороги придерживаются ряда правил:

- получение наименьшей длинны трассы;

- достижение наименьших объемов  земляных работ;

- обеспечение продольных уклонов  не более допустимых  ;

- размещение кривых в плане  возможно больших радиусов;

- выбор наилучших мест переходов  через водотоки;

- обеспечение наибольшей устойчивости земляного полотна, его снегозаносимости и т. д.

 

Начало  в точке А, конец в точке  Б. Трасса имеет один угол поворота. Направление с юга на север. Длина трассы 3400 м.

 

 

Ведомость углов поворота, прямых и круговых кривых

                                                                                                                                                       Таблица 3.

№ угла поворота	Положение вершины угла, ВУ		Угол, град., мин		Элементы кривой, м					Положение главных точек кривой				Прямые
										начало кривой, НК		конец кривой, КК
	пикет	плюс	влево	вправо	радиус	тангенс	кривая	биссектриса	домер	пикет	плюс	пикет	плюс	расст. м/д вешинами углов, м	длина прямой, м	румбы
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17
НТ	0	00	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	1550	1185,601	50
1	15	50			700	364,399	671,951	89,166	56,847	11	85,601	18	57,552
														1906,847	1542,448	75
КТ	34	00,0	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-

 

Итого:                                           364,399     671,951                    56,847                                                       3456,847    2728,049

 

Проверка правильности подсчетов:

проверка расстояний:

 

4. Проектирование продольного профиля

 

Продольный профиль разрабатывают  для каждого варианта трассы.

Проектирование продольного профиля  заключается в нанесении проектной линии в соответствии  принятыми техническими нормативами, рельефом местности и местными природными условиями.

 

Рекомендуется следующий порядок проектирования:

1. По карте интерполяцией по  горизонталям определяют отметки  земли по оси дороги на каждом  пикете и плюсовых точках. Вычерчивают  «черный профиль».

2. На 2 см. ниже «черного профиля»  вычерчивают грунтовый профиль и наносят шурфы, скважины, отметки УГВ в шурфах, скважинах, отметки залегания разных пород, дна шурфов и скважин.

3. Определяют руководящие отметки  рабочие из условия защиты  земляного полотна от переувлажнения  и из условия снегозаносимости  в соответствии с указаниями СНиП 2.05.02-85.

4. Назначают расчетные уровни  воды, у проектируемых мостов  и труб, их отверстия. Определяют  фиксированные отметки насыпей  у водопропускных сооружений [1, 6.62; 6.63].

5. Наносят проектную линию. В  местах ее перелома с помощью  шаблонов подбирают оптимальный радиус кривой. Если алгебраическая разность смежных уклонов менее на дорогах I, II категории, менее на дорогах III категории вертикальные кривые можно не вписывать. Проектные отметки подсчитываются для всех точек продольного профиля: пикетов, плюсовых точек, нулевых точек, начала и конца уклонов, вертикальных кривых.

6. Вычисляют и записывают положение  точек перехода насыпи в выемку, вычислив и записав на продольном профиле рабочие отметки насыпей и выемок.

Определение руководящих  отметок:

1. Насыпи по условию снегозаносимости.

2. По обеспечению устойчивости  и прочности верхней части  земляного полотна над расчетным уровнем грунтовых вод.

 

5. Проектирование поперечных профилей

 

Поперечные профили земляного  полотна проектируют на основе продольного  профиля с учетом типовых проектов, грунтов, рельефа местности, возможности снежных заносов.

Поперечные профили являются поперечным разрезом дороги  и представляют схематический чертеж конструкции, земляного полотна совместно с дорожной одеждой и системой водоотвода. При проектировании назначают поперечные уклоны проезжей части и обочин, крутизну откосов [1, табл. 7, п. 4.16], водоотводные сооружения [1, п. 6.60].

Поперечные профили вычерчивают в масштабе 1:200. Типовые поперечные профили предусматривают крутизну откосов насыпей из песчаных и глинистых грунтов в обычных условиях в зависимости от высоты насыпи:

при на дорогах III категории 1:4 и предусмотрены двусторонние кюветы 1:3;

при на дорогах III категории – 1:1,5.

Крутизну откосов выемок назначают  в соответствии со СНиП 2.05.02-85 не более 1:1,5 при высоте откоса до 12 м.

Выемки глубиной до 1 м проектируют  раскрытыми с крутизной откосов .

Выемки глубиной от 1 до 5 м на снегозаносимых участках проектируют с откосами .

На всех поперечных профилях двойной  линией показывают укрепление откосов и обочин земляного полотна. Тип укрепления принимают с учетом высоты насыпи и глубины выемки, природных и других местных условий.

Площадь укрепления откосов земляного  полотна подсчитывают участками насыпей и выемок по длине дороги в соответствии с принятыми типами укрепления. Наибольшее распространение имеет укрепление засев трав, укрепление ж/б и бетонными плитами, укрепление каменными материалами.

В чертеж включают типовые поперечные профили с внесением в них  необходимых изменений с учетом местных условий, т.е. привязывают  типовые поперечные  профили к конкретным участкам проектируемой дороги.

Привязка типовых поперечных профилей включает в себя их подбор по типовому проекту в соответствии с:

участками продольного профиля (высоты насыпи и глубины выемки);

участками плана трассы (поперечного  уклона местности);

гидрогеологическими условиями;

видом грунта земляного полотна.

 

6. Подсчет объемов земляного  полотна

 

Объемы земляного полотна подсчитывают для каждого варианта трассы с  помощью таблиц Н. А. Митина [7].

Объемы подсчитывают по каждому  участку дороги, ограниченному пикетами, плюсовыми и нулевыми точками.

Таблицы Н. А. Митина составлены из расчета, что поверхность земляного полотна между бровками горизонтальна, поэтому вводят поправку на устройство проезжей части (корыта). Эта поправка одинакова как для насыпи, так и для выемки, но вводится с разными знаками:

«+» для выемок;

«-» для насыпей.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ведомость по пикетного подсчета объемов  земляного полотна по трассе

                                                                                             Таблица 3.

местопо-ложение сечения		рабочие отметки, м		сумма рабочих отметок, м		рразность рабо-чих отметок, м	Расстояние, м	объем, м3		поправки, м3			исправленные объемы, м3
Пикет	Плюс	Насыпи	Выемки	Насыпи	Выемки			Насыпи	Выемки	на ширину з.п.	разность отметок	устр-во корыта	насыпи	выемки
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
0	00	2,69	-	4,27	-	1,11	100	3445	-	-	15,4	-480	2980,4	-
1	00	1,58	-
				4,06	-	0,9	100	3054	-	-	10	-480	2584,0	-
2	00	2,48	-
				4,38	-	0,58	100	3347	-	-	4,6	-480	2871,6	-
3	00	1,9	-
				4,05	-	0,25	100	3045	-	-	1	-480	2566,0	-
4	00	2,15	-
				3,58	-	0,72	100	2629	-	-	6,4	-480	2155,4	-
5	00	1,43	-
				3,57	-	0,71	100	2620	-	-	6,2	-480	2146,2	-
6	00	2,14	-
				4,87	-	0,59	100	3812	-	-	4,9	-480	3336,9	-
7	00	2,73	-
				4,86	-	0,6	100	3802	-	-	5	-480	3327,0	-
8	00	2,13	-
				2,74	-	1,52	100	1925	-	-	28,8	-480	1473,8	-
9	00	0,61	-
				1,34	-	0,12	100	871	-	-	0	-480	391,0	-
10	00	0,73	-
				4,62	-	3,16	100	3572	-	-	124,8	-480	3216,8	-
11	00	3,89	-
				8,19	-	0,41	10	740	-	-	0,5	-48	692,5	-
11	10	4,3	-
				0,0	-	0,0	0,0	0,0	-	-	0,0	0,0	0,0	-
11	40	4,6	-
				8,56	-	0,64	60	4730	-	-	5	-288	4447,0	-
12	00	3,96	-
				7,17	-	0,79	100	6229	-	-	7,8	-480	5756,8	-
13	00	3,17	-
				4,87	-	1,47	100	3812	-	-	26,8	-480	3358,8	-
14	00	1,7	-
				2,89	-	0,51	100	2047	-	-	3,2	-480	1570,2	-
15	00	1,19	-
1	2	3	4	5	6	7	81	9	10	11	12	13	14	15
15	00	1,19	-	2,23	-	0,15	100	1524	-	-	0	-480	1044,0	-
16	00	1,04	-
				1,75	-	0,33	100	1164	-	-	1,6	-480	685,6	-
17	00	0,71	-
				1,44	-	0,02	100	942	-	-	0	-480	462,0	-
18	00	0,73	-
				2,77	-	1,31	100	1950	-	-	21,4	-480	1491,4	-
19	00	2,04	-
				6,51	-	2,43	50	2748	-	-	73,8	-240	2581,8	-
19	50	4,47	-
				0,0	-	0,0	0,0	0,0	-	-	0,0	0,0	0,0	-
19	90	5,59	-
				11,07	-	0,11	10	1125	-	-	0,0	-48	1077,0	-
20	00	5,48	-
				8,23	-	2,73	100	7466	-	-	93,4	-480	7079,4	-
21	00	2,75	-
				4,46	-	1,04	100	3422	-	-	13,8	-480	2955,8	-
22	00	1,71	-
				3,5	-	0,08	100	2559	-	-	0,0	-480	2079,0	-
23	00	1,79	-
				4,73	-	1,15	100	3676	-	-	17	-480	3213,0	-
24	00	2,94	-
				4,94	-	0,94	100	3879	-	-	10,8	-480	3409,8	-
25	00	2,0	-
				3,57	-	0,43	100	2620	-	-	2,6	-480	2142,6	-
26	00	1,57	-
				3,27	-	0,13	100	2362	-	-	0,0	-480	1882,0	-
27	00	1,71	-
				3,9	-	0,5	100	2637	-	-	3,0	-480	2160,0	-
28	00	2,27	-
				5,54	-	1,14	100	4475	-	-	16,6	-480	4011,6	-
29	00	3,34	-
				7,42	-	0,74	100	6517	-	-	6,8	-480	6043,8	-
30	00	4,08	-
				6,58	-	1,58	100	5572	-	-	31,2	-480	5123,2	-
31	00	2,50	-
				4,16	-	0,84	100	3145	-	-	8,8	-480	2673,8	-
32	00	1,66	-
				3,16	-	0,16	100	2270	-	-	0,3	-480	1790,3	-
33	00	1,50	-
				3,5	-	0,5	100	2559	-	-	3,0	-480	2082,0	-
34	00	2,00	-

 

                                                                                          Всего: 96862,5

 

 

7. Расчет стоимости строительства  дороги

 

В данном курсовом проекте стоимость  строительства определяют ориентировочно по укрупненным показателям ГипродорНИИ, что вполне достаточно для сравнения вариантов трассы.

Стоимость строительства дороги складывается из стоимости земляного полотна, дорожной одежды, искусственных сооружений (мостов, труб), стоимости прочих объектов и работ (освоение трассы, постоянная связь, съезды, обстановка дороги, временные сооружения и пр.).

Стоимость земляного полотна подсчитывают, исходя из усредненной стоимости 1 м³ профильного объема для различных местных условий [9, прил. 5] и группы грунтов по трудности разработки [9, прил. 6].

Стоимость дорожной одежды принимают  по данным прил.7 [9].

Стоимость мостов может быть подсчитана на основе стоимости 1 м² площади моста в плане [9, прил. 8]. Для определения этой площади следует умножить ширину моста, принятую ранее, на длину моста.

Стоимости водопропускных труб в зависимости  от их конструкции и отверстия  даны в прил. 9 [9] на 1 м их длины. Длина  трубы складывается из ширины земляного  полотна дороги и удвоенного произведения коэффициента крутизны откоса на высоту насыпи.

Стоимость прочих объектов и работ следует принять в размере 40% от стоимости земляного полотна, дорожной одежды и искусственных сооружений.

 

Расчет стоимости сводится в таблицу:

таблица 4.

Наименование объектов и работ	Ед. изм.	Кол-во	Стоимость, р
			единицы работ	всего
Земляное полотно (грунты II группы)	1м3 проф.	96862,5	0,898	86982,525
Дорожная одежда с асфальтобетонным покрытием	1км	3,4	105000	357000
Мост ж/б длиной: 30м 40м	1м2	420 560	656 827	275520,00 463120,00
Трубы ж/б круглые: Отв. 1,0 м Отв. 1,0 м Отв. 1,0 м	м м м	20,84 18,45 20,19	218 218 218	4543,12 4022,1 4401,42

Итого:                                                                                            1197958,285

Прочие объекты и работы – 40%                                                   479183,314

Полная стоимость                                                                          1677141,599

Стоимость 1 км дороги                                                                  493276,9409

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список используемой литературы

 

1. СНиП 2.05.02-85. «Автомобильные дороги».  Госстрой СССР – М.: ЦИТП Госстрой  СССР, 1986 – 56 стр.

2. СНиП 2.01.01-82 «Строительная климатология  и геофизика». Госстрой СССР –  М.: Стройиздат, 1983.

3. Красильников И. М., Елизаров  Л. В. Проектирование автомобильных дорог. – М.: Транспорт, 1986.

4. Проектирование автомобильных  дорог: Справочник инженера –  дорожника. Под редакцией Г.  А. Федотова. – М.: Транспорт, 1989 – 437 с.

5. Краткий автомобильный  справочник – М.: Транспорт, 1985 –  220 с.

6. Митин Н. А. Таблицы для  разбивки кривых на автомобильных  дорогах. – М.: Недра, 1978 – 469 с.

7. Митин Н. А. Таблицы для  подсчета объемов земляного полотна  автомобильных дорог. – М.: Транспорт, 1977 – 544 с.

8. В. Ф. Бабков, О. В. Андреев.  Проектирование автомобильных дорог. Ч.1: Учебник для вузов. – Изд. 2-е, перераб. и доп. – М.: Транспорт, 1987 – 368 с.

9. Основы проектирования дорог.  Методические указания к выполнению курсового проекта №1 по дисциплине «Проектирование автомобильных дорог». Составители: Афиногенов О. П., Дожиков А. И.; КузГТУ. Кемерово 1991 – 27с.