Проектирование автомобильной дороги

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ

КАЗАХСТАН

Казахский агротехнический университет им. С.Сейфуллина 
 
 

Кафедра «Технический сервис» 
 
 
 
 
 
 

КУРСОВАЯ РАБОТА

На тему: «Проектирование автомобильной дороги» 
 
 

Выполнил  студент 3 курса технического факультета

050713 – ТТТиТ 309гр.

Проверил: старший преподаватель кафедры

технического  сервиса Костюченкова О.Н. 
 
 
 

Оценка ___________ Дата __________ 
 
 

Астана 2011г.

ВВЕДЕНИЕ 

     Автомобильный транспорт занимает одно из важных мест в экономике нашей страны. Удельный вес его в общем грузообороте страны увеличивается, а по количеству перевезенных грузов и пассажиров он занимает первое место. По сравнению с другими видами транспорта автомобильный транспорт обладает двумя специфическими особенностями. Для него, во-первых, характерны перевозки на небольшое расстояние по сравнению с железнодорожным, водным и воздушным транспортом и, во-вторых - доставка грузов от поставщика к потребителю.

     Успешная  работа автомобильного транспорта помимо технических и организационных  аспектов перевозок. В значительной степени зависит от состояния автомобильных дорог и технических параметров. Большие уклоны и крутые повороты снижают скорость и полезную нагрузку автомобилей. Неровности, ямы и выбоины на проезжей части, помимо снижения скоростей и нагрузок вызывают преждевременный износ автомобилей. В целом состояние дорог существенно влияет на себестоимость перевозок и финансовые показатели автомобильных предприятий. Автомобильная дорога под влиянием природных условий и воздействия колес автомобилей изнашивается, ее необходимо периодически ремонтировать и непрерывно содержать в состоянии пригодном для нормальных движения. Автомобильные дороги общего пользования по техническим показателям делятся, согласно СНиПу РК 3.03-09 на шесть категорий. Основным показателем для отнесения дорог и той или другой категории является перспективная интенсивность движения. Автомобильные дороги представляют собой комплекс инженерных сооружений для непрерывного, удобного и безопасного движения автомобилей с расчетной нагрузкой и установленными скоростями. В этот комплекс входят земляное полотно, дорожная одежда, мосты, трубы и другие искусственные сооружения, обустройство дорог и защитные сооружения, здания и сооружения автосервиса, дорожных и автотранспортных служб. Параметры состояния элементов дороги и дорожных сооружений определяют ее технический уровень. 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 и опрокидывание. В течение всего года дорожная одежда должна быть прочной, противостоять динамически нагрузкам, передающимся на нее при движении автомобилей, быть ровной и нескользкой.

     Все дороги образуют сеть дорог общего пользования и находятся в ведении дорожных органов, союзных республик и их местных организаций дорожной службы. Ведомственные и внутрихозяйственные дороги обслуживают перевозки отдельных организаций, и свободный проезд по ним может быть ограничен на всем протяжении или на отдельных участках путем установления шлагбаумов или запрещающих знаков. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      ЦЕЛИ, ЗАДАЧИ И СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ 

      Цель  курсовой работы – приобретение учащимися  знаний и навыков в разработке решений по проектированию дороги, а также закрепление знаний по пройденным разделам курса по дисциплине «Автомобильные дороги».

      Курсовая работа по дисциплине «Автомобильные дороги» имеет целью:

      - Систематизацию, закрепление и расширение  теоретических и практических  знаний и навыков по специальности;

      - Развитие навыков ведения самостоятельной  работы и овладение методиками  расчетов основных параметров проекта автомобильной дороги;

      - Получение навыков критического  анализа и полученных результатов.

      Основной  задачей курсовой работы – проектирование основных элементов участка автомобильной  дороги в плане, для этого необходимо:

      - Выбрать параметры, связанные с заданной интенсивностью движения транспортных средств по дорогам;

      - Построить розу ветров;

      - Проложить воздушную линию автомобильной  дороги между указанными пунктами  А, В, С, Д и расставить  пикеты, с указанием высот;

      - Рассчитать углы поворота;

     - Разработать проект продольного  профиля. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      1 ХАРАКТЕРИСТИКА ПРИРОДНЫХ УСЛОВИЙ РАЙОНА СТРОИТЕЛЬСТВА 

      1.1 Рельеф местности 

      Рельеф  дороги, судя по топографической карте  может быть отнесен к пересеченному. Этот район представляет собой возвышенное плато с уклонами, прорезанное отдельными небольшими оврагами и балками с горизонталями через 2,5 метра. Наибольшая отметка в данном районе 161,00 наименьшая-112,00м.

      При расчете черных отметок, мы принимали  кратчайшее расстояние от рассчитываемого пикета до ближайшей горизонтали полученные значения получались в миллиметрах, чтобы получить значения в метрах мы умножали полученное значение на масштаб который равен 0,0025м. Далее мы прибавляли или отнимали от ближайших горизонталей полученные значения в метрах. 

Таблица 1.1 –  Расчеты черных отметок 

Продолжение таблицы 1.1 

      В целом рельеф местности позволяет  проектировать земляное полотно  с невысокими насыпями. 

      1.2 Климатические условия 

      По  климатическим условиям район относиться к недостаточно увлажненной зоне Казахстана, по карте дорожно-климатического районирования принадлежит к IV климатической зоне.

      Климат  района умеренно континентальный. Среднегодовая  температура воздух 9,6 . Температура ниже 0 устанавливается в среднем с 15 декабря и сохраняется до 5 марта – 80 дней, выше 5 в среднем с 31 марта до 15 ноября – 229 дней, выше 10 в среднем с 24 апреля по 25 октября – 184 дня. Лето жаркое, сухое, среднемесячная температура июля 22,1 . Из общего количества годовых осадков 330-350мм за летние месяцы общее количество осадков не превышает 104мм, наибольшее количество в июне – 43мм. В осенние месяцы общее количество осадков не превышает  

84мм. Зима довольно морозная, среднемесячная температура  -20 28 . Самая низкая температура в феврале месяце -38 . Глубина промерзания грунтов достигает в феврале – 157см. Число дней со снежным покровом 72. В зимние месяцы преобладает западное направление ветра. 

      1.3 Роза ветров 

      При проектировании снегозадерживающих насаждений необходимо учитывать преобладающее направление и скорости ветра зимой, а при выборе места положения асфальтобетонных заводов и размещении зданий линейной дорожной службы и зданий предприятий обслуживания движения – те же данные летнего периода. Знать расчетную скорость ветра необходимо также для расчета прочности и устойчивости дорожных знаков и оборудования дороги. 

Таблица 1.1 – Исходные данные для построения розы ветров 

      При построении розы ветров цифры показывают долю ветреных дней в процентах от общего числа ветреных дней в году. Масштаб при построении розы ветров принимаем масштаб 1%=1мм.

     Для рассматриваемого района зимой преобладает  ветер западного направления, следовательно, проектирования снегозадерживающих мероприятий  должны быть расположены с западной стороны от дороги. В летний период преобладают ветры двух направлений юго-восточного и южного направления, следовательно здания должны быть расположены по возможности с южной стороны, а санитарные устройства и котельные к северу от них.

     Рисунок 1.1 – Роза ветров зимний период 

     Рисунок 1.2 – Роза ветров летний период 

      Средняя скорость ветра за три самых холодных зимних месяца равна 3,4 м/с. Во время  метелей она достигает 4,6 м/с. Число  дней с метелями составляет 26. Исходя из скорости ветра при метелях

просветность  решетки снегозадерживающих заборов назначаем 60%. Количество снега, приносимого за зиму на 1м снегозадерживающей полосы равно 70-75 . Исходя из этого щиты заборов следует устанавливать не ближе 50м от бровки земляного полотна.

      Средняя скорость ветра за три самых жарких месяца года равна 3,3 м/с, т.е. близка к  скорости зимних ветров. В расчетах сооружений на ветровую нагрузку примем большее значение, равное 3,4 м/с. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАТЕГОРИИ И ТЕХНИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ДОРОГИ 

      2.1 Классификация автомобильных дорог 

      Затраты на постройку дороги по кратчайшему  расстоянию с малыми подъемами и  с совершенными покрытиями при интенсивном  движении быстро окупаются экономией  в расходах на автомобильные перевозки.

      Подход  к назначению типа дорог не исчерпывается  только анализом стоимости строительства  – одновременно учитывается и  ряд других соображений, в частности  роль того или иного маршрута в  транспортной системе Республики Казахстан.

      Расчетная интенсивность движения данная по заданию равной 12360 автомобилей в сутки, из таблицы 2.1 выбираем I-а категорию дороги 

Таблица 2.1 –  Классификация автомобильных дорог 

      Все элементы дорог каждой категории  рассчитываются на обеспечение безопасного движения автомобилей с так называемой расчетной скоростью, которая тем больше, чем выше категория дороги.

      В зависимости от выбранной категории  дороги из таблицы 2.2 выбираем расчетные скорости . 

Таблица 2.2 –  Расчетные скорости 

      При проектировании дороги, минимальные значения элементов плане и профиле устанавливаемые исходя из расчетных скоростей, применяют только в трудных условиях рельефа местности или в пределах населенных пунктов. 

      2.2 Основные параметры и нормы  на проектирование участка трассы 

      Основные  параметры поперечного профиля  проезжей части и земляного полотна автомобильных дорог по таблице 2.3 в зависимости от категории следует принимать . 

Таблица 2.3 –  Параметры элементов поперечного  профиля

                        проезжей части и земляного  полотна автомобильных

                        дорог 

Продолжение таблицы 2.3 

      С учетом заданной интенсивности движения и выбранной категории, и после  этого дается обоснования этим параметрам. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      3 ЭЛЕМЕНТЫ ДОРОГИ В ПЛАНЕ И  ПРОФИЛЕ

      3.1 План дороги, прямые 

      Автомобильные дороги должны обеспечивать перевозки  грузов с наименьшей затратой энергии  и при малой стоимости перевозок.

      Однако, элементы рельефа земной поверхности (горы, овраги), водные преграды (болота, озера и реки), заповедники и места, ранее отведенные под застройку, а также необходимость проложения дорог через крупные промежуточные населенные пункты часто заставляют отклонить ее от кратчайшего направления.

      Необходимость отложения трассы от кратчайшего  прямого направления вызывается также наличием контрольных точек, через которые обязательно должна пройти дорога. К ним относятся согласованные места пересечений с железнодорожными и автомобильными дорогами и примыканий к населенным пунктам, а также места пересечения рек, наиболее удобные для постройки мостов, горные перевалы и др.

      Трасса  разбивается на пикеты для установления положения на карте любой точки  трассы и определения длины от А к Д. Номера пикетов указывают  через каждые 100 метров по прямым и  кривым участкам трассы, начиная с нулевого пикета в начальной точке А, на каждом десятом пикете указывают километровый знак. 

      3.2 Определение отметок поверхности  земли 

      При проектировании продольного профиля  необходимо установить линии фактической  поверхности земли по оси дороги, т.е. начертить «черную линию».

      При работе с топографической картой необходимо предварительно определить отметки пикетных и плюсовых точек путем интерполяции отметок горизонталей. Плюсы назначают на всех точках изменения крутизны склона, характеризующегося резким изменением густоты горизонталей, на пересечениях железных и автомобильных дорог, оврагов, рек и др. 
 

      3.3 План дороги, кривые 

      Степень извилистости дороги характеризуют  коэффициентом развития трассы –  отношением фактической длины дороги и длине ее воздушной линии. В  местах изменения направления трассы намечают углы поворота. Для удобства движения в углы вписывают плавные кривые. Крутизну поворотов характеризуют значением угла поворота в градусах и минутах и радиусом, которым описан криволинейный участок дороги.

      В каждом углу поворота трассы следует  определить параметры:

      - вершину угла Q;

      - начало НК и конец КК кривой;

      - угол поворота  между направлением прямых до и после

        угла поворота;

      - длина по прямой от концов  кривой до вершины угла НКQ и

        QКК, которые принято называть тангенсами кривой;

      - расстояние от вершины угла  Q до середины кривой Б,

        называется биссектрисой;

      - длину кривой К;

      - разницу между суммарной длиной  двух тангенсов и кривой, называемую  домером Д=(НКQ - QКК) – К. 

      3.3.1 Графическое построение угла  поворота 

      Для построения положения биссектрисы  угла поворота на участках дороги до и  после поворота строиться равносторонний ромб; прямая соединяющая вершину  угла (ВУ) поворота Q и продолжительную вершину ромба, и является биссектрисой.

      Принятый  радиус поворота кривой выбирается из таблицы 3.1 методического указания по I категории дороги R=800 м, строиться как перпендикуляр к участку дороги до поворота, при этом он должен пересечь биссектрису. Точка положения перпендикуляра является точкой начала кривой НК. Точка пересечения радиуса и биссектрисы является центром дуги кривой, а пересечение дуги с участком дороги после поворота – точкой конца кривой КК.