Проектирование современной автомобильной дороги
Оглавление
Введение…………………………………………………………
- Общая часть…………………………………………………………………
……..
- Характеристика природных условий и экономика района проектирования
- Климат ……………………………………………………………..
- Рельеф местности…………………………………………………..
- Грунтово-геологические, гидрогеологические условия…………..
- Растительность…………………………………………
…………… - Экономическая характеристика района строительства…………...
- Расчетное обоснование основных технических нормативов...............
- Определение категории автомобильной дороги........................
..... - Определение числа полос движения……………………………….
- Определение нормативных R кривых в плане…………………….
- Определение расстояния видимости……………………………….
- Определение Rmin вертикальной кривой……………………
- Технические нормативы проектирования автомобильной дороги........................
.............................. .............................. ..............
- Трасса автомобильной дороги………………………………………….
- Трассирование вариантов по карте, их характеристика………….
- Расчет закруглений…………………………………………………
- Разбивка пикетажа………………………………………………….
- Сравнение трасы по технико-экономическим показателям……..
- Строительные решения.......................
.............................. .............................. ............
- Земляное полотно и дорожная одежда………………………………...
- Продольный профиль участка автомобильной дороги…………..
- Установление исходных данных…………………………………..
- Выбор метода и способа проложения проектной линии…………..
- Расчет вертикальных кривых…………………………………………
- Определение проектных и рабочих отметок…………………………
- Поперечные профили земляного полотна…………………………
- Водоотвод………………………………………………………
…… - Искусственные сооружения………………………………………..
- Определение объемов земляных работ…………………………….
- Дорожная одежда……………………………………………………
- Исходные данные………………………………………………………
- Расчет конструкции дорожной одежды………………………………
- Расчет конструкции дорожной одежды на прочность по критерию упругого прогиба………………………………………………………
- Охрана окружающей среды…………………………………………
- Заключение …………………………………………………………………………..
.
Введение
Наряду с железнодорожным, водным и трубопроводным транспортом в наше время дальнейшее развитие получил автомобильный транспорт. За эти годы завершено строительство и проведена реконструкция ряда важнейших автомобильных магистралей. Однако потребности народного хозяйства в транспортных перевозках растут быстрей, чем идет развитие сети автомобильных дорог.
С каждым годом
увеличивается объем перевозок
автомобильным
транспортом. Однако стоимость
перевозки грузов и
в значительной степени зависит от дорожных условий. Поэтому создание
широко разветвленной
Большое значение
имеют автомобильные дороги
Дорожное покрытие современных дорог должно быть прочным,
ровным и нескользким, чтобы на поворотах, подъемах и спусках движение не было беспокойным или утомительным для водителей и
пассажиров.
Современная автомобильная
дорога представляет собой
сложных инженерных сооружений, обеспечивающий движение
транспортного потока с высокими скоростями и необходимую безопасность и комфортабельность движения. Автомобильные дороги должны проектироваться и строиться таким образом, чтобы автомобили могли полностью реализовать свои динамические качества при нормальном режиме работы двигателей.
Современные дороги
должны обеспечивать
- Общая часть
- Характеристика природных условий и экономика района проектирования
- Климат
Климат континентальный. Среднегодовая температура +0,3° в горах и +2,8° на равнине. Средняя температура января −18°, июля +18°.
Число солнечных дней в году колеблется от 287 в Аксёново и Белорецке до 261 в Уфе (наименьшее число дней приходится на декабрь и январь, наибольшее — на летние месяцы).
Средний абсолютный минимум температуры воздуха составляет −41°, абсолютный максимум +38°. Устойчивый переход температуры воздуха через 0° происходит 4-9 апреля весной и 24—29 октября — осенью, в горных районах соответственно 10—11 апреля и 17—21 октября. Число дней с положительной температурой воздуха 200—205, в горах 188—193. Средняя дата последнего заморозка 21—30 мая, самая поздняя 6—9 июня, а в северных и горных районах — 25—30 июня. Средняя дата первого заморозка 10—19 сентября, самая ранняя — 10—18 августа.
В год выпадает
300—600 мм осадков, наблюдается достаточно
резкая дифференциация осадков по территории
республики, и их количество при
этом зависит в первую очередь
от характера атмосферной
Самая ранняя дата появления снежного покрова 12—20 сентября, самая ранняя дата образования устойчивого снежного покрова — 16—24 октября, в горных районах 5—12 октября, средняя дата установления снежного покрова — 3—13 ноября. Средняя дата схода снежного покрова 14—24 апреля. Число дней со снежным покровом составляет 153—165, в горных районах — 171—177. Средняя и наибольшая высота снежного покрова 36—55 см, максимальная высота может достигать 106—126 см. Средняя плотность снежного покрова при наибольшей высоте 240—300 кг/м3.
- Рельеф местности
Рельефообразующими
породами горной части Башкортостана
служат сильно дислоцированные допалеозойские
и палеозойские осадочные, магматические
и метаморфические породы. В местах развития
водно-растворимых пород (известняков,
доломитов и др.) встречается карст. В долинах горных
рек известно много карстовых
пещер, среди них всемирно известны Шульган-Таш,
Кутук-Сумган, пещера Салавата Юлаева,
Мурадымовская, Аскынская (ледяная) пещеры.
В горах Южного Урала берут начало реки:
Белая, Ай, Юрюзань, Сим, Инзер, Нугуш, Сакмара,
Урал и другие.
В пределах Башкирского Зауралья широко
развиты карстовые процессы, много пещер,
которые иногда образуют целую сеть соединенных
между собой подземных ходов, залов и гротов.
В пределах Башкирского Предуралья на
водоразделе рек Агидель и Нугуш расположено
живописное урочище "Кутук-Сумган",
где находится несколько десятков пещер,
гротов и других полостей. Самая крупная
пещера из них пещера-пропасть "Кутук-Сумган"
имеет более восьми километров подземных
ходов, а вход в нее имеет вид пропасти,
глубина которой 115 метров. Вот где раздолье
для любителей подземных путешествий
и исследователей!
С карстом связаны и многочисленные природные
источники с уникальным минеральным составом.
Питьевая лечебная вода некоторых из них
используется на ряде местных курортов.
Один из самых крупных в мире карстовых
ваклюзных источников - Красный ключ -
расположен в пределах Уфимского плато.
Ежесекундно с сильно минерализованными
водами на поверхность выбрасывается
около одного килограмма растворенного
известняка, то есть около ста тонн в сутки.
В месте выхода вод на поверхность образовалось
озеро, состоящее из двух больших и очень
глубоких карстовых воронок. Северо-восток
Башкортостана - царство карстовых процессов
с многочисленными источниками и пещерами.
Наряду с развитым мощным комплексом нефтедобывающей
и нефтеперерабатывающей, нефтехимической,
горнорудной и машиностроительной промышленности
остались довольно обширные пространства
с почти нетронутой природой, уникальными
природными объектами, объявленные памятниками
природы.
- Грунтово-геологические, гидрогеологические условия
Башкортостан расположен на склонах Южного Урала, в Предуралье и в Зауралье. Высшая точка на территории республики — гора Ямантау (1640 метров). Протяжённость Башкортостана с севера на юг — 550 км, с запада на восток — 430 км.В Башкортостане имеются месторождения нефти (около 200 учтённых месторождений), природного газа (прогнозируемые запасы более 300 млрд м³), угля (около 10 месторождений, балансовые запасы до 0,5 млрд тонн), железной руды (более 20 месторождений, балансовые запасы около 100 млн тонн), меди (15 месторождений) и цинка, золота (свыше 50 месторождений), каменной соли, качественного цементного сырья. Крупнейшие реки: Белая (Агидель) (1430 км) и её притоки Уфа (918 км), Дёма (535 км), Нугуш (235 км), Сим (239 км), Ашкадар (165 км), Стерля (94 км). Озёр насчитывается около 2700. Наибольшее количество озёр находится в зауральской части республики. Почти все озёра Башкирского Зауралья имеют продолговатую форму и вытянуты параллельно горным хребтам. Озёра эти обильны рыбой (до 40 видов). Среди озёр западной части Башкортостана наиболее крупными являются: Аслыкуль, имеющее площадь в 18,5 км², и Кандрыкуль с площадью в 12 км².
- Растительность
Леса занимают более 40 % территории республики. В Предуралье это смешанные леса, севернее, в западном предгорье, расположены сосново-лиственные и берёзовые леса и темнохвойная тайга. В Предуралье также распространены лесостепи с берёзовыми и дубовыми лесами, разнотравно-ковыльные степи. Почвы в основном серые лесные, чернозёмные, дерново-подзолистые.
- Экономическая характеристика района строительства
Башкортостан — индустриально-
Важнейшие отрасли промышленности — нефтедобыча (23 % промышленного продукта) (Башнефть) и нефтепереработка (20 %); химия и нефтехимия (16 %) (Газпром нефтехим Салават (ранее — Салаватнефтеоргсинтез), Уфанефтехим, Уфимский НПЗ, Ново-Уфимский НПЗ (Новойл), Уфаоргсинтез, Приютовский и Туймазинский ГПЗ).
Характерна высокая
- Расчетное обоснование основных технических нормативов.
- Определение категории автомобильной дороги
.
Исходные данные : ; q=1,04;
Состав транспортного потока: N
Легковые автомобили 36% 1
Грузовые автомобили грузоподъемностью, т:
2 21% 1,5
6 11% 2
8 12% 2,5
Автопоезда грузоподъемностью, 12т: 10% 3
Автобусы, грузоподъемностью 14т: 10% 3,5
Категория автомобильной
По СНиП 2.05.02.-85* автомобильная дорога с интенсивностью движения Св. 2000 до 6000 авт/сут относится к III технической категории с расчетной скоростью100 км/ч
Таблица 1 ГОСТ Р 52398-2005
Класс автомобильной дороги |
Катего- рия автомо- бильной дороги |
Общее количество полос движения |
Ширина полосы движе- ния, м |
Центральная раздели- тельная полоса |
Пересечения с автомобильными дорогами, велосипедными и пешеходными дорожками |
Пересечения с железными дорогами и трамвайными путями |
Доступ на дорогу с примыкания в одном уровне |
Дорога обычного типа (нескоростная дорога) |
III |
2 |
3,5 |
Не требуется |
Допускаются пересечения в одном уровне |
В разных уровнях |
Допускается |
- Определение числа полос движения
Пропускная способность одной
полосы движения зависит от
скорости и режима движения
автомобилей, от типа и
Kпол. |
0,9 |
0,92 |
0,98 |
1 |
Ширина полос движения |
2,5-2,7 |
3,00 |
3,5 |
3,75 |
Где: =1,05
=1,12
=1,3
Категория |
I |
II |
III |
IV |
0,08 |
0,1 |
0,12 |
0,14 |
Где: t-время реакции водителя, 1сек
Кэ- коэффициент учитывающий эксплуатационные условия торможения
Кэ-1,45
φi-коэффициент сцепления, 0,5
i-продольный уклон дороги, 0,050
По=1100
Кгр.- зависит от величины
0 |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,5 |
0,7 | |
Кгр. |
1 |
0,95 |
0,9 |
0,85 |
0,74 |
0,72 |
Кгр=0,73
Кпол.=0,98
Кпокр.=1
Кобоч.=0,92
Кзац,=0,92
Кук=0,91
Пmin=547,24
Число полос движения в одну сторону принимаем равной 1
- Определение нормативных R кривых в плане
Где: V- расчетная скорость автомобиля, км/ч
μ- коэффициент поперечной силы, 0,15
iпч- поперечный уклон проезжей части, ‰, принимается в зависимости
от типа покрытия, для расчета 0,02‰
- Определение расстояния видимости
Минимальное расстояние
Sп=L1+Sт+l0
Где: L1-путь, пройденный автомобилем за время с момента, когда водитель
увидел препятствие, до начала полного торможения, м
Sт- тормозной путь автомобиля, м
l0 -расстояние безопасности принимается =10м
φ=0,6 i=0
Минимальное расстояние видимости встречного автомобиля определяется
Sп=2L1+2Sт+l0
- Определение Rmin вертикальной кривой
Выпуклые кривые
Rвып.:
a(d)=1,2м
Вогнутые кривые
Rвогн.:
h=0,8 α=2o
- Технические нормативы проектирования автомобильной дороги.
Сводная таблица технических норм, принятых для проектирования
автомобильной дороги
Нормативы |
По СНиП, ГОСТ |
По расчету |
Принятые для проектирования |
Категория |
III |
III |
III |
Расчётная скорость, км/ч |
100 |
- |
100 |
Число полос движения |
2 |
2 |
2 |
Ширина полосы движения, м |
3,5 |
- |
3,5 |
Ширина проезжей части, м |
7 |
- |
7 |
Ширина обочины, м |
2,5 |
- |
2,5 |
Ширина укрепительной краевой полосы, м |
0,5 |
- |
0,5 |
Ширина земляного полотна, м |
12 |
- |
12 |
Поперечный уклон п.ч., ‰ |
20 |
- |
20 |
Поперечный уклон обочины, ‰ |
40 |
- |
40 |
Наибольший продольный уклон, % |
50 |
- |
50 |
Расстояние видимости: – поверхности дороги – встречного автомобиля |
200 350 |
172 323,3 |
200 350 |
Наименьший радиус кривой в плане, м |
600 |
605,70 |
605,70 |
Минимальные радиусы вертикальных кривых -выпуклых -вогнутых |
10000 3000 |
10888 3890 |
10888 3890 |
- Трасса автомобильной дороги
- Трассирование вариантов по карте, их характеристика
В данном курсовом проекте запроектировано два варианта автомобильной дороги.
Данные варианты начинаются в одной точке. Оба варианта трассы имеет три угла поворота,. Варианты трассы проложены с учётом правил трассирования. Варианты трассы огибают встречающиеся препятствия (возвышенности, карьер).
- Расчет закруглений
Геометрические элементы круговых по следующим формулам:
- Тангенс:
- Биссектриса:
- Длинна кривой:
- Домер:
Для первого варианта трасы( восточное направление 3 угла поворота)
Для первого угла:
T |
104.87м |
K |
209.44м |
Д |
0.3м |
Б |
2.75м |
Для второго угла:
T |
105.80м |
K |
209.33м |
Д |
2.27м |
Б |
9.26м |
Для третьего угла:
T |
279.78м |
K |
523.33м |
Д |
36.23м |
Б |
62.03м |
Для второго варианта трасы (северное направление 2 угла поворота)
Для первого угла:
T |
200,75м |
K |
387,26м |
Д |
14,24м |
Б |
32,69м |
|
|
Для второго угла:
T |
233,138м |
K |
432,842м |
Д |
44,586м |
Б |
33,434м |
Проектирование переходных кривых
Проектирование переходной кривой по клотоиде возможно при выполнении условия
где - угол поворота трассы; р - угол между касательной переходной кривой и осью абсцисс (центральный угол круговой кривой, оставшийся после разбивки клотоид);
Если , то увеличивают радиус круговой кривой
Центральный угол круговой кривой, оставшийся после разбивки клотоид, определяется по формуле:
Величина сдвижки (смещения) круговой кривой в ее внутреннюю сторону после разбивки переходной кривой
Если сдвижка , то смещением круговой кривой можно пренебречь.
Дополнительный тангенс для устройства переходной кривой
Координаты в прямоугольной системе определяют по двум первым членам следующих выражений
где текущая (переменная) длина переходной кривой
Основные геометрические элементы горизонтальных закруглений с переходными клотоидными кривыми:
- Тангенс:
- Биссектриса:
- Длинна всей кривой:
- Домер:
Для первого варианта трасы(3 угла поворота)
Для второго угла
L |
120м |
119.88м | |
3.997м | |
Ρ |
1.03м |
t |
60.29м |
β |
0,1рад |
T2 |
166,09м |
Б2 |
10,29м |
γ |
|
Ко |
90,01м |
К2 |
330,01м |
Д2 |
2,17м |
Для третьего угла
L |
120м | ||
119,88м | |||
3,997м | |||
ρ |
1,03м | ||
t |
60,29м | ||
β |
0,1рад | ||
T2 |
340,07м | ||
Б2 |
63,06м | ||
γ |
|||
Ко |
404,01м | ||
К2 |
644,01м | ||
Д2 |
36,13м | ||
Для второго варианта трасы (два угла поворота)
Для первого угла
L |
120м | |
119,88м | ||
3.997м | ||
ρ |
1,03м | |
t |
60,29м | |
β |
0,1рад | |
T2 |
261,04м | |
Б2 |
33,72м | |
γ |
||
Ко |
267,95м | |
К2 |
507,95м | |
Д2 |
14,13м | |
- Разбивка пикетажа
Для первого варианта трасы
Для первого угла
ПК НЗ = ПК ВУ– Т= ПК 9+44,87 – 104,87м = ПК 8+40
ПК КЗ = ПК НЗ+ К= ПК 8+40 + 209,44м = ПК 10+49,44
Контроль: ПК КЗ = ПК ВУ + Т – Д= ПК 9+44,87 + 104,87м – 0,3= ПК 10+49,44
Для второго угла
ПК НЗ = ПК ВУ– Т2= ПК 18+40,53 –166,09м =ПК 16+74,44
ПК КЗ = ПК НЗ+ К2= ПК 16+74,44+ 330,01м = ПК20+04,45
Контроль: ПК КЗ = ПК ВУ + Т2 – Д2= ПК 18+40,53 +166,09м –2,17м= ПК20+04,45
ПК НКК = ПК НЗ + L= ПК 16+74,44+120м= ПК17+94,44
ПК ККК = ПК КЗ – L = ПК20+04,45– 120м=ПК 18+84,45
Контроль: ПК ККК= ПК НКК+К0 = ПК17+94,44+90,01= ПК 18+84,45
Для третьего угла
ПК НЗ = ПК ВУ– Т2=ПК 25+74,52– 340,07=ПК 22+34,45
ПК КЗ = ПК НЗ+ К2= ПК 22+34,45+ 644,01=ПК28+78,46
Контроль: ПК КЗ = ПК ВУ + Т2 – Д2= ПК 25+74,52+ 340,07-36,13= ПК28+78,46
ПК НКК = ПК НЗ + L= ПК 22+34,45+120м=ПК 23+54,45
ПК ККК = ПК КЗ – L = ПК28+78,46-120=ПК 27+58,46
Контроль: ПК ККК= ПК НКК+К0 = ПК 23+54,45+404,01м= ПК 27+58,46
Контроль
∑l
+ ∑К = ПК КТ
∑L
- ∑Д = ПК КТ
где L – длина прямых участков трассы между вершинами углов, м
l – длина прямых вставок, м
К – длина кривых участков трассы, м
Д – домер, м
ПККТ
= (840+625+230+210)+(209,44+330,
ПККТ=(944,87+895,66+733,99+
