Проектування доріг місцевого значення

`Міністерство аграрної політики України

Одеський державний  аграрний університет

Факультет землевпорядкування

Кафедра землевпорядного  проектування

КУРСОВА РОБОТА

з дисципліни „ПРОЕКТУВАННЯ ДОРІГ”

     Виконав:

                                                                                                              Ст.3к 1-б гр.

 Васильева  О.

Перевірив:

Бойко В.А.

Одеса 2010

ВСТУП

Автомобільний транспорт забезпечує майже всі  види внутрігосподарських і зовнішньогосподарських перевезень завдяки високій маневреності і економічно доцільний при перевезеннях вантажів і пасажирів, завезенні мінеральних добрив, паливно-мастильних матеріалів до сільських населених пунктів.

По вантажообігу автомобільні перевезення займають четверте місце після залізничних, морських і трубопровідних, складають близько 6% всього вантажообігу. На автотранспорт доводиться близько 80% всіх пасажирських перевезень.

Про значення автотранспорту для сільського господарства свідчить той факт, що перевозяться  ним, більше оловини є сільськогосподарською.

Ефективність  роботи автотранспорту у великий  мірі залежить від якості доріг, тому автомобільна дорога є невід’ємним  елементом організації території: завдяки їй здійснюється зв´язок між земельним масивом, полем, робочою ділянкою та селом.

Відсутність  благозабезпечених доріг призводить до значного дорожання сільськогосподарської  продукції.

Загальні вимоги, які пред’являються до автомобільних  доріг,зводяться до забезпечення безпеки руху з необхідною швидкістюна всьому їх протязі, включаючи підйоми, спуски, повороти, незалежно від пори року і погодних умов. При протуванні сільськогосподарських доріг велика увага повинна приділятися їх економічності при дотриманні високих технічних вимог.

Мета і задачи курсу полягають у засвоєнні  студентами питань розміщення доріг  та дорожних споруд, підготовки студентів  до практичного використання знань, набутих при вивченні дисципліни, а також для засвоєння інших  спеціальних дисциплін.

Знання і  практичні навички, які придбають з курсу „Проектування доріг”, використовуються, закріплюються і заглиблюються при вивчення таких дисциплін як „Геодезія”, „Ґрунтознавство”, „Ландшафтознавство”, „Землевпорядне проектування”, „Проектування сільських населених місць” та інших.

1. Проектування  автомобільної дороги

Автомобільна  дорога – це наземна інженерна  споруда,призначена для руху транспортних засобів незалежно від погодних умов.

Вона складається  з таких частин:

1. Земляне полотно
2. Дорожнє покриття
3. Штучні споруди
4. Обладнання дороги

Земляне полотно  – дорожня конструкція, яка служить  основою для розміщення шарів  дорожнього одягу і інших елементів  дороги. Воно будується із місцевих матеріалів і має такі види: земельно полотно у виїмці (у насипі), піввиїмка-півнасип.

Дорожнє покриття – багатошарова конструкція, яка приймає навантаження від транспортних засобів і передає навантаження на земельне полотно. Воно повинно бути міцним, не гладким, а шершавим і рівним.

Штучні споруди  – споруди призначені для подолання  транспортом різних перешкод. Найбільш розповсюдженими являються мости і сурми, а також шляхопроводи.

Обладнання  дороги – складається із технічних  засобів організації дорожнього руху, а також споруд необхідних для нормальної експлуатації дороги. Сюди вносяться дорожні огородження,дорожні знаки, сигнальні стовпи, а також всі службові будинки і споруди.

Всі ці споруди  забезпечують умови руху транспортних засобів, Їх розміри і технічні характеристики залежать від категорії дороги, ваги, швидкості і числа транспортних засобів, на які розраховується рух по даній дорозі.

Крім цих  основних елементів, дорога має допоміжні  споруди. До їх відносяться автомобільні заправочні станції, а також споруди  і устаткування, які необхідні  для утримання і ремонту доріг. Комплекс цих споруд і устаткувань обслуговує рух на дорозі.

Для перевезення  вантажів та пасажирів з найменшою  витратою енергії двигунів і його мінімальною вартістю, дорога повинна  бути прокладена на місцевості по найкоротшій  відстані, тобто по прямій лінії, що з’єднує задані пункти. Однак різні перешкоди примушують в ряді випадків відхилятись від найкоротшої відстані і вибирати для прокладання дороги найбільш сприятливі місця, обходячи перешкоди. Траси автомобільних доріг перетинають велику кількість постійних та періодично діючих водотоків, тому на дорозі проектують мости та труби для пропускання води.

1. Визначення технічної категорії дороги

Сукупність  всіх доріг країни складає єдину  мережу автомобільних доріг . Автомобільні дороги в свою чергу класифікуються по адміністративним  ознакам. По адміністративним ознакам дороги бувають державного і місцевого значення.

Дороги державного значення – це дороги, які являються  основними магістралями України.

Всі інші дороги  відносяться до доріг місцевого  значення, які нам і треба запроектувати.

Крім доріг  загального користування територія  сільськогосподарських підприємств  покрита сіткою внутрігосподарських  доріг, які в свою чергу поділяються  на групи:

I - дороги, які з’єднують сільські населені пункти з автомобільними дорогами загального користування;

II - дороги, які з’єднують сільський населений пункт з тваринницькими комплексами, фермами, підприємствами і іншими сільськогосподарськими об’єктами;

III - дороги, які з’єднують сільський населений пункт і виробничі центри з сільськогосподарськими угіддями.

а) Визначення кількості  вантажів, необхідних перевести між  заданими пунктами

Між заданими пунктами А і В перевозяться вантажі  наступного складу і кількості. Визначаємо кількість вантажів п’яти видів, заносимо в які заносимо в Таблицю 1.

Таблиця 1

Сумарна кількість  всіх вантажів складає річну завантаженість дороги :             206929 т/рік                                                           

б) Визначення інтенсивності  руху і технічної категорії дороги

Основними показниками визначення категорії дороги являється інтенсивність руху автомобілів.

Визначаємо  інтенсивність руху автомобілів N, авт/доб. за проектованою ділянкою дороги  за формулою:

,                                               (1.1)

де Q – сумарна кількість вантажів, перевезених між двома пунктами за рік,  т/рік.;

m – коефіцієнт сезонної нерівномірності перевезень вантажів (для сільськогосподарських перевезень приймаємо m=2);

р – коефіцієнт, враховуючий транзитні та пасажирські перевезення (р=1,3…1,4);

n – розрахункова кількість днів на рік, коли здійснюється перевозка (при цілорічній перевозці приймаємо n = 360 днів);

γ – середня вантажопідйомність обчислюємого автомобілю, т; приймаємо γ=3,5 т;

β – коефіцієнт використання пробігу: відношення пробігу автомобіля з вантажем до загального пробігу автомобіля. Для усіх сільськогосподарських  перевезень β = 0,6...0,7;

α – коефіцієнт використання вантажопідйомності обчислюємого автомобіля, враховуючий відхилення від середньої вантажопідйомності, α = 0,8...0,9.

Обчислення  інтенсивності руху є основною задачею  визначення технічної категорії  дороги.

= =          авт\добу

Таблиця 2 Основні  параметри дороги

В нашому випадку  проектуємо догогу  IV  категорії.

До IV категорії відносяться дороги, які мають місцеве господарське і адміністративне значення, пов’язують районні центри з населеними пунктами, а також населені пункти іж собою.

2. Проектування дороги в плані

Проектування  самої дороги починається з проведення на місцевсті вишукуваних робіт, при яких намічаїться вісь дороги, яка називається трасою.

а) Проектування траси між заданими точками.

 На топокартах  і планах дорогу зображують  у виді плану траси.

План траси  – це проекція осі дорогина горизонтальну  площину у визначеному масштабі.

На рівнинній  місцевості траса прокладається  великими по протяжності ділянками  з рідкии переломами, які викликають необхідність обходу болота, ярів, населених пунктів і інших об’єктів, які знаходяться на шляху.

При проведнні  трасування треба дотримуватись  правил пресічення існуючих доріг і  інших перешкод. Перетин з іншими дорогами треба проектувати на прямих ділянках перетинаючих доріг, при цьому  повинний витримуватись кут перетину - 45°. У найбільш вузькому місці бажано під кутом близьким до прямого необхідно проектувати перетин з водотоком.

Щоб вибрати  напрямок траси дороги треба:

• максимально використовувати землі, які не використовуються у сільському господарстві;
• трасу дороги треба прокадати по межах полів;
• трасування здійснюється в обхід ярів, балок, болота, у іншому випадку збільшується об’єм земляних робіт, а це говорить про те, що необхідно здійснити дуже великі затрати на будівництво.

Дорога має  бути економічно вигідною.

Проектування  траси дороги між заданими пунктами.

Порядок виконання  роботи.

1. З’єднуємо точки А і В прямою лінією (повітряна лінія).

2. Досліджуємо  перешкоди, які зустрічаються  на прямій лінії (болота, озера,  балки і т.п.), вирішується питання про доцільність їх пересічення або обхід. 

3. Намічується  не менш двох варіантів обходу  перешкод ламаними лініями, при  цьому необхідно враховувати  такі основні умови:

а) дорога повинна  примикати до існуючої дороги під  прямим кутом або близьким до нього, але не менш 60°;

б) при виході з населеного пункту і вході в  нього проектуєма дорога повинна  бути продовженням вулиці не менш 150...200 м;

в) водотік (ріка, струмок) дорога повинна перетинати під прямим кутом або близьким до нього (тоді будуть застосовані міст або труба);

г) бажане, щоб дорога не займала цінних сільськогосподарських угідь.

4. Виміряються  транспортиром кути повороту  α (з точністю до 15'), виміряються  масштабною лінійкою довжини  ламаних відрізків L (з точністю  до 0,2 мм).

5. Ламані відрізки з'єднуються круговими кривими.

6. Кругові криві  вписуються радіусом згідно з  параметрами, відповідними до  даної категорії дороги.

7. Між однобічними  кривими (спрямованими в одну  сторону) прямі вставки коротше  350...450 метрів не слід допускати.

8. У випадку суміжних протилежних кривих прямі вставки або не повинно бути, або довжина прямих вставок приймається не менш 200 метрів, або їх слід замінити безпосередньо сполученими круговими кривими з радіусом більш 3000 м, або перехідними прямими.

9. Визначаються елементи кругових прямих по таблицях (додаток А), м:

Т - тангенс;

К - довжина кривої;

Б - бісектриса;

Д - домір.

Радіус кругової кривої приймають залежно від  контурної ситуації. Найменший радіус кривої в плані для доріг IV категорії  складає 250 м.

б) Визначення кутів  повороту траси, довжин відрізків траси, радіусів кругових кривих і елементів  кругових кривих

Дорогу по прямій в багатьох випадках провести не можна  у випадку різних перешкод, які  зустрічаються на шляху. Тому траса  складається із прямих відрізків, з’єднаних кривими. Коли дорога змінює напрямок, то це характеризується кутами повороту між продовженням і слідуючим напрямком траси.

Щоб траса дороги була плавною і забезпечувалась  потрібна швидкість руху автомобілів, то у внутрішні кути повороту вписують кругові криві.

Кути повороту траси і кругові криві характеризуються слідуючими елементами:

де: А – початок  кругової кривої (НК);

С – кінець кругової кривої (КК);

α – кут повороту;

R – радіус кривої;

К – довжина  кривої;

Т – тангенс (відстань відстань від вершини кута до початку(кінця) кривої);

Б – бісектриса;

Д – домір.

Всі елементи кругової кривої зв’язуються між собою залежностями:

Щоб визначити  елементи кривої треба мати величини радіуса і виміряти кути повороту. Радіуси задаються в залежності від місцевих умов і категорії дороги.

Щоб забезпечити  бзпеку руху на кругових кривих створюють  віражі, які підвищють стійкіст автомобілів  при русі по кривій з тієюж швидкістю, що і по прямій.

Для того, щоб  вибрати найбільш оптимальний варіант траси складається Таблиця 3(таблиця порівняння варіантів траси). Ми вибираємо той варіант, який нам вигідно, траса повинна бути каротка і знаходитися у вигідному місці на місцевості.

Таблиця 3

Виходячи з  результатів порівняння, оптимально вибрати I-ий варіант, оскільки протяжніст траси II-го варіанту – довша.

Потім складаємо  Таблицю 4 (відомість кутів повороту прямих і кривих), в яку записуємо основні параметри проектованої дороги, елементи кривої та прямої ліній, величину кутів,пікетажне знченн, довжну прямих вставок, румби ліній.

Розрахунок  даних для першої траси:

К_у=1.12 

α₁ = 45°

R = 300м

T = 124.263

K_кр = 235.5

Б = 24.72

Д = 12.9

α₂ = 45°

R = 300м  

T = 124.263

K_кр = 235.5

Б = 24.72

Д = 12.9

Розрахунок  даних для другої траси:

К_у=1.14

α = 50

R = 300м

T = 139.893

K_кр = 261.67

Б = 31.01

Д = 17.99

α₂= 56°

R = 300м

T = 159.52

K_кр = 293.06

Б = 39.77

Д = 18.44

ТАБЛИЦЯ 4

ВІДОМІСТЬ КУТІВ  ПОВОРОТУ ПРЯМИХ І КРИВИХ

Всі розраховані  дані заносимо в Таблицю 4 «Відомість кутів повороту, прямих і кривих».

в) Розрахунок пікетажного  значення елементів траси, розбивка пікетажа і оформлення плану траси

Розрахувавши  всі елементи кругової кривої ми можемо встановити довжину траси дороги. Для цього розбиваємо по трасі  пікети через кожні 100 метрів. Так  як на трасі є кругові криві,то визначаємо пікетажне значення початку  і кінця кривих.

Пікети ПК отримуємо, якщо із пікетного значення вершин кутів відняти довжину тангенсів(Т). Пікети КК визначаємо, якщо до пікетного  знчення ПК додати довжину кривої. Дані обчислень заносимо в таблицю 5.

ТАБЛИЦЯ 5

СХЕМА ТРАСИ

Оформлення  плану траси: траса на плані викреслюється  червоним кольором. Товщина 1мм.

Пікети показуємо  тонкими червоними штрихами завдовжки 3мм. На кожному десятому пікеті вказуємо кілометровий знак.

Повітряна лінія траси викреслюється синім кольором, товщина лінії – 1мм, другий варіант дороги – зеленим кольором.

Пунктирними лініями  показуємо напрям градусів кривій. Біля кута повороту, виписуємо елементи кругових кривих. Над кожним прямолінійним  відрізком траси показуємо румб лінії і її довжину. Всі написи на плані робимо червоним кольором.

2.Проектувння  водовідведення

Необхідність  пристрою водопропускних споруд виникає  в місцях де перетинаються дороги з ставками, балками, ярами, річками, коли виникає необхідність пропустити водоток з одного боку дороги на інший. До водопропускних споруд належать мости, греблі, лотки, труби.

Дуже розповсюдженою водопропускною спорудою є труба.

Дорожньою трубою називається водопропускна споруда, яка розміщена в нижній частині насипу і призначена для пропуску води з одного боку полотна на інший.

За якістю матеріалів труби бувають бетонні, залізобетонні, сталеві, керамічні, але в даний  час більше всього застосовують залізобетонні.

Розмір водопропускної споруди характеризується її отвором. Розмір отвору труби визначається гідравлічними розрахунками вологості від витрати води, яку повинні пропускати ці споруди. Максимальні витрати води виникають від зливи .

2.1. Визначення  розмірів водопропускної труби

Розміри отворів  труби визначають гідравлічними розрахунком, залежно від величини розрахункової витрати води, які повинні пропустити ці споруди.

Порядок визначення розміру  труби:

1. Визначається  водоскидна площа по карті  з горизонталями (для даної  лабораторної роботи приймається приблизно 6 га).

2. Намічаються  місця установки труб.

3. Розраховуються  розміри отворів труб. Вони визначаються  гідравлічним розрахунком в залежності  від величини розрахункової витрати  води, яка труби повинні пропускати. Витрата води Q, м/сек. визначається по формулі:

  ,                                         

де ψ - геоморфологічний параметр, що характеризує рельєф басейну. Він визначається залежно від  середнього ухилу головного басейну  по таблиці; приймаємо ψ = 0,01;

h - шар стоку,  що залежить від географічного  положення водоскидного басейну  (зливового району), мм; приймаємо  по таблиці h = 0,20 мм;

Z - шар опадів, що затримані рослинністю, мм; приймаємо по таблиці для даної  місцевості Z = 0;

m і n - показники ступеня; приймаються приблизно рівними: m≈3/2; n≈2/3;

F - водоскидна  площа, кв.м.

Знаючи витрату  води, можна визначити діаметр  труби з формули:

Q≤1,42d^5/2 ,                                                   (2.2)

Висота брівки насипу над зовнішньою поверхнею труб приймається не менш 0,5 м.

Отже, визначаємо розтрату води:

               Q=0.06   = 06 = 5.5  /СЕК

Знаючи витрату  води визначаємо діаметр труби:

               Q≤1.42d5

Отже:          = 5/5/1.42 = 3.87       d = 1.5

Ми беремо стандартний  діаметр труби – 1.5м.