Проектирование автомобильных дорог и аэродромов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Карагандинский Государственный Технический Университет

Кафедра СиЖКХ

Курсовая работа

«Проектирование автомобильных дорог и аэродромов»

Проверил: Кикнадзе Р.К.

Выполнил: ст. гр. ТС13зВВ

Косов А.Г.

Караганда 2015

Содержание

Содержание

1. Описание Западно-Казахстанской области

1.1 Общие сведения

1.2 Географическое положение

1.3 Рельеф местности

1.4 Природно-климатические условия

1.5. Экономика

2. Расчёт технических норм автомобильной дороги

3. Проектирование плана трассы

4. Проектирование продольного профиля автомобильной дороги

5. Проектирование поперечного профиля автомобильной дороги

6. Проектирование отгона виража

7. Расчет объемов насыпей и выемок

Список используемой литературы

1. Описание Западно-Казахстанской области

1.1 Общие сведения

Административным центром области является город Уральск, один из старейших городов Казахстана. Другой крупно населенный промышленный город - Аксай, центр Бурлинского административного региона. Этот город считается городом работников нефтяной и газовой отрасли.

Западно-Казахстанская область не только экономически и промышленно направленный регион республики, но также один из удивительных уголков нашей страны. Регион имеет большой туристический потенциал. Среди природных красот области можно выделить озеро Шалкар с его богатой флорой и фауной. На территории области находятся живописные Сасайские и Сантаские горы, озеро Садовское и еще очень много заслуживающих внимания природных объектов.

Город Уральск расположен там, где течение реки Урал меняется с западного на южное. Это один из древнейших городов Казахстана, население которого составляет около 190 000 человек. Около 3-х столетий тому назад был основан небольшой городок Яицкий, жителями которого были казаки из Яицких войск, охранявших Русское государство, а также поселенцы рек Волга и Дон.

Город также являлся оборонительным сооружением на реке Яик (прежнее название реки Урал), защищавшим восточные границы русского государства в начале XVIII века. В 1773 году в этих местах Емельян Пугачев водрузил флаг крестьянского восстания. В 1774 - воины его движения захватили город Яицкий, в котором они правили несколько месяцев. После подавления восстания Емельяна Пугачева в 1775 году Екатерина II переименовала Яик в реку Урал, а город Яицкий в Уральск.

Главная дорога Уральска проспект Ленина, ранее называвшаяся Михайловская. На этом проспекте находится областной исторический и краеведческий музей в здании бывшего храма Христа Спасителя, построенном в 1891 в честь 300 годовщины создания казакских войск на Урале. Уральский кафедральный собор, Дом атаманов, изба Емельяна Пугачева, памятник Чапаеву являются уникальными достопримечательностями области.

Река Урал занимает 3-е место после Волги и Дуная. Ее длина составляет 2428 км. Урал пересекает Прикаспийскую низменность с севера на юг и является часть географической границы Европы и Азии. Урал достаточно спокойная река без крутых порогов, однако от Уральска до Атырау насчитывается около 99 мелководных участков. В реке водится более 50 разновидностей рыбы (осетр, белуга, карп, сом, щука). За пределами города Атырау, река Урал разветвляется на 2 части: Яицкую (мелководная ветка с множеством рыбы и безлесными берегами) и Золотую (судоходная с песчаным побережьем). Золотая ветвь реки впадает в искусственный канал. Там где заканчивается Золотая ветка берет свое начало река Урал. Здесь река Урал впадает в Каспийское море.

Промышленная направленность Уральска связана с переработкой сельскохозяйственного сырья. Здесь действует крупнейшая в Республике кожевенная и войлочная фабрика, четвертая по значимости фабрика по консервированию мясных продуктов и одно из крупнейших в СНГ мукомольное предприятие. Также в области развита металлообрабатывающая отрасль.

Здесь можно встретить множество интересных бесценных исторических сооружений, таких как: здание бывшей русско-казахской школы (сейчас здесь расположен краеведческий и исторический музей), памятники архитектуры XVIII века - Михайлоархангельский кафедральный собор, построенный в 1751 году и являющийся «свидетелем» крестьянской войны 1773-1775 под предводительством Емельяна Пугачева.

Озеро Шалкар, площадь которого составляет 210 кв.км, расположено в 30 км к востоку от реки Урал.

1.2 Географическое положение

автомобильный дорога насыпь профиль

Западно-Казахстанская область -- регион Республики Казахстан, расположенный на северо-западе страны в восточной части Европы. Общая протяженность границы ее Российской Федерацией с составляет 2423 км.

Западно-Казахстанская область граничит с двумя областями Казахстана и пятью областями России:

на севере -- с Оренбургской областью Российской Федерации,

на востоке -- с Актюбинской областью Республики Казахстан,

на юге -- с Атырауской областью Республики Казахстан и Астраханской Российской Федерации,

на западе -- с Волгоградской и Саратовской областями Российской Федерации,

на северо-западе -- с Самарской областью Российской Федерации.

Уникальное географическое положение области в центре Евразии, близость к крупным экономическим и культурным центрам Восточной и Западной Европы, использование реки Урал для выхода в страны Каспийского бассейна определяют ее стратегическое значение для всей Республики Казахстан.

Рельеф территории области представляет собой, в основном, равнинную территорию, понижающуюся с северо-востока на юго-запад, расчлененную на пять крупных геоморфологических районов.

Почвенный покров области довольно разнообразный: от темно-каштановых, каштановых до светло-каштановых почв. В южных районах встречаются бурые почвы, солонцы и солонцеватые почвы, есть массивы песков. Преобладает злаково-разнотравная, злаково-полынная, полынно-житняковая растительность.

1.3 Рельеф местности

Рельеф территории равнинный. На севере и северо-востоке области находятся отроги Общего Сырта и Предуральского плато. На юге в пределах Прикаспийской низменности расположены песчаные массивы Нарынкума: Кокузенкум, Аккум, Карагандыкум и другие.

По территории области протекает река Жайык, являющейся главной водной артерией области. Другие крупные реки: Сарыозен, Караозен, Калдыгайты, Оленты, Булдурты, Шынгырлау. Крупные озера: Шалкар, Аралсор, Ботколь, Жалтырколь, Сулуколь и другие.

Почвы темнокаштановые, каштановые, светлокаштановые глинистые и солонцы. Преобладает злаково-разнотравная, злаково-полынная, полынно-житняковая растительность.

Приуралье богато полезными ископаемыми, приоритетными из них являются нефть и газ, причем Карачаганакское месторождение - одно из богатейших в мире.

1.4 Природно-климатические условия

Климат области отличается высокой континентальностью, которая возрастает с северо-запада на юго-восток. Высокая континентальность проявляется в резких температурных контрастах дня и ночи, зимы и лета, в быстром переходе от зимы к лету. Годовое количество осадков колеблется от 300 мм на северо-востоке области до 190 мм на юге. За теплый период года выпадает 90-135 мм осадков и выпадают они в течение года неравномерно.

Самым холодным месяцем является январь, температура колеблется от -14 градусов на севере до -11,-13 градусов на юге. Средняя температура самого теплого месяца -- июля составляет 22-25 градусов.

Рис. 1 Роза ветров в Западно-Казахстанской области.

1.5 Экономика

Экономика области имеет индустриально-аграрную направленность. Промышленность представлена предприятиями нефте и газодобычи, переработки нефтепродуктов, машиностроения, металлургии, оборонной, горнодобывающей, швейной и пищевой отраслей.

Имеются также предприятия по переработке сельскохозяйственной продукции, строительству, производству строительных материалов и другие.

Существенный вклад в экономику области вносят такие крупные предприятия как «Карачаганак Петролеум Оперейтинг», Холдинг «Конденсат», Жаикмунай, АО «Приборостроительный завод «Омега», АО «Уральский завод «Зенит», «Гидромаш-Орион-МЖБК».

На территории области выявлены месторождения газа и газового конденсата, нефти, боратовых руд, горючих сланцев, калийно-магниевых солей, цементного сырья керамзитовых глин, строительного и аллювиального песка. Имеющиеся запасы позволяют вести их промышленную разработку и использование в течение длительного периода. Недра Западно-Казахстанской области богаты нефтью, газовым конденсатом (Карачаганак, Чинаревское, Ростошинское, Дарьинское). На Западно-Казахстанскую область области в республике приходится 99% от общего объема добычи газового конденсата и 47% от объема добычи газа.

Имеются значительные запасы борно-калийных солей на структурах (Шалкар, Сатимола, Индер), цементного сырья (Аксуат, Семиглавомарское), керамзитовых глин (Туйыксай, Погодаев, Талсай).

В 2012 году экспорт из Западно-Казахстанской области составил 9 млрд. 428,7 млн.USD. В сравнении с 2011 годом экспорт вырос на 24%. В структуре экспорта области (без ТС) основную долю занимают минеральные продукты (сырая нефть и нефтепродукты) - 99,6% (Италия, Франция, Нидерланды, Польша), остальные товарные группы - 0,4%, из них: 0,1% - продукты животного и растительного происхождения, готовые продовольственные товары, 0,1% - прочие товары, 0,2% - металлы и изделия из них.

2. Расчёт технических норм автомобильной дороги

Категория автомобильной дороги определяется из условия расчета перспективной интенсивности движения по формуле:

где No - исходная интенсивность движения, авт./сут.; Kr - коэффициент ежегодного прироста интенсивности движения; t - перспективный расчетный срок прогнозирования интенсивности, принимается равным 20 лет.

Исходная интенсивность движения N0=450 авт/сут.

По СНиП 2.05.02-85 автомобильная дорога с интенсивностью движения от 1000 до 3000 авт./сут. относится к III технической категории. Расчетная скорость движения Vр=100 км/ч.

Ширина полосы движения П (м) определяется из условия встречного движения автомобилей по формуле:

где b, c - ширина кузова и расстояние между колесами расчетного автомобиля, м; y - ширина предохранительной полосы между серединой внешнего заднего колеса автомобиля и кромкой проезжей части, м; x - величина зазора безопасности между автомобилями и осью проезжей части, м, определяемая по формуле:

Ширину земляного полотна В (м) при двухполосном движении можно определить по формуле:

где а - ширина обочины, м, принимается в зависимости от категории проектируемой дороги и равна 2,5 м.

Теоретическая пропускная способность одной полосы движения определяется по формуле:

где L0 - расстояние между движущимися друг за другом автомобилями, м;

где t - время реакции водителя, t = 1 с; Кэ - коэффициент эксплуатационных условий торможения, для грузовых автомобилей Кэ = 1,7; цi - коэффициент сцепления, принимаемый равным 0,5; i - продольный уклон дороги, принимаемый равным нулю; l - длина преобладающего грузового автомобиля; l0 - зазор безопасности при остановке автомобиля перед препятствием, принимается равным 10 м.

где Пу - коэффициент, учитывающий реальные условия движения автомобиля по дороге, Пу = 0,3…0,5, принимаем 0,4.

Пропускная способность определяется по формуле:

где n - число полос движения; АВ - пропускная способность каждой из полос движения

Наименьший радиус кривой в плане определяется по формуле:

где м - коэффициент поперечной силы, м = 0,08; Iпч - поперечный уклон проезжей части, принимается в зависимости от типа покрытия.

В расчетах принимается большее значение радиуса горизонтальной кривой.

Определение расстояния видимости в продольном профиле.

1. Из условия видимости поверхности покрытия.

где L1 - путь, пройденный автомобилем за время с момента, когда водитель увидел препятствие, до начала полного торможения, м; Sт - тормозной путь автомобиля, м.

2. Из условия видимости встречного автомобиля.

В расчетах принимается большее значение расстояния видимости.

Определение предельного продольного уклона.

где Д - свободное тяговое усилие на ободе ведущих колес преобладающего грузового автомобиля, отнесенное к единице его веса (динамический фактор); f - коэффициент сопротивления качению колес автомобиля, в расчете принимаем для усовершенствованных покрытий f = 0,015; д - коэффициент, учитывающий влияние вращающихся частей автомобиля; j - ускорение автомобиля (при равномерном движении автомобиля с постоянной скоростью j=0 ).

Динамический фактор Д1, вычисленный из условия сцепления колес с покрытием.

где ц1 - коэффициент продольного сцепления автомобильной шины с покрытием, значение которого в зависимости от влажности и износа покрытия изменяется от 0.1 до 0.7. В расчете приняты неблагоприятные условия для движения автомобиля (покрытие дороги влажное, грязное), при этом ц1=0.2;

G, Gсц - общий (при полной нагрузке) и сцепной (приходящийся на ведущую ось) вес автомобиля, кг; РВ - сила сопротивления воздуха, зависящая от скорости движения;

где k - коэффициент обтекаемости грузового автомобиля, k=0.7; VД - скорость движения автомобиля, км/ч, принимается по графику при максимальной работе двигателя на прямой передаче.

F=(0.8….0.9)HB

где H - высота расчетного автомобиля; B - ширина расчетного автомобиля.

Если соблюдается условие Д < Д1, то величину предельного уклона принимают как проектную.

Динамический фактор, определяемый по графикам динамических характеристик расчетного автомобиля при максимальном режиме работы двигателя на прямой передаче, равен 0.04. Следовательно, соблюдается условие Д<Д1, и величина предельного продольного уклона будет найдена по формуле

Определение минимального радиуса выпуклых вертикальных кривых.

1. Из условия видимости поверхности покрытия автодороги.

где Sп - расстояние видимости поверхности покрытия, м; d - высота глаз водителя над поверхностью покрытия, принимаем d=1.2.

2.Из условия видимости встречного автомобиля.



где S0 - расстояние видимости встречного автомобиля, м.

Определение минимального радиуса вогнутых вертикальных кривых.

1. Из условия видимости дороги в ночное время.

где Sп - расстояние видимости поверхности проезжей части дороги в ночное время при свете фар; hф - высота фар над поверхностью покрытия, в расчетах принимается hф=0.8 м; б - угол рассеивания света, б=20.

2. Из условия нагрузки на рессоры.

где a - допускаемое центробежное ускорение, не дающее перегрузку рессор, a=0.5 м/с2.

В расчетах используется большее значение радиуса вертикальной выпуклой и вертикальной вогнутой кривой.

Техническая норма	Данные	Принятые в проекте
	По расчету	По СниП 2.05.02-85
Число полос движения	2	2	2
Ширина полос движения	4,25	3,5	4,25
Ширина обочин	2,5	2,5	2,5
Ширина земляного полотна	13,5	12	13,5
Наибольший продольный уклон	35	60	35
Расстояние видимости: поверхности дороги встречного автомобиля	117.88	200	200
	225.27	350	350
Радиус кривой в плане	840	600	840
Радиус вертикальных кривых: выпуклых вогнутых	5789.87	10000	10000
	2431.35	3000	3000

3. Проектирование плана трассы

Положение геометрической оси автомобильной дороги на местности называется трассой. Поскольку трасса при обходе препятствий, на подъемах на холмы и спусках в понижения местности меняет свое направление в плане и продольном профиле, она является пространственной линией.

Графическое изображение проекции трассы на горизонтальную плоскость, выполненное в уменьшенном масштабе, называется планом трассы.

Трасса автомобильной дороги должна проходить в заданном направлении через обозначенные (корреспондирующие) пункты. В данном курсовом проекте эти пункты обозначены точками А и Б. В данном курсовом проекте для сравнения предлагаю принять два варианта трасс: «северный» вариант и «южный» вариант. Каждый из запроектированных вариантов насчитывает три угла поворота. Различают следующие геометрические элементы закругления: угол б, радиус R, тангенс Т, длину кривой К, домер Д, биссектрису Б.

Т= Rtg б/2; К=рRб/180; Д=2Т-К;

По приведенным формулам можно напрямую найти все элементы круговой кривой. Для определения основных геометрических элементов закруглений с переходными кривыми необходимо воспользоваться следующими формулами:

- тангенс Т=Т0+ДТ; , где Т0- тангенс круговой кривой(по формуле; ДТ-расстояние от начала переходной кривой до начала круговой кривой(табличная величина);

- биссектриса Б=Б0+с, где Б0- биссектриса круговой кривой(по формуле ; с- сдвижка круговой кривой(табличная величина);

- длина всей кривой Кз=К0+2L, где К0- длина круговой кривой при угле поворота г=б-2в, где в- центральный угол круговой кривой, оставшийся после разбивки клотоид, L- длина переходной кривой.

Пикетажное положение главных точек закругления определяют согласно формулам:

ПК НЗ = ПК ВУ - Т;

ПК НКК = ПК НЗ + L;

ПК КЗ = ПК ВУ + Т - Д = ПК НЗ + К;

ПК ККК = ПК КЗ - L.

Проверку выполнения расчетов проводят по формулам:

ПК КТ =УК + УП;

ПК КТ = УS - УД;

Ублев - Убпр = Азн - Азк,

где: УП- сумма длин прямых вставок, м; УS- сумма длин всех прямых участков трассы между вершинами углов, м; УД- сумма домеров, м; УК- сумма длин кривых участков трассы, м; Ублев- сумма левых углов поворота; Убпр- сумма правых углов поворота; Азн- азимут начального направления трассы; Азк- азимут конечного направления трассы.

После всех вычислений необходимо провести сравнение по двум вариантам трассы. Сравнение проводят по таким показателям как:

Коэффициент удлинения трассы К= L/L0,

где L - длина трассы по варианту,м.; L0 - длина трассы по воздушной линии, м.

Количество углов поворота на 1 км. трассы находят по формуле

N = n / L,

где n - количество углов поворота по всему варианту трассы; L - длина варианта трассы, км.

Среднее значение угла поворота

где б - значение угла поворота, град.; n - количество углов поворота по варианту трассы.

Кроме этих показателей варианты трасс сравнивают по длине, количеству искусственных сооружений, количеству пересечений в одном уровне.

Трасса№1

Угол№1б=75° R=100м вписываем две симметричные клотоиды (биклотоида)

T=146,654; K=261,799; D=31.509; A=114.411;L=130.900;t=64.526; с=7.031

X=125.402;Y=27.696

ПК НЗ = ПК ВУ - Т=444-146.654=297.343

ПК КЗ = ПК ВУ + Т - Д = 444+146.654-31.509=559.14

ПК КЗ = ПК НЗ + К=297.343+261.799=559.14

Угол№2 б=48° R=600м вписываем круговую с двумя переходными

T=267.1372 K=502.4 Б=56,78 Д=31,87

А=268,32

Сдвижкой можно пренебречь

Tк=T+t=267.137+57.196=324.333

Бк=56,78 К0=376,8 Кз=376,8+240=616,8

Д=2Т-К=31,866

ПК НЗ = ПК ВУ - Т=2962,491-324,333=2638,158

ПК НКК=2758,158 ПК КЗ = ПК ВУ + Т - Д = 2962,491+324,333-31,866=3254,958

ПК ККК=3134,958 ПК КЗ = ПК НЗ + К=2638,158+616,8=3254,958
Угол№3б=29° R=600м вписываем круговую кривую с двумя переходными

Т=155,170 К=303,53 Б=19,74 Д=6,81

А=268,328 X0=119,88 Y0=3.99 с=0.71 t=57.26

Tк=T+t=155.170+57.26=212.43

Бк=19,74 г=29-12=17° К0=177,93 Кз=177,93+240=417,93

Д=2Т-К=6,93

ПК НЗ = ПК ВУ - Т=4360,625-212,43=4148,195

ПК КЗ = ПК ВУ + Т - Д =4360,625+212,43-6,93=4566,125

ПК КЗ = ПК НЗ + К=4148,195+417,93=4566,125

ПК НКК=4268,195

ПК ККК=4446,125

Трасса№2

Угол№1 б=90° вписываем две симметричные клотоиды(биклотоида).

R=200м Кп=2 , Т=374,02 К=628,318 Д=119,722 А=250,662 Б=111,29

t=153.904 с=20.116 Xк=295,326 Yк=78,694

ПК НЗ = ПК ВУ - Т=444-374,02=69,98

ПК КЗ = ПК ВУ + Т - Д =444+374,02-119,722=698,298

ПК КЗ = ПК НЗ + К=69,98+628,318=698,298

Угол№2 б=13° R=800м вписываем круговую с двумя переходными

Т=91,148 К=181,422 Б=5,175 Д=0,874 в=4,5° 13°>9°

А=309,83 X0=119.96 Y0=2.998 с=0,532 t=57.2

Тк=148,348 Б=Б0=5,175 г=13-9=4° К0=55,82 Кз=55,82+240=295,82

Д=0,876

ПК НЗ = ПК ВУ - Т=2084,278-148,348=1935,93

ПК НКК=1935,93+120=2055,93

ПК КЗ = ПК НЗ + К=1935,93+295,82=2231,75

ПК КЗ = ПК ВУ + Т - Д =2084,278+148,348-0,876=2231,75

ПК ККК=2055,93+55,82=2111,75

Угол№3 б=53° R=650 вписываем круговую и две переходные кривые

Т=324,078 К=600,961 Б=76,31 Д=47,195 в=5,5° 53°>11°

А=279,284 X0=119.897 Y0=3.69 с=0.697 t=57.59 Tк=381,67 Бк=76,31

г=53-11=42° К0=476,233 Кз=716,233 Д=47,1188

ПК НЗ = ПК ВУ - Т=4331,44-381,67=3949,7641

ПК НКК=4069,7641

ПК КЗ = ПК НЗ + К=3949,7641+716,233=4665,9971

ПК КЗ = ПК ВУ + Т - Д =4331,44+381,6759-471188=4665,9971

ПК ККК=4545,9971

Расчет конца трассы и проверку расчета проведем по формулам ПК КТ =УК + УП =1640,371+3015,9122=4656,2832 ПК КТ = УS - УД =4656,2833

Т.е. ПК КТ =46+56

Ублев - Убпр =66

Азн - Азк =66

Подсчитаем показатели трассы, необходимые для сравнения по формулам

Коэффициент удлинения трассы К= L/L0 =1,18

Количество углов поворота на 1 км. трассы N = n / L =0,6442

Среднее значение угла поворота

Сравнение вариантов трассы по эксплуатационно-транспортным показателям

Показатели	Значения показателей по вариантам	Преимущества и недостатки вариантов
	Второй	Первый	Второй	Первый
Длина трассы, м	4656,2832	5323,194	+	-
Коэффициент удлинения трассы	1,18	1,35	+	-
Количество углов поворота	3	3	+	+
Количество углов поворота на 1 км трассы	0,64	0,56	-	+
Сумма углов поворота, град	1560	1520	-	+
Среднее значение угла поворота, град	520	50,60	-	+
Количество искусственных сооружений: - труб - мостов	2 2	3 2	+ +	- +
Количество пересечений в одном уровне	1	1	+	+

После сравнения вариантов трассы второй вариант оказался предпочтительнее.

4. Проектирование продольного профиля автомобильной дороги

Продольным профилем автомобильной дороги называют развернутую в плоскости чертежа проекцию оси дороги на вертикальную плоскость, изображенную в уменьшенном масштабе. Продольный профиль показывает линию фактической поверхности земли и линию проектируемой поверхности дорожного покрытия по оси дороги, линию ординат от точек переломов фактической поверхности земли и точек сопряжения элементов проектной линии продольного профиля.

Нанесение черного профиля производится по отметкам отдельных пикетов. Отметки пикетов определяются методом интерполяции и методом экстраполяции.

Метод интерполяции применяется в том случае, если пикет расположен между двумя соседними горизонталями. Метод экстраполяции используется, когда пикет находится внутри замкнутой горизонтали.

Проектную линию на продольный профиль наносят по обертывающей или по секущей. В данном курсовом проекте применяется смешанный способ нанесения проектной линии из-за сложного рельефа и невозможности использовать какой-то один способ нанесения. Нанесение проектной линии начинают с назначения контрольных, или опорных высотных точек, и установления необходимых возвышений земляного полотна в зависимости от грунтово-гидрологических условий местности и условий снегонезаносимости дороги в зимнее время. Эти возвышения принято называть руководящими рабочими отметками. Поскольку в данном проекте предусмотрено устройство двух безнапорных водопропускных трубы, то для них необходимо определить контрольную отметку по формуле:

H = d + д + h, (5.1)

где d - высота или диаметр трубы в свету; д - толщина стенки трубы, принимается 0.2 м.; h - толщина засыпки над трубой (принимается равной толщине дорожной одежды).

Так как диаметр труб одинаковый, то величина контрольной отметки у всех трех труб будет одинаковой и равной:

H = 1 + 0.2 + 0.75 = 1,95 м.

Необходимую высоту насыпей на участках дорог, проходящих по открытой местности, по условию снегонезаносимости зимой во время метелей можно определить по формуле:

H = hн + hсп,

где H - высота незаносимой насыпи; hн - расчетная высота снежного покрова (принята равной 0.67 м.);

hсп - возвышение бровки насыпи над рачетным уровнем снегового покрова, необходимое для ее незаносимости (принята равной 0.6 м.).

H = 0.67 + 0.6 = 1.27м.

Минимальная отметка проезжей части мостов при свободном протекании воды

Hmin=РГВ+hб+hр+hдо=146+1+0,5+0,75=148,25

При нанесении проектной линии в дальнейшем будем придерживаться контрольной отметки над трубой, равной 1,95 м., а в качестве руководящей примем отметку, полученную из условия снегонезаносимости, равную 1.27 м.

На продольном профиле данного курсового проекта проектную линию будем наносить методом тангенсов, при котором проектную линию проектируют сопрягающимися прямыми участками с последующим вписыванием в их переломы вертикальных кривых. При определении элементов вертикальной кривой (Т, К, Б) будем использовать формулы:

T = R(i1 - i2) / 2;

К = 2Т;

Б = Т2 / 2R,

где i1 и i2 - уклоны сопрягаемых участков (в тысячных).

Первая вертикальная кривая находится на пикете ПК 33+00 - вогнутая с радиусом R = 3000 м.; i1 = 0.003; i2 = 0.035. Найдем элементы кривой:

T = 3900(0.035 - 0.003) / 2 = 48 м.

К = 96 м.

Б = 21.452 / 2 3900 = 0.384 м.

Вторая вертикальная кривая находится на пикете ПК 10+00 - выпуклая с радиусом R = 10000 м.; i1 = 0.035; i2 = 0.032. Найдем элементы кривой:

T = 10000(0.035 - 0.032) / 2 = 15 м.

К = 30 м.

Б = 15І/ 2 10000= 0.011м.

При переходе проектной линии из выемки в насыпь (или наоборот) необходимо знать пикетажное значение точки перехода (нулевой точки). В случае постоянного продольного уклона проектной линии (на прямом участке) расстояние до нулевой точки от ближайшего пикета находится по формуле:

где НЛЕВ и НПР рабочие отметки земляного полотна предыдущего и последующего пикетов; L - расстояние между рабочими отметками, м.

Исходные данные для определения положения нулевых точек:

НЛЕВ(ПК 10)= 2,02 м.; НПР(ПК 11)= 0,48 м.; L = 100 м.

НЛЕВ(ПК 12)= 1,84 м.; НПР(ПК 13)= 0.68 м.; L = 100 м.

НЛЕВ(ПК 21+11)= 2,3 м.; НПР(ПК 22+31)= 0,39м.; L = 120м.

НЛЕВ(ПК22+31)= 0,39м.; НПР(ПК22+69)=2,38м.; L=38 м

НЛЕВ(ПК27)= 1,5м.; НПР(ПК29)=3,32м.; L=200м

НЛЕВ(ПК31)= 2,79м.; НПР(ПК32)=1,1м.; L=100м

НЛЕВ(ПК39+59)= 2,33м.; НПР(ПК40)=2,63м.; L=41м

НЛЕВ(ПК43)= 1,77м.; НПР(ПК45)=1,5м.; L=200м

При проектировании продольного профиля необходимо обеспечить продольный водоотвод, в систему которого входят боковые канавы (кюветы) и резервы. Отвод воды осуществляется в пониженные места рельефа или в водопропускные искусственные сооружения (трубы, мосты и др.). Продольный уклон кювета равен продольному уклону соответствующего участка проектной линии.

5. Проектирование поперечного профиля автомобильной дороги

Изображение в уменьшенном масштабе сечения земляного полотна вертикальной плоскостью, перпендикулярной к оси дороги, называют поперечным профилем. Для данного курсового проекта были выбраны следующие характерные поперечные профили: для насыпи - ТИП 2, ТИП 3, ТИП 4; для выемки - ТИП 8

Расчет поперечных профилей и их привязка к местности заключаются в нахождении проектных отметок земляного полотна и фактических отметок земли. При расчете отметок подошвы насыпи с учетом поперечного уклона местности особое внимание следует обращать на нахождение расстояния X' и Х1 и Х2. Расстояние X' определяется по формуле:

где hд.од - толщина дорожной одежды; iз - поперечный уклон земляного полотна, принимается равным 0.04; В - ширина проезжей части, м.; b1 - ширина обочины, м.; Iп - уклон проезжей части, в долях единицы; i0 - уклон обочины, в долях единицы; i1 - заложение откоса, в долях единицы.

Расстояние Х1 между подошвой насыпи и бровкой земляного полотна определяется по формуле:

(6.2)

где i2 - уклон естественной поверхности земли, в долях единицы.

Расстояние Х2 между подошвой насыпи и бровкой земляного полотна определяется по формуле:

Расчет Х1 и Х2 в выемках ведется по следующим формулам:

где ik - внутренний уклон кювета, в долях единицы; hk - высота кювета, м.; bk - ширина кювета, м.

ТИП 2. Исходными данными для нахождения X' являются: hд.од=0.75м. - толщина дорожной одежды; В=8.5 м. - ширина проезжей части; b1=2.5 м. - ширина обочины; iп=0.02 - уклон проезжей части; i0=0.04 - уклон обочины; i1=0.25 - заложение откоса.

Расстояние X' определяется по формуле

Исходными дополнительными данными для нахождения Х1 и Х2 (по формулам являются: рабочая отметка hр=1,37 м.; поперечный уклон местности i2=0.008

ТИП 3. Исходными данными для нахождения X' являются:

hд.од=0.75м. - толщина дорожной одежды; В=8.5 м. - ширина проезжей части; b1=2.5 м. ширина обочины

iп=0.02 - уклон проезжей части; i0=0.04 - уклон обочины; i1=0.67- заложение откоса.

Расстояние X' определяется по формуле

Исходными дополнительными данными для нахождения Х1 и Х2 (по формулам являются: рабочая отметка hр=4.48 м.; поперечный уклон местности i2=0.02.

ТИП 4. Исходными данными для нахождения X' являются: hд.од=0.75м. - толщина дорожной одежды; В=8.5 м. - ширина проезжей части; b1=2.5 м. - ширина обочины; iп=0.02 - уклон проезжей части; i0=0.04 - уклон обочины; i1=0.66- заложение откоса.

Исходными дополнительными данными для нахождения Х1 и Х2 (по формулам являются: рабочая отметка hр=7.63 м.; поперечный уклон местности i2=0.06

ТИП 8. Выемка, глубиной до 1 м. Исходными данными для нахождения X' являются: hд.од=0.75м. - толщина дорожной одежды; В=8.5 м. - ширина проезжей части; b1=2.5 м. - ширина обочины; iп=0.02 - уклон проезжей части; i0=0.04 - уклон обочины; i1=0.67- заложение откоса.

Расстояние X' определяется по формуле :

Исходными дополнительными данными для нахождения Х1 и Х2 (по формулам являются: рабочая отметка hр=0,245 м.; поперечный уклон местности i2=0.011; ik=0.25 - внутренний уклон кювета; hk=0.3 м. - высота кювета; bk=0.40 м. - ширина кювета.

Изображение в уменьшенном масштабе сечения земляного полотна вертикальной плоскостью, перпендикулярной к оси дороги, называют поперечным профилем. Для данного курсового проекта были выбраны следующие характерные поперечные профили: для насыпи - ТИП 2, ТИП 3, ТИП 4; для выемки - ТИП 8

Расчет поперечных профилей и их привязка к местности заключаются в нахождении проектных отметок земляного полотна и фактических отметок земли. При расчете отметок подошвы насыпи с учетом поперечного уклона местности особое внимание следует обращать на нахождение расстояния X' и Х1 и Х2. Расстояние X' определяется по формуле:

где hд.од - толщина дорожной одежды; iз - поперечный уклон земляного полотна, принимается равным 0.04; В - ширина проезжей части, м.; b1 - ширина обочины, м.; Iп - уклон проезжей части, в долях единицы; i0 - уклон обочины, в долях единицы; i1 - заложение откоса, в долях единицы.

Расстояние Х1 между подошвой насыпи и бровкой земляного полотна определяется по формуле:

(6.2)

где i2 - уклон естественной поверхности земли, в долях единицы.

Расстояние Х2 между подошвой насыпи и бровкой земляного полотна определяется по формуле:

Расчет Х1 и Х2 в выемках ведется по следующим формулам:

где ik - внутренний уклон кювета, в долях единицы; hk - высота кювета, м.; bk - ширина кювета, м.

ТИП 2. Исходными данными для нахождения X' являются: hд.од=0.75м. - толщина дорожной одежды; В=8.5 м. - ширина проезжей части; b1=2.5 м. - ширина обочины; iп=0.02 - уклон проезжей части; i0=0.04 - уклон обочины; i1=0.25 - заложение откоса.

Расстояние X' определяется по формуле

Исходными дополнительными данными для нахождения Х1 и Х2 (по формулам являются: рабочая отметка hр=1,37 м.; поперечный уклон местности i2=0.008

ТИП 3. Исходными данными для нахождения X' являются:

hд.од=0.75м. - толщина дорожной одежды; В=8.5 м. - ширина проезжей части; b1=2.5 м. ширина обочины

iп=0.02 - уклон проезжей части; i0=0.04 - уклон обочины; i1=0.67- заложение откоса.

Расстояние X' определяется по формуле

Исходными дополнительными данными для нахождения Х1 и Х2 (по формулам являются: рабочая отметка hр=4.48 м.; поперечный уклон местности i2=0.02.

ТИП 4. Исходными данными для нахождения X' являются: hд.од=0.75м. - толщина дорожной одежды; В=8.5 м. - ширина проезжей части; b1=2.5 м. - ширина обочины; iп=0.02 - уклон проезжей части; i0=0.04 - уклон обочины; i1=0.66- заложение откоса.

Исходными дополнительными данными для нахождения Х1 и Х2 (по формулам являются: рабочая отметка hр=7.63 м.; поперечный уклон местности i2=0.06

ТИП 8. Выемка, глубиной до 1 м. Исходными данными для нахождения X' являются: hд.од=0.75м. - толщина дорожной одежды; В=8.5 м. - ширина проезжей части; b1=2.5 м. - ширина обочины; iп=0.02 - уклон проезжей части; i0=0.04 - уклон обочины; i1=0.67- заложение откоса.

Расстояние X' определяется по формуле :

Исходными дополнительными данными для нахождения Х1 и Х2 (по формулам являются: рабочая отметка hр=0,245 м.; поперечный уклон местности i2=0.011; ik=0.25 - внутренний уклон кювета; hk=0.3 м. - высота кювета; bk=0.40 м. - ширина кювета.

6. Проектирование отгона виража

Для повышения устойчивости автомобилей на кривых устраивают односкатный поперечный профиль - вираж с уклоном проезжей части и обочин к центру кривой. В данной курсовой работе расчет отгона виража осуществляется способом нахождения расстояний между поперечниками с заданными высотными отметками. Расстояние находится по формуле:

где L - длина переходной кривой, м.; h - превышение внешней бровки земляного полотна над внутренней бровкой (на заданном поперечнике), м.; h1 -начальное превышение внешней бровки земляного полотна над внутренней, м.; hk - конечное превышение внешней бровки земляного полотна над внутренней бровкой на вираже, м.

Полное уширение проезжей части слагается из свободного геометрического размещения автомобиля на полосе движения и дополнительной величины уширения, зависящей от скорости движения.

Исходные данные: длина переходной кривой l=120 м.; радиус круговой кривой R=650 м.; продольный уклон на участке переходной кривой 0.032; начало переходной кривой находится на ПК 39+50 м. с высотной отметкой 153,33 м.

Расстояния между поперечниками:

По результатам расчета составляется ведомость отметок на отгоне виража.

Таблица

№ поперечника	ПК+	Расстояние между поперечниками	Отметки, м
			внутренняя	ось	внешняя
			бровка	кромка		бровка	кромка
1-1	39+50	10 35,74 35,74 38,52	152,14	152,24	152,33	152,14	152,24
2-2	39+60		152,51	152,56	152,65	152,46	152,56
3-3	39+95,74		153,70	153,70	153,70	153,51	153,61
4-4	40+30		154,70	154,75	154,84	154,65	154,75
5-5	40+68,52		155,85	155,95	156,07	155,87	155,95

Проектирование и расчёт уширений.

При движении на горизонтальной кривой все колёса автомобиля описывают траектории разных радиусов: заднее внутреннее колесо описывает кривую самого малого радиуса, преднее наружное - самого большого. В связи с этим автомобиль на кривой занимает большую ширину, чем на прямой. Поэтому на горизонтальной кривой необходимо уширить полосу движения.

Величина полного уширения определяется по формуле:



7. Расчет объемов насыпей и выемок

Для составления проекта организации работ, выбора типов дорожных машин и оценки стоимости строительства дороги должны быть определены объёмы земляных работ, которые требуется выполнить при возведении земляного полотна. Объёмы земляных работ подсчитывают на основании рабочих отметок продольного профиля.

Короткий участок насыпи между двумя смежными дополнениями продольного профиля при отсутствии поперечного уклона местности может рассматриваться как правильное геометрическое тело - примазоид с трапецеидальным основанием.

Существует три метода подсчёта объёмов земляных работ: табличный, графоаналитический и аналитический.

Для подсчёта объёмов земляных работ использован табличный метод, при котором использовались таблицы Митина, составленные для различной ширины земляного полотна

Список используемой литературы

1. Большая советская энциклопедия: в 30 т. М.: Наука, 1970.

2. СНиП 2.05.02-85. Автомобильные дороги / Госстрой СССР. М.: Транспорт,1974. - 56 с.

3. Бабков В.Ф., Андреев О.В. Проектирование автомобильных дорог. Часть I. - М.: Транспорт, 1987 - 386 с.

4. Бабков В.Ф., Андреев О.В. Проектирование автомобильных дорог. Часть II. - М.: Транспорт, 1987 - 406 с.

5. Митин Н.А. Таблицы для разбивки горизонтальных и вертикальных круговых кривых и закруглений с переходными кривыми на автомобильных дорогах. М.:Транспорт,1983 - 292с.

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

7. Красильщиков И.М., Елизаров Л.В. Проектирование автомобильных дорог. - М.: Транспорт, 1986 - 215 с.

8. Ксенодохов В.И. Таблицы для клотоидного проектирования и разбивки плана и профиля автомобильных дорог. - М.: Транспорт, 1981 - 431 с.

Размещено на Allbest.ru