Технология строительства автомобильной дороги

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

В России строительство дорог первоначально развивалось несколькими отличными от Запада путями в связи с недостатком легкодоступных для разработки каменных материалов. Основными источниками получения камня были трудоемкий сбор на полях валунов и разработка гравия в ледниковых отложениях. Несмотря на значительную протяженность дорог (во второй половине XVIII в. только сеть почтовых путей из Москвы достигала 16-17 тыс. км) и большие потребности в совершенствовании условий перевозок, техника дорожного строительства в России длительное время ограничивалась осушением дорожной полосы и укреплением труднопроезжаемых мест древесными материалами.

Началом дорожного строительства в России можно считать 1722 г., когда 1 июня был издан сенатский указ о постройке дороги, связывающей Петербург с Москвой. Дорогу строили как грунтовую. В указе от 20 мая 1723 г. говорилось: «…А в болотных местах класть фашины и между ими насыпать землею слоями до тех мест, как вышиною будет с натуральною землею ровно и потом мостить, не подкладывая под испод бревен и сверх того мосту насыпать по небольшому земли». Но примитивная технология строительства, не приводила в суровых условиях северо-запада европейской части России к получению удовлетворительных результатов. Низкое качество грунтовых и укрепленных деревом дорог привело к тому, что руководители дорожным строительством начали по своей инициативе мостить отдельные участки дороги камнем.

Дорожная сеть - одна из важнейших отраслей хозяйства, выполняющая функцию своеобразной кровеносной системы в сложном организме страны. От развития и состояния дорожной сети зависит условия организаций перевозок, обеспечивается безопасность, их себестоимость. При движений по плохой дороге уменьшается скорость, увеличивается расход топлива, возрастает стоимость перевозок, кроме того, возрастает количество дорожно-транспортных происшествий, усиливается износ автомобиля, что приводит к увеличению затрат и простоев в ремонте. На хорошо спроектированной и правильно построенной дороге с твердым и ровным покрытием автомобиль может развивать большую скорость и перевозить груз, соответствующей его максимальной грузоподъемности. Таким образом, чем лучше техническое состояние автомобильных дорог, тем полнее и экономичнее используется автомобильный транспорт.

1. Общая часть

1.1 Географическое положение

Свердловская область расположена на территории Среднего и Северного Урала в четвертом временном поясе и занимает площадь 194,3 тыс. кв. км. Граничит на севере с Республикой Коми и Тюменской областью, на западе - с Пермской областью, на юге - с Башкирией, Челябинской и Курганской областями, на востоке - с Тюменской областью. Расположена на восточных склонах Среднего и Северного Урала и прилегающей окраине Западно-Сибирской равнины (Зауралье). На юго-западе области - увалисто-холмистое и слабо всхолмленное Предуралье (части Уфимского плато и Сылвинского кряжа). Высота до 1569 (г. Конжаковский Камень).Административный центр Свердловской области - г. Екатеринбург Область богата различными природно-сырьевыми ресурсами: железная и медная руды, золото, платина, бокситы, никель, асбест, тальк, уголь, торф, нерудные строительные материалы. Это определяет особенность ее экономики - высокоразвитый металлургический промышленный комплекс и слаборазвитое сельскохозяйственное производство. Общая протяженность железнодорожных дорог составляет 3543 км, автомобильных - свыше 18700 км. По территории области проходит 18 газопроводов общей протяженностью 5438,4 км и 2 нефтепровода протяженностью 514 км.

1.2 Климат

Протяженность области по меридиану более чем на 600 км и различия в рельефе обуславливают существенное разнообразие климатических условий. Континентальность климата зауральских равнин нарастает с северо-запада на юго-восток. На равнинах средняя температура января повышается от -20є на севере, до -16є - на юге. Июльская средняя температура изменяется от 16є на севере до 19є на юге. По мере удаления от хребта и продвижения к югу увеличивается сумма положительных температур и уменьшается количество годовых осадков. Осадков от 350 мм в год на юго-востоке до 500 мм на севере и 600 мм в горах. Основная территория равнин расположена в умеренной зоне, а юго-восточная и, частично, юго-западная части Свердловской области уже входят в умеренно теплую зону с наиболее благоприятными для сельского хозяйства климатическими условиям.

1.3 Экономика

Экономика Свердловской области - экономика индустриального типа, в которой существенная часть созданной добавленной стоимости (42% против 35% по РФ) приходится на промышленное производство. Область относится к числу десяти основных регионов, на долю которых приходится 40% производимой в РФ промышленной продукции. Отличительной особенностью отраслевой структуры промышленности Свердловской области является высокий удельный вес базовых отраслей - черной и цветной металлургии, машиностроения. Доля Свердловской области в металлургическом производстве Российской Федерации составляет более 15%. Доля металлургических производств в промышленном комплексе области превышает 50%.

Гидрография.

В области насчитывается 18604 реки общей протяжённостью 68 тыс. км, большинство из которых берёт начало на склонах Уральских гор. Главные реки на востоке - Тавда, Тура, Исеть (Обь-Иртышский бассейн), на западе - Чусовая и Уфа (Волго-Камский бассейн). Много пресных озёр (более 2500) с общей площадью зеркала 1100 кв. км. Крупнейшие из них: Пелымский Туман, Большая Индра, Вагильский Туман, Исетское и Таватуй.

Растительность.

Большая часть Свердловской области расположена в пределах хвойно-лесной (таежной) зоны. Среди хвойных лесов наиболее распространены сосновые: на их долю приходится 40,3% всей лесной площади. Сосновые леса на восточном склоне Урала сформировались уже в начале послеледникового периода (в голоцене) и существуют не менее 10 000 лет. Ельники составляют -16,3%, кедровники - 6,2, пихтачи - 1,6, лиственничники - 0,2%. Среди лиственных наиболее распространены березовые (30%) и осиновые, (4,8%). Доля широколиственных лесов очень мала - 0,6%.

1.4 Рельеф

Рельеф Свердловской области имеет сложный характер. Преобладание сглаженного и равнинного рельефа является важной особенностью природных условий территории области. Для области характерно преобладание ландшафтов лесной зоны.

Горы. Около 1/8 территории Свердловской области приходится на Горный Урал. На Северном Урале расположены самые высокие в области вершины (Конжаковский Камень - 1569 м, Косьвинский Камень - 1519 м). Южнее (на Среднем Урале) тянется узкая прерывистая полоска невысоких гор. С востока к горной зоне Северного и Среднего Урала примыкают отдельные каменистые вершины и полоса увалов: Чистоп (1292 м), Денежкин Камень (1493) и Кумба (906 м). К западу на Северном Урале располагается хребет Кваркуш (939 м), на Среднем Урале к западу от Уральского хребта, лежат Коноваловский хребет (727 м) и Бардымский хребет (500-680 м).

Для горной полосы характерны вертикальные лесные пояса с преобладанием темнохвойной тайги (на западе) и сосновых лесов-черничников (на востоке).

Равнины. Самые обширные пространства Свердловской области (до 2/3 территории) составляют равнины или холмистые полосы, расстилающиеся к востоку и западу от горной зоны. Юго-Западная часть области располагается в пределах Восточно-Европейской равнины, представленной возвышенностью со скалистыми ущельями в долинах рек с высокими береговыми скалами-утесами. Полосу Зауральской возвышенности с выровненным слегка холмистым рельефом в восточной части области местами глубоко прорезают речные долины рек Пышмы, Исети, Режа, Ницы со скалистыми берегами. Восточнее и северо-восточнее рельеф переходит в ровную, почти плоскую Западно-Сибирскую низменность.

Для равнин Свердловской области характерны таежные и лесостепные ландшафты с преобладанием сосново-еловых лесов на севере, сосново-березовых - на юго-востоке и европейских широколиственно-еловых и березово-дубовых лесов на юго-западе.

Табл.1. Таблица норм на проектирование участка дороги (СНиП 2.05.02-85)

N n/n	Показатели	Категория дороги II	Прим.
1	Расчетная интенсивность движения, автомобилей / сутки	От 2000 до 6000	А/д общегосударственного, республиканского, областного, краевого значения и дороги местного назначения.
2	Расчетная скорость, км/ч	120
3	Нормативная расчетная нагрузка на одиночную ось двухосного автомобиля К/Н	100
4	Число полос движения	2
5	Ширина полосы движении, м	3,75
6	Ширина проезжей части, м	7,5
7	Ширина обочины, м	3,75
8	Наименьшая ширина укрепительной полосы обочины, м	0,75
9	Ширина земляного полотна, м	15
10	Наименьшие радиусы кривых в плане, м	400
11	Наибольшие продольные уклоны ‰	40
12	Наименьшие радиусы кривых в продольном профиле, м: Выпуклые Вогнутые	15000 5000
13	Расчетное расстояние видимости м: Поверхность дороги Встречного автомобиля	225 450

2. План и продольный профиль автомобильной дороги

2.1 План трассы

Назначение вариантов трассы на карте

Задание: 1) Запроектировать варианты трассы участка а/д на карте.

2) Расчет и определение элементов трассы.

Исходные данные: Копия карты М1:10000 (1 см 100 м); начало трассы, конец трассы; категория дороги II, вариант 1; сечение горизонтали через 5 м.

Выполнение работы.

1) Проводим воздушную линию. Соединяем начальную точку трассы и конечную точку.

2) Измеряем длину воздушной линии.

3) Проектируем два варианта трассы а/д. Назначаем контрольные точки. По воздушной линии проектируем два варианта трассы.

4) Определяем положение вершин углов поворота. Выполняем разбивку трассы на пикеты.

Воздушная линия проходит поперек возвышенностей. Длина воздушной линии составляет 38,8 см.

Прокладка трасы по воздушной линии не целесообразно, поэтому намечаем 2 варианта проложения трассы

Трасса №1 проложена, имеет два угла поворота: ВУ №1 на ПК 5+80 б`=20?, ВУ №2 на ПК 26+00 б=50?. Трасса пересекает автомобильную дорогу на ПК 8+50 и реку «Света» на ПК 32+50. Длинна трассы составляет 4170 м.

Трасса №2 проложена, имеет два угла поворота: ВУ №1 на ПК 12+50 б`=22?, ВУ №2 на ПК 25+10 б=37?. Трасса также пересекает автомобильную дорогу на ПК 8+20 и реку «Света» на ПК 32+00. Длинна трассы составляет 3980 м.

1 вариант

ВУ N1-ПК 5+80

ВУ N2-ПК 26+00

2 вариант

ВУ N1-ПК 12+50

ВУ N2-ПК 25+10

Определяем величину углов поворота:

1 вариант

ВУ 1: б» 20?

ВУ 2: б» 50?

2 вариант

ВУ 1: б» 22?

ВУ 2: б» 37?

Максимальным тангенсам равны радиусы:

Вариант 1 R1=1000 м Вариант 2 R1=2100 м

R2=1500 м R2=2100 м

Если радиус закругления (R) не равен табличному

(Rт= 1000):

Т=Тт*R/Rт

К=Кт*R/Rт

Б=Бт*R/Rт

Д=Дт*R/Rт

1 вариант

При б`20?:

Т=1000/1000*176,327=176,327

К=1000/1000*349,066=349,066

Б=1000/1000*14,427=15,427

Д=1000/1000*3,588=3,588

При б`50?:

Т=1500/1000*466,308=699

К=1500/1000*872,665=1308,9975

Б=1500/1000*103,378=155,067

Д=1500/1000*59,951=89,9265

2 вариант

При б`22?:

Т=2100/1000*194,380=408,198

К=2100/1000*383,972=806,3412

Б=2100/1000*18,717=39,3057

Д=2100/1000*4,788=10,0548

При б`37:

Т=2100/1000*334,595=702

К=2100/1000*645,772=1356,1212

Б=2100/1000*54,492=114,4332

Д=2100/1000*23,418=49,1778

Определение главных точек закругления.

Вариант 1.

ВУ №1

НЗ1=ВУ-Т=580-176,327=404 м

КЗ1=НЗ1+К= 404+349=753 м

ВУ №2

НЗ2=ВУ-Т=2600-699=1901 м

КЗ2=НЗ2+К= 1901+1308=3209 м

Вариант 2.

ВУ №1

НЗ1=ВУ-Т=1250-408=842 м

КЗ1=НЗ1+К= 842+806=1648 м

ВУ №2

НЗ2=ВУ-Т=2510-702=1808 м

КЗ2=НЗ2+К= 1808+1356=3164 м

Определение длины прямых участков вариантов трассы

Вариант 1

П1= НЗ1=404 м

П2=НЗ2-КЗ1=1901-753=1148 м

П3=КТ-КЗ2=4170-3209=961 м

Вариант 2

П1= НЗ1=842 м

П2=НЗ2-КЗ1=1808-1648=160 м

П3=КТ-КЗ2=3980-3164=816 мм

Определение расстояния между ВУ поворота

Вариант 1

S1=ВУ №1=580 м

S2=ВУ №2-ВУ №1+ Д1=2600-580+3,5=2023,5 м

S3=КТ-ВУ №2+Д2=4170-2600+89,9=1659,9

Вариант 2

S1=ВУ №1=1250 м

S2=ВУ №2-ВУ №1+ Д1=2510-1250+10=1270 м

S3=КТ-ВУ №2+Д2=3980-2510+49=1519 м

Определение направления вариантов трассы

Вариант №1 А₁=ДУ=258?

А₂=А₁-б'=258-20=238?

А₃=А₂+б₂=238+50=288?

Вариант №2 А₁=ДУ=260?

А₂=А₁+б=260+22=282?

А₃=А₂-б'₂=282-37=245?

Табл.2. По величинам азимутов определяем величины румбов линии трассы

Азимут линии А	0-90	90-180	180-270	270-360
Название румба	СВ	ЮВ	ЮЗ	СЗ
Величина румба	r=A	r=180-A	r=A-180	r=360-A

Вариант 1 Вариант 2

r=А₁-180=258-180=78?ЮЗ r= А₁-180 =260-180=80? ЮЗ

r=А₂-180= 238-180=58?ЮЗ r=360-А₂=360-282=78? СЗ

r=360-А₃=360-288=72?СЗ r=А₃-180=245-180=65? ЮЗ

Выполняем проверку правильности вариант №1

?S-?Д=Lтр 4263,4-93,4=4170 м

Lтр=4170 м условие выполнено

?К+?П=Lтр 1657+2513=4170 м

Lтр=4170 м условие выполнено

Выполняем проверку правильности вариант №2

?S-?Д=Lтр 4039-59=3980 м

Lтр=3980 м условие выполнено

?К+?П=Lтр 2162+1818=3980 м

Lтр=3980 м условие выполнено

2.2 Сравнение вариантов трассы

Табл.3

Nп/п	показатели	1 вариант	2 вариант	Преимущество
				1 вариант	2 вариант
1	Длина трассы Lтр, км	4170	3980	-	+
2	Коэффициент удлинения К=Lтр/Lвозд	1,074	1,025	-	+
3	Средняя величина угла поворота	35	29,5	-	+
4	Минимальный радиус поворота, м	1000	2100	-	+
5	Обеспечение видимости	обеспечено	обеспечено	=	=
6	Количество пересечений в одном уровне	1	1	=	=
7	Количество пересекаемых водотоков	1	1	=	=
8	Протяжение участков неблагоприятных для устройства земляного полотна	0	0,9	+	-
9	Протяжение участков проходящих по лесу в (км)	6,9	0	-	+
10	Протяжение участков проходящих по с/х землям(км)	5,1	0,17	-	+

По сравнению двух вариантов трассы лучший по эксплуатационо - техническим показателям принимаю вариант №2 для дальнейшего проектирования, который имеет больше преимуществ.

2.3 Продольный профиль

Определение ограничений проектирования на основании СНиП 2.05.02-85 принимаю максимальный продольный уклон не более 40 ‰.

Наименьшие радиусы кривых в плане:

Вогнутые - не меньше 5000 м

Выпуклые - не меньше 15000 м

2.4 Определение величины рекомендуемой рабочей отметки

Определяем отметку поверхности земли по оси трассы.

1 тип - сухие места

hp = h_д.о.-с * i_o =0,64-3,75*0,04=0,49 м

2 тип - мокрые места

hp = hзем-с * i_o, =0,9-3,75*0,04=1,4 м

3 тип - мокрые места

Поверхностные воды

hp= Нв+hв-с* i_o =0,45+1,1-3,75*0,04=1,4 м

грунтовые воды

hp= hгр.в.-Нгр.в-с*=1,1-0,75-3,75*0,04=0,2 м

По условиям снегозаносимости:

hp= Hcн+hбр-с* i_o, =0,7+0,6-3,75*0,04=1,15 м

На основании расчетов принимаю рабочую отметку равную: hp= 1,4 м

Определение отметок земли на ПК по карте. Принимаю 2 способа: интерполяции и экстраполяции.

Формулы для определения отметок земли:

h=5 м

x=b*h/L;

H=H1+h; H=H2-h*(L-b)/L;

Табл.4. Ведомость отметок земли

ПК	Отметка земли	ПК	Отметка земли	ПК	Отметка земли	ПК	Отметка земли
НТ 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11	157 156,5 156,25 156,41 156,66 157,4 159,11 158,96 158,33 156,52 154,41 154,64	12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23	156,33 155,74 154,42 152,67 152,5 153,68 151,84 151,52 152,65 153,21 152,72 153,67	24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35	153,16 153,21 153,33 150 151,25 150,55 149 147,27 142,5 141,25 143,94 144,5	36 37 38 39 КТ 39+80	145,31 146,76 148,35 149 149,47

Исходные данные:

1) категория дороги - II;

2) тип местности по характеру увлажнения - 2;

3) рекомендуемая рабочая отметка - 1,4 м

4) протяженность а/д - 3980 м.

Задание:

1) Вычертить продольный профиль поверхности земли;

2) Проектирование проектной линии продольного профиля

3) Расчет элементов проектной линии продольного профиля.

Находим контрольные точки:

НТ_пк0=hзем+hр

НТ_пк0=157+1,4=158,4 м

КТ_пк39=149,47+1,4=150,87 м

Краткое описание проектной линии:

Проектную линию наносим с участком рекомендуемой рабочей отметки в начале и конце трассы.

Проектную линию наносим по секущей, т.к. уклно поверхности земли больше допустимого. Проектная линия пересекает пересеченный рельеф местности.

2.5 Земляное полотно и дорожная одежда

Поперечные профили земляного полотна

Исходные данные:

· Профиль автомобильной дороги;

· Толщина дорожной одежды hд.о.=0,64 м

Выполнение работы: Назначаем типовые поперечные профили земляного полотна по рабочим отметкам продольного профиля.

Типовые поперечные профили земляного полотна:

Тип 1 - Насыпь высотой до 1,5 м, при m=3 с кюветами (H1+H2 от 0 до 3 м)

Тип 2 - Насыпь высотой от 1,5 до 6 м.; m=1,5 (H1+H2 от 0 до 24 м)

Тип 3 - Насыпь высотой от 6 до 12 м. с переменной крутизной откосов: m=1,5 (верхняя часть насыпи) и n=1,75 (нижняя часть насыпи) (H1+H2 от 12 до 24 м.)

Тип 4 - Выемка глубиной до 1 м; m=3, n=1,5 с кюветами (H1+H2 от 0 до 2 м)

Тип 5 - Выемка глубиной от 1 до 12 м; m=1,5; n=1,5 с кюветами (H1+H2 от 1,5 до 24 м)

Табл.6. Ведомость подсчета объемов земляных работ

№ п/п	ПК	Расстояния, м	Рабочая отметка	Профильный объем, м3	Тип поперечного профиля
			насыпь	выемка	насыпь	выемка
	00+00 1+00 2+00 3+00 4+00 4+84 4+84 5+00 6+00 7+00 8+00 9+00 9+20 9+20 10+00 11+00 11+40 11+40 12+00 13+00 13+09 13+09 14+00 15+00 16+00 17+00 18+00 19+00 20+00 21+00 22+00 23+00 24+00 25+00 26+00 27+00 27+76 27+76 28+00 29+00 30+00 31+00 31+35,5 31+35,5 32+00 33+00 34+00 35+00 36+00 37+00 38+00 39+00 39+80	100 100 100 100 84 0 16 100 100 100 100 20 0 80 100 40 0 60 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 76 0 24 100 100 100 35,5 0 64,5 100 100 100 100 100 100 100 80	1,4 1,65 1,65 1,24 1,34 0 0 1,48 0,85 0 0 1,26 1,51 0,48 2,44 2,94 1,96 1,55 2,19 1,39 2,05 1,99 0,47 2,17 0 0 1,91 2,57 0,47 1,16 0,57 0,37 0,03 0,63 1,16	0 0,25 2,21 2,31 1,93 0,37 0 0 1,24 1,05 0,13 0 0 0,7 1,43 1,7 1,61 0

Определяем среднее значение высоты насыпи и глубины выемки:

Нср= УН/ n УН - сумма рабочих отметок

n - количество

Нср(н)= 40,88/29=1,40 м (1 тип)

Нср. (в)= 14,93/12=1,2 м (5 тип)

Определяем длину всех насыпей и выемок:

l_н=2789,5 м

l_в=853 м

Определяем объем насыпи и выемки по поперечным профилям земляного полотна:

V_н=S_з.п.*l_н=2789,5*30,78=85860,81м³

V_в=S_з.п.*l_в=853*24=20472м³

Водоотвод

Исходные данные:

· Продольный профиль автомобильной дороги

· Типовые поперечные профили земляного полотна

Задание:

1. Определить положение водоотводных сооружений по типовым поперечным профилям.

2. Определить объем земляных работ для устройства водоотводных сооружений.

3. Назначить тип укрепления на продольном профиле а/д.

Выполнение работы:

Проектирование водоотводных сооружений профиля автодороги:

Табл.7

№ п/п	Местоположение	Водоотводные канавы	Прод. уклон	Тип укрепления
	ПК	+	лево	право	лево	право	лево	право
1	2 5	00 00	300	300	5	5	Без укрепления	Без укрепления
2	5 8	00 00	300	300	5	5	Без укрепления	Без укрепления
3	8 10	00 00	200	200	5	5	Без укрепления	Без укрепления
4 5	10 13 13 19	00 00 00 00	300 600	300 600	5 6	5 6	Без укрепления Без укрепления	Без укрепления Без укрепления
6	27 33	50 00	550	550	16	16	Засев трав, дно ощебневание, одерновка	Засев трав, дно ощебневание, одерновка
7	33 36	00 00	300	300	13	13	Засев трав, дно ощебневание, одерновка	Засев трав, дно ощебневание, одерновка
8	36 39	00 80	380	380	14	14	Засев трав, одерновка	Засев трав, одерновка

Длина водоотводных канав:

к_сл - 2930 м

к_сп - 2930 м

Определение площади поперечного сечения водоотводных сооружений:

в_к = в_д+h_к*m+h_к*n

в_к - ширина канавы по верху; в_д - ширина канавы по дну (0,4 м);

h_к - глубина канавы (0,6 м); m - внутренняя крутизна откоса (1,5);

n - внешняя крутизна откоса (1,5)

в_к= 0,4+0,6*1,5+0,6*1,5=2,2 м

S_к=в_д*h_к+2/(h_к*n)*h_к+2/(h_к*m)*h_к=0,4*0,6+2/(0,6*1,5)*0,6+2/(0,6*1,5)*0,6=2,9м²

Определение объема канавы:

V_к=S_к*?к=2,9*(2930+2930)=16.994 м³

Определение требуемого модуля упругости дорожной одежды.

Модуль упругости Е_min определяем по ОДН 218.046-01 таблица 3.4. Принимаю минимальный модуль упругости Е_min=220МПа.

Исходные данные:

Автомобильная дорога II категории.

Тип и вид: усовершенствованный, капитальный.

Грунт земляного полотна: песок мелкий

Выполнение:

· Требуемый модуль упругости конструкций дорожной одежды Еmin=220МПа.

· Коэффициент разрушения К_пр/р=0,10.

· Коэффициент надежности К_н=0,98

· Требуемый коэффициент прочности для упругого прогиба К_тр/пр=1,1

· Условие расчета по упругому прогибу Е_общ>Е_min*К_тр/пр

Назначение вариантов конструкции дорожной одежды

Определяем значение модуля упругости каждого основания

Табл.8. Вариант №1

№	Материал слоя конструкций дорожной одежды	Толшина слоя, hсл, см	Расчет по упругому прогибу Е, МПа.
1	А/бетон плотный БНД 60/90	4	3200
2.	А/бетон пористый БНД 60/90	4	2000
3.	А/бетон высокопористый БНД 60/90	14	2000
4.	Гравийная смесь	48	205
5	Песок мелкий	-	100

Табл.9. Вариант №2

№	Материал слоя конструкции дорожной одежлы	Толщина слоя, см	Расчет по упругому прогибу Е, МПа.
1	Мелкозернистый плотный битум 60/130	5	3200
2	Крупнозернисты пористый БНД 90/130	7	2000
3	Щебень фракционный по способу заклинки	22	450
4	Песок среднезернистый	30	120
5	Песок мелкий		100

Расчет по допустимому упругому прогибу ведем послойно с подстилающего грунта земляного полотна.

По приложению ОДН 218.046-01 таблица П. 1.1. определяем расчетные параметры нагрузки:

А) Нагрузка на ось 100 кН

Б) Q_расч=50кН

В) Расчетные параметры нагрузки: Р=0,6МПа; D=37/33 см

Расчет конструкций дорожной одежды по упругому прогибу:

Вариант №1:

1) E_н/Е_в=Е_грунт/Е_гравия=100/205=0,48

h/D=h^гравия/D=48/37=1,3

E_{грав(общ)}/Е_общ=0,79=>0,79*Е_грав=0,79*205=161,95МПа

2) Е_н/Е_в=Е_{гравия(общ)}/Е_{а/б 3сл}=161,95/2000=0,08

h/D=h^{а/б 3сл}/D=14/37=0,38

Е_{а/б 3сл(общ)}/Е_{а/б 3сл}=0,12=>0,12*Е_{а/б 3сл}=0,12*2000=240МПа

3) Е_н/Е_в=Е_{а/б 3сл(общ)}/Е_{а/б 2сл}=240/2000=0,12

h/D=h^{а/б 2сл}/D=4/37=0,11

Е_{а/б 2сл(общ)}/Е_{а/б 2сл}=0,13=>0,13*Е_{а/б 2сл}=2000*0,13=260МПа

4) Е_н/Е_в=Е_{а/б 2сл(общ)}/Е_{а/б 1сл}=260/3200=0,08

h/D=h^{а/б 1сл}/D=4/37=0,11

Е_{а/б 1сл(общ)}/Е_{а/б 1сл}=0,12=>0,12*Е_{а/б 1сл}=0,12*3200=384

Проверка условия расчета:

Е_общ > Е_min*К_тр/пр => 384>220 => условие выполнено.

Определяем коэффициент прочности:

К _пр = Е_общ / Е_тр = 384/220= 1,74

Вариант №2:

1) Е_н/Е_в=Е_гр/Е_песок=100/120=0,83

h/D=h^песок/D=30/37=0.81

Е_{песок(общ)}/Е_общ=0,9=>0,9*Е_песок=0,9*120=108МПа

2) Е_н/Е_в=Е_{песок(общ)}/Е_щ.=108/450=0,24

h/D=h^щ./D=22/37=0,59

Е_щ.(общ)/Е_общ=0,44=>0,44*Е_ч.щ.=0,44*450=198МПа

3) Е_н/Е_в=Е_щ.(общ)/Е_{кр а/б}=198/2000=0,099

h/D=h^{кр а/б}/D=7/37=0,18

Е_{кр а/б(общ)}/Е_общ=0,1=>0,1*Е_{кр а/б}=0,1*2000=200МПа

4) Е_н/Е_в=Е_{кр а/б(общ)}/Е_{мел а/б}=200/3200=0,06

h/D=h^{мел а/б}/D=5/37=0,13

Е_{мел а/б(общ)}/Е_общ=0,1=>0,1*Е_{мел а/б}=0,1*3200=320МПа

Проверка условия расчета:

Е_общ > Е_min*К_тр/пр => 320>220 => условие выполнено.

Определяем коэффициент прочности:

К _пр = Е_общ / Е_тр = 320/200= 1,45

Сравнение вариантов конструкция дорожной одежды

Вариант №1: Вариант №2:

h д.о.= 64 см h д.о.=74 см

К _пр = 1,74 К _пр =1,45

На основании расчетов конструкций дорожной одежды принимаю первый вариант дорожной одежды так как у него все показатели по упругости и толщине слоев лучше.

Проектирование водопропускных труб автодороги

Исходные данные:

1) Продольный профиль автодороги

2) Местоположение водопропускных трубы ПК 10+00; ПК 19+00; ПК 33+00

Необходимо определить.

· Подбор отверстия типовой трубы

· Определить мин. Высоту насыпи у трубы

· Определить длину трубы

· Назначение укрепления водопропускной трубы.

Выполнение работы: Выполняем подбор отверстия типовой трубы, безнапорный режим по таблице гидравлических характеристик типовых труб.

Определяем: Диаметр отверстия -1,25; 2 м

Расход воды Qр= 6 м³/с;

Глубина воды перед трубой - 1,61; 1,73 м.

Скорость на выходе из трубы - 3,5 м²/с.

Определяем MIN высоту насыпи у трубы, для трубы ? 2 м. толщина звена = 0,5.м

Нmin = Нтр+Д+д

Для водопропускной трубы на ПК10+00:

Нmin=1,25+0,12+0,64=2,01 м

Д= 0,64 м

д =0,12 м

Для водопропускной трубы на ПК 19+00 и ПК 33+00

Нmin=2,0+0,16+0,64=2,8 м

Д= 0,64 м д =0,16 м

Определение длины трубы без оголовки:

1 труба: L=[0.5B+m (Hнас-hтр)/1+m*i.тр+0.5B+m (Hнас-hтр)/ 1 - m*i.тр + п]* 1/ sinб.

L=[7,5+m (2,5-1,25)/1+m*iтр.+7,5+m (2,5-1,25)/1-0,003] *1=19,29 м.

Полная длина трубы:

Lтр= L+2М

М - длина оголовка

Lтр= 19,29+2*2,26=23,81 м

2 труба: L=[0.5B+m (Hнас-hтр)/ 1+ m*i.тр + 0.5B+m (Hнас-hтр/ 1 - m*i.тр+0,35)* 1/ sinб.

L= 7,5+1/1+0,002+8,5/0,998+0,35*1=8,48+8,51+0,35=17,34 м

Полная длина трубы:

Lтр= 17,34+2*3,66=24,66 м

3 труба: L=[7,5+(Нн-hтр)/1+0,024+7,5+(Нн-hтр)/1-0,024+0,35]* 1=9/1,024+9/0,976+0,35*1=8,78+9,22+0,35=18,35 м

Полная длина трубы:

Lтр= 18,35+2*3,66=25,67 м

Исходные размеры для водопропускной трубы:

1 труба 2 труба 3 труба

a=2,5 м a=3,5 м a=3,5 м

L=2,8 м L=2,0 м L=2,0 м

N1=9,2 м N1=9,3 м N1=9,3 м

N2=11,5 м N2=9,9 м N2=9,9 м

3. Охрана окружающей среды

При выборе вариантов трассы и конструкции автомобильной дороги кроме технико-экономических показателей следует учитывать степень воздействия дороги на окружающую природную среду как в период строительства, так и во время эксплуатации, а также сочетание дороги с ландшафтом, отдавая предпочтение решениям, оказывающим минимальное воздействие на окружающую природную среду.

При сравнении вариантов трасс и конструктивных решений следует учитывать ценность занимаемых земель, а также затраты на приведение временно отводимых для нужд строительства площадей в состояние, пригодное для использования в народном хозяйстве.

Проложение трассы автомобильных дорог, назначение мест размещения искусственных и придорожных сооружений, производственных баз, подъездных дорог и других временных сооружений для нужд строительства следует выполнять с учетом сохранения ценных природных ландшафтов, лесных массивов, а также мест размножения, питания и путей миграции диких животных, птиц и обитателей водной среды.

На сельскохозяйственных угодьях трассы по возможности следует прокладывать по границам полей севооборотов или хозяйств.

Не допускается проложение трасс по государственным заповедникам и заказникам, охраняемым урочищам и зонам, отнесенным к памятникам природы и культуры.

Вдоль рек, озер и других водоемов трассы следует прокладывать, как правило, за пределами специально установленных для них защитных зон.

В районах размещения курортов, домов отдыха, пансионатов, пионерских лагерей и т.п. трассы должны прокладываться за пределами установленных вокруг них санитарных зон или в проектах должны разрабатываться защитные мероприятия.

По лесным массивам трассы автомобильных дорог необходимо прокладывать по возможности с использованием просек и противопожарных разрывов, границ предприятий и лесничеств с учетом категории защитности лесов и данных экологических обследований.

Направление трасс автомобильных дорог I-III категорий по лесным массивам по возможности должно совпадать с направлением господствующих ветров в целях обеспечения естественного проветривания и уменьшения заносимости дорог снегом.

С земель, занимаемых под дорогу и ее сооружения, а также временно занимаемых на период строительства дороги, плодородный слой почвы надлежит снимать и использовать для повышения плодородия малопродуктивных сельскохозяйственных угодий или объектов предприятий лесного хозяйства.

Снятию подлежит плодородный слой почвы, обладающий благоприятными физическими и химическими свойствами (ГОСТ 17.5.1.03-86), с гранулометрическим составом от глинистого до супесчаного, без ясно выраженного оглеения, с плотностью не более 1,4 г/см³. Наличие на почвенном покрове солонцов и солончаков не должно превышать значений, установленных ГОСТ 17.5.1.03-86.

Плодородный слой почвы не снимается, если рельеф местности не позволяет его снять, а также на участках с выходом на поверхность скальных обнажений, валунов, крупных (свыше 0,5 м) камней.

На дорогах в пределах водоохранных зон следует предусматривать организованный сбор воды с поверхности проезжей части с последующей ее очисткой или отводом в места, исключающие загрязнение источников водоснабжения.

При проложении дорог через населенные пункты и сельскохозяйственные угодья, особенно в засушливых районах с широколиственными культурами (хлопчатник), подверженными действию вредителей (паутинные клещи), размножающиеся на растениях в условиях сильной запыленности, следует предусматривать покрытия дорожных одежд и тип укрепления обочин, исключающие пылеобразование.

При проектировании дорог необходимо предусматривать увязку их строительства с мелиоративными работами.

При обходе населенных пунктов автомобильные дороги по возможности следует прокладывать с подветренной стороны, ориентируясь на направление ветра в особо неблагоприятные с точки зрения загрязнения воздуха осенне-зимние периоды года, и в целях защиты населения от транспортного шума обеспечивать буферную зону между автомобильной дорогой и застройкой с учетом генерального плана развития населенного пункта.

В случаях, когда при проложении автомобильной дороги уровень транспортного шума на застроенной прилегающей территории превышает допустимые санитарные нормы, необходимо предусматривать специальные шумозащитные мероприятия (проложение дорог в выемках, строительство шумозащитных земляных валов, барьеров и других сооружений, посадку специальных зеленых насаждений и т.п.), обеспечивающие снижение уровня шума до значений, регламентируемых санитарными нормами, а также предусматривать дорожные покрытия, при проезде автомобилей по которым шум имеет наименьшую величину.

Список литературы

продольный профиль автомобильный дорога

1) СНиП 2.0.5. 02-85 автомобильные дороги.

2) ОДН 218.046-01 проектирование нежестких дорожных одежд.

3) В.В Лукаша; П.В. Шведовский «проектирование а/д., мостов и транспортных сооружений» часть 1, 2004 г.

4) И.М. Красильщиков; Л.В. Елизаров «Проектирование а/д, Москва «Транспорт», 1986 г.

5) Таблицы Н.А. Митин «таблицы для подсчета объемов земляного полотна а/д Москва «Транспорт» 1967 г.

6) В.Н. Ганьшин, Л.С. Хренов «Таблицы для разбивки круговых и переходных кривых, Москва «Недра» 1966 г.

Размещено на Allbest.ru