Технология и организация реконструкции участка автомобильной дороги

Размещено на http://www.allbest.ru/

1

Реферат

Целью дипломного проекта есть разработка вопросов технологии и организации реконструкции участка автомобильной дороги по улице Железнодорожная в г. Рубежное.

В пояснительной записке изложены разработки по проектированию реконструируемого участка улицы, по организации водоотвода ливневых вод с поверхности дорожного полотна, технологии работ по строительству земляного полотна и слоев дорожной одежды.

Приведены расчеты двух вариантов конструкции дорожной одежды и выбран наиболее оптимальный. В проекте решены вопросы организации движения в городе на время проведения работ по реконструкции. Разработаны технологические карты на уширение земляного полотна и строительство слоев дорожной одежды.

Представлены требования по охране труда, сметные расчеты, определена экономическая эффективность строительства и целесообразные методы организации работ.

Уделено большое внимание вопросам обеспечения качества работ и охране окружающей среды.

АВТОМОБИЛЬНАЯ ДОРОГА, РЕКОНСТРУКЦИЯ, ЛИВНЕВЫЕ ВОДЫ, ЗЕМЛЯНОЕ ПОЛОТНО, ДОРОЖНАЯ ОДЕЖДА, ТЕХНОЛОГИЯ И ОРГАНИЗАЦИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА, ОХРАНА ТРУДА, ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ, ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ.

Содержание

Введение

Раздел 1. Технико-экономическое обоснование реконструкции автомобильной дороги. Анализ и характеристика условий района прохождения трассы

1.1 Экономическая характеристика района проектирования

1.2 Климат

1.3 Рельеф

1.4 Грунтово-гидрогеологические условия

1.5 Технико-экономические показатели проектирования реконструкции автомобильной дороги

Раздел 2. Основные проектные решения

2.1 Выбор трассы дороги

2.1.1 План трассы

2.1.2 Продольный профиль дороги

2.2 Земляное полотно

2.2.1 Поперечные профили земляного полотна

2.2.2 Водоотвод

2.2.3 Подсчёт объёма земляных работ

2.3 Расчёт и конструирование дорожной одежды, выбор её оптимального варианта

2.3.1 Расчёт перспективной интенсивности движения

2.3.2 Назначение вариантов конструкции дорожной одежды

2.3.3 Расчёт конструкции дорожной одежды

2.4 Проектирование пересечений и примыканий, обстановки дороги

2.4.1 Пересечения и примыкания

2.4.2 Озеленение дороги

2.5 Обстановка дороги и безопасность движения

2.6 Внедрение научно-технических разработок, достижений в организации работ и технологии строительства

Раздел 3. Искусственные сооружения

3.1 Характеристика дорожного водоотвода

3.2 Определение расчётного расхода дождевых вод

3.3 Гидравлический расчёт канавы. Подбор сечения лотка

Раздел 4. Проектирование организации и технологии строительства

4.1 Организация работ

4.1.1 Подготовительные работы

4.1.2 Поточный метод организации работ

4.1.3 Определение скорости потока

4.1.4 Определение сменного объёма работ

4.1.5 Определение площади планируемых откосов насыпи

4.2 Технологический раздел

4.2.1 Технология устройства искусственных сооружений

4.2.2 Охрана труда и техника безопасности при строительстве искусственных сооружений

4.2.3 Технология устройства уширения (досыпки) земляного полотна

4.2.4 Контроль качества земляных работ

4.2.5 Охрана труда и техника безопасности при выполнении земляных работ

4.2.6 Технология устройства основания из шлака доменного отвального

4.2.7 Технология покрытия из асфальтобетонных смесей

4.2.8 Определение себестоимости 1 м дорожной одежды

4.2.9 Контроль качества устройства дорожной одежды

4.2.10 Линейный календарный график

Раздел 5. Охрана труда

5.1 Охрана труда и техника безопасности при устройстве дорожной одежды

5.2 Охрана труда при устройстве асфальтобетонного покрытия дорожной одежды

5.3 Меры безопасности при приготовлении битумной мастики

5.4 Общие требования безопасности при эксплуатации машин и механизмов при производстве земляных работ

5.5 Техника безопасности при эксплуатации автогрейдеров

5.6 Техника безопасности при устройстве земляного полотна бульдозером

5.7 Техника безопасности при эксплуатации экскаватора

5.8 Охрана окружающей среды. Экологическая оценка проектных решений

Раздел 6. Экономика строительства

6.1 Сводная ведомость объёмов работ

6.2 Расчёт срока окупаемости капитальных затрат на реконструкцию автодороги по ул. Железнодорожная

Литература

Введение

Интенсивное развитие народного хозяйства Украины невозможно без развитой сети современных автомобильных дорог и эффективного использования автомобильного транспорта.

Кроме необходимости расширения объёмов дорожного строительства всё большего значения приобретает вопрос обеспечения безопасности движения, повышение транспортно-эксплуатационных качеств дорог, их пропускной способности.

Автомобильный транспорт уверенно удерживает лидерство в отношении грузовых и пассажирских перевозок по сравнению с морским, железнодорожным, воздушными видами.

В условиях рыночных отношений одним из важных направлений общеэкономической деятельности области есть развитие внутригосударственных и международных автомобильных перевозок, что способствует развитию в государстве производственной сферы, культурных отношений, туризма.

Современная автомобильная дорога представляет собой большой комплекс инженерных сооружений.

Автомобильные дороги должны обеспечивать безопасность автомобильного движения, учитывая при этом психофизиологические особенности восприятия водителем дорожных условий.

На скорость движения автомобиля влияют дорожные условия: прочность, ровность, жесткость дорожного покрытия, продольные уклоны, радиус кривых в плане и продольном профиле. Основные элементы автомобильных дорог должны обеспечивать возможность движения автомобилей с высокими скоростями.

Наиболее распространёнными способами улучшение дорожных условий это проведение ремонтов и реконструкции, автомобильных дорог.

Проект автомобильной дороги выполнен с учётом современных требований обеспечения безопасности движения, создания удобств для водителей и пассажиров, а также с соблюдением требований по охране окружающей среды.

Раздел 1. Технико-экономическое обоснование реконструкции автомобильной дороги. Анализ и характеристика условий района прохождения трассы

Для увеличения транспортно-эксплуатационного состояния дорог необходима система мероприятий, направлений на улучшение дорожных условий, организации движения и правовой дисциплины водителей.

В дипломном проекте рассматривается реконструкция автомобильной дороги по улице Железнодорожная в г. Рубежное.

Причины, вызвавшие необходимость реконструкции автомобильной дороги:

- рост интенсивности движения;

- рост числа дорожно-транспортных происшествий;

- учёт требования охраны окружающей среды;

- появление в составе транспортного потока автомобилей с большими нагрузками на ось.

Технические параметры существующей дороги низкие (ширина проезжей части - 4,5 м, существующая дорожная одежда разрушена, водоотвод не обеспечивается), а движение возрастает быстро, поэтому существующая дорога не может обслуживать необходимую интенсивность движения.

Требования технических условий к дороге определяется не только её планом и профилем, но и возвышением земляного полотна над источниками увлажнения, от которого зависит надёжность работы дорожной одежды. А так как водоотвод по данной дороге (улице) не обеспечивается, то это также является одной из причин необходимости реконструкции.

При реконструкции автомобильной дороги по улице Урицкого потребуется коренная перестройка дороги, необходимо исправление плана и продольного профиля дороги. Из-за неудовлетворительного водоотвода появляется необходимость поднятие проезжей части на высоту до 1,5 м и устройство водоотводных сооружений.

В основу обоснования реконструкции положены расчёты перспективной интенсивности движения, скорости транспортных потоков, уровни безопасности движения и потерь народного хозяйства от дорожно-транспортных происшествий.

1.1 Экономическая характеристика района проектирования

Район проектирования - Луганская область. Луганская область расположена на крайнем востоке Украины, по среднему течению реки Северский Донец. Территория области с юга на север простирается более чем на - 250 км, и с запада на восток - 190 км. Река Северский Донец разделяет область на 2 части: меньшую - правобережную и большую левобережную. На севере, востоке и юге пределы области совпадают с границами Украины, здесь она граничит с Белгородской, Воронежской и Ростовскими областями РФ. На юге-западе её земли прилегают к Донецкой, а на северо-западе с Харьковской областями Украины.

Область образовалась 3 июля 1938 года. Её территория - 26,7 тыс. км. Средняя плотность населения - 105 человек на 1 км. В национальном составе населения: украинцы - 54,8%, русские - 41,7%.

В административном отношении область разделена на 18 районов, имеет 14 городов областного подчинения, 21 город районного подчинения и 106 посёлков городского типа, 839 сельских населённых пунктов.

Рельеф местности представляет собой волнистую равнину, возвышающуюся над долиной реки Северский Донец к северу и к югу (высота до 200 м), где расположился Донецкий кряж (200-300 м). Донецкий кряж образован мощными толщами осадочных пород древних морей. Наиболее яркой чертой кряжа является чередование холмистых водораздельных пространств с глубокими крутобережными речными долинами и сухими балками.

Область богата высококачественными углями расположенными главным образом в зоне Донецкого кряжа. Во многих районах распространены строительные материалы: известняк, песчаник, мел, мергель, различные глины.

Металлическими рудами недра области сравнительно бедны.

Господствующие ветры - восточные и юго-восточные. Осадки распределены неравномерно, среднее количество 400-200 мм. Зима - холодная малоснежная. Лето - жаркое, сухое. Весна - солнечная тёплая, нередко случаются заморозки. Осень - солнечная, сухая.

Большая часть рек относится к бассейну реки Северский Донец. Полноводными реками бывают в период весеннего снеготаяния и во время летних ливней.

Почвы плодородные, главным образом черноземы, встречаются также дерновые почвы. Растительность степная, леса распространены только в долине реки Северский Донец.

Наиболее яркими представителями животного мира области являются: суслики, лоси, лисицы, волки, мышевидные грызуны, дикие кабаны, совы, дятлы, куропатки, фазаны.

Промышленность представлена, главным образом, топливной отраслью, чёрной металлургией, станкостроением, машиностроением, химической и всеми отраслями лёгкой промышленности. Ведущей отраслью сельского хозяйства области является - растениеводство, наряду с этим, в области расположено много ВУЗов, техникумов и ПТУ.

1.2 Климат

По дорожно-климатическому районированию данный район Луганской области располагается в дорожно-климатической зоне У-3 и относится к I типу местности по характеру и степени увлажнения. Климат формируется под влиянием господства континентального воздуха умеренных широт и удалённости от океанов и морей и характеризуется как умеренно-континентальный с довольно жарким, засушливым летом и сравнительно холодной зимой с неустойчивым снежным покровом.

Максимальная температура воздуха не превышает +38°С, минимальная не ниже 35°С. Преобладают восточные и юго-восточные ветры, осадки по временам года распространяются неравномерно. Среднегодовая сумма осадков составляет 460 мм, а за период с температурой выше 10°С - 250 мм.

Зима сопровождается резкими восточными и юго-восточными ветрами, оттепелями и гололёдами. Весной нередко бывает заморозки; лето знойное, вторая половина его сухая; осень тёплая, чаще - сухая.

Продолжительность периода с устойчивым снежным покровом 85 дней.

При вероятности превышения 5% уровень снежного покрова 15 см, максимальная глубина промерзания грунта 100 см.

Продолжительность безморозного периода составляет 160 дней.

Даты перехода температуры через 0°С - 16.03 и 22.11; через 5°С - 4.04 и 30.10; через 10°С - 22.04 и 7.10.

Число дней в году с туманами - 74, с гололёдом - 15, с метелью - 14.

1.3 Рельеф

Рельеф Луганской области представляет собой волнистую равнину со средними отметками 150-200 м. При этом наиболее пониженные места располагаются в долине Северского Донца (до +40 м). В северной части области отметки повышаются до 200-400 м, а в южной - до 300 м и более.

Рельеф могут характеризовать такие показатели, как глубина расчленения рельефа и густота его расчленения. В пределах области относительное превышение водоразделов над тальвегами составляет 20-80 м.

Наибольшее превышения характерны для правобережной части области, где они почти повсеместно составляют 6-80 м, и лишь в самой южной части для районов развития неогеновых отложений эта величина сокращается до 30-40 м.

Участок реконструируемый автомобильной дороги по улице Железнодорожной в геоморфологическом отношении расположен на третьей трассе реки, которая является правым притоком реки Северский Донец. Разность относительных отметок участка составляет 7,9 м. Оползней, осыпей, карстовых образований в районе положения трассы нет.

1.4 Грунтово-гидрогеологические условия

В почвенном покрове Луганской области преобладают чернозёмы, сформировавшиеся в результате дернового процесса, особенности рельефа обусловили неоднородность почвенного покрова.

Чернозёмы мощные на лессовидных породах располагаются узкой полосой в пределах Главного водораздела донецкого кряжа и характеризуются повышенным содержанием гумуса (дот 70%), умеренным уплотнением и мелкозернисто-комковатой структурой. Мощность гумусовых горизонтов достигает 120-130 см.

Наиболее распространены на территории Луганской области чернозёмы обыкновенные на лессовых и лессовидных породах. В зависимости от глубины почвенного профиля и мощности гумусового горизонта выделяются мощные (глубина профиля до 90-100 см,) среднее (70-80 см) и маломощные (50 - 60 см) чернозёмы.

В речных долинах и крупных балках расположены пойменные почвы, обычно представленные комплексом лугово-чернозёмных и луговых почв.

Грунтовый разрез скважины в районе прохождения дороги по улице Железнодорожной следующий:

- растительный слой грунта - 0,10 м;

- суглинок бурый делювиальный от туго до мягкопластичного с редким включением дресвы сланца песчано-глинистого - 0,30-5,00 м;

Глубина залегания грунтовых вод в - 1,3 м. Питание водоносного слоя всецело определяется количеством осадков. Разгрузка грунтовых вод происходит в реку и частично в трещиноватую зону песчаников, которая является хорошим коллектором ввиду высокой фильтрационной способности. По данным рекогносцировочного обследования уровень грунтовых вод поднимался до отметки 2,0 м от дневной поверхности.

1.5 Технико-экономические показатели проектирования реконструкции автомобильной дороги

Основными нормативными документами при проектировании автомобильных дорог, проходящих по населённым пунктам, являются утверждённые Держбудом Украины державные строительные нормы - ДБН 360 - 92**; ДБН В.2.3-5-2001.

Расчётная скорость для проектирования элементов плана и профиля принята как для городской дороги - 60 км/час.

Таблица 1.1

№ п/п	Показатели	Единицы измерения	Величина показателя
1.	Расчётная перспективная интенсивность движения	авт/сут	1800
2.	Категория дороги	-	Магистральная районного значения
3.	Расчётная скорость движения, км/ч.	км/ч	60
4.	Расстояние между красными линиями	м	35
5.	Количество полос движения	шт.	2
6.	Ширина полосы движения: - рекомендуемая - принятая	м м	3,75 4,5
7.	Ширина проезжей части: - рекомендуемая - принятая	м м	7,5 9,0 (для прохождения автобусов)
8.	Минимальный продольный уклон	‰	4,5
9.	Максимальный продольный уклон	‰	34
10.	Минимальные радиусы кривых в плане - рекомендуемый - принятый	м м	250 250
11.	Минимальный радиус вертикальных кривых в продольном профиле рекомендуемые: - выпуклых - вогнутых принятые: - выпуклых - вогнутых	м м м м	2500 1000 - 1000
12.	Наименьшая расчётная видимость: - поверхности дороги - встречного автомобиля	м м	200 250
13.	Принятый тип покрытия автодороги	-	Усовершенствованный капитальный

Раздел 2. Основные проектные решения

В дипломном проекте были использованы материалы, предоставленные руководителем дипломного проекта по архивным материалам изыскательских работ по улице Железнодорожная в г. Рубежное.

Согласно этих данных перспективная интенсивность составляет 1800 авт/сутки. На основании ДБН В.2.3-5-2001 (табл. 1.1) по данной интенсивности движения категория улицы принята - магистральная улица районного значения.

Расчёты по определению приведённой расчётной интенсивности движения приводятся в подразделе 2.3 (п. 2.3.1).

2.1 Выбор трассы дороги

План дороги - графическое изображение её проекции (в пределах ширины дорожной полосы) на горизонтальную плоскость в уменьшенном масштабе. Положение геометрической оси дороги называется трассой.

Выбор положения трассы между заданными пунктами зависит от категории дороги, рельефа местности, почвенно-геологических и гидрологических условий.

Дорогу не всегда можно проложить по кратчайшему расстоянию между заданными пунктами. Овраги, реки, болота приходится обходить, удлиняя трассу и прокладывая её в виде ломаной линии.

В местах изменения направления трассы при обходе препятствий образуется угол поворота. В результате трасса представляет собой сочетание прямых участков разной длины с плавными кривыми.

Чтобы сохранить окружающий ландшафт при проложении дороги, используют принципы ландшафтного проектирования. Размеры геометрических элементов дороги указывают с элементами рельефа местности. Ландшафтное проектирование дорог обеспечивает выполнение закона об охране природы и о землепользовании.

В момент перехода автомобиля с прямолинейного участка на кривую быстро нарастает центробежная сила. Учитывая, это между прямолинейным участком и круговой кривой, которую называют так потому, что имеет постоянный радиус, устраивают переходную кривую, обладающую постепенно изменяющимся радиусом. Кроме того, при проезде по закруглению автомобиль занимает полосу проезжей части большой ширины, чем на прямом участке. Это вынуждает уширять проезжую часть с внутренней стороны закругления, если радиус его не превышает 1000 м. Переход к полному уширению происходит постепенно на длине, называемой отводом уширения.

При переходе через малые водотоки (ручьи, лога) нет необходимости изменять направление линии для их нормального пересечения. Первый угол поворота намечается с таким расчётом, чтобы от конца станционной площадки до его вершины было расстояние, достаточное для размещения переходной кривой, а также учитывалось возможное удлинение станционных путей.

Укладывается трасса небольшими участками с одновременным составлением схематичного профиля с нанесением на нём положения проектной линии.

При трассировании рекомендуется следующая последовательность:

а) укладываются прямые участки плана линии с корректировкой трассы на линии нулевых работ;

б) изменяются углы поворота, подбираются радиусы кривых;

в) составляется схематический профиль с предварительным нанесением проектной линии;

г) рассчитывается план линии, наносятся круговые кривые на профиль;

д) производится расчёт и подбор искусственных сооружений, их расстановка на профиле, определяется минимальная высота насыпи;

е) окончательно укладывается проектная линия с обеспечением всех требуемых условий, подсчитываются отметки.

После определения основных элементов круговой линии (У - угла поворота; Р - радиус кривой; Т - тангенса; К - длинны кривой; Б - биссектрисы угла; Д - домера) на карте отмечают точки начала и конца круговой кривой, откладывая в масштабе значения Т от вершины угла по направлениям прямых, и по шаблону чертится кривая.

Продольный профиль автомобильной дороги представляет собой изображение на чертеже разреза земной поверхности по оси проектируемой дороги. Продольный профиль характеризует крутизну участков, измеряемую величиной уклона, и расположение проезжей части относительно поверхности земли.

По трассированному отрезку составляют продольный профиль и наносят на нём предварительно проектную линию, пользуясь уклоном трассирования, не перенося на профиль проект плана трассы.

Если профиль удовлетворительный, то на его наносят проект плана трассы с учётом размеров, кривизны и местоположения кривых, заменяя проектную линию, нанесённую руководящим уклоном смягчения в кривых. Для проектирования линии продольного профиля необходимо в процессе трассирования плана составить профиль существующей поверхности по трассе.

Расположение и размер граф, условные обозначения, порядок написания цифр и надписей должны строго соответствовать установленному стандарту. Горизонтальный масштаб 2000, а вертикальный 1:200.

2.1.1 План трассы

Разбивка плана трассы.

Автомобильные дороги на всём протяжении или на отдельных участках в зависимости от их значения в общей транспортной сети и от размеров расчётной - перспективной интенсивности движения подразделяется на пять категорий.

В проекте рассматривается автомобильная дорога - магистральная районного значения (см. п. 2).

Выбор положения трассы между заданными пунктами зависит от категории дороги, рельефа местности, почвенно-геологических и гидрологических условий, наличие контурных препятствий, границ землепользования.

Общее направление трассы назначают согласно данным задания: начальному, конечному, а иногда и промежуточным пунктам, т.е так называемым контрольным точкам.

Между контрольными точками трасса должна проходить по возможно короткому направлению и при наименьших затратах на сооружение дороги и последующую эксплуатацию.

При проектировании трассы обязательно соблюдение требования согласования дороги с ландшафтом. Задачей ландшафтного проектирования является обеспечение плавного включения дороги в ландшафт местности. Пространственная, плавная дорого обеспечивает плавно-переменный режим движения, способствующий работоспособности водителя.

В дипломном проекте, согласно задания, предусматривается реконструкция существующей автомобильной дороги по улице Урицкого.

По заданию участок реконструированной автомобильной дороги - от ул. Менделеева до ул. Померанчука.

Проектом предусматривается разработка двух вариантов разбивки плана трассы.

Описание варианта №1

Длина трассы по 1 варианту составляет 1023 м. Трасса имеет три угла поворота.

1. ВУ №1 - вправо . В данный угол вписана клотоидная кривая R=1200 м.

Параметры кривой определены по «Таблицам для разбивки клотоидных кривых» В.И. Ксенодохов.

По табл. 1а по аргументу для R=100 м находим:

Т(тангенс), К (кривую), Д (домер), Б (биссектрису), L (длина клотоиды), А (параметр клотоиды) и пересчитываем для R=1200 м:

м;

м;

м;

м;

м;

м;

Пикетажное положение ВУ №1: ПК 01+58,20. Вычисляем пикетажное положение начала и конца закругления:

Проверка:

ВУ №1 ВУ №1

Т 1+04,772 Т 1+04,772

нкк ПК00+53,428 2+62,972

К 2+09,436 Д 0+00,108

ккк ПК02+62,864 ккк ПК02+62,864

2. ВУ №2 - влево В данный угол вписана клотоидная кривая R=745,4 м.

Параметры кривой определены по «Таблицам для разбивки клотоидных кривых» В.И. Ксенодохов.

По табл. 1а пот аргументу для R=100 м находим:

Т (тангенс), К (кривую), Д (домр), Б (биссектрису), L (длина клотоиды), А (параметр клотоиды) и пересчитываем для

R=745,4 м:

м;

м;

м;

м;

м;

м;

Пикетажное положение ВУ №2: ПК 06+08,500. Вычисляем пикетажное положение начала и конца закругления:

Проверка:

ВУ №1 ВУ №1

Т 1+09,857 Т 1+04,772

нкк ПК04+98,643 7+18,357

К 2+19,431 Д 0+00,283

ккк ПК07+18,074 ккк ПК07+18,074

3. ВУ №3 - вправо В данный угол вписываем круговую кривая R=250 м.

Для данного радиуса круговой кривой согласно ДБН В.2.3-5-2001 длина переходной кривой L=80 м.

Определяем отношение

Получаем:

По таблицам Ганьшина определяем:

- тангенс всей кривой;

- биссектриса кривой.

- длина круговой кривой;

- длина всей кривой;

- домер.

Пикетажное положение ВУ №3: ПК 08+46,00 Вычисляем пикетажное положение начала и конца закругления:

Проверка:

ВУ №1 ВУ №1

Т 1+27,923 Т 1+27,973

нкк ПК07+18,077 09+73,923

К 2+48,502 Д 0+07,344

ккк ПК09+66,579 ккк ПК09+66,579

Описание варианта №2

Длина трассы по 1 варианту составляет 1019 м. Трасса имеет три угла поворота.

1. ВУ №1 - вправо . В данный угол вписана клотоидная кривая R=1200 м. аналогично варианту первому.

Параметры кривой определены по «Таблицам для разбивки клотоидных кривых» В. И. Ксенодохов.

По табл. 1а по аргументу для R=100 м находим:

Т(тангенс), К (кривую), Д (домер), Б (биссектрису), L (длина клотоиды), А (параметр клотоиды) и пересчитываем для R=1200 м:

м;

м;

м;

м;

м;

м;

Пикетажное положение ВУ №1: ПК 01+58,20. Вычисляем пикетажное положение начала и конца закругления:

Проверка:

ВУ №1 ВУ №1

Т 1+04,772 Т 1+04,772

нкк ПК00+53,428 2+62,972

К 2+09,436 Д 0+00,108

ккк ПК02+62,864 ккк ПК02+62,864

2. ВУ №2 - влево В данный угол вписана клотоидная кривая R=436,50 м.

Параметры кривой определены по «Таблицам для разбивки клотоидных кривых» В. И. Ксенодохов.

По табл. 1а пот аргументу для R=100 м находим:

Т(тангенс), К (кривую), Д (домр), Б (биссектрису), L (длина клотоиды), А (параметр клотоиды) и пересчитываем для

R=436,50 м:

м;

м;

м;

м;

м;

м;

Пикетажное положение ВУ №2: ПК 06+08,500. Вычисляем пикетажное положение начала и конца закругления:

Проверка:

ВУ №1 ВУ №1

Т 0+64,331 Т 1+04,331

нкк ПК05+44,169 6+72,831

К 1+28,496 Д 0+00,166

ккк ПК06+72,665 ккк ПК06+72,665

3. ВУ №3 - вправо В данный угол вписываем круговую кривая R=250 м.

Параметры кривой определены по «Таблицам для разбивки клотоидных кривых» В.И. Ксенодохов.

По табл. 1а пот аргументу для R=100 м находим:

Т(тангенс), К (кривую), Д (домр), Б (биссектрису), L (длина клотоиды), А (параметр клотоиды) и пересчитываем для R=250 м:

м;

м;

м;

м;

м;

м;

Пикетажное положение ВУ №3: ПК 08+46,00 Вычисляем пикетажное положение начала и конца закругления:

Проверка:

ВУ №1 ВУ №1

Т 1+73,170 Т 1+73,170

нкк ПК06+72,830 10+19,170

К 3+36,995 Д 0+09,345

ккк ПК10+09,825 ккк ПК10+09,825

Составление ведомости углов поворота, прямых и кривых

Все исходные и полученные в результате расчётов данные о проектируемых закруглениях заносим в соответствующие колонки ведомости углов поворотов, прямых и кривых.

Расстояние между вершинами углов определяется как расстояние от начала трассы до вершины угла и как расстояние от вершины до конца трассы плюс домер.

Длины прямых вставок - расстояние от начала и конца трассы соответственно до начала и от конца кривой.

Румб начальной кривой определяем по карте, румб последующей прямой определён с учётом угла поворота.

Таблица углов поворота, прямых и кривых приведена на листе №.1.

Контроль ведомости углов поворота, прямых и кривых:

I вариант

= 677,369+345,631=1023 1023=1023

= 2х342,552-677,369=7,735 7,735=7,735

=

I вариант

= 674,369+345,631=1019 1019=1019

= 2х342,273-674,927=9,619 9,619=9,619

=

Ведомость углов поворота, элементов закруглений и прямых приведена на листе №2.

Описание и обоснование вариантов трассы по эксплуатационным показателям

Во всех случаях проектирования дороги наибольший эффект может быть достигнуть при разработке нескольких вариантов положения трассы и сопоставление их по технико-эксплуатационным показателям, приведённым затратам.

При выборе направления трассы необходимо руководствоваться следующими требованиями. Проектировать дорогу следует по кратчайшему направлению, не занимая особо полезных земель и ценных угодий. Необходимо избегать мест со сложным рельефом, обходить по возможности болота, действующие овраги и избегать спуска в них вод из придорожных канав.

Трасса должна обеспечивать безопасность движения при допустимых скоростях, обеспечить необходимую видимость. Проектируемая автомобильная дорога должна вписываться в окружающий рельеф.

В проекте реконструкции автомобильной дороги по улице Урицкого для сравнения приводится два варианта вписывания кривой в угол поворота №2 и №3.

В первом варианте в угол №2 вписывается клотоидная кривая R=745,4 м, а в угол №3 - круговая кривая R=250 м с переходной кривой L=80 м; в результате биссектриса кривой угла №3 составляет 16,02 м.

Во втором варианте в угол №2 возможно вписать клотоидную кривую только R=250; биссектриса кривой в данном случае будет составлять 19,89 м, т.е больше, чем в первом варианте на 3,87 м.

На данном участке с правой стороны (со стороны увеличения биссектрисы) имеется косогор; в результате вся проезжая часть будет проходить в выемке глубиной до 3,0 м, что значительно увеличивает объём земляных работ, а значит и их стоимость, а также ухудшает видимость и безопасность движения.

Длина участка в выемке будет составлять во втором варианте 120 м с глубиной выемки от 2,0 м до 3,0 м. С учётом того, что дорога будет углубляться в косогор на ширину 3,87 м, объём земляных работ увеличится на 1191,0 м.

Кроме того, во втором варианте увеличивается количество сносимых деревьев, а также под снос попадает жилое строение; что также увеличивает затраты на реконструкцию.

Результаты сравнения вариантов приводятся в таблице.

Таблица 2.1 Таблица сравнения вариантов трассы по эксплуатационным показателям

Наименование показателя	Ед. изм.	Величина	Преимущества
Длина трассы	км	1,023	1,019	-	+
Количество углов поворотов	шт.	3	3	=	=
Средняя величина угла поворота		17	17	=	=
Минимальный радиус поворота	м	250	250	=	=
Количество сносимых деревьев	шт.	20	100	+	-
Снос жилых отношений		-	1	+	-
Объём земляных работ (выемки) на участке от ПК6+80,00 до ПК9+00	м	1628	2789	+	-
Количество участков, неблагоприятных для устройства земляного полотна	шт.	-	1	+	-
Протяжность участков, проходящих по ценным угодьям	км	-	-	=	=

Вывод: по сравниваемым показателям для дальнейшей разработки принимаем вариант №1.

Разбивка клотоидных и переходных кривых

Для обеспечения максимальной скорости и безопасности движения на дорогах устраивают виражи, которые отгоняются вместе с отводом уширения проезжей части на протяжении переходной кривой.

Для повышения устойчивости автомобиля вираж устраивают на радиусах менее 2000 м.

Переход от двускатного поперечного профиля к односкатному на вираже (отгон виража) осуществляется постепенным вращением внешней полосы вокруг оси проезжей части до поперечного профиля с уклоном, равным поперечному уклону при двускатном профиле. Затем вращение производится вокруг оси всей проезжей части до поперечного уклона на вираже в конце отгона виража.

Уширение проезжей части принимается пропорционально длине отгона виража так, чтобы к концу отгона достигалась его полная ширина.

По характерным поперечным профилям начала и конца отгона виража определяется дополнительный продольный уклон наружной кромки проезжей части по отношению к проектному продольному уклону на участке отгона виража.

Кривая №1.

Исходные данные:

R= 1200 м;

Длина отгона L

b = 9,0 м (ширина проезжей части)

Согласно ДБН В.2.3-5-2001 (п. 2.15 - табл. 2.4) для кривой R=1200 м; i=30‰.

Определяем дополнительный продольный уклон.

;

При =0,0026 расчёт производим по первой схеме.

Длина участка с дополнительным продольным уклоном =0,003 (участок перехода от двускатного поперечного профиля к односкатному с уклоном, равным уклону прямолинейного участка) определяется по формуле:

С=bi:0,003=9,0 х 0,02:0,003=60 м;

Отгон виража и отвод уширения на этом участке производятся пропорционально его длине.

Поперечный уклон в любом сечении Х определяется по формуле:

i

где - расстояние от начала отгона виража до данной точки.

Расстояние от начала отгона виража до поперечного профиля с уклоном i=0 определяется по формуле:

м.

На оставшейся части виражи 1= м, отгон виража и отвод уширения производится пропорционально его длине и поперечный уклон в любом сечении участка 1 определяется по формуле:

На кривой R=1200 м уширение не предусматривается.

ВУ 1 ПК + 58,20 вправо R-745,4 м - без уширения (табл. 2.1 ДБН В.2.3.5-2001)

Вписана клотоидная кривая.



Кривая №2.

Исходные данные:

R=745,4 м;

Длина отгона Lм;

b = 9,0 м (ширина проезжей части)

Согласно ДБН В.2.3.5-2001 (п. 2.15 - табл. 2.4) для кривой R=745,4 м ‰.

Определяем дополнительный продольный уклон.

При расчёт производим по первой схеме.

Длина участка с дополнительным продольным уклоном определяется по формуле:

Поперечный уклон в любом сечении Х определяется по формуле:

где - расстояние от начала отгона виража до данной точки.

Расстояние от начала отгона виража до поперечного профиля с уклоном i=0 определяется по формуле:

На оставшейся части виража 1=м, отгон виража и отвод уширения производится пропорционально его длине и поперечный уклон в любом сечении участка 1 определяется по формуле:

Уширение на круговой кривой - 0,40 м; уширение в любом сечении клотоидной кривой: 0,40:109,509 х

ВУ 2 ПК6+08,50 влево R-745,4 м уширение - 0,4 м (табл. 2.1 ДБН В.2.3.5-2001)

Вписана клотоидная кривая.



Кривая №3.

Исходные данные:

R=250 м;

Длина отгона Lм;

b = 9,0 м (ширина проезжей части)

Согласно ДБН В.2.3.5-2001 (п. 2.15 - табл. 2.4) для кривой R=250 м в районе с частой гололедицей ‰.

Определяем дополнительный продольный уклон.

При расчёт производим по второй схеме.

Переход от двускатного поперечного профиля к односкатному на вираже и отгон уширение проезжей части дороги производятся пропорционально длине отгона виража.

Поперечный уклон в любом пересечении переходной кривой определяется по формуле:

где - расстояние от начала отгона виража до данной точки.

Поперечный уклон на круговой кривой - 40‰.

Расстояние от начала отгона виража до односкатного профиля, определяется по формуле:

м

Расстояние от начала отгона виража до поперечного профиля с уклоном i=0 равняется = С:2=26,5 м.

Уширение на круговой кривой - 0,70 м; уширение в любом сечении переходной: 0,70:80

ВУ 3 ПК8+46,00 вправо R-250 м уширение - 0,70 м (табл. 2.1 ДБН В.2.3.5-2001)

Вписана клотоидная кривая.



2.1.2 Продольный профиль дороги

Подготовка исходных данных для проектирования продольного профиля.

Продольный профиль - это развёрнутая в плоскости чертежа вертикальная проекция оси дороги.

Продольный профиль является основным проектным документом комплексно отражающим проектируемое земляное полотно не только в продольном разрезе, но и в поперечном профиле, плане обеспечение водоотвода, типы и разрезы водопропускных сооружений и т.д. Он характеризует крутизну участков, измеряемую величиной уклона, и расположение проезжей части относительно поверхности земли.

К основным исходным данным для проектирования земляного полотна в продольном профиле относятся:

- максимально допустимый продольный уклон;

- минимальные радиусы выпуклых и вогнутых вертикальных кривых;

- рекомендуемая рабочая отметка в насыпи;

-контрольные отметки;

Данные о продольном уклоне и минимальных радиусах вертикальных кривых приведены в таблице 1.1 (раздел 1).

Контрольные рабочие отметки:

- начало трассы ПК0+00 -52,97;

- Пк6+57,00 - 47,29 (устройство водопропускного лотка);

- конец трассы ПК 10+23 - 45,98;

- толщина слоя усиления существующей дорожной одежды - 0,28 м;

- минимальные рабочие отметки над искусственными сооружениями;

Проектируемая дорога не пересекает дорог с более высокой категорией.

Обоснование и описание проектной линии

Проектная линия продольного профиля запроектирована по оси проезжей части с учётом контрольных точек и исходных данных.

Для магистральной улице районного значения:

- максимальный допустимый продольный уклон - 50‰;

- допускаемый перелом, при котором не вписывается вертикальная кривая - <10‰.

В проекте линия продольного профиля запроектирована со значительным подъёмом над существующим профилем автомобильной дороги для обеспечения водоотвода с проезжей части, а также с прилегающей к ней территории.

Для улучшения водоотвода вдоль дороги устраиваются водоотводные канавы (железобетонные лотки):

- слева от ПК4+00,00 до ПК6+57,00;

- справа от ПК0+49,00 до Пк9+12,00.

В дипломном проекте вертикальные кривые запроектированы по таблицам Антонова Н.М.

Максимальный уклон проектной линии - 34‰.

Минимальный уклон проектной линии - 4,5‰.

2.2 Земляное полотно

2.2.1 Поперечные профили земляного полотна

Поперечным профилем - называется изображение, полученное сечением дороги вертикальной плоскостью, перпендикулярной к оси дороги.

Основные параметры поперечного профиля - это ширина земляного полотна, дорожной одежды, обочин, разделительной полосы, укрепительных полос.

Все параметры поперечного профиля назначают в зависимости от категории дороги, климатической зоны, типа покрытия.

Разница между проектной отметкой продольного профиля и существующей называется рабочей отметкой.

В дипломном проекте устройство автомобильной дороги на местности требует срезки возвышений, засыпки пониженных мест по проложенной трассе. В зависимости от продольных и поперечных уклонов поверхности земли требуется возведение разной высоты насыпей.

Ширина проезжей части - 9,00 м, с устройством бортового поперечного профиля. Тип местности по увлажнению 1, грунтовые воды на глубине 1,3 м. Бровка земляного полотна на подходах к проектируемых лоткам (ПК6+57,00 и ПК9+12,00) должна возвышаться над расчётным горизонтом воды с учётом подпора не менее, чем на 0,5 м при безнапорном режиме.

Поперечный уклон проезжей части (кроме участков кривых в плане, на которых требуется устройство виражей) принят 20‰.

Для рассматриваемого в проекте участка дороги выделены на основе запроектированного продольного профиля следующие типы поперечных профилей:

Тип 1 - ПК0+00-ПК0+95 - усиление существующей дорожной одежды слоем толщиной до -,30 м и устройство водоотводного железобетонного лотка вдоль дороги с правой стороны;

Тип 2 - ПК0+95-ПК4+00,

ПК6+57-ПК10+23 - поднятие существующей дорожной одежды слоем толщиной то 0,30 м до 1,39 м с устройством водоотводного железобетонного лотка вдоль дороги с правой стороны;

Тиа3-ПК4+000ПК6+57- поднятие существующей дорожной одежды на высоту до 1,00 м с устройством водоотводного железобетонного лотка вдоль дороги с обеих сторон.

Крутизна откосов земляного полотна назначается из соображений их устойчивости под влиянием атмосферных факторов, с учётом требований безопасности движения и удобства производства земляных работ, условий незаносимости снегом.

В проекте предусматривается заложение откосов 1:1,5.

Поперечные профили земляного полотна приведены на листе №5.

2.2.2 Водоотвод

Устройство системы водоотвода на улицах имеет целью обеспечить прочность и устойчивость дорожных конструкций и благоприятные условия эксплуатации дорог путём быстрого и полного удаления поверхностных вод, поступающих в лотки дорог.

Вода, проникая в земляное полотно дороги, размягчает грунт, сильно снижая способность земляного полотна воспринимать нагрузки.

Для ограждения автомобильной дороги от разрушительного действия поверхностных вод или капиллярного поднятия грунтовых вод необходимо проектировать водоотводные сооружения.

Совокупность сооружений по сбору, задержанию, отводу воды от полотна проезжей части и пропуск её через полотно составляет систему дорожного водоотвода.

Для отвода поверхностной воды проезжей части и обочинам придают выпуклые очертания.

Из-за малых уклонов водоотвод по улице Железнодорожной не обеспечен. Поэтому возникает необходимость поднятие проезжей части, устройство её в бортах и устройство водоотводных лотков.

В проекте отвод поверхностных вод с проезжей части предусматривается уклонами продольного профиля по лоткам проезжей части со сбросом воды (путём раскрытия оборотного камня и устройства водосбросного лотка) на КП2+01,50; ПК4+00; ПК5+07;ПК5+28;ПК9+09 в проектируемые водоотводные железобетонные лотки, расположенные вдоль дороги. На ПК6+57,00 и ПК9+12 проектом предусматривается устройство железобетонных лотков отв.0,50х0,75 для выпуска воды из лотков, расположенных вдоль дороги, в пониженные места рельефа.

На участках ПК0+00,00 - ПК4+00,00; ПК6+57,00 - ПК10+22,85; ПК4+00,00 - ПК6+57,00 вдоль дороги устраиваются лотки Л-2 сечением 0,66х0,48 м.

Конструкции лотков приведены на листе №8.

2.2.3 Подсчёт объёма земляных работ

Объёмы земляных работ в проекте определены по поперечным профилям земляного полотна.

При сооружении земляного полотна различают основные и дополнительные работы. К основным работам относятся работы по возведению насыпей и разработки выемок главного пути и раздельных пунктов. Объём работ по главному пути зависит от ширины основной площадки земляного полотна и средней рабочей отметки отдельных массивов, насыпей, выемок.

Все расчёты по подсчётам земляных работ сводятся в «Ведомость подсчёта объёмов земляных работ».

Подсчёт объёмов земляных работ в дипломном проекте производится с учёта способов производства работ. Объёмы определяются по профильной кубатуре, т.е. по сумме объёмов земляных работ на перегоне, схематический профиль разбивают на массивы, сумма длин всех массивов должна равняться длине участка дороги.

Объём земляных работ для каждого массива определяется как произведение объёма работ для данной рабочей отметки (средней) и ширине основной площадки земляного полотна на протяжении участка.

Общий объём по главному пути равен сумме объёмов всех насыпей и выемок.

Все расчёты по подсчётам земляных работ сводятся в №Ведомость подсчёта объёмов земляных работ». Т.к. поверхность земляного полотна не горизонтальная, следует учитывать поправки.

Поправка на устройство проезжей части (корыта):

- для насыпей:

где - площадь сечения призмы, м;

площадь сечения дорожной одежды, м.

где: а - ширина обочин,

в - ширина проезжей части,

i = 0,24 - уклон обочин,

i = 0,02 - уклон проезжей части.

2.3 Расчёт и конструирование дорожной одежды, выбор её оптимального варианта

При реконструкции автомобильных дорог существующую дорожную одежду можно использовать различными способами. Наиболее распространенный из них и наиболее удобный для строителей состоит в усилении существующей дорожной одежды. Однако реконструкция дорог всегда включает в себя уширение земляного полотна и проезжей части.

В большинстве случаев при реконструкции на отдельных участках приходится смягчать продольные уклоны или выравнивать проектную линию, что вызывает необходимость поднятие рабочих отметок над существующей дорогой на большую величину, чем необходимая толщина усиления дорожной одежды.

В дипломном проекте из-за водоотвода и неблагоприятного водно-теплового режима проектная линия автомобильной дороги поднимается значительно выше, чем рассчитанная величина усиления.

В проекте предусматривается для выравнивающего слоя, а также для устройства нижнего слоя основания использовать местные строительные материалы - доменные металлургические шлаки, которые являются полноценным заменителем щебня.

Для обоснованного назначения мероприятий по реконструкции существующей дороги необходимо располагать подробными данными:

- о конструкции, поведении в эксплуатации и о прочности дорожной одежды;

- о состоянии проезжей части и земляного полотна;

- о наличии водоотводящих устройств.

Указанные данные устанавливаются на основании инженерно-геологических обследований, изучения материалов о службе дорог.

Задача расчёта дорожной одежды - определение толщины слоев одежды в вариантах, намеченных при конструировании, или выбор материалов с соответствующими прочностными характеристиками при заданных толщинах слоев.

2.3.1 Расчёт перспективной интенсивности движения

Существующее состояние дорожной одежды.

Существующая дорожная одежда имеет покрытие усовершенствованного капитального типа шириной 4,00 - 4,50 м.

Покрытие асфальтобетонного толщиной h = 4,5 см. Основание - щебень толщиной h = 16 см.

Дорожная одежда находится в неудовлетворительном состоянии, имеются большие выбоины.

Дорожная одежда после реконструкции должна обеспечить принятую в проекте расчётную скорость движения транспорта и удовлетворять требованиям ВСН 46-83 и МР 36-77.

Перспективная интенсивность движения - основной показатель, определяющий категорию дороги и размеры капиталовложений в реконструкцию. Следует учитывать размер интенсивности и тенденции её развития, сложившиеся в период, предшествующий разработке проекта реконструкции дороги.

Покрытие дорожной одежды назначается в зависимости от состава и интенсивности ожидаемого на автомобильной дороге движения на перспективу.

Суточная интенсивность движения определяется по формуле:

Nc = Nч /0,076

Наибольший межремонтный срок службы дорожной одежды с асфальтобетонным покрытием для данной дорожно-климатической зоны- 12 лет.

Ежегодное увеличение транспортных потоков составляет - 2,5%.

Перспективная интенсивность определяется по формуле:

Nп = Nо х q,

где: Nп - интенсивность на последний год перспективного периода;

Nо - интенсивность на исходный год;

q - показатель темпа роста интенсивности движения.

Расчётная интенсивность движения определяется по формуле

где: - суммарная перспективная интенсивность движения i - той марки транспортного средства;

- коэффициент приведения к расчётной нагрузке (табл. 2 - ВСН 46-92);

коэффициент приведения интенсивности к одной полосе движения (табл. 3.2 - ВСН 46-92).

Так как действие на покрытие автомобилей разных типов неодинаково, при расчёте дорожных одежд ориентируются на расчётный автомобиль. Разнотипные автомобили приводят к расчётному типу, умножая ожидаемое в расчётный год количество автомобилей каждой марки на коэффициент приведения. Полученные величины суммируют и получают расчётную интенсивность потока.

Расчёты по определению интенсивности движения заносим в таблицу.

Исходные данные:

1. Перспективная интенсивность движения на 12 лет

авт./сут.

2. Состав движения



Марка транспортного средства	состав	Расчётная Интенсивность на полосу движения авт./сут. Кпол=0,55т.3.2	Коэф-т приведения (табл. 2)	Приведённая расчётная интенсивность авт./сут.
	%	Интенсивность Движения по маркам авт. авт./сут.
МАЗ-500А	7	126	69,3	1,06	73,46
ЗИЛ-130	45	810	445,5	0,20	89,10
КАМАЗ -5320	10	180	99,0	0,27	26,73
ЗИЛ-ММЗ-554	15	270	148,5	0,15	22,28
КраЗ-256 Б1	5	90	49,5	3,48	172,26
Автобусы ЛАЗ	7	126	69,3	0,29	20,10
Легковые	11	198		-
Итого:	100	1800			403,93

3. Ежегодный прирост - 2,5%

4. Район проектирования - Луганская область

5. Тип местности по увлажнению - 1

6. Вид грунта земляного полотна - растительный слой - 0,10 м;

- суглинок бурый делювиальный - 5,00 м.

7. Тип дорожного покрытия - усовершенствованный капитальный.

8. Расчётный автомобиль - для данной категории дороги - автомобиль группы А.

Р = 0,6 МПа - среднее расчётное удельное давление колеса на покрытие;

Д = 37 с м - средний расчётный диаметр следа колеса движущегося автомобиля.

9. Требуемый уровень надёжности для данной категории дороги согласно ДБН В.2.3-4-2000 табл. 5.2

коэффициент надёжности (табл. 3.1 - стр. 25)

При коэффициент прочности (табл. 3.1 ВСН46-83).

По графику на рис. 3.29 ВСН46-83) определяем .

Общий модуль упругости конструкции дорожной одежды:

По таблице 3.3 .

Для дальнейших расчётов принимаем большее значение модуля упругости, т.е

2.3.2 Назначение вариантов конструкции дорожной одежды

Так как проектная линия поднята значительно выше, чем требует предполагаемое усиление дорожной одежды, объёмы новой дорожной одежды будут значительно больше; поэтому расчёт дорожной одежды начинаем с конструкции новой дорожной одежды. При конструировании вариантов дорожной одежды необходимо пользоваться принципом, что конструкция дорожной одежды в целом должна удовлетворять транспортно-эксплуатационным условиям дороги данной категории. В соответствии с исходными данными, расчетной приведённой интенсивности движения и требуемым модулем упругости принимаем два варианта дорожной одежды:

2.3.3 Расчёт конструкции дорожной одежды

Сравнение вариантов дорожной одежды

При расчёте дорожной одежды пользуемся «Инструкцией по проектированию дорожных одежд нежёсткого типа» (ВСН 46-91).

Устанавливаем расчётные характеристики грунта земляного полотна для дорожно-климатической зоны У-3.

Прочностные и деформационные характеристики грунта зависят от влажности, структуры и режима его загружения. Определяем расчётную влажность:

,

где W - средняя влажность грунта в долях от Wт.

W = 0,57 Wт (прил. 2 табл. 6) (для суглинков тяжёлых)

коэффициент вариации влажности, равный 0,1 (стр. 93);

t=1,71 - коэффициент нормированного отклонения, зависящий от Кн (стр. 93).

По таблице 10 (прил. 2) при определяем расчётные значения характеристик грунта:

1 вариант