Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Автомобильные дороги - важнейшее звено общей транспортной системы страны, без которого не может функционировать ни одна отрасль народного хозяйства. Уровень развития и техническое состояние дорожной сети существенно влияют на экономическое и социальное развитие как страны в целом, так и её отдельных регионов, поскольку надёжные транспортные связи способствуют повышению эффективности использования основных производственных фондов, трудовых и материально-технических ресурсов, повышению производительности труда.

Современные автомобильные дороги представляют собой сложные инженерные сооружения. Они должны обеспечивать возможность движения потоков автомобилей с высокими скоростями. Их проектируют и строят таким образом, чтобы автомобили могли реализовать свои динамические качества при нормальном режиме работы двигателя, чтобы на поворотах, подъёмах и спусках автомобилю не грозили занос или опрокидывание. В течение всего года дорожная одежда должна быть прочной, противостоять динамическим нагрузкам, передающимся на неё при движении автомобилей, быть ровной и нескользкой.

В данном курсовом проекте рассмотрены основные вопросы, возникающие при проектировании новой автомобильной дороги: приведена характеристика района строительства (собраны климатические данные), выбрана категория дороги и нормы проектирования, запроектированы два варианта трассы (учтены препятствия и контрольные точки), определено местоположение и рассчитаны малые водопропускные сооружения, назначена конструкция дорожной одежды. Подробно рассмотрено проектирование продольного профиля - запроектированы два варианта, рассчитаны объемы земляных работ. Разработана конструкция поперечных профилей земляного полотна и выполнена привязка их к выбранному варианту. Выполнен технико-эксплуатационный, с целью определения наиболее оптимального варианта запроектированной дороги. При разработке проекта учитывались требования экологии и охраны окружающей среды.

1. Характеристика района проектирования

Для Гродненской области характерен равнинный рельеф (130--190 метров). Центральное положение занимает Неманская низина, вытянувшаяся вдольНемана, при выходе Немана за границы республики находится самый низкий пункт страны-- 80 метров над уровнем моря. На севере и северо-востоке располагается Лидская равнина (до 170 метров) и Ошмянская возвышенность (до 320 метров), на крайнем северо-востоке республики-- часть Нарачано-Вилейской низины. На юге и востоке находятся моренные сглаженные возвышенности: Гродненская, Волковысская, Новогрудская возвышенность, на которой находится самая высокая точка области--Замковая гора(323 метра).

Железные руды (Новоселковское месторождение ильменит-магнетитовых руд в Кореличском районе и ряд рудопроявлений вдоль границы с Литвой в Гродненском районе), торф (преимущественно на Неманской низине), мел, кирпичная и черепичная глины, цементное сырье (главные месторождения в Волковысском районе), силикатные пески, известковое сырье, песчано-гравиевый материал.

Климат

Зима в области мягкая и короткая, лето -- долгое и умеренно теплое. Среднемесячная температура воздуха в январе колеблется от ?6,6 °C в Кореличском и Новогрудском районах до ?5 °C на юго-западе в Берестовицкоми Свислочском районах, в июле температура достигает 17-18,2 °C. Вегетативный период длится 189--200 суток. Годовое количество осадков составляет 520--640 мм (в Новогрудке-- 706 мм), из них 71% приходится на теплую половину года (апрель-октябрь).

Водная система

Практически вся территория области относится к бассейну Неманаи его притокам: Березине, Гавье, Дитве, Лебеде, Котре (справа), Уше, Сервечи, Щаре, Ласосне (слева). На северо-востоке протекает река Вилия (с Ошмянкой). На северо-западе начинается река Нарев -- приток реки Висла. Известен Августовский канал, который соединил бассейны Немана и Вислы. Самые крупные озера: Белое, Рыбница, Молочное, Свитязь (в пределах Свитязянского ландшафтного заказника), Свирьи Вишневское (на границе с Минской областью).

Почвы сельхозугодий значительно эрозированы и завалунены, частично переувлажнены и заболочены. Дерново-подзолистые почвы составляют 78,9% площади сельхозугодий, дерново-подзолистые заболоченные -- 17,5%. Преобладают супесчанные почвы -- 56,9%, имеются суглинистые -- 23,1%, песчаные и торфяные -- по 10%. Осушенные земли занимают 18,5% сельхозугодий.

Преобладают низинные болота, занимают 6,6% территории области, большая часть их осушена. Под лугами занято 14,4% территории, 2/3 из них -- низинные. На территории области находится 10 природных заказников республиканского значения, 50 памятников природы.

Средняя лесистость составляет 33%, от 10-12% в Берестовицком и Зельвенском районах, до 50 в Свислочском. Леса преимущественно хвойные (68,8%) и еловые (11%), меньше березовых, черноольховых, дубовых, грабовых, ясеневых. Сохранились крупные лесные массивы-- пущи: Налибокская, Липичанская, Графская, частично Беловежская.

Природные ресурсы и охрана окружающей среды

На июль 2007 г., в области создано 16заказников республиканского значения, 41 -- местного, частично два заповедника «Нарочанский» и «Беловежская пуща», 220 памятников природы.

Общая площадь особо охраняемых территорий -- примерно 262 тыс.га (10% территории области). В Принеманье выявлено и взято под охрану 135 мест обитания животных (17 видов), 74 места произрастания растений (20 видов), занесенных в Красную книгу Белоруссии.

2. Обоснование категории автомобильной дороги

Категория автомобильной дороги устанавливается в зависимости от интенсивности движения, приведенной к легковому автомобилю,

,

где - интенсивность движения автомобилей i-ой марки, авт./сут.;

авт./сут.

Результаты расчётов показывают, что дорога относится к III технической категории, так как суммарная приведенная интенсивность движения составила 2045 авт./сутки.

3. Определение основных технических нормативов проектируемой автомобильной дороги

3.1 Определение максимального продольного уклона

Максимальный продольный уклон определяется по формуле

, (3.1)

где D - динамический фактор автомобиля (Н/Н), определяемый по приложению А [3];

f - коэффициент сопротивлению качению

, (3.2)

Где f₀ - коэффициент сопротивления качению при скоростях автомобилей до 50 км/ч; f₀=0,01 [2];

Приведем пример определения максимального продольного уклона для автомобиля ВАЗ-2108. При D =0,080 Н/Н

f =

Таблица 3.1 -- Результаты определения величины максимальных продольных уклонов

Марка автомобиля	Динамический фактор,D, н/н	Расчетная скорость,км/ч	Коэффициент сопротивления качению, fv	Максимальный продольный уклон, imax
ВАЗ-2108	0,080	100	0,015	0,065
ГАЗ-24	0,095	100	0,015	0,08
ГАЗ-53А	0,045	60	0,011	0,034
ЗИЛ-131	0,040	60	0,011	0,029
МАЗ-500А	0,041	50	0,010	0,031
КАМАЗ-5410	0,05	50	0,010	0,040
Автобусы	0,037	70	0,012	0,025
Автопоезда	0,041	35	0,010	0,031

Результаты таблицы 3.1 показывают, что большинство автомобилей может преодолеть уклон 0,029, а автобусы будут преодолевать данный уклон со скоростью ниже расчетной.

3.2 Определение расчетного расстояния видимости

Расчетное расстояние видимости определяем по двум схемам:

- остановка автомобиля перед препятствием;

- встречное движение двух автомобилей, движущихся по одной полосе.

По первой схеме расчетное расстояние видимости определяем по формуле

, (3.3)

Где v - расчетная скорость движения автомобиля, км/ч;

t_P - время реакции водителя и включения тормозов, t_P=2 с;

k_Э - коэффициент эффективности срабатывания тормозов, ;

- коэффициент продольного сцепления,;

f_v - коэффициент сопротивления качению (таблица 3.1);

l₀ - зазор безопасности, l₀=10 м;

i - продольный уклон дороги, i=0.

По второй схеме расчетное расстояние видимости определяем по формуле

 (3.4)

При существующих исходных данных производим расчет

Для легковых автомобилей при =100км/ч, f_v =0.015

Округляем S₁=150м, S₂=290м.

3.3 Определение радиусов вертикальных кривых

Минимальные радиусы вертикальных кривых определяем по следующим формулам:

- выпуклых

(3.5)

Где S - расчетное расстояние видимости, принятое по первой схеме, S=S₁,м;

d - возвышение глаза водителя легкового автомобиля над поверхностью проезжей части, d=1,2м [3];

- вогнутых

(3.6)

Где b - допустимое центробежное ускорение, b=0,6 м/с² [2];

v - расчетная скорость движения автомобиля, км/ч.

Рекомендуемые радиусы вертикальных кривых определяем по формулам:

- выпуклых

(3.7)

Где S - расчетное расстояние видимости, принятое по второй схеме, S=S₂, м.

(3.8)

Где S - расчетное расстояние видимости, принятое по первой схеме, S=S₁,м;

h_Ф - возвышение центра фары легкового автомобиля над поверхностью проезжей части, h_Ф=0,75м [3];

- угол рассеивания пучка света фар, =2.

При существующих исходных данных производим расчет:

R_min.вып = 160²/2•1,2 = 10667 м.

R_min.вогн = 100 ²/13•0,6 = 1282 м.

R_{рек.вып} = 174²/2•1,2 = 12615 м.

R_{рек.вогн} =160²/2[0,75+150•sin 1°] = 3689 м.

3.4 Определение радиусов кривых в плане

Минимальный допустимый радиус кривых в плане определяем по формуле

(3.9)

Где v - расчетная скорость движения автомобиля, км/ч;

- коэффициент поперечной силы;

i_В - поперечный уклон проезжей части на вираже, i_В=0,040.

Коэффициент поперечной силы определяем по формуле

(3.10)

При принятых исходных данных производим расчет:

3.5 Расчет ширины проезжей части и земляного полотна

В соответствии с [1] принимаем 2 полосы движения. Ширину полосы движения определяем по формуле

(3.11)

Где a - ширина кузова автомобиля, м;

d - ширина колеи автомобиля, м;

x - зазор безопасности между кузовами автомобилей или автобусов, м;

y - ширина предохранительной полосы, м.

Зазор безопасности и ширину предохранительной полосы определяем по формулам:

 (3.12)

(3.13)

Расчет ширины полосы движения производим для двух типов автомобилей - легкового и грузового, преобладающих по количеству в составе движения. В данном случае это автомобили ВАЗ-2108 и КАМАЗ-5410.

Так, для автомобиля ВАЗ-2108 при а=1,611м, [3] Приложение Б, d=1,365м, [3] Приложение Б, =100км/ч

Для грузового автомобиля КАМАЗ-5410 при а=2,38м, [3] Приложение Б, d=1,69м, [3] Приложение Б, v =50км/ч

Ширину земляного полотна определяем по формуле

(3.14)

Где c - ширина обочины, c=2,5м [1];

П - общая ширина проезжей части (), м.

Таким образом

Значения параметров, полученных расчетом и рекомендуемых [1], занесем в таблицу 3.2. Для проектирования принимаем большие значения, для уклонов - меньшие.

Таблица 3.2 -- Технические нормативы проектируемой дороги

Технические нормативы	Единицы измерения	По расчету	По ТКП	Принято для проектирования
Интенсивность движения и категория дороги	авт/сут	2360	2000-7000	III категория
Расчетная скорость движения	км/ч	100	100	100
Количество полос движения	шт.	2	2	2
Ширина полос движения:
- легковых автомобилей	м	3.3	3.5	3.5
- грузовых автомобилей	м	3.5	3.5	3.5
Ширина проезжей части	м	6.8	7.0	7.0
Ширина обочины	м	2.5	2.5	2.5
Ширина земляного полотна	м	11.8	12	12
Наибольший продольный уклон	‰	34	50	34
Расчетное расстояние видимости:
- поверхности дороги (S1)	м	150	150	150
- встречного автомобиля (S2)	м	290	250	290
Наименьшие радиусы кривых в плане:	м	340	1000	1000
11. Радиусы вертикальных кривых:
- выпуклых: - минимальный	м	9380	8000	9380
- рекомендуемый	м	32670	25000	32670
- вогнутых: - минимальный	м	1290	4000	4000
- рекомендуемый	м	3340	8000	8000

4. Проектирование плана трассы автомобильной дороги

4.1 Проектирование трассы автомобильной дороги

Рельеф местности в районе проектирования является холмистым. Высотные отметки колеблются между 551 и 647 м.

Исходя из рельефа местности, а также необходимости прохождения через контрольные и фиксированные точки, намечено два варианта укладки трассы. По первому варианту запроектированы три кривые с радиусом 600,1000 и 1200 м, а по второму две кривые с радиусом 1000 и 1200 м. Так как принятые радиусы менее рекомендуемых, то предусматривается устройство переходных кривых и виражей.

4.2 Проектирование закругления с симметричными переходными кривыми

Проектирование плана закругления ведётся в такой последовательности:

1) определяется пикетажное положение вершины угла ПК ВУП;

2) транспортиром определяется величина угла поворота. По величине угла поворота и принятому радиусу по таблице 5.3 [3] определяется К, Т, Б, Д;

3) по таблице 5.4 [3] в зависимости от радиуса определяется длина переходной кривой L; величина угла кривой 2в; добавочный тангенс, t; сдвижка круговой кривой, p;

4) проверяется возможность разбивки переходной кривой, т.е. соблюдается ли условие б ? 2в;

5) определяется длина сокращенной круговой кривой К₀



Рисунок 4.1 - Разбивка закругления с симметричными переходными (клотоидными) кривыми.

Длина основной круговой кривой определяется по формуле

, (4.1)

Полную длину закругления определяется по следующей формуле:

(4.2) (4.2)

Домер определяется по формуле

(4.3)

Определение пикетажного положения основных точек закругления: начало закругления (НЗ); начало круговой кривой (НКК); конец круговой кривой (ККК); конец закругления (КЗ):

ПК НЗ =ПК ВУП - (T+t);

ПК НКК =ПК НЗ +L;

ПК ККК =ПК НЗ + L+К_0;

ПК КЗ =ПК НЗ + 2L + К_0.

Приведем пример расчета закругления с симметричными переходными кривыми для первого варианта трассы при ВУП 3(ПК54+30,63) с углом поворота б=52⁰ и радиусом кривой R=1000 м.

К=907,57 м; Т=487,73 м; Б=112,60 м; Д=67,90 м; L=120 м; 2в=6^о52'; t=59,99 м; p=2,01 м.

Так как соблюдается условие б ? 2в, то

м;

м;

ПК НЗ = (ПК54+30,63 )- (487,73+59,99);

ПК НЗ = ПК48+82,92;

ПК НКК= (ПК48+82,92)+120;

ПК НКК = ПК50+2,92;

ПК ККК = (ПК48+82,92) + 120+907,57;

ПК ККК = ПК57+90,59;

ПК КЗ = (ПК48+82,92)+2 120+907,57;

ПК КЗ =ПК59+10,59.

ВУП 2(ПК27+49,18) с углом поворота б=62⁰ и радиусом кривой R=1200 м.

К=1298,52 м; Т=721,032 м; Д=143,544 м; L=120 м; 2в=5^о44'; t=59,99 м; p=0,6 м.

Так как соблюдается условие б ? 2в, то

м;

м;

ПК НЗ - ПК27+49,18- (721,032+59,99);

ПК НЗ - ПК19+68,16;

ПК НКК - (ПК19+68,16)+120;

ПК НКК - ПК20+88,16;

ПК ККК - (ПК19+68,16) + 120+1298,52;

ПК ККК - ПК32+66,68;

ПК КЗ - (ПК19+68,16)+2 120+ 1298,52;

ПК КЗ - ПК33+86,68

ВУП 1(ПК10+75) с углом поворота б=45⁰ и радиусом кривой R=600 м.

К=471,24 м; Т=248,526 м; Д=25,818 м; L=170 м; 2в=16^о14'; t=84,94 м; p=2,01 м.

Так как соблюдается условие б ? 2в, то

м;

м;

ПК НЗ - (ПК10+75 )- (248,526+84,94);

ПК НЗ - ПК7+41,53;

ПК НКК - (ПК7+41,53)+170;

ПК НКК - ПК9+11,53;

ПК ККК - (ПК7+41,53) + 170+471,24;

ПК ККК - ПК12+12,81;

ПК КЗ - (ПК7+41,53)+2 170+471,24;

ПК КЗ - ПК13+82,81.

4.3 Составление ведомости углов поворота, прямых, круговых и переходных кривых

После окончательного выбора направления трассы разбивается пикетаж, а в местах переломов рельефа местности, пересечения с автомобильной дорогой, ручьями и реками - плюсовые точки.

Проектирование трассы заканчивается составлением плана автомобильной дороги (см. лист 1). Перед составлением плана составляется ведомость углов поворота, прямых и кривых (Приложение А,Б)

Правильность составления ведомости контролируется системой проверок:

УК₀+ У2L+ УП= L_тр, (4.4)

где УК₀-суммарная длина сокращенных круговых кривых, м;

У2L- суммарная длина переходных кривых, м;

УП - суммарная длина прямолинейных участков, м;

L_тр- длина трассы, м;

УS- УД= L_тр, (4.5)

где УS- суммарное расстояние между вершинами углов поворота трассы, м;

УД- сумма домеров в кривых, м;

У б _л - У б _пр= А_н - А_к, (4.6)

где У б _л- сумма левых углов поворота кривых, град;

У б _пр - сумма правых углов поворота кривых, град;

А_н- начальный азимут линии, град;

А_к- конечный азимут линии, град;

Произведем контроль составленной ведомости для первого варианта.

1. 2900+2?(120+120+170)+ (301,279+1178,516+787,667)=5987,738м,

2. 6225-(25,818+143,544+67,90)=5987,738м,

5. Проектирование продольного профиля автомобильной дороги

5.1 Составление продольного профиля земли

Для построения продольного профиля земли по карте в горизонталях на всех пикетах, переломах местности, в местах пересечения с водотоками, автомобильными и железными дорогами определяются отметки поверхности земли с точностью до 1 см. Если точка находится между горизонталями карты, то ее отметка вычисляется методом интерполяции, если точка находится в пределах замкнутой горизонтали, то ее отметка вычисляется методом экстраполяции.

По полученным отметкам на чертежах (лист 2,3) сплошной тонкой линией строится продольный профиль поверхности земли. Параллельно линии поверхности земли на расстоянии 2 см проводится вторая сплошная тонкая линия и соединяются одноименные точки вертикальными прямыми

5.2 Определение высотных отметок контрольных точек

Контрольными точками являются пересечения с железной и автомобильной дорогами, а также водотоками. В данном курсовом проекте в качестве контрольных точек рассматриваются пересечения с водотоками. Водотоки бывают постоянные (реки, ручьи) и периодически действующие. На периодических водотоках и ручьях устраиваются трубы.

При устройстве трубы отметка контрольной точки определяется по формуле

,(5.1)

где - отметка земли в местах расположения трубы, м;

d - высота трубы в свету, м (таблица 5.3);

- толщина стенки трубы, м (приложение Е, таблица Е.1) [3];

- толщина засыпки над трубой, м; =0,5м [3]

Пример определения высоты контрольной точки на ПК20+00 (вариант 1)

H_з=610,00 м; d=1,5 м; = 0,16 м;

H_пр= 610,00 + 1,5 + 0,16 + 0,5 = 611,86 м.

На постоянных водотоках проектируются мосты.

Определение отметок контрольных точек сведено в таблицу 5.1

Таблица 5.1 - Результаты определения контрольных отметок при пересечении водотоков

Место расположения водопропускного сооружения ПК+	Тип водопропускного сооружения	Отметка земли Hз или РУВВ, м	Высота трубы в свету d, м	Толщина трубы , м	Толщина засыпки над трубой, м	Расстояние от расчетного уровня воды до низа пролетного строения Z	Строительная высота пролетного строения С, м	Контрольная отметка Hпр,м
Вариант 1
12+00	Круглая ж.б труба	615,00	1,5	0,16	0,5	-	-	617,76
20+00	Круглая ж.б труба	610,00	1,5	0,16	0,5	-	-	611,86
49+00	Мост	638,00	-	-	-	-	3,55	641,55
Вариант 2
18+00	Круглая ж.б труб	551,00	1,5	0,16	0,5	-	-	553,16
21+00	Круглая ж.б труба	553,00	1,5	0,16	0,5	-	-	555,16
38+00	Мост	556,00	-	-	-	-	1,05	557,05
57+00	Мост	593,00	-	-	-	-	1,10	594,10

5.3 Определение рекомендуемых рабочих отметок насыпей

Рекомендуемые рабочие отметки насыпи определяются из двух условий:

1) по обеспечению снегонезаносимости дороги на открытых участках местности I типа по увлажнению;

2) по обеспечению нормального водно-теплового режима земляного полотна на участках II и III типов местности по увлажнению.

По первому условию

, (5.2)

где h_с - расчетная толщина снежного покрова, м;

h - минимальное возвышение бровки земляного полотна над уровнем снегового покрова, h=0,7м [1];

По второму условию формула для определения рекомендуемой рабочей отметки зависит от типа местности по увлажнению.

Для первого и второго типа местности по увлажнению

, (5.3)

где h₁ - минимально допустимое превышение верха дорожной одежды над поверхностью грунта, h₁=0,6 м [1, таблица 19];

h_до - толщина дорожной одежды, h_до=0,75 м [3];

c - ширина обочины, м;

i_о - уклон обочины;

Ввиду того, что в районе проектирования присутствует только I и II тип местности по увлажнению, то расчет рекомендуемой рабочей отметки насыпи для III типа местности по увлажнению можно не проводить.

При h_с=0,5 м; h=0,7 м; h₁=0,6 м; h_до=0,75 м; c=2,5 м; i_о=40 ‰

По первому условию

м.

По второму условию

м.

Для проектирования определяется наибольшая из вычисленных рекомендуемых рабочих отметок насыпей т.е. h_р=1,45 м.

5.4 Нанесение проектной линии

Рельеф местности, в которой ведется строительство новой автодороги, холмистый и имеет разность высотных отметок 20-25 метров.

Проектная линия наносится по обертывающей, а в местах, где это целесообразно - по секущей, с соблюдением рекомендуемых рабочих отметок и уклонов. Отметки проектной линии относятся к бровке земляного полотна. С целью обеспечения продольного водоотвода проектная линия в выемках запроектирована с уклоном более 5%, так же в выемках запроектированы кюветы.

Проектная линия наносится прямыми участками с последующим вписыванием в переломы профиля с алгебраической разностью уклонов более 5% вертикальных кривых.

Порядок проектирования вертикальных кривых следующий:

1) определяется пикетажное положение вершины вертикального угла как точки пересечения прямых линий, имеющих уклоны i₁ и i₂;

2) определяется длина и тангенс вертикальной кривой (К и Т);

3) зная длину и тангенс кривой, вычисляется пикетажное положение начала и конца вертикальной кривой. В сетке продольного профиля (листы 2,3) в строке “Уклон и вертикальная кривая” условными обозначениями показывается начало, конец и длина вертикальной кривой;

4) определяется пикетажное положение вершины вертикальной кривой, которое так же фиксируется в строке “Уклон и вертикальная кривая”, если вершина кривой находится в ее пределах, в противном случае - не фиксируется;

5) определяются превышения и высотная отметка вертикальной кривой;

6) уточняются отметки в промежуточных точках вертикальной кривой, для чего определяются промежуточные превышения по формуле

, (5.4)

где Х - расстояние от вершины кривой до рассматриваемой точки, м;

R_в - радиус вертикальной кривой, м.

Ниже приведен пример расчета вертикальной кривой.

Пример расчета вертикальной кривой, вписанной в сопряжение подъема и спуска (лист 2), имеющих соответственно уклоны 34 и 3‰, радиус вертикальной кривой R_в=10000 м.

Алгебраическая разность сопрягаемых уклонов равна

Дi = i₁ - (- i₂) = 34 -3=31 ‰

Проектирование вертикальной кривой производится в последовательности, изложенной выше.

1) пикетажное положение вершины угла - ПК3+00;

2) длина и тангенс кривой определятся по формулам

, (5.5)

где l₁ и l₁ - длины составляющих кривых, м;

;

,

где i₁, i₂ - величина уклонов смежных элементов продольного профиля в тысячных

, (5.6)

м;

м;

м;

м.

3) пикетажное положение начала и конца вертикальной кривой определяется по формулам

ПК НК = ПК ВУ - Т, (5.7)

ПК КК = ПК ВУ + Т, (5.8)

ПК НК = ПК3 -155 = ПК1+45;

ПК КК =ПК3+155 = ПК4+55.

4) пикет вершины вертикальной кривой определяется по формуле

ПК ВК = ПК НК + l₁, (5.9)

ПК ВК = (ПК1+45) +30 =ПК1+75.

5) определяются превышения начала и конца вертикальной кривой по формулам

, (5.10)

, (5.11)

м,

м.

Определяются высотные отметки начала и конца вертикальной кривой

H_НК=625,55+0,003 155 = 626,015 м;

H_КК = 625,55-0,034 155 = 620,28 м.

Высотная отметка вершины вертикальной кривой для контроля определяется через начало и конец вертикальной кривой

, (5.12)

, (5.13)

м;

м.

Так как отметки вершины вертикальной кривой, вычисленные через её начало и конец совпали, то расчет выполнен правильно.

Радиусы всех запроектированных кривых больше либо равны минимально допустимым радиусам вертикальных кривых, которые зависят от расчетной скорости движения автомобиля (таблица 6.2 [3]).

Переломы продольного профиля выделяются сплошными линиями протяжением от проектной линии до верха профиля земли и от низа геологического профиля до верха сетки (листы 2,3).

Рабочие отметки вычисляются как разность проектных отметок и отметок земли и записываются над проектной линией в случае насыпей и под проектной линией в случае выемок.

5.5 Проектирование кюветов

Кюветы устраиваются для обеспечения продольного водоотвода в выемках, нулевых местах и на участках низких насыпей, где высота насыпи меньше глубины кювета. В данном случае глубина кювета составляет 0.8м, так как в верхнем слои залегают суглинки. Проектирование кюветов заключается в проектировании продольного профиля дна кювета и назначении укрепления.

При проектировании кюветов использованы рекомендации приведенные в [3].

Начало и конец кювета определяются по величине рабочих отметок насыпей и выемок в точках, расположенных слева и справа от нулевой точки по формуле

, (5.14)

где - глубина кювета, м, =0,8 м;

- высота насыпи на ближайшем пикете, м;

- глубина выемки на соседнем пикете, м.

5.6 Нанесение геологического профиля

Геологическое строение местности нанесено по данным задания ниже линии земли в масштабе 1:50. Вдоль трассы через 400-500 м намечаются шурфы глубиной до 2 м или скважины (в выемках и у водопропускных сооружений) глубина которых на 3-4 м ниже бровки земляного полотна.(см. лист 2 и 3)

В колонке шурфа или скважины обозначаются грунты по глубине, сверху колонки обозначается номер шурфа или скважины, снизу - глубина.

Снизу геологический профиль ограничивается тонкой линией.

6. Определение объемов земляных работ

Для сравнения вариантов дороги необходимо подсчитать объемы земляных работ. Подсчет объемов земляных работ производится в табличной форме (приложение В, Г) с использованием таблиц [6].

В объемы земляных работ, подсчитанные по таблицам, вводят призматоидальные поправки на разность рабочих отметок более 1,0 м на участке длиной 100 м, поправки на устройство дорожной одежды и на дополнительные объемы по удалению растительного слоя (при прохождении трассы по сельхозугодиям).

Призматоидальная поправка определяется по формуле

(6.1)

где m - коэффициент заложения откоса;

h₁, h₂ - рабочие отметки на соседних участках, м;

L - протяженность участка, м.

Поправка на устройство дорожной одежды определяется по формуле

ДV_Д.О = ± [(F _Д.О+ F _К.У+ F _П) -F _Т]L, (6.2)

где F _Д.О - площадь сечения дорожной одежды из каменных материалов, м² ;

F _К.У - площадь сечения краевых полос и укрепления обочин, м² ;

F _П - площадь сечения слоя из песчаного материала при укладке его на всю ширину земляного полотна, м² ;

F _Т - площадь сточного треугольника, м² ;

L - длина участка, м;

F _Д.О=bh _Д.О, (6.3)

где b - ширина проезжей части, м ;

h _Д.О - толщина дорожной одежды до песчаного слоя, м ;

F _К.У = 2(c'h _К.П + c”h _У), (6.4)

где c', c” - ширина краевой полосы и укрепления обочин, м ;

h _КП, h _У - толщина краевой полосы с основанием и укрепления обочин, м;

F _П = [B+2m(h _Д.О + h _П/2)] h _П, (6.5)

где B - ширина земляного полотна, м ;

h _П - толщина слоя песка, м;

m - коэффициент заложения откоса;

F _Т =с²i₀ + b(сi₀+bi_П/2), (6.6)

где c - ширина обочины, м ;

i₀, i_П - уклоны обочины и проезжей части, ‰.

Так как трасса не проходит по сельхозугодиям, то поправка на снятие растительного слоя не учитывается.

Для каждого километра подсчитывается суммарный объем насыпей и выемок с учетом поправок и определяется общий объем земляных работ по проектируемому варианту. Результаты расчета представлены в приложении В, Г.

На дополнительные работы связанные с устройством временных съездов для землеройных машин, засыпкой ям, неровностей в основании насыпи из-за микрорельефа местности не учтенные проекте работы вводится поправочный коэффициент 1,1 на общий объем работ.

Объёмы земляных работ составили:

1 вариант - 171384,36 м³;

2 вариант - 91481,57 м³.

7. Сравнение вариантов по технико-эксплуатационным показателям

К технико-эксплуатационным показателям относятся:

1) коэффициент удлинения трассы, который определяется по формуле

, (7.1)

где - общая длина трассы, км;

- длина трассы по воздушной линии, км.

2) плавность трассы, характеризующаяся количество углов поворота n, средней величиной угла поворота б_ср, минимальной и средней величиной радиуса R_ср:

3)

, (7.2)

где - суммарная длина кривых;

- сумма углов поворота.

м,

м.

Таблица 7.1 - Технико-эксплуатационные показатели и основные объемы работ

Показатель	1 вариант	2 вариант	Преимущества
			1 вар.	2 вар.
Технико-эксплуатационные показатели
Длина трассы, км	5,850	5,987	+
Коэффициент удлинения	1,14	1,17	+
Количество углов поворота, шт	2	3	+
Средняя величина угла поворота, град	340	530	+
Средний радиус кривой, м	2000,16	2894,5	+
Минимальный радиус кривой, м	1000	600	+
Обеспеченность видимости в плане	обеспечена	обеспечена	=	=
Количество пересечений в одном уровне, шт	1	1	=	=
Максимальный уклон, ‰	35	46	+
Отношение длины участков с максимальным уклоном к общей длине трассы	0,26	13,11	+
Обеспеченность видимости в профиле	обеспечена	обеспечена	=	=
Количество пересечений водотоков	1	2	+
Протяженность участков проходящих в пределах населенных пунктов	-	-
Протяженность участков неблагоприятных для устойчивости земляного полотна	-	-
Основные объемы работ
Земляные работы, м3
Всего	171384,36	91481,57		+
на 1 км	29216	15280		+
Количество мостов:		-
Всего, шт.	1	2	+
Количество труб, шт.	3	2		+

Анализ таблицы 7.1 показывает, что по технико-эксплуатационным показателям, основным объемам работ преимущество имеет первый вариант. Но будущие эксплуатационные затраты на содержание второго варианта трасы, будут больше, чем эксплуатационные затраты варианта первого, ввиду наличия выемок и большей длинны трассы. Поэтому целесообразным является вариант первый.

8. Проектирование поперечных профилей земляного полотна

С учетом рельефа местности, почвенно-грунтовых, геологических, гидрологических и климатических условий и на основе величины рабочих отметок назначаются типовые поперечные профили земляного полотна. Характерными являются поперечные профили в нулевых местах, в насыпях высотой до 2 м, от 2 до 6 м, от 6 до 12 м, и выше, а также в раскрытых мелких выемках на снегозаносимых участках, в глубоких выемках на косогорах.

На листах 4,5 представлены поперечные профили земляного полотна для первого варианта трассы на ПК60 (Тип 1) и ПК 30 (Тип 2) соответственно.

9. Назначение конструкций дорожной одежды

В данном курсовом проекте назначаем вариант типовой конструкции дорожной одежды, руководствуясь [5]. При назначении конструкции дорожной одежды принимали во внимание категорию дороги, дорожно-климатическую зону, тип местности по увлажнению, вид грунта земляного полотна, наличие дорожно-строительных материалов.

К расчету принята следующая конструкция дорожной одежды:

Рисунок 9.1 - Конструкция дорожной одежды

1 - мелкозернистый плотный асфальтобетон марки I на битуме БНД 60/90, h₁ = 5 см;

2 - крупнозернистый пористый гравийный асфальтобетон марки I на битуме БНД 60/90, h₂ = 5 см;

3 - песчано-гравийная смесь №5 по ГОСТ 25607, h₃ = 20 см;

5 - гравийная смесь, h₄ = 10 см;

4 - песок крупный, h₅ = 35 см;

5 - супесь.

Расчётные значения характеристик материалов дорожной одежды приведены в таблице 9.1.

Таблица 9.1 - Расчётные значения характеристик материалов

Материал слоя и грунт земляного полотна	Прочностные характеристики материалов
	по упругому прогибу, МПа	на растяжение при изгибе, МПа
Мелкозернистый плотный горячий асфальтобетон марки I на битуме БНД 60/90	Е1 = 3200	Е1 = 4500 Rн1 = 2,8
Крупнозернистый пористый горячий асфальтобетон на битуме БНД 60/90	Е2 = 2000	Е2 = 2800 Ru2 = 1,6
Песчано-гравийная смесь № 5 по ГОСТ 25607	Е3 = 220	Е3 = 220
Гравийная смесь	Е4 = 200	Е4 = 200
Песок крупный	Е5 = 130	Е5 = 130
Грунт - супесь	Е6 = 50	Е6 = 50

10. Расчет элементов переходной кривой с вычислением ординат для разбивки

Наибольшее распространение на автомобильных дорогах при устройстве переходных кривых получила радиальная спираль клотоида, то есть кривая, для которой радиус кривизны с обратно пропорционален длине дуги S или

где С - постоянный параметр клотоиды, С= (L - длина переходной кривой).

Длина переходной кривой определяется по формуле

Lхі?(47JR), (10.1)

где х - расчетная скорость движения, км/ч;

J - скорость нарастания центробежного ускорения м/сі;

R - радиус круговой кривой, м.

Уравнение клотоиды в прямоугольной системе координат имеет вид

х=; (10.2)

y=, (10.3)

где l - длина участка кривой, соответствующего координатам х и y.

Ряды для x и y быстро сходятся, поэтому обычно пользуются двумя первыми членами уравнений.

Закругление с переходными кривыми обычно выносят на местность методом прямоугольных координат x и y, помещая начало координат в начало переходных кривых (НЗ и КЗ).

Введение переходной кривой вызывает смещение начала закругления t и сдвижку круговой кривой p, которые определяются по формулам

t=,(10.4)

p=,(10.5)

где - координаты конца переходной кривой.

Для выноски переходной кривой вычисляют координаты x и y по формулам (10.6) и (10.7), а для выноски круговой кривой (до середины ее) координаты x и y определяют по формулам:

(10.6)

(10.7)

где l- расстояние о начала закругления до рассматриваемой точки на круговой кривой, м.

Рассмотрим пример расчета элементов переходной кривой для первого варианта, закругление 1.

Исходные данные: категория дороги- III, расчетная скорость х=100 км/ч, радиус круговой кривой R=1000 м, угол поворота б=45?00?, скорость нарастания ускорения J=0,5 м/сі.

По формуле определяем длину переходной кривой

L= 100і/(47

Принимаем длину переходной кривой - 120 м. По таблице 5.3[3] выписываем угол переходной кривой в=3?26?.

По формуле (5.1) определяем длину сокращенной круговой кривой

Параметр клотоиды С=

Вычисляем координаты конца переходной кривой по формулам (10.6) и (10.7):

Смещение начала закругления и сдвижку круговой кривой определяем по формулам (10.4) и (10.5):

t=119,96-10003?26?=59,99 м;

p=2,4-1000

Определение координат для выноски переходной кривых произведем в табличной форме (таблица), при этом используем формулы (10.2), (10.3), (10.6) и (10.7). Расстояние от начала закругления до его середины L+

автомобильный дорога геологический земляной

Таблица 10.1 - Координаты разбивки закругления

Расстояние S	x	y	Расстояние S	x	y	Расстояние S	x	y
0	0,00	0,00	160	159,83	5,60	320	317,07	34,21
10	10,00	0,00	170	169,77	6,64	330	326,72	36,83
20	20,00	0,01	180	179,71	7,79	340	336,35	39,54
30	30,00	0,04	190	189,63	9,04	350	345,95	42,35
40	40,00	0,09	200	199,54	10,38	360	351,51	45,26
50	50,00	0,17	210	209,43	11,83	370	365,05	48,27
60	60,00	0,30	220	219,31	13,37	380	374,56	51,36
70	70,00	0,48	230	229,18	15,02	390	383,89	54,50
80	79,99	0,71	240	239,02	16,76	400	393,29	57,80
90	89,99	1,01	250	248,85	18,60	410	402,79	61,20
100	99,98	1,39	260	258,66	20,53	420	410,49	64,00
110	109,97	1,85	270	268,45	22,57	430	421,29	68,20
120	119,96	2,40	280	278,22	24,70	440	430,89	71,90
130	129,94	3,05	290	287,97	26,93	450	439,99	75,60
140	139,91	3,80	300	297,10	29,26	-	-	-
150	149,87	4,65	310	307,40	31,69	-	-	-

Список использованной литературы

1) Технический кодекс установившейся практики. Автомобильные дороги. Нормы проектирования. ТКП 45-3.03-19-2006 (02250). - Мн.: Министерство архитектуры и строительства РБ, 2006. - 42 с.

2) Автомобильные дороги. Примеры проектирования / под ред. В.С. Порожнякова - М.: Транспорт, 1968. - 519 с.

3) Ахраменко Г.В. Проектирование плана и продольного профиля автомобильных дорог: учеб. - метод. пособие по курсовому и дипломному проектированию / Г.В. Ахраменко. - Гомель: БелГУТ, 2008. - 68 с.

Ахраменко Г.В. Проектирование участка автомобильной дороги: учеб.-метод. пособие по курсовому и дипломному проектированию / Г. В. Ахраменко. - Гомель: БелГУТ, 2009. - 92 с.

4) Лавриненко Л.Л. Изыскания и проектирование автомобильных дорог / Л.Л. Лавриненко. - М.: Транспорт, 1991. - 296 с.

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

6) Проектирование дорожных одежд нежесткого типа. П 3.03.01 - 96. - Мн.: Министерство архитектуры и строительства РБ, 1997. - 88 с.

7) Проектирование дорожных одежд нежесткого типа. П 3.03.01 - 96. - Мн.: Министерство архитектуры и строительства РБ, 1997. - 88 с.

Размещено на Allbest.ru