Комплекс мероприятий по капитальному ремонту участка автомобильной дороги

Обоснование необходимости капитального ремонта автомобильной дороги и назначение норм проектирования. Составление ведомости углов поворота и кривых. Основные параметры земляного полотна. Дорожная одежда и проезжая часть. Расчет объемов земляных работ.

Рубрика Транспорт
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 27.07.2016
Размер файла 1,2 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВВЕДЕНИЕ

Дорожная сеть -- одна из важнейших отраслей хозяйства, выполняющая функцию своеобразной кровеносной системы в сложном организме страны. Она не только помогает обеспечивать потребности хозяйства и населения в перевозках, но вместе с городами образует «каркас» территории, оказывает существенное влияние на динамичность и эффективность социально-экономического развития отдельных регионов и страны в целом. Мировой опыт показывает, что без развитого транспорта автомобильной сети нельзя создать эффективную рыночную экономику.

Сложившиеся тенденции, глобальный и национальный императивы определяют стратегическую цель устойчивого развития Республики Беларусь как динамичное повышение уровня благосостояния, обогащение культуры, нравственности народа на основе интеллектуально-инновационного развития экономической, социальной и духовной сфер, сохранение окружающей среды для нынешних и будущих поколений. Республика Беларусь обладает совокупностью благоприятных факторов и условий, которые способствуют ее переходу к устойчивому развитию. Это, прежде всего:

- выгодное экономико-географическое и геополитическое положение;

- развитая система транспортных коммуникаций и производственная инфраструктура в целом и др.

Республика Беларусь имеет благоприятное экономико-географическое положение, находясь в центре Европы на перекрестке важнейших торгово-коммуникационных систем между экономически развитыми западноевропейскими странами и регионами Евразии, обладающими богатейшими природными ресурсами. Важнейшим показателем интегрирования транспортной системы Республики Беларусь является рациональное использование существующей дорожной сети, реализация преимуществ её географического расположения и коммуникационной способности, обеспечивающей кратчайший путь европейским странам с Восточным и Азиатским континентами.

В Беларуси создана разветвленная сеть автомобильных дорог, позволяющая обеспечить круглогодичную связь со всеми населенными пунктами. Протяженность сети дорог общего пользования составляет 83.640 км, из них 15.426 км -- республиканские, и 68214 -- местные дороги, при этом плотность автомобильных дорог на 1 000 квадратных километров территории республики составляет более 360 километров. Среди развитых в дорожном отношении стран Европы Беларусь занимает двенадцатое место по протяженности на 1 000 жителей и пятнадцатое место по плотности национальных дорог.

Трансъевропейские и международные транспортные магистрали дополняются национальными и региональными транспортными коммуникациями, связывающими между собой сеть городских и сельских поселений страны и обеспечивающих их внешнеэкономические связи.

Совершенствование системы ремонта и содержания дорог и мостов имеет целью разработку эффективного комплекса мер, способных в сжатые сроки и при рациональном уровне затрат восполнить накопленный недоремонт сооружений, а также создать организационную и научную основу для перехода в основном к широкому использованию предупредительных мер, позволяющих существенно сократить затраты на ремонт и содержание дорог и мостов. Важнейшей мерой является разработка государственной системы содержания дорог, ее организационное оформление и методическое обеспечение.

Всё вышесказанное обусловило выбор темы дипломной работы и предопределило её структуру.

Проект капитального ремонта автомобильной дороги IV категории Р- 88 Житковичи - Давид Городок - граница Украины (Верхний Теребежов) км 5,3 - км 9,0 выполнен на основании задания на дипломное проектирование по материалам топогеодезических изысканий и инженерно-геологического обследования, выполненных РУП «Белгипродор» в августе 2015 года.

При проектировании использованы типовые проектные решения по земляному полотну, водоотводу, водопропускным трубам, дорожной одежде, обстановке и др.

В процессе работы использовалось программное обеспечение CREDO. Данная программа реализует принципы оптимизации проектных решений и математического моделирования, что позволяет существенно снизить стоимость и материалоёмкость строительства при одновременном резком повышении качества проектируемых объектов.

1. ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНА ПРОЕКТИРОВАНИЯ

1.1 Природно-климатические условия

Дорога Р- 88 Житковичи - Давид Городок - граница Украины (Верхний Теребежов), км 5,3 - км 9,0, расположена в в Житковичском районе Гомельской области. Житковичский район расположен на западе Гомельской области и занимает площадь в 2,9 тыс.кв.км. Граничит с Петриковским и Лельчицким районами Гомельской области, Любанским и Солигорским районами Минской области и Лунинецким и Столинским районами Брестской области. Основан 17 июля 1924 г. в составе Мозырьской округи. 8 января 1954 г. вошел в Гомельскую область. В район входят город Туров и 106 сельских населенных пункта. Административно делится на 13 сельсоветов. Население 43,5 тыс.чел. Районный центр - город Житковичи с населением 16,7 тыс.чел. Город находится на в 238 км на запад от Гомеля.

Территория района находится в границах Припятского Полесья. Поверхность низинная, плоская, заболоченная, лежит на высотах 120 - 145 м. Возле д.Белев высшая точка района - 184,1 м. Район богат месторождениями горючих сланцев, бурого угля, строительного камня, торфа и каолина, редкоземельных металлов, песков, песчано-гравийных смесей глины, гранита, кварцевых гнейсов.

Средняя температура января -5.9 С, в июле 18.4 С. За год выпадает 584 мм осадков. На территории района протекает одна из крупнейших рек нашей страны -- Припять с притоками Случь, Ствига, Скрипица, Науть, Свиновод. Жемчужинами Полесья являются озера Червоное и Белое.

Лесистость - 56%. В районе расположены Национальный парк «Припятский», часть государственного ботанического заказника «Низовье Случи», Житковичский и Ленинский охотничьи заказники, Житковичский ботанический заказник лекарственных растений, памятник природы «Насаждение понтийской азалии».

1.2 Грунтово-геологические условия

В геологическом строении участка изысканий в пределах глубины 3,0 м принимают участие следующие генетико-возрастные типы четвертичных отложений:

1. Водно-ледниковые отложения надморенные сожского горизонта (fIIsz);

2. Моренные отложения сожского горизонта (gIIsz ).

Водно-ледниковые отложения распространены повсеместно на обследуемой территории. Литологически отложения представлены песками пылеватыми желтого и желто-бурого цвета, в естественном залегании находятся в маловлажном состоянии kф = 0,2 - 0,4м/сут.; песками мелкими с Кф=0,2м/сут., супесями легкими различной консистенции. Мощность супесчаных водно-ледниковых отложений 0,3 - 2,7 м.

Моренные отложения сожского горизонта вскрыты с глубины 0,6 - 2,4м. Представлены супесями бурого цвета с включениями гравия и гальки до 10% с маломощными прослойками песка 3 - 5см, в природном залегании JL= -0,6 - 2,1, что соответствует пластичной и твердой консистенции. Мощность моренных отложений изменяется от 0,3м до 3,0м.

1.3 Гидрогеологические условия

Грунтовые воды на территории проведения инженерно-геологических работ вскрыты рядом скважин на пониженных участках рельефа на глубине 1,4 - 2.2м. Водовмещающие породы - пески пылеватые, мелкие. Питание атмосферно- грунтовое.

По характеру поверхностного стока и степени увлажнения район прохождения проектируемой автодороги относится к I типу местности.

В целом инженерно-геологические и гидрологические условия благоприятны для капитального ремонта дороги.

2. ХАРАКТЕРИСТИКА СУЩЕСТВУЮЩЕЙ ДОРОГИ

Автомобильная дорога Р- 88 Житковичи - Давид Городок - граница Украины (Верхний Теребежов) км 5,3 - км 9,0 относится к IV категории проходит вне населенного пункта.

Начало участка ПК 53+00 соответствует км 5,3 существующего километража, конец участка ПК 89+85 соответствует км 9,014 существующего километража (рисунок 1.1). Общее протяжение ремонтируемого участка дороги в границах работ составляет 3685 м.

Рисунок 1.1 - Схема расположения участка автомобильной дороги

Существующая интенсивность движения по данным учета составляет 2480авт./сут. Год последнего капитального ремонта - 1993.

По характеру и степени увлажнения участок дороги отнесен к I типу местности.

В плане на участке дороги имеются 6 углов поворота с радиусами закругления от 360 м до 2050 м. Продольный профиль участка дороги соответствует нормам IV категории.

Земляное полотно шириной 11,0 - 12,5 м в удовлетворительном состоянии, проходит в основном в насыпи высотой 1,0 - 2,3м. На участке ПК73+50 - ПК74+30 дорога проходит в отметках близких к нулевым. Насыпные грунты вскрыты под слоями дорожной одежды существующей автомобильной дороги. Представлены насыпные грунты песками пылеватыми реже мелкими в маловлажном состоянии. Мощность насыпных грунтов изменяется в пределах от 0,7 до 2,0м.

Показатель максимальной неоднородности (Umax) насыпных песков пылеватых в основном изменяется в пределах 7,7…10,4, что характеризует их как среднеоднородные, в меньшей степени - в пределах 22,3…23,6 - неоднородные. В насыпных песках мелких в большей степени изменяется в пределах 2,4…3,6 (однородные), в единичном случае - 12,0 (среднеоднородные). Коэффициенты фильтрации насыпных песков пылеватых по результатам лабораторных определений составляют 0,10-0,23 м/сут, песков мелких изменяются в пределах- 0,63-0,95 м/сут. Откосы устоявшиеся, задернованы.

На проектируемом участке водоотвод обеспечивает железобетонная труба O1,0м. Труба в удовлетворительном состоянии, отсутствует укрепление на откосах, шелушение бетона оголовков и открылков.

Техногенные образования представлены слоями дорожной одежды существующей автодороги и насыпными грунтами. Дорожная одежда, по результатам промеров, состоит из асфальтобетона толщиной 0,11…0,26 м, на основании из гравийно-песчаной смеси - 0,12…0,17 м (ПК 53+00 - ПК 75+80) и щебня - 0,09…0,21 м (ПК 75+80 - ПК 89+85), подстилаемого колотым камнем 0,06…0,12м (см. продольный профиль). На покрытии имеются следующие дефекты: поперечные уклоны не соответствуют требованиям ТКП, отдельные поперечные трещины раскрытием до 5 мм, редкие выбоины, заплаты, разрушение кромок до 10 см, колейность до 2 см.

На участке дороги имеется 8 примыканий. Съезды на ПК 57+81, ПК57+96 и ПК81+83 имеют асфальтобетонное покрытие, на съездах ПК 77+03, ПК83+78 асфальтобетонное покрытие разрушено на 70%, на остальных съездах покрытие отсутствует.

Дорожные знаки в недостаточном количестве, находятся в удовлетворительном состоянии, сигнальные столбики отсутствуют.

Проектируемый участок дороги пересекает ВЛ110кВ на ПК80+41 и ПК89+22. Вертикальное расстояние от нижнего провода до покрытия 10,0м и 9,1м удовлетворяет требованиям ТКП 45-3.03-19-2006.

Слева параллельно дороге на расстоянии 70 - 76 м от оси проходит кабель ВОЛС, на расстоянии 40 - 76м - МКСАшП 4х4х1,2, слева и справа на расстоянии 20 - 24 м - КСПП 1х4х0,9.

Ширина существующей полосы отвода составляет 22 м.

Дорогу обслуживает ДЭУ-48 г. Туров.

автомобильный земляной полотно дорога

3. обоснование необходимости капитального ремонта автомобильной дороги и назначение норм проектирования

Нормативы для проектирования участка автомобильной дороги ПК 53+00 - ПК 89+85 принимаются по [1] и приведены в таблице 3.1.

Таблица 3.1 - Нормативы для проектирования участка дороги

Наименование

Значение

Категория дороги

IV

Длина участка, км

3,685

Расчетная скорость, км/ч

- допускаемая, км/ч

80

60

Наибольший продольный уклон, ‰

40

Наименьший радиус кривых в плане, м

360

Наименьший радиус кривых в продольном профиле:

- выпуклых, м

1 500

- вогнутых, м

1 500

Наименьшие расстояния видимости:

- для остановки, м

60

Ширина дорожного полотна, м

10

Ширина проезжей части, м

6,0

Ширина обочины, м

в том числе укрепленной полосы

2,0

0,5

Примечание: наименьший радиус кривых в плане рассчитан на основании п.5.3.6[1], для допустимой скорости 60 км/ч с обязательным условием устройства виража

В связи неудовлетворительного состояния дорожного покрытия, искусственного сооружения, разрушенного покрытия на примыкании, недостаточного количества дорожных знаков, предусматривается выполнение капитального ремонта на участке автомобильной дороги Р- 88 Житковичи - Давид Городок - граница Украины (Верхний Теребежов).

4. проектирование плана трассы дороги

Проектируемый участок автомобильной дороги, Р- 88 Житковичи - Давид Городок - граница Украины (Верхний Теребежов), км 5,3 - км 9,0 подлежащий капитальному ремонту, расположен в Житковичском районе Гомельской области. Общая протяженность участка в границах работ составляет (L трассы) 3685м.

Параметры плана, продольного и поперечного профилей автомобильной дороги обеспечивают безопасный и бесперебойный пропуск автотранспортных средств. Расчетная скорость движения автотранспорта 80 км/час. План дороги запроектирован с учетом расчетной скорости движения по основному ходу по нормам IV категории.

Граница работ в начале ремонтируемого участка принята на ПК53+00, что соответствует км 5,3 существующего километража, в конце участка на ПК89+85, что соответствует км 9,014 существующего километража. Протяжение ремонтируемого участка дороги в границах работ составляет 3685 метров.

Радиусы кривых в плане оставлены без изменения. На углах №№ 3-6 проектом предусмотрено устройство виража с уклоном от 20 и 40 ‰.

Для размещения велодорожки в одном земляном полотне проектируемая ось смещена относительно существующей оси на 0,3-0,7 м. Отгон проектируемой оси к существующей предусмотрен на расстоянии 40 м.

Трасса дороги представляет собой плавную линию в пространстве, с взаимной увязкой элементов плана, продольного и поперечного профилей между собой и с окружающим ландшафтом, с оценкой их влияния на условия движения и зрительное восприятие дороги.

Проектная ось запроектирована с учетом существующих дорог и участков с существующим асфальтобетонным покрытием и совмещена с осями таких участков. Количество углов поворота - 6. В плане ремонтируемый участок дороги закреплен тремя временными реперами и сданы для наблюдения за сохранностью заказчику. Схемы закрепления плана трассы приведены на чертеже "План трассы" лист №1.

4.1 Составление ведомости углов поворота, прямых и кривых

Трасса имеет 6 углов поворота и запроектирована традиционным методом - ломаными линиями, в углы поворота которых вписаны круговые кривые. Радиусы закруглений приняты исходя из местных условий. Наименьший радиус закругления принят на угле поворота ПК 83+93,85 и составляет R - 360м. Сопряжение прямых участков с кривыми в плане радиусом 2000м и менее проектируются с переходными кривыми и устройством виража 1,стр.10,п.5.3.11. Разбивка закругления с симметричными переходными кривыми представлена на рисунке 4.1.

Рисунок 4.1 - Разбивка закругления с симметричными переходными кривыми.

Проектирование трассы заканчивается составлением ведомости углов поворота, прямых и кривых. Расчёт основных элементов дороги выполнен с помощью программы CREDO. Данные расчёта заносятся в ведомость углов поворота, прямых, переходных и круговых кривых.

План трассы представлен на листе № 1. Там же приведены схемы закрепления трассы и таблица расположения существующих километровых знаков.

5. ПРОДОЛЬНЫЙ ПРОФИЛЬ И ЗЕМЛЯНОЕ ПОЛОТНО

5.1 Продольный профиль

5.1.1 Определение рекомендуемых рабочих отметок насыпи

Рекомендуемая рабочая отметка насыпи устанавливается из двух условий:

1 Верх дорожной одежды должен возвышаться над уровнем грунтовых вод или длительно стоящих поверхностных вод над поверхностью земли на минимально допускаемую величину, которая зависит от вида грунта и дорожно-климатической зоны.

2 В открытых местах, где возможны значительные снежные заносы, бровка земляного полотна насыпи должна возвышаться над поверхностью снежного покрова на величину, обеспечивающую ее незаносимость.

3 Рекомендуемая рабочая отметка насыпи по первому условию в связи с отсутствием грунтовых вод не определяется.

Высота насыпи на участках дорог, проходящих по открытой местности, по условию снегонезаносимости во время метелей следует определяется по формуле:

hрек = hсн 5% + (5.1)

где hсн 5% - расчетная высота снегового покрова в месте, где возводится насыпь, с вероятностью превышения 5% м (по данным метеорологических справочников);

- возвышение бровки насыпи над расчетным уровнем снегового покрова, необходимое для ее незаносимости, м. [1]

При hсн 5% =0,63 м; =0,5 м

hрек=0,63+0,50=1,13 м

Для проектирования продольного профиля принимается рекомендуемая рабочая отметка насыпи hрек=1,13 м. В дипломном проекте существующие отметки проезжей части удовлетворяют условию снегозаносимости.

5.1.2 Определение отметок контрольных точек

Контрольными точками продольного профиля являются пересечения с железными и автомобильными дорогами, а так же пересечения с водотоками.

В данном дипломном проекте не указаны высотные отметки существующих дорог, следовательно, определению подлежат только отметки точек над водопропускными сооружениями.

На всем протяжении ремонтируемого участка автодороги (по оси) располагается 2 круглые одноочковые железобетонные трубы диаметром 1,0м.

Контрольные отметки над трубами рассчитаем по формуле

Hконтр=Нз+d+?+hзас (5.2)

где Hз - отметка земли в месте расположения трубы, м;

? - толщина свода трубы, м;

d - диаметр трубы, м;

hзас - толщина засыпки над трубой, м.

При Нз =131,27 м; d=1,0 м; ?=0,1м; hзас=0,5м.

Нконтр=131,27+1,0+0,1+0,5=132,87м.

5.1.3 Нанесение проектной линии

Продольный профиль дороги - это проекция оси дороги на вертикальную плоскость, изображаемая на отдельном чертеже и развернутая в плоскость чертежа. Продольный профиль - один из основных документов, по которым осуществляется строительство автомобильной дороги. На профиль наносится:

1) линия поверхности земли (черная линия), ее уклоны и высотные отметки;

2) проектная линия земляного полотна (красная линия), ее уклоны и высотные отметки;

3) разрез грунта по оси дороги с указанием мест заложения шурфов и скважин, характера и мощности грунтовых напластований, уровня грунтовых вод;

4) расположение и основные характеристики водоотводных сооружений;

5) данные для постройки водоотводных каналов и углубленных кюветов, типы их укрепления;

6) пикетаж и положение характерных точек;

7) развернутый план трассы и ситуацию на полосе;

8) типы конструкции дорожной одежды и земляного полотна.

Продольный профиль запроектирован из условий обеспечения безопасности и комфортности движения, возможности ремонта дороги за пределами перспективного периода и максимального использования существующего дорожного полотна.

На участке существующей дороги, подлежащей капитальному ремонту, сохранён существующий продольный профиль. Проектом предусмотрено исправление микронеровностей профиля на протяжении всего участка трассы. В качестве составляющих элементов продольного профиля приняты кривые переменной кривизны (сплайн-линия) с рекомендуемыми параметрами для IV категории. Исправление неровностей продольного профиля выполняется плотным мелкозернистым асфальтобетоном толщиной 5см с выравниванием.

Профиль участка дороги запроектирован по нормам ТКП 45-3.03-19-2006 (02250) из условий обеспечения безопасности и комфортности движения, возможности ремонта дороги за пределами перспективного периода и максимального использования существующего дорожного полотна, с учетом устройства на пониженных местах искусственных сооружений и минимальной высоты насыпи по дороге.

Проектирование продольного профиля выполнено на ПЭВМ с использованием программного комплекса «CREDO». Для обеспечения ровности покрытия по методу IRI продольный профиль запроектирован не ниже минимальных радиусов, переломы проектной линии составляют не более 5 ‰. Проектная линия соответствует требованиям ровности покрытия по шкале Международного индекса ровности IRI и ТКП 45-3.03-19-2006.

Продольный профиль оставлен существующим с исправлением поперечного и продольного профилей выравнивающим слоем. Минимальный радиус выпуклой кривой - 8000м, вогнутой - 18000м, максимальный продольный уклон - 10,4 ‰.

Продольный профиль составлен в абсолютных отметках. Проектная линия соответствует требованиям ТКП 45-3.03-19-2006. Временные репера привязаны к государственной нивелировочной сети и приведены на плане дороги и продольном профиле.

На участке, где дорога проходит в нулевых отметках, предусмотрено устройство кювета шириной по дну 1,0м.

Продольный профиль приведен в графической части дипломного проекта на листе № 2.

5.2 Земляное полотно

5.2.1 Поперечные профили земляного полотна

Для качественной эксплуатации автомобильных дорог необходимо, чтобы ровность покрытий дороги оставалась неизменной в течение всего периода эксплуатации. Это может быть достигнуто благодаря прочному и устойчивому земляному полотну, не дающему просадок и не подверженному процессам пучинообразования. Под прочностью земляного полотна понимается его способность сохранять приданные ему при строительстве форму и размеры, не деформируясь при действии внешних сил и природных факторов; под устойчивостью понимают сохранение предусмотренного проектом положения в пространстве без смещений и просадок.

Поперечные профили являются поперечным разрезом дороги и представляют схематичный чертёж конструкции земляного полотна совместно с дорожной одеждой и системой водоотвода. Земляное полотно запроектировано из условий обеспечения устойчивости откосов земполотна, повышения расчетных показателей дорожной конструкции, снегозаносимости дороги и безопасности движения.

Основные параметры земляного полотна:

- ширина земляного полотна -11,25м;

- крутизна откосов насыпей принята 1:1,5;

- ширина краевой укрепительной полосы 0,50м, также предусмотрено укрепление остальной части обочины смесью асфальтогранулята с отсевом (80%+20%) толщиной 10см.

В дипломном проекте предусмотрен 1 тип поперечного профиля, обеспечивающий минимальные объемы земляных работ в пределах существующей полосы отвода (рисунок 5.1)

Рисунок 5.1 - Поперечный профиль земляного полотна

Ширина земляного полотна и крутизна откосов принята оптимальной с целью минимизации земляных работ и по аналогии со смежными участками.

Поперечный профиль земляного полотна показан в графической части проекта лист №2.

5.2.2 Расчет объемов земляных работ

Перед началом земляных работ проектом предусмотрено снятие почвенно-растительного слоя толщиной 12 см с откосов насыпи экскаватором- планировщиком, и толщиной 15 см бульдозером у подошвы со складированием в полосе отвода для дальнейшего использования. При выполнении укрепительных работ производится дискование почвенно-растительного слоя и обратное нанесение его на откосы насыпей.

Откосы и дно кюветов укрепляются засевом трав с плакировкой растительным грунтом слоем 8 см механизированным способом.

В дипломном проекте определяются объемы земляных работ, которые требуется выполнить при возведении земляного полотна на дороге в целом, так как они необходимы для составления проекта организации работ, выбора типов дорожных машин и оценки стоимости строительства. Объемы земляных работ подсчитывают на основании выписанных на продольном профиле рабочих отметок.

Приведем схему к определению объемов насыпей при горизонтальной поверхности грунта (рисунок 5.2).

Рисунок 5.2 - Схема к определению объемов насыпей при горизонтальной поверхности грунта

Коэффициент относительного уплотнения грунта принят 1,08.

Подсчёт объёмов земляных работ выполнен с использованием программы CAD CREDO.

Грунт для досыпки насыпи и обочин используется от срезок в объеме 1789м3, из ровиков уширения ? 1982 м3 и из кювета - 108 м3.

Общий объем оплачиваемых земляных работ по дороге составляет 5571 м3, на 1 км дороги - 1512 м3.

Общий объем земляных работ представлен в сводной ведомости земляных работ по видам разработки и транспортировки.

Таблица 5.1 - Сводная ведомость земляных работ по видам разработки и транспортировки

Профильный объем

Земляных работ, м3

Насыпь

222

Досыпка обочин

3134

Срезка

1795

Ровик уширения

2087

Кювет

113

Бермы под дорожные знаки

236

Коэффициент уплотнения

1,08

Насыпь с учетом уплотнения

240

Досыпка обочин с учетом уплотнения

3385

Бермы под дорожные знаки с учетом уплотнения

254

Распределение

Земляных работ, м3

От срезки

1789

Из кювета

108

Из ровика уширения

1982

В кавальер, м3

Растительный грунт с откосов насыпи

1459

Растительный грунт у подошвы насыпи

117

Из ровика уширения, кюветов и от срезок

116

Планировочные и укрепительные работы

Объем работ

Планировка механизированным способом, м2

Верха земляного полотна

13876

Откосов насыпей

16750

Планировочные и укрепительные работы

Объем работ

Планировка вручную, м2

Откосов берм под знаки

112

Площади после срезки

1568

Откосов кюветов

203

Дна кювета

121

Укрепление засевом трав с плакировкой растительным грунтом слоем 0,08м, м2

Откосов насыпей и кюветов

17065

Дна кювета

121

Вдоль подошвы насыпи

1568

Способы разработки и дальности транспортировки

Объем работ, м3

I группа

II группа

Разработка грунта вручную на вымет

116

Снятие растительного грунта с откосов насыпи экскаватором- планировщиком с перемещением до 30м в отвал с обваловкой бульдозером

1459

Разработка растительного грунта бульдозером с перемещением до 30 м с обваловкой

117

Разработка грунта (плотность 1,8 т/м3) экскаватором емкостью ковша 0,3 м3 с погрузкой в автосамосвалы и перевозкой в насыпь на расстояние

до 1 км

3136

до 2 км

635

Разработка кювета экскаватором емкостью ковша 0,3 м3 с погрузкой в автосамосвалы и перевозкой в насыпь на расстояние до 1 км

108

Всего оплачиваемых земляных работ

5571

6. МАЛЫЕ ВОДОПРОПУСКНЫЕ СООРУЖЕНИЯ

Земляное полотно автомобильных дорог, пересекая русла водотоков и склоны водосборов, подвергается воздействию поверхностных вод от дождей или таяния снега. Если не принять необходимых мер защиты, то может произойти размыв насыпей или затопление выемок. Правильный выбор типа и рациональное проектирование водопропускных сооружений, позволяющие индустриализировать их устройство, имеют большое значение для снижения стоимости строительства автомобильной дороги. Для защиты земляного полотна автомобильных дорог от воздействия поверхностных вод проектируются продольный и поперечный водоотводы.

Продольный водоотвод предназначен для отвода воды, притекающей к автомобильной дороге с верховой стороны по склону.

Поперечный водоотвод проектируется с помощью водопропускных сооружений - труб. Они не меняют условий движения автомобилей, поскольку их можно располагать при любых сочетаниях плана и профиля дороги. Трубы не стесняют проезжую часть и обочины, а также не требуют изменения типа дорожного покрытия. Кроме того, трубы строят полностью сборными, из железобетонных и бетонных элементов небольшой массы, что позволяет пользоваться кранами малой грузоподъемности. Количество водопропускных сооружений зависит от климатических условий и рельефа местности. Трубы под насыпями проектируют независимо от категории дорог на полную ширину земляного полотна с засыпкой (считая от верха земляного полотна до низа дорожной одежды) не менее 0,5 м.

В дипломном проекте в пониженном месте рельефа местности расположено малое водопропускное сооружение. Поскольку площадь водосбора незначительная, то размещена железобетонная труба на ПК 61+39 диаметром 1,0м.

При проведении капитального ремонта автомобильной дороги проверяется достаточность отверстия и состояние существующей железобетонной трубы.

Расход определяется по двум видам стока. Для этого производится расчет по ливневому стоку и стоку от снеготаяния.

6.1 Расчет стока

Ливневой сток определяется по упрощенной формуле профессора Е.В. Болдакова:

(6.1)

где - геоморфологический коэффициент, зависящий от рельефа местности;

h - слой стока, зависящий от ливневого района, категории почв по впитываемости и вероятности превышения [18,стр. 8, т.3.1];

z - потери слоя стока, обусловленные смачиванием растительности и заполнением впадин микрорельефа, мм, [18,стр.9,т.3.2];

F - площадь бассейна, км2;

k - коэффициент шероховатости лога и склонов, [18,стр. 9, т.3.3-3.5];

- коэффициент учета неравномерности выпадения осадков на бассейне, зависящий от длины бассейна, [18,стр. 9, т.3.6];

- коэффициент уменьшения расхода воды при наличии на бассейне озер и болот, [18,стр. 10, т.3.7].

Выполним расчет ливневого стока для трубы на ПК 61+39.

При I=6‰, =0,026; категория почв - V, h=11мм; z=5 мм; F=0,26км2; k=1,7; =1; =0,95

м3/с.

Величину стока от снеготаяния определяем по формуле:

(6.2)

где hп - слой стока в фазе подъема половодья расчетной вероятности превышения;

F - площадь водосборного бассейна, м2;

- коэффициент формы гидрографа стока;

?- коэффициент полноты гидрографа стока;

tп - продолжительность подъема половодья в сутки максимальной интенсивности снеготаяния, ч,

tп = tс + tл (6.3)

где tс - продолжительность водоотдачи на склоны, ч;

tл - продолжительность стекания по логу, ч,

(6.4)

где L - длина главного лога, км;

Qз- расчетный расход, которым предварительно задаются, м3/с;

Iл - уклон лога, ‰;

?л - коэффициент, учитывающий снижение расхода в связи с залесенностью бассейна fл;

?б - то же в связи с заболоченностью;

? - коэффициент, зависящий от вероятности превышения, ? = 1 при ВП =1%; 0,87 - при ВП = 2 % и 0,81 - при ВП = 3 %.

Для водотока на ПК61+39 при hп = 12 мм; F = 0,26 км2; ? = 0,1; ? = 0,77;

tс= 3ч; L= 1,0 км; Qз = 15 м3/с; Iл = 6 ‰; ?л = 1,00; ?б = 1,00 (озера отсутствуют);

? = 1,00 (ВП = 1 %)

tп = 3 + 0,52 = 3,52 ч;

Вывод: За расчетный принимаем наибольший расход воды, т.е. расход от снеготаяния, так как его значения наибольшее.

6.2 Мероприятия по ремонту трубы

Отверстие существующего малого водопропускного сооружения (ПК61+30 - круглая железобетонная труба O1,0м) справляется с пропуском расчетного расхода воды, следовательно замена существующей трубы не требуется. Однако в связи с неудовлетворительным состоянием (наблюдаются шелушение бетона оголовков и открылков, отсутствует укрепление на откосах), назначаются мероприятия по ремонту трубы и укреплению откосов.

Для предотвращения размыва входных и выходных участков предусматривают мероприятия по укреплению откосов на определённой длине.

В соответствии с нормативными документами для круглых труб диаметром 1,0 м, работающих в безнапорном режиме, скорость воды на выходе V = 3,5 м/с, принимаются укрепление откосов насыпи монолитным бетоном в соответствии с типовым проектом Б 3.503.1-8.04 «Укрепление водопропускных сооружений на автомобильных дорогах».

Конструктивные решения по ремонту труб приведены на листе № 6.

Мероприятия по ремонту трубы, а также объемы приведены в ведомости - таблица 6.1

Таблица 6.1 - Ведомость объемов работ по ремонту железобетонных труб

№ п/п

Наименование вида работ

Ед. изм.

Количество

Примечание

1

Длина сооружения

м

13,04

2

Расчистка тела трубы вручную (на вымет)

м3

3

3

Расчиска русла бульдозером с перемещением до 20м (на вымет)

м3

10

4

Снятие растительного слоя с откосов насыпи экскаватором-планировщиком на вымет

м2 / м3

20 / 2

5

Укрепление наклонных поверхностей монолитным бетоном В25 F200 W6 толщиной 8см на основании из щебня фр. 5-20 мм толщиной 10 см

м2

20

6

Изготовление и установка арматурной сетки 6А240 ячейками 200х200мм

кг

44

7

Монтаж блоков упоров БУП 175.40.50.е из бетона B25 F200 W6, массой 0,84т

м /м3

3,5 / 0,7

8

Монтаж блоков упоров БУП 100.40.50.е из бетона B25 F200 W6, массой 0,48т

м /м3

2,0 / 0,4

9

Антисептированные доски

м2/ м3

2,0 / 0,01

10

Восстановление защитного слоя бетона оголовков:

- подготовка вертикальных поверхностей железобетонных конструкций с разборкой разрушенного слоя толщиной до 30 мм

м2

12

- нанесение грунтовки “Парад Г-81” на вертикальные ремонтируемые поверхности

м2/кг

12 / 1,8

- оштукатуривание бетонной поверхности составом полимерминеральным “ Парад РМм-II” толщиной 15 мм

м2/кг

12 / 333

- нанесение пленкообразующего состава «Парад Г-82» на отремонтированную поверхность

м2 / кг

12 / 3,0

7. дорожная одежда и проезжая часть

7.1 Исходные данные

Техногенные образования представлены слоями дорожной одежды существующей автодороги и насыпными грунтами. Дорожная одежда, по результатам промеров, состоит из асфальтобетона толщиной 0,11 - 0,26 м, на основании из гравийно-песчаной смеси толщиной 0,12 - 0,17 м на ПК 53+00 ПК 75+80 и щебня толщиной 0,09 - 0,21 м на ПК 75+80 - ПК 89+85, на основании из колотого камня толщиной 0,06 - 0,12 м.

На покрытии наблюдаются разрушение кромок, отдельные поперечные трещины раскрытием до 5 мм, редкие выбоины, заплаты, разрушение кромок до 10 см, колейность до 2 см. Уклоны поперечного профиля не соответствуют нормативным требованиям ТКП.

7.2 Проектные решения

Ремонт дорожной одежды предусмотрен в соответствии с типовым проектом Б3.503.9-15.14 «Дорожные одежды при строительстве, реконструкции, капитальном и текущем ремонте автомобильных дорог. Выпуск 0. Материалы для проектирования».

В дипломном проекте предусмотрен один тип дорожной одежды (рисунок 7.1). Согласно выбранной схемы ремонт существующего асфальтобетонного покрытия предусмотрен путем фрезерования минимальной толщиной 4 см с устройством выравнивающего слоя из щебеночного мелкозернистого пористого асфальтобетона минимальной толщиной 3 см, устройство слоя усиления из щебеночного мелкозернистого плотного асфальтобетона марки II типа Б ЩМПг -II/2,3 толщиной 5 см. При рабочей отметки более 21 см выравнивание предусмотрено черным щебнем минимальной толщиной 10 см. На участках где толщина существующего асфальтобетонного покрытия 10 см и менее, а также на участках устройства выравнивающего слоя из черного щебня фрезерование существующего покрытия не предусмотрено.

В ровиках уширения (ширина от 1,0 до 3,0 м) конструкция дорожной одежды принята:

- щебеночный мелкозернистый плотный асфальтобетон марки II типа Б ЩМБг -II/2,3 толщиной 5 см;

- щебеночный мелкозернистый пористый асфальтобетон ЩМПг-II толщиной 6 см;

- основание из щебеночной смеси оптимального состава ЩОС 2 по ДМД 02191.2.058-2012 толщиной 24 см.

Рисунок 7.1 - Конструкция дорожной одежды по типу 1

Для предотвращения образования продольных трещин стык между старым покрытием и новой дорожной одеждой на уширении армируется стеклосеткой прочностью 200г/м2 по СТБ 1104-2008.

Обочины на ширину 1,0 м (слева) и 0,5 м (справа) укрепляются смесью асфальтогранулята с отсевом в соотношении 80%+20%.

Обеспечение ровности покрытия по методу «IRI» достигается соблюдением проектного продольного профиля, поперечного уклона покрытия, технологии укладки и уплотнения асфальтобетонной смеси.

7.3 Определение расчётной интенсивности движения и требуемого модуля упругости

Расчет дорожной одежды производится на расчетный период до капитального ремонта, который согласно 2,стр.11,табл.6.5 составляет 8 лет.

Перспективная интенсивность движения на 2021 год при ежегодном росте интенсивности на 5% приведена в таблице 7.1.

Таблица 7.1 - Интенсивность движения на 2015 год

Тип автомобиля

Марка автомобиля

Существующая интенсивность движения в транспортных единицах, авт/сут.

Перспективная интенсивность движения на 2023 год, авт/сут.

Грузовые автомобили

ГАЗ-52-04

479

719

ГАЗ-53

512

768

ЗИЛ-ММЗ-554

280

420

ЗИЛ-130

451

677

МАЗ-503

206

309

КаМАЗ-5320

230

345

Автобусы

ЛАЗ-4202

136

204

Легковые автомобили

186

279

Общая интенсивность

2480

3720

Расчетная группа нагрузок А2, при нормативной статической нагрузке на одиночную ось расчетного автомобиля 115кН (11,5тс на одиночную ось).

Расчетная приведенная интенсивность движения определяется по формуле

Nрасч.пр.=fпол ? SmN, (7.1)

где fпол - коэффициент, учитывающий число полос движения и распределение движения по ним fпол =0,55 18, стр.14, табл.6.7;

Sm - коэффициент приведения рассматриваемого типа автомобилей к расчетному 18, стр.39, прилож. В, табл. В.2, ;

Ni - количество автомобилей определенной марки в составе транспортного потока.

Nрасч.пр.=0,55 (719·0,1+768·0,1+420·0,3+677·0,3+309·0,3+345·0,3+204·1,0+279·0,0015)=483авт/сут.

Суммарное число приложений расчетной нагрузки Np, ед, к точке на поверхности дорожной конструкции за срок службы дорожной одежды определяются по формуле

?Nр=NрTрдг Тсл q Kn (7.2)

где Nр - приведенная к расчетному автомобилю интенсивность движения транспортных средств в первый год срока службы дорожной одежды, ед/сут;

Трдг - число расчетных дней в году, соответствующих определенному состоянию деформируемости дорожной конструкции, равное 145 дней;

Kn - коэффициент, учитывающий вероятность отклонения суммарного движения транспортных средств от среднего ожидаемого, равный 1,4;

Тсл - расчетный срок службы материала дорожной конструкции, 8 лет;

q - показатель изменения интенсивности движения данного типа автомобиля по годам, равный 1,02.

?Nр=4831451,4121,02=1200120шт.

Определяем требуемый модуль упругости дорожной конструкции по формуле

Етр=98,65·[lg(?Nр) - с], (7.3)

где c - коэффициент, равный для группы нагрузок А2 - 3,23

Етр=98,65·[lg(?1200120) - 3,23= 281Мпа.

Это значение больше минимального модуля упругости, приведенного в 18,стр.17, табл.6.10, где Етр=200 Мпа для покрытия автодороги IV технической категории, капитального типа дорожной одежды, при группе нагрузок А2, следовательно, в качестве расчетного принимаем Етр=281 Мпа.

7.4 Назначение вариантов конструкции дорожной одежды

В дипломном проекте приведём расчёт дорожной одежды по двум вариантам дорожной одежды на участке ПК53+00 - ПК89+71, где устраивается новая дорожная одежда на уширяемой части (рисунок 7.1 и рисунок 7.2).

1

2

3

1- мелкозернистый плотный асфальтобетон марки II на битуме БНД 90/130, h1 = 6 см; 2- черный щебень, h2=10см; 3 - щебеночная смесь оптимального состава ЩОС 2 по ДМД 02191.2.058-2012, h3 = 24 см

Рисунок 7.1 - Конструкция дорожной одежды (вариант 1)

1

2

3

1 - мелкозернистый щебеночный плотный асфальтобетон марки II на битуме БНД 90/130, h1 = 5см; 2 - мелкозернистый щебеночный пористый асфальтобетон марки II на битуме БНД 90/130, h2 = 6 см; 3 - щебеночная смесь оптимального состава ЩОС 2 по ДМД 02191.2.058-2012, h3 = 24 см;

Рисунок 7.2 - Конструкция дорожной одежды (вариант 2)

Расчётные значения характеристик материалов для двух вариантов дорожной одежды приняты согласно [2] и сведены в таблицу 7.2.

Таблица 7.2 - Расчётные значения характеристик материалов

Материал слоя и грунт земляного полотна

Расчётные значения материалов

I вариант

II вариант

по упругому прогибу, МПа

на растяжение при изгибе, МПа

по упругому прогибу, МПа

на растяжение при изгибе, МПа

Мелкозернистый плотный асфальтобетон марки II на битуме БНД 90/130

Е1 = 2400

Е1 = 3600

Ru1 = 9,5

Е1 = 2400

Е1 = 3600

Ru1 = 9,5

Мелкозернистый пористый щебеночный асфальтобетон марки II на битуме БНД 90/130

-

-

Е2 = 1400

Е2 = 2200

Ru2 = 7,8

Черный щебень

Е2 = 900

Е2 = 900

-

-

Щебеночная смесь оптимального состава ЩОС 2 по ДМД 02191.2.058-2012

Е3 = 180

Е3 = 180

? = 41

с = 0,02

Е3 = 180

Е3 = 180

? = 41

с = 0,02

Грунт земляного полотна - песок мелкий

Егр = 100 =380

Егр = 100

? = 31

с = 0,003

Егр = 100 =380

Егр = 100

? = 31

с = 0,003

Расчетный диаметр D и давление p принимаем из [18,таблице 6.9]: D=0,37 м; p = 0,6 МПа (группа нагрузок - А2). В соответствии с группой нагрузок новую дорожную одежду рассчитываем по следующим критериям:

- допускаемому упругому прогибу;

- сопротивление сдвигу в грунтах и в неукрепленных материалах;

- сопротивление слоев из монолитных материалов усталостному разрушению при растяжении.

7.5 Расчёт дорожной одежды по упругому прогибу

Расчёт дорожной одежды по упругому прогибу производим снизу вверх, определяя общий модуль упругости конструкций дорожных одежд с использованием графика [18,стр.18,рис.6.2]. Согласно 18,стр.11,табл.6.5 коэффициент надежности для автодороги IV технической категории Кн=0,90, коэффициент прочности Кпр=0,95.

Общий модуль упругости Еiобщ определяется с использованием соотношений:

(7.4)

(7.5)

где hi - толщина i-го слоя, см;

Д - диаметр круга, эквивалентного площади контакта шины расчётного автомобиля с покрытием, см;

Еi+1общ - общий модуль упругости на поверхности i-го слоя, МПа;

Еi - модуль упругости i-го слоя, МПа.

Расчётное значение модуля упругости грунта определяется по формуле:

Егр=Eгр· ( 1 - ?·?Е) (7.6)

где Eгр - нормативное значение модуля упругости грунта,

?Е - коэффициент вариации модуля упругости грунта, ?Е=0,1;

? - коэффициент нормативного отклонения, зависящий от уровня проектной надёжности; ? = 1,32

Егр=100· (1-1,32·0,1)=87МПа.

Произведём расчёт прочности дорожной одежды по упругому прогибу для I варианта конструкции дорожной одежды:

Определим общий модуль упругости на поверхности первого слоя.

Расчет дорожной одежды производим послойно снизу вверх с помощью номограммы [18, с. 32, рисунок 6.1].

На поверхности третьего слоя:

h4/Д=24/37=0,65; Е4/Е3= 87/180 =0,48.

По номограмме Еобщ на поверхности третьего слоя

Еобщ3/Е3=0,77; Еобщ3=180·0,77=139 Мпа.

На поверхности второго слоя:

h/Д=10/37=0,27; Еобщ3/Е2=139/900=0,15.

По номограмме Еобщ на поверхности второго слоя

Еобщ2/Е2=0,20; Еобщ2=900·0,20=180 Мпа.

На поверхности первого слоя:

h/Д=6/37=0,16; Еобщ2/Е1=180/2400=0,08.

По номограмме Еобщ на поверхности первого слоя

Еобщ1/Е1=0,13; Еобщ1=2400·0,13=312 МПа

Коэффициент прочности по упругому прогибу для I-го варианта конструкции дорожной одежды, равный Еобщ / Етр = 312/ 281 = 1,11, больше минимального требуемого значения Ктрпр = 0,95.

Произведём расчёт прочности дорожной одежды по упругому прогибу для II варианта конструкции дорожной одежды:

На поверхности третьего слоя:

h5/Д=24/37=0,65; Е4/Е3= 87/180 =0,48.

По номограмме Еобщ на поверхности третьего слоя

Еобщ3/Е3=0,77; Еобщ3=180·0,77=139Мпа.

На поверхности второго слоя:

h/Д=5/37=0,14; Еобщ3/Е2=139/1400=0,10.

По номограмме Еобщ на поверхности второго слоя

Еобщ2/Е2=0,15; Еобщ2=1400·0,12=168Мпа.

На поверхности первого слоя:

h/Д=6/37=0,16; Еобщ2/Е1=168/2400=0,07.

По номограмме Еобщ на поверхности первого слоя

Еобщ1/Е1=0,12; Еобщ1=2400·0,12=288 Мпа.

Коэффициент прочности по упругому прогибу, для II-го варианта конструкции дорожной одежды, равный Еобщ / Етр = 288 / 281 = 1,02, больше минимального требуемого значения Ктрпр = 0,95.

Таким образом, оба варианта конструкции дорожной одежды удовлетворяют требованиям прочности дорожной одежды по упругому прогибу.

7.6 Расчет грунтов земляного полотна и неукрепленных материалов конструктивных слоев дорожной одежды на сдвигоустойчивость

Чтобы под воздействием транспортных нагрузок в грунте земляного полотна и в неукрепленных материалах дорожной одежды не возникали деформации сдвига, необходимо выполнение следующего условия прочности:

(7.7)

где - требуемый коэффициент прочности дорожной одежды.

Тпр - предельная величина активного напряжения сдвига в расчетной (наиболее опасной) точке конструкции, МПа,

Tпр =CK1K2 (7.8)

где С - сцепление в грунте земляного полотна (или в песчаном слое), МПа;

К1 - коэффициент учета особенностей работы рассчитываемого слоя (грунта) на границе с вышележащим слоем дорожной одежды;

К2 - коэффициент запаса на неоднородность условий работы дорожной одежды, определяемый по графику, в зависимости от количества расчетных нагружений за сутки Nсут, определяемых по формуле

Nсут = ?Nр / (ТрдгТсл) (7.9)

где Tа - расчетное активное напряжение сдвига (часть сдвигающего напряжения, не погашенное внутренним трением) в расчетной (наиболее опасной) точке конструкции от действующего временного нагружения,

Та=аp + ?в (7.10)

где а - активное напряжение сдвига от действия единичного нагружения, определяемое по номограммам;

p - расчетное давление колеса на покрытие, МПа;

?в - активное напряжение сдвига от собственного веса дорожной одежды.

При расчетах многослойная дорожная конструкция приводится к двухслойной расчетной модели. При расчете сдвигоустойчивости грунта земляного полотна за нижний слой принимается грунт земляного полотна (с учетом его влажности), а за верхний - вся дорожная одежда толщиной hв, равной сумме толщин слоев дорожной одежды.

Модуль упругости верхнего слоя дорожной одежды Ев, МПа, принимается как средневзвешенный модуль пакета слоев, который рассчитывается по формуле

(7.11)

где n - количество слоев дорожной одежды, шт.;

Еi - модуль упругости i-го слоя, МПа;

hi - толщина i-го слоя, м.

При расчете сдвигоустойчивости неукрепленных материалов конструктивных слоев оснований дорожных одежд с помощью номограмм, каждому слою присваиваются характеристики Сn и ?n. Модуль упругости принимается равным общему модулю упругости на поверхности рассчитываемого слоя; толщина верхнего слоя модели принимается равной общей толщине слоев, которые лежат над песчаным слоем, а модуль упругости Ев рассчитывается как средневзвешенное значение для этих слоев по формуле (7.11).

При расчете несвязных слоев дорожных одежд по условию сдвигоустойчивости значения модулей упругости материалов, которые содержат органическое вяжущее, определяется при температуре 20 °С.

Значение динамического модуля упругости асфальтобетонов при расчете на многократное воздействие транспортной нагрузки принимается в соответствии с составом и маркой битума из [18, приложение В]. При расчете на статическое действие нагрузки принимаются модули упругости материалов, соответствующие длительности действия нагрузки не менее 600 с, из [3, приложение В].

Расчет дорожных одежд по критериям сдвига в грунте земляного полотна, а также в песчаных материалах промежуточных слоев дорожной одежды производится в такой последовательности:

а) из [18, приложение В] назначаются расчетные модули упругости слоев из асфальтобетона при температуре 20 °С. Расчетные прочностные характеристики С и ? грунта земляного полотна и песка подстилающего слоя дорожной одежды (если такой есть) принимаются с учетом расчетной влажности.

Другие расчетные характеристики грунта и материалов принимаются те же, что и в расчете по упругому прогибу;

б) из [18, рисунки 6.3 и 6.4] определяется активное напряжение сдвига а от одиночного кратковременного нагружения, для чего многослойная дорожная конструкция приводится к двухслойной расчетной модели;

в) по формуле (7.8) определяется предельное активное напряжение сдвига Тпр, возникающее в грунте земляного полотна или в песчаных слоях дорожной одежды;

г) по формуле (7.9) находится активное напряжение сдвига Та, возникающее в грунте земляного полотна;

д) по условию (7.7) проверяется выполнение условия прочности;

е) при необходимости, изменяя толщину конструктивных слоев, подбирается конструкция, которая отвечает условию (7.7).

Производем расчет на сдвигоустойчивость грунтов земляного полотна. Многослойную конструкцию дорожной одежды приводим к двухслойной расчетной модели: за нижний слой принимаем грунт земляного полотна (с учетом влажности), за верхний - всю дорожную одежду толщиной hв, равной сумме толщин слоев дорожной одежды. Расчетная температура воздуха 20 °С.

По первому варианту дорожной одежды

а) в щебеночной смеси оптимального состава ЩОС 2:

Модуль упругости верхнего слоя дорожной одежды Ев, МПа, рассчитываем по формуле (7.11):

Определяем отношения:

h/Д=40/37=1,09; Eср/Егр=873/87=10,0

По номограмме [18, рисунок 6.4], определяем - активное напряжение сдвига от единичного нагружения в нижнем слое двухслойной системы:

= 0,018 МПа.

Активное напряжение сдвига от собственного веса дорожной одежды ?в определяем по номограмме, представленной на [18, рисунок 6.5]: ?в =-0,0005МПа.

По формуле (7.10) определяем активное напряжение сдвига:

Та = 0,018 · 0,6 - 0,0005 = 0,0103 МПа.

Количество расчетных нагружений за сутки определяем по формуле (7.9).

При ?Nр = 1200120 шт. ; Трдг = 125 сут и Тсл = 8лет

Nсут =1200120/ (125 · 8) = 800шт./сут.

Предельную величину активного напряжения сдвига в расчетной точке конструкции определяем по формуле (7.8). При С = 0,008МПа; K1 = 6,0 [18, таблица 6.16]; K2 = 1,09 [18, рисунок 6.2]

Тпр = 0,008 · 6,0 · 1,09 = 0,05 МПа.

Для обеспечения сдвигоустойчивости должно выполняться условие (7.7), т. е.

При = 1,00

0,0103 · 1,00 = 0,0103 < 0,05.

Условие выполняется, следовательно, конструкция дорожной одежды обеспечивает требуемую прочность по сдвигу в щебеночной смеси оптимального состава ЩОС 2.

б) в черном щебне:

Расчет производим аналогично

.

Определяем отношения:

h/Д=16/37=0,43; Eср/Еподст=1913/180=10,6

= 0,020МПа; ?в = -0,0025 МПа.

Та = 0,020 · 0,6 - 0,0025 = 0,0095 МПа.

Тогда при С = 0,02 МПа; K1 = 6,0; K2 = 1,09

Тпр = 0,005 · 6,0 · 1,09 = 0,0327 МПа.

Проверяем условие (7.7):

0,0095 · 1,00 = 0,0095 < 0,0327.

Условие также выполняется.

По второму варианту дорожной одежды:

а) в щебеночной смеси оптимального состава ЩОС 2:

Модуль упругости верхнего слоя дорожной одежды Ев, МПа, рассчитываем по формуле (7.11):

Определяем отношения:

h/Д=35/37=1,94; Eср/Егр=843/87=9,69

По номограмме [18, рисунок 6.4], определяем - активное напряжение сдвига от единичного нагружения в нижнем слое двухслойной системы:

= 0,016 МПа.

Активное напряжение сдвига от собственного веса дорожной одежды ?в определяем по номограмме, представленной на [18, рисунок 6.5]: ?в =-0,0005МПа.

По формуле (7.10) определяем активное напряжение сдвига:

Та = 0,016 · 0,6 - 0,0005 = 0,0091 МПа.

Количество расчетных нагружений за сутки определяем по формуле (7.9).

При ?Nр = 1200120 шт. ; Трдг = 125 сут и Тсл = 8 лет

Nсут =1200120/ (125 · 8) = 800шт./сут.

Предельную величину активного напряжения сдвига в расчетной точке конструкции определяем по формуле (7.8). При С = 0,008МПа; K1 = 6,0 [18,таблица 6.16]; K2 = 0,91 [18, рисунок 6.2]

Тпр = 0,008 · 6,0 · 0,91 = 0,04 МПа.

Для обеспечения сдвигоустойчивости должно выполняться условие (7.7),

т. е.

При = 1,00

0,0091 · 1,00 = 0,0091 < 0,04. Условие выполняется, следовательно, конструкция дорожной одежды обеспечивает требуемую прочность по сдвигу в щебеночной смеси оптимального состава ЩОС 2.

7.7 Расчет монолитных слоев на сопротивление усталостному разрушению при растяжении

В монолитных слоях дорожной одежды из асфальтобетона возникающие при изгибе одежды напряжения под действием повторных кратковременных нагрузок не должны вызывать нарушения структуры материала и приводить к образованию трещин, т.е. должно быть обеспечено условие

Кпр ? Rдоп / ?r (7.12)

где Кпр - требуемый коэффициент прочности с учетом заданного уровня надежности;

Rдоп - предельное допустимое растягивающее напряжение материала слоя с учетом усталостных явлений;

?r - наибольшее растягивающее напряжение в рассматриваемом слое, устанавливаемое расчетом.

Допустимое растягивающее напряжение при изгибе асфальтобетона

, (7.13)

Ru - среднее значение сопротивления слоя растяжению при изгибе, МПа [2];

t - коэффициент нормативного отклонения Ru, принимаемый в зависимости от уровня надёжности t =1,06 [2];

Cv - коэффициент вариации прочности на растяжение при изгибе, Cv = 0,1;

Ky - коэффициент усталости, учитывающий повторность нагружения, определяемый согласно Ку=1,1 [18,стр.46,рис..Г1];


Подобные документы

  • Обоснование необходимости капитального ремонта участка автомобильной дороги: климатические и геологические особенности района. Проектирование продольного профиля дороги; выбор и расчет конструкции дорожной одежды. Организация и технология земляных работ.

    дипломная работа [1,3 M], добавлен 27.03.2014

  • Природно-климатические условия района расположения трассы и условия прогнозирования работ по ремонту участка дороги. Дорожно-строительные материалы и организация технологии производства работ по капитальному ремонту автомобильной дороги. План потока.

    курсовая работа [127,2 K], добавлен 11.06.2015

  • Краткая характеристика района строительства. Определение пикетажного положения главных точек трассы и составление ведомости углов поворота в плане. Конструирование водопропускных труб. Проектирование продольного профиля. Подсчет объемов земляных работ.

    курсовая работа [1,0 M], добавлен 09.06.2013

  • Общие вопросы проектирования и технологии строительства земляного полотна, условия производства работ. Составление дорожно-климатического графика. Разработка проекта возведения земляного полотна для автомобильной дороги III категории протяженностью 10 км.

    курсовая работа [1,2 M], добавлен 09.11.2013

  • Проектирование основных элементов автомобильной дороги Солнечный-Фестивальный в Хабаровском крае. Расчеты направлений, углов поворота, элементов закруглений, параметров земляного полотна, разбит пикетаж и составлена ведомость элементов плана трассы.

    курсовая работа [39,4 K], добавлен 12.08.2008

  • Разработка участка принципиально новой автомобильной дороги Рогачев-Быхов-Могилев. Составление продольного профиля и плана трассы. Построение поперечного профиля земляного полотна и проектировка дорожной одежды. Инженерное обустройство участка дороги.

    дипломная работа [861,9 K], добавлен 08.12.2011

  • Основы тягового расчета движения автомобилей. Расчет отгона виража и составной кривой. Обоснование ширины проезжей части, земляного полотна и технической категории автомобильной дороги. Пропускная способность полосы движения и загрузка дороги движением.

    курсовая работа [420,3 K], добавлен 02.06.2009

  • Организация и технология производства работ по восстановлению автомобильной дороги методом холодного ресайклинга. Организация и технология производства работ по капитальному ремонту. Строительство асфальтобетонного покрытия. Калькуляции затрат труда.

    дипломная работа [270,3 K], добавлен 19.06.2015

  • Определение основных технических нормативов проектируемой автомобильной дороги. Проектирование кюветов и закругления с симметричными переходными кривыми. Нанесение геологического профиля. Расчет проектной линии, ширины проезжей части и земляного полотна.

    курсовая работа [301,2 K], добавлен 23.02.2016

  • Определение технических нормативов проектируемой дороги. Характеристика рельефа местности и выбор направлений трассы. Составление продольного профиля земли. Определение отметок контрольных точек. Обоснование типов поперечных профилей земляного полотна.

    курсовая работа [130,4 K], добавлен 11.01.2012

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.