Выбор наиболее оптимального варианта проложения трассы автомобильной дороги

Тип работы:
Курсовая
Предмет:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

1. Введение

Курсовая работа выполняется с целью обобщение и закрепления знаний, полученных из курса «Основы проектирования автомобильных дорог». Курсовое проектирование должно научить грамотно производить технические расчеты, освоить навыки и методы проектирования автомобильных дорог, творчески подходить к решению конкретных инженерных задач и широко использовать в своей работе техническую, нормативную и справочную литературу.

2. Характеристика природных условий района проектирования дороги

Климат.

Климат района умеренно-континентальный, характеризуется сухим жарким летом и продолжительной морозной зимой. Средняя температура июля 20,4 °С. Средняя температура января -10,4 °С. Абсолютный минимум температуры воздуха -41 °С, а максимум +40,5 °С. Таким образом, годовая амплитуда температур достигает в среднем 32 °C, максимальные колебания в многолетнем разрезе 82 °C.

Годовое количество осадков составляет 451 мм. Наибольшее количество осадков выпадает в теплую половину года. Зимой среднее количество дней с осадками составляет 20−30 мм в месяц.

Число дней со снежным покровом в среднем равно 176. Появляется снежный покров (средняя дата) 4 ноября. Образование устойчивого снежного покрова происходит 30 ноября, разрушение — 1 — 10 апреля. Высота снежного покрова от 16 до 67 см.

Средняя месячная относительная влажность воздуха наиболее теплого месяца — 60%; Средняя месячная относительная влажность воздуха наиболее холодного месяца — 86%;

Скорость ветра значительна во все сезоны, но летом она несколько меньше, чем в остальные сезоны.

Нормативная глубина промерзания суглинистых грунтов (согласно СНиП 23−01−99 «Строительная климатология») — 1,4 м.

Климатический район — IIIВ.

Снеговой район — III.

Расчетная снеговая нагрузка Sq — 180кгс/м2.

Ветровой район — III.

Нормативная ветровая нагрузка — 38 кгс/м2.

Гололедный район -III.

Рельеф.

Рельеф слабовсхолмлен, в небольшом колличестве присутствуют балки и овраги. Существенное понижения рельефа наблюдаются при приближении к рекам и озерам. В поймах рек наблюдается заболоченность. Высоты колеблются от 109,0 м до 126,0 м. Существенную роль в формировании поверхностного стока играют овраги. В отличие от балок, представляющих формы древней эрозии, овраги являются молодыми образованиями. Многие из них возникли и получили развитие за последние столетия. Склоны оврагов часто лишены почвенно-растительного покрова, и поэтому на них бурно протекают процессы смыва и размыва. Продукты смыва и размыва в виде наносов в огромном количестве поступают в балки и реки.

Основные черты строения поверхности определяются геологическим прошлым этой территории. В геологическом строении Приволжской возвышенности принимают участие отложения девонской, каменноугольной, юрской, меловой, третичной и четвертичной систем.

Растительность и животный мир.

Растительный покров участка, обусловленный нахождением в Среднехоперском физико-географическом районе Лесостепной провинции Окско-Донской низменности подзоны южной лесостепи, представляет собой сочетание деревьев, кустарников и лугового разнотравья. Широко распространены полезащитные лесополосы вдоль дорог и по границам полей, а противоэрозионные — вдоль балок и оврагов. Видовой состав древостоя представлен следующими породами: тополь, клен, ясень, акация, вяз, дуб, ветла и береза. Из хвойных, встречается сосна, реже ель. Кустарники представлены орешником и боярышником. Степная растительность, сохранившаяся на территориях, непригодных для использования в сельском хозяйстве, в своем составе наряду с разнотравьем содержит большое количество злаков — типчака (овсяницы), пырея и ковыля. Животный мир участка изысканий обеднен и трансформирован ввиду высокой хозяйственной освоенности территории. В основном это лисы, зайцы, грызуны и пернатые.

Грунтово-геологические и гидрологические условия.

В пределах участка изысканий встречаются два вида почв: черноземы типичные и выщелочные, мощность которых не превышает 0,5 м, и аллювиально-пойменные почвы, мощность которых местами достигает 1,2 м.

Самыми древними отложениями, встречающимися в этом районе, являются отложения девона. Они покрыты нижнемеловыми песками, которые выходят на поверхность только на берегах рек. Рельефообразующее значение в районе имеют мощные, до 100 м, рыхлые песчано-глинистые отложения, относящиеся к неогену, и покрывающие их флювиогляциальные пески, валунные (морена днепровского оледенения) и лессовидные суглинки. Из самых молодых отложений четвертичного периода наибольшее распространение имеют аллювиально-деллювиальные, повсеместно развитые на водоразделах и склонах Приволжской возвышенности. Литологически они представлены лессовидными суглинками и глинами.

Участок прохождения автодороги расположен на Приволжской возвышенности, для которой характерна сравнительно редкая, но глубокая расчлененность рельефа долинно-балочной сетью, превращающаяся в период снеготаяния и выпадения ливневых осадков во временную гидрографическую сеть, густота которой в основном превышает густоту речной сети.

Гидрография рассматриваемого района имеет ряд характерных особенностей, обусловленных климатическими условиями, геологическим строением, рельефом территории и почвами.

Все реки изучаемой территории типично равнинные, текут в хорошо разработанных руслах, направление течения в основном ориентировано с севера на юг. Водосбор рек невелик из-за небольшого количества осадков и большого испарения в летнее время. Поэтому важную роль в питании рек играют зимние осадки. Быстрое таяние снега весной вызывает бурный паводок. Зимой все реки замерзают, и питание осуществляется только грунтовыми подами.

3. Обоснование категории дороги и расчет технических нормативов

3.1. Установление технической категории дороги и назначение расчётной скорости движения автомобилей

Интенсивность движения транспортных единиц на перспективный 20 ый год эксплуатации дороги определяется по формуле:

N20=Nгр+Nлег+Nавт=500+1300+270=2070 авт/сут (3. 1)

где, Nгр — перспективная интенсивность движения грузовых автомобилей; Nлег — перспективная интенсивность движения легковых автомобилей; Nавт — перспективная интенсивность движения автобусов.

Автомобильная дорога по СНиП 2. 05. 02−85* относится к III категории с расчётной скоростью V=100 км/ч.

3.2. Технические и эксплуатационные характеристики автомобилей

Таблица 3. 1

Параметры

Буквенное обозначение

Грузовой автомобиль

Легковой автомобиль

ГАЗ 53А

ГАЗ 3102 «Волга»

1. Число осей

2

2

2. Число ведущих осей

1

1

3. Полный вес автомобиля с нагрузкой, кН

G

74. 00

18. 70

4. Полный вес автомобиля, кН

Gсц

55. 90

8. 90

5. Грузоподъёмность, кН

Г

40. 00

6. 50

6. Ширина колеи задних колёс, м

К

1. 690

1. 423

7. Ширина автомобиля, м

a

2. 380

1. 846

8. Длина автомобиля, м

L

6. 395

4. 960

9. Высота автомобиля, м

h

2. 220

1. 476

10. Максимальная мощность автомобиля, кВт

N

115

105

11. Число оборотов коленчатого вала, об/мин

n

3200

4750

12. Передаточное число в коробке передач

I передача

ik1

6. 55

3. 50

II передача

ik2

3. 09

2. 26

III передача

ik3

1. 71

1. 45

IV передача

ik4

1. 00

1. 00

V передача

ik5

-

-

13. Передаточное число главной передачи

i0

6. 83

3. 9

14. Максимальная скорость, км/ч

V

80

152

15. Механический КПД

h

0. 85

0. 9

16. Радиус качения колёс, м

rk

0. 45

-

3.3. Определение продольных уклонов

3.3.1. Определение наибольшего уклона по динамической характеристике расчётного автомобиля

Наибольший продольный уклон, преодолеваемый автомобилем, определяется из условия его движения на подъём на III передаче. При этом принимается допущение, что движение автомобиля происходит с равномерной скоростью, т. е. ускорение равно нулю. Уравнение движения автомобиля в этом случае имеет вид:

Д=f — i (3. 2)

где Д — динамический фактор; f — коэффициент сопротивления качению; i — продольный уклон дороги, ‰.

Наибольший продольный уклон при заданной скорости движения равен:

imaxmax — f (3. 3)

Расчёт наибольшего продольного уклона для расчётного грузового автомобиля выполняется с использованием математической зависимости эффективной мощности двигателя от частоты вращения коленчатого вала, предложенной С. Д. Лейдерманом:

Nv=Ne max(a?+b?2+?3) (3. 4)

где Ne max — максимальная мощность двигателя, кВт;? — отношение частоты вращения коленчатого вала двигателя автомобиля со скоростью V к частоте вращения при максимальной скорости; a, b, c — эмпирические коэффициенты уравнения, значения которых для двигателей грузовых автомобилей равны единице (a=1, b=1, c=1).

Наибольший продольный уклон при движении автомобиля на III передаче определяется в следующей последовательности:

а) По графикам динамических характеристик автомобилей находится скорость автомобиля на III передаче VIII=32 км/ч.

б) Определяется частота вращения коленчатого вала двигателя при скорости автомобиля VIII формуле

(3. 5)

где nv — частота вращения коленчатого вала, об/мин; VIII — скорость движения автомобиля, км/ч; i0 и ik3 — передаточные числа главной передачи и коробки передач; rk — радиус качения колёс автомобиля, м.

Определяется максимальная частота вращения коленчатого вала при движении автомобиля на прямой передаче по формуле

(3. 6)

где nmax — максимальная частота вращения коленчатого вала двигателя при движении автомобиля на прямой передаче; Vmax — максимальная скорость движения автомобиля на прямой передаче; i0 и ik4(5) — передаточные числа главной передачи и прямой передачи; rk — радиус качения колёс автомобиля, м.

в) Находится отношение частоты вращения коленчатого вала двигателя при скоростях VIII и Vmax:

(3. 7)

г) Определяется частота вращения коленчатого вала двигателя Nv по формуле (3. 4):

д) Определяется необходимая для вычисления динамического фактора сила тяги при скорости автомобиля на III передаче:

(3. 8)

где Ра — сила тяги, кН; Кр — коэффициент размерности (Кр=9,55);? — механический коэффициент полезного действия трансмиссии автомобиля (для грузовых двухосных принимается равным 0,9)

е) Определяется сила сопротивления воздуха по формуле

(3. 9)

где PW — сила сопротивления воздуха, H; F — лобовая площадь автомобиля, F=0. 77 BH; B — ширина автомобиля, м; H — автомобиля, м; K — коэффициент обтекаемости автомобиля, кг/м2 (K=0. 6).

ж) Вычисляется динамический фактор по формуле:

(3. 10)

где G — вес автомобиля, Н.

з) Определяется наибольший продольный уклон, который обеспечивает движение автомобиля с постоянной скоростью на III передаче:

imax=Д — fV =0,128−0,02=0,108 (3. 11)

fV=f0(1+0. 001(VIII — 50)) (3. 12)

где f0 — коэффициент сопротивления качению при скорости до 50 км/ч для а/б покрытия принимают равным 0,01−0,02; fV — то же, при скорости движения автомобиля от 50 до 150 км/ч.

Полученное значение уклона проверяется по условию сцепления. Динамический фактор при мокром и грязном покрытии определяется по формуле

(3. 13)

где? — коэффициент сцепления колеса с покрытием (?=0,2); Gсц — давление на заднюю ось, Н.

imax'сц — fV =0,148−0,02=0,128 (3. 14)

Для движения автомобиля без пробуксовки необходимо, чтобы выполнялось условие:

imax' > imax.

0,128 > 0,108 (3. 15)

Условие выполнено.

3.3.2. Максимальные продольные уклоны, преодолеваемые легковым автомобилем

Для расчётов используются графики динамических характеристик легковых автомобилей. Находится максимальное значение динамического фактора и скорости движения легкового автомобиля на каждой передаче. По формуле (3. 3) вычисляются максимальные значения продольных уклонов. Результаты расчётов записываются в табл. 3. 1

Таблица 3.1 Результаты расчётов максимальных продольных уклонов, преодолеваемых легковым автомобилем

Передачи

Значение Дmax

Величина fV

Скорость, км/ч

imaxmax — fV

I

0. 39

0. 01

20

0. 39−0. 01=0. 38=380‰

II

0. 25

0. 01

32

0. 25−0. 01=0. 24=240‰

III

0. 09

0. 01

79

0. 09−0. 01=0. 08=80‰

IV

0. 07

0. 01

77

0. 07−0. 01=0. 06=60‰

В соответствии со СНиП 2. 05. 02−85* максимальный продольный уклон для III технической категории, imax=50‰. Так как посчитанные максимальные продольные уклоны больше указанного в СНиП 2. 05. 02−85*, в дальнейших расчетах принимаем максимальный продольный уклон 50‰.

3.4. Расчет величины минимального радиуса кривой в плане.

Радиус кривой в плане, при котором возможно движение автомобиля с расчетной скоростью при условии устройства виража, переходных кривых и уширения проезжей части, определяется по формуле:

(3. 16)

где V — расчетная скорость движения для данной категории дороги, км/ч; iв — поперечный уклон проезжей части на вираже (принимается в соответствии с требованиями СНиП 2. 05. 02−85* табл. 8), ‰; µ - коэффициент поперечной силы, принимаемый по графику (рис 3. 1).

Рис. 3.1 График зависимости коэффициента поперечной силы от скорости движения автомобиля.

По условию видимости в ночное время минимальный радиус кривой вычисляется по формуле:

(3. 17)

где, S1 — расстояние видимости поверхности дороги, определенное по СНиП 2. 05. 02−85* (табл. 10) для заданной расчетной скорости движения, м;? — угол расхождения пучка света фар (?? 2°).

Наименьшие радиусы кривых в плане без устройства виража рассчитываются по формуле:

(3. 18)

где i1 — поперечный уклон проезжей части, ‰ (определяется по СНиП 2. 05. 02−85*, табл. 7)

В соответствии с табл. 10 СНиП 2. 05. 02−85* минимальный радиус в плане для расчетной скорости 100 км/ч составляет 600 м.

3.5. Определение расстояния видимости поверхности дороги и встречного автомобиля.

Расчетное расстояние видимости поверхности дороги находится из выражения:

(3. 19)

где, V — расчетная скорость движения по проектируемой автомобильной дороге; Кэ — коэффициент, учитывающий эффективность тормозов (для легкового автомобиля принимается К=1,3; для грузовых и автобусов — К=1,85); ?1 — коэффициент продольного сцепления, принимается равным 0,50; l0 — зазор безопасности, принимается равным 5−10 м.

В соответствии с табл. 10 СНиП 2. 05. 02−85* расстояние видимости поверхности дороги для расчетной скорости 100 км/ч составляет 200 м.

В дальнейших расчетах принимаем расстояние видимости поверхности дороги — 200 м Расчетное расстояние видимости встречного автомобиля находится по формуле.

(3. 20)

В соответствии с табл. 10 СНиП 2. 05. 02−85* расстояние видимости встречного автомобиля для расчетной скорости 100 км/ч составляет 350 м. В дальнейших расчетах принимаем расстояние видимости встречного автомобиля — 350 м.

3.6. Кривые в продольном профиле.

Радиусы вертикальных выпуклых кривых определяются из условия обеспечения видимости дорожного покрытия:

(3. 21)

где, S1 — расстояние видимости поверхности дороги, м; h — возвышение глаз водителя легкового автомобиля над поверхностью дороги, в расчетах принимается равным 1,2 м.

Радиусы вертикальных вогнутых кривых определяются из условия обеспечения видимости проезжей части в ночное время при свете фар. Расчет ведется по формуле:

(3. 22)

где hф — высота фар легкового автомобиля над поверхностью проезжей части, (hф=0,75 м);? — угол рассеивания пучка света фар (?? 2°).

Величина радиуса вертикальной кривой с учетом самочувствия пассажиров и перегрузки рессор определяется из выражения:

(3. 23)

где, а0 — центробежное ускорение, принимаемое равным 0,3−0,4 м/с2 для дорог I-III технических категорий, 0,5−0,7 м/с2 для дорог IV-V технических категорий.

3.7. Расчет ширины проезжей части и земляного полотна.

3.7.1 Определение пропускной способности одной полосы движения.

Пропускная способность одной полосы движения при условии отсутствия обгонов определяется по формуле:

(3. 24)

где, А — пропускная способность одной полосы движения, авт/ч; S — наименьшее расстояние между движущимися автомобилями, м; К — коэффициент снижения скорости движения автомобиля в потоке, принимается равным 0,3−0,5.

(3. 25)

где, l1 — длина автомобиля, м

Величина продольного уклона i принимается на спуске со знаком «-» на подъеме со знаком «+». На ровном участке i=0.

Пропускная способность одной полосы движения вычисляется отдельно для грузового и легкового расчетного автомобиля.

3.7.2. Определение числа полос движения

Количество полос движения (n) определяется по формуле:

(3. 26)

где N — суточная интенсивность движения, авт/сут; t — коэффициент для приведения суточной интенсивности движения к часовой (принимается равным 10).

3.7.3. Определение ширины одной полосы движения и ширины проезжей части

Для двухполосной дороги с двухсторонним движением ширина одной полосы определяется по формуле:

(3. 27)

где, а — ширина кузова автомобиля, м; К — ширина колеи автомобиля, м; х — расстояние от кузова автомобиля до оси проезжей части, м; y — ширина предохранительной полосы — расстояние до кромки покрытия, м.

Для двухполосной дороги величина:

(3. 28)

3.7.4. Определение ширины земляного полотна.

Для двухполосной проезжей части ширина земляного полотна вычисляется по формуле

,

(3. 29)

где d — ширина обочины, м (принимается по СНиП 2. 05. 02−85); d=2. 5 м.

В заключении этого раздела курсового проекта составлена таблица технических нормативов проектируемой дороги.

Таблица 3.2 Основные технические нормативы проектируемой дороги

Наименование показателей

единица измерения

значения показателей

по расчету

по СНиП 2. 02. 05−85*

принято в проекте

imax

60

50

50

Rmin

м

772

600

600

S1лег

м

140,1

200

200

S1груз

м

183,3

200

200

S2лег

м

168

350

350

S2груз

м

211,2

350

350

м

16 666,7

10 000

10 000

м

4938,3

3000

3000

П

м

3,63

3,5

3,5

4. Проектирование дороги в плане

В курсовом проекте были разработаны два варианта проложения трассы автомобильной дороги. Оба варианта предполагают обход сложных участков рельефа, таких как заболоченные места, балки, овраги и т. д. Варианты разработаны с учетом обхода населенных пунктов. Проектирование элементов плана выполнялось с учетом требований СНиП 2. 05. 02−85* для расчетной скорости 100 км/ч.

Вариант № 1

От точки, А трассу предлагается проложить на северо-восток в обход населенного пункта Беличи. На П К 5+61 трасса поворачивает налево. Величина ВУ1 составляет 28'' в этот угол поворота вписана кривая радиусом 1000 м и переходными кривыми по 100 м. На П К 8+62 трасса пересекает р. Беличка и идет на северо-запад до ПК 19+22, где она поворачивает направо. Величина ВУ2 составляет 87'' в этот угол поворота вписана кривая радиусом 1000 м и переходными кривыми по 100 м. На П К 18+62 трасса пересекает р. Голубую и движется на северо-восток в обход населенного пункта Вороново. Конец трассы (точка Б) находится на ПК 31+13. Общее протяженность трассы по данному варианту составляет 3,113 км. Количество углов поворота — 2 шт. Количество мостовых переходов — 2 шт.

Вариант № 2

От точки, А трасса проложена на восток в обход заболоченной местности. На П К 4+00, ПК 7+00, ПК 9+00 и ПК 25+00 наблюдаются пониженные места и предусматривается устройство водопропускных труб. На П К 8+24 трасса поворачивает налево на 5823''. В данный угол вписана кривая радиусом 1000 м и переходными кривыми по 100 м. На П К 14+70 трасса пересекает р. Голубую и идет на северо-восток. Конец трассы (точка Б) находится на ПК 28+75. Общее протяжение трассы по данному варианту составляет 2,875 км. Количество углов поворота — 1 шт. Количество мостовых переходов — 1 шт. Количество водопропускных труб — 4 шт.

дорога земляной встречный автомобиль

5. Проектирование дополнительных устройств на кривых малого радиуса.

5.1 Проектирование переходной кривой в плане дороги

Переходные кривые на автомобильных дорогах проектируют при радиусах менее 2000 м независимо от категории дороги.

1. Угол поворота ?=58023?, радиус кривой R=1000м. Определяются элементы круговой кривой Т, К, Б, Д.

(5. 1)

2. Длина переходной кривой по формуле:

(5. 2)

где V-расчетная скорость движения для данной технической категории, км/ч; J- нарастание центробежного ускорения, принимается J=0,5м/с2.

3. Вычисляется угол ?, образованный касательной в конце переходной кривой и осью абцисс, по формуле:

(5. 3)

4. Т.к. ??2?, то есть возможность разбивки переходных кривых.

5. Вычисляются величины основных элементов закругления с переходными кривыми:

· Параметр переходной кривой С определяется по формуле:

(5. 4)

· Координаты конца переходной кривой Xк, Yк:

(5. 5)

· Величина сдвижки:

(5. 6)

· Расстояние от начала переходной кривой до середины круговой кривой:

(5. 7)

· Тангенс переходной кривой:

(5. 8)

· Составная длина переходной круговой кривой:

(5. 9)

· Полная длина закругления:

(5. 10)

· Домер переходной кривой:

(5. 11)

· Биссектриса переходной кривой

(5. 12)

· Сокращение трассы за счет вписывания переходных кривых

(5. 13)

6. Устанавливается пикетажное положение характерных точек составной кривой

ПК ВУП-ТПК=2+54(ПК НПК)

ПК НПК+LПК=2+96(ПК КПК (НКК))

ПККПК (НКК)+КК=18+69(ПК ККК (НПК))

ПК ККК (НПК)+ LПК=19+24(ПК КПК)

Пикетажная отметка

Середины закругления

ПК КПК (НКК)+КК/2 =8+82(ПК середины КК)

Таблица 5.1 Координаты для разбивки переходных кривых

Номера точек

Пикет, +

Расстояние от начала переходной кривой, м

координаты для разбивки, м

X

Y

1

2+54

0

0

0

2

2+64

10

10

0

3

2+74

20

20

0,01

4

2+84

30

30

0,03

5

2+94

40

40

0,07

6

3+04

50

50

0,14

7

3+14

60

60

0,25

8

3+24

70

70

0,40

9

3+34

80

80

0,59

10

3+44

90

89,99

0,84

11

3+54

100

99,99

1,15

5.2 Проектирование виража на кривой

Для обеспечения устойчивости автомобиля при движении его с расчетной скоростью на кривых малого радиуса (менее 3000м) требуется устраивать вираж — односкатный поперечный профиль дороги с уклоном, направленным внутрь кривой. Вираж устраивают в пределах основной круговой кривой.

Постепенный переход от двухскатного к односкатному поперечному профилю дороги осуществляется в пределах переходных кривых. Этот участок называется отгоном виража.

· Определяется поперечный уклон виража согласно СНиП 2. 05. 02 85* iв=40‰.

· Длина отгона виража вычисляется по формуле:

(5. 14)

где Lотг — длина отгона виража, м; b — ширина проезжей части, м; iв — поперечный уклон виража, ‰; iдоп — дополнительный поперечный уклон наружной кромки проезжей части на участке отгона виража (принимается для дорог III категории не более 10‰).

Как правило, отгон виража устраивают на всей длине переходной кривой, тогда

Lотг=LПК=100 м,

iотг=biв/LПК=2*3,5*40/100=2,8‰ (5. 15)

где iотг — продольный уклон наружной кромки проезжей части в пределах отгона виража; LПК — длина переходной кривой.

· Вычисляется высота кромок и оси проезжей части относительно бровок земляного полотна:

(5. 16)

где, а — проектируемая ширина обочин, м; i2 — поперечный уклон обочины, ‰; i1 — поперечный уклон проезжей части, ‰; b — ширина проезжей части, м.

Проектирование отгона виража ведется в следующей последовательности:

а) За 10 метров до начала отгона виража внешняя обочина разворачивается вокруг кромки проезжей части, пока уклон будет равен уклону проезжей части. При этом бровка внешней обочины поднимается на высоту:

(5. 17)

б) Внешняя полоса проезжей части и обочина вращением вокруг оси дороги поднимается до тех пор, пока не будет достигнут уклон внутренней полосы проезжей части. Внешняя кромка проезжей части поднимается на высоту:

(5. 18)

Расстояние, на котором внешняя полоса проезжей части принимает уклон внутренней полосы, равно:

(5. 19)

Внешняя бровка земляного полотна поднимается на высоту:

(5. 20)

в) Увеличивается уклон односкатного поперечного профиля дороги за счет вращения вокруг внутренней кромки проезжей части до тех пор, пока не будет достигнут требуемый уклон виража. При этом внешняя кромка проезжей части поднимется на высоту:

(5. 21)

внешняя бровка () и ось проезжей части (h0) — на высоту:

(5. 22)

(5. 23)

Полные превышения характерных точек поперечного профиля в конце отгона виража вычисляются:

для оси H0=h0=0,07 м

для внешней кромки Hk=hkI+hkII=0,14+0,14=0,28 м

для внешней бровки земляного полотна

Hб= hбI +hбII+ hбIII=0,05+0,24+0,19=0,48 м

Продольные уклоны, с которыми поднимается в пределах отгона вираж:

— внешняя кромка проезжей части

i3=Hk/Lотг=0,28/100=2,8 ‰ (5. 24)

— внешняя бровка земляного полотна

i4=Hб/ Lотг=0,48/100=4,8 ‰ (5. 25)

— ось проезжей части

i0=H0/(Lотг-l1)=0,07/(100−50)=1,4 ‰ (5. 26)

г) Вся длина отгона виража Lотг делится на несколько равных участков по 10 м, для каждого сечения определяются превышения характерных точек поперечного профиля (бровок земляного полотна, кромок проезжей части и оси дороги) относительно нулевого сечения.

д) Расчеты оформляются в табличном виде. Результаты подсчета превышений над уровнем бровок заносятся в таблицу 5. 2:

Таблица 5.2 Расчет превышений над уровнем бровки

Номера сечений

Пикет, +

Расстояние от начала отгона виража, м

Превышение над уровнем бровки, м

Внешняя

Ось

Внутренняя

Бровка

Кромка

Кромка

Бровка

1

2+05

-10

0

0,1

0,17

0,1

0

2

2+15

0

0,05

0,1

0,17

0,1

0

3

2+25

10

0,098

0,128

0,17

0,1

0

4

2+35

20

0,146

0,156

0,17

0,1

0

5

2+45

30

0,194

0,184

0,17

0,1

0

6

2+55

40

0,242

0,212

0,17

0,1

0

7

2+65

50

0,29

0,24

0,17

0,1

0

8

2+75

60

0,338

0,268

0,184

0,1

0

9

2+85

70

0,386

0,296

0,198

0,1

0

10

2+95

80

0,434

0,324

0,212

0,1

0

11

3+05

90

0,482

0,352

0,226

0,1

0

12

3+15

100

0,53

0,38

0,24

0,1

0

5.3 Определение величины уширения проезжей части дороги на кривых

При движении по кривой автомобилю требуется большая ширина проезжей части, чем при движении на прямолинейном участке дороги. Величину необходимого уширения проезжей части на кривых рассчитывают по формуле:

(5. 27)

где l1 — длина автомобиля, м; R — радиус кривой в плане, м; V — расчетная скорость движения автомобиля для данной категории дороги, км/ч.

Отгон уширения устраивают в пределах переходных кривых.

6. Проектирование дороги в продольном профиле

При проектировании продольного профиля требуется учет следующих параметров:

1. Максимальный продольный уклон. Регламентируется СНиП.

2. Минимальные радиусы выпуклых и вогнутых кривых. Регламентируется СНиП.

3. Минимальный продольный уклон.

При проектировании дороги в насыпи величина минимального продольного уклона i=0‰ (горизонтально); для выемок — не менее 5‰.

4. Расстояния между переломами проектной линии.

Необходимость вписывания вертикальных кривых в переломы продольного профиля. Для дорог I, IIкат. Допускается не вписывать вертикальную кривую в перелом проектной линии, если алгеброическая разность смежных уклонов составляет не более 5‰; для IIIкат. — 10‰; для IV — 20‰.

5. Руководящая рабочая отметка.

При значительной глубине залегания грунтовых вод величина руководящей рабочей отметки назначается из условий снегонезаносимости дороги. Следует принимать возвышение бровки земляного полотна насыпи над расчетным уровнем снежного покрова (?h) не менее 0,6 м.

Расчетная высота снегового покрова в месте, где возводится насыпь (hs) составляет 0,7 м. Исходя из этого, высота незаносимой насыпи рассчитывается по формуле:

hр=hs+?h=0,7+0,6=1,3 м (6. 1)

Минимально допустимая высота насыпи у труб вычисляется по формуле:

hт=d+2?+?=2,0+2*0,14+0,5=2,78 м (6. 2)

7. Проектирование земляного полотна

В данном курсовом проекте применяются 3 типа поперечных профилей земляного полотна. Тип II «Насыпь высотой до 1. 0м», тип III «Насыпь высотой до 6. 0м», тип IX «Выемка глубиной до 5. 0м».

Продольный профиль запроектирован в Topomatik Robur 7.5.

Объёмы земляных работ посчитаны автоматизированным способом.

8. Дорожная одежда

Дорожной одеждой называется конструкция проезжей части, выполненная в виде одного или нескольких слоев для создания ровной и прочной поверхности. Верхние слои дорожной одежды, в которых возникают значительные напряжения сжатия и сдвига от тяжелых автомобилей, устраиваются из материалов, обладающих достаточной прочностью при всех колебаниях температуры и влажности. В нижних слоях можно максимально использовать местные каменные материалы.

В данном курсовом проекте толщина дорожной одежды назначается без расчета, 0. 8 м.

9. Сравнение вариантов трассы по технико-экономическим показателям.

Данные по сравнению вариантов сводятся в табл.9.1.

Табл.9. 1

Технические показатели

Измеритель

I вариант

II вариант

Преимущество

I вариант (±)

II вариант (±)

1. Длина трассы

км

3. 113

2. 875

-

+

2. Количество углов поворота

шт.

2

1

-

+

3. Средняя величина угла поворота

град.

57

58

+

+

4. Средний радиус кривой в плане

м

1000

1000

+

+

5. Максимальный радиус кривой в плане

м

1000

1000

+

+

6. Пересечение дорог

а) в одном уровне

б)в двух уровнях

шт.

шт.

-

-

-

-

+

+

7. Максимальный продольный уклон

12

12

+

+

8. Общая длина участков с максимальным продольным уклоном

км

-

-

-

-

9. Искусственные сооружения

а) трубы

б) мосты

шт.

п.м.

-

100

4

50

+

-

-

+

10. Пересечения

а) лесов

б) болот

км

км

0. 2

0

-

+

12. Объём земляных работ

а) насыпь

б) выемка

м3

м3

92 743

89 419

145 458

0

+

-

-

+

13. Стоимость 1 км дороги

руб.

В результате сравнения двух вариантов трассы по техническим показателям в данном курсовом проекте выбран второй вариант трассы. Главный минус первого варианта — это строительство двух мостов.

Протяженность трассы второго варианта меньше, с одним углом поворота. Потребуется строительство одного моста и несмотря на то, что объём земляных работ больше, целесообразнее применить второй вариант.

Библиографический список

1. Автомобильные дороги (примеры проектирования). — М.: Транспорт, 1983.- 301с.

2. Антонов Н. М. Проектирование и разбивка вертикальных кривых на автомобильных дорогах. — М.: Транспорт, 1968. — 199с.

3. Бабков В. Ф., Андреев О. В. Проектирование автомобильных дорог,

Ч.I. — М.: Транспорт, 1987. -367с.

4. Великанов Л. П. Эксплуатационные качества автомобилей. — М.: Транспорт, 1982. — 348с.

5. Митин Н. А. Таблицы для разбивки кривых на автомобильных

дорогах. — М.: Недра, 1971. -468с.

6. Митин Н. А. Таблицы для подсчета объемов земляного полотна автомобильных дорог. — М.: Транспорт, 1977. — 543с.

7. Земляное полотно автомобильных дорог общего пользования. Типовые материалы для проектирования 503−0-48. 87. — М.: Союздорпроект, 1987. -55с.

8. Дорожные одежды автомобильных дорог общей сети СССР. Типовые проектные решения. Серия 503−0-11. М.: Минтрансстрой СССР, 1976. -67с.

9. Справочник инженера-дорожника. Изыскания и проектирование автомобильных дорог. — М.: Транспорт, 1989. — 436с.

10. СНиП 2. 05. 02. 85*. Строительные нормы и правила. Автомобильные дороги. — М.: Госстрой СССР, 1985. — 68с.

11. ГОСТ Р 21. 1701−97. Система проектной документации для строительства. Правила выполнения рабочей документации автомобильных дорог. — М.: Госстрой России, 1997. — 29с.

12. Методические указания к выполнению расчетов по курсовому и дипломному проектированию для студентов специальности 291 000 — Автомобильные дороги и аэродромы /Воронеж. гос. арх. -строит. ун-т; Сост.: Т. В. Самодурова, Воронеж, 2004. — 24с.

13. Методические указания по оформлению чертежей в курсовых и дипломных проектах/ Воронеж. гос. арх. -строит. ун-т; Сост.: В. Г. Еремин.- Воронеж, 1998. — 30с.

14. Проектно-сметные расчеты с использованием табличных процессоров. Методические указания по выполнению расчетов при курсовом и дипломном проектировании для студентов специальности 291 000 — Автомобильные дороги и аэродромы /Воронеж. гос. арх. -строит. ун-т; Сост.: Т. В. Самодурова, О. В. Гладышева. — Воронеж, 2004. — 20с.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой