Проект на будівництво дорожньої розв"язки на автомобільній дорозі Київ-Чоп на км 119

Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Національний транспортний університет

Інститут економіки та бізнесу на транспорті

Кафедра будівництва та експлуатації доріг

ДИПЛОМНИЙ ПРОЕКТ

НА ТЕМУ: «Проект на будівництво дорожньої розв’язки на автомобільній дорозі Київ-Чоп на км 119»

Київ 2013

Реферат

Сторінок 103. Таблиць 18. Рисунків 4 .Літературних джерел 18.

Ключові слова: автомобільна дорога, дорожня розв`язка, водопропускна труба, земляне полотно, дорожній одяг, безпека руху, охорона навколишнього середовища. У дипломному проекті розроблено питання проектування дорожньої розв`язки на автомобільній дорозі Київ — Чоп на км 119. У ході роботи: проведено обґрунтування необхідності будівництва розв`язки; розроблено техніко-економічне порівняння розв`язок; розраховано конструкцію дорожнього одягу з використанням комп’ютерних технологій; розроблені питання проектування водопропускної труби; розроблені питання з організації дорожнього руху;розроблені питання з охорони праці.

Зміст Вступ

1. Характеристика району прокладання траси

1.1 Природні умови

1.2 Гідрологічна характеристика

1.3 Дорожньо-будівельні матеріали

2. Техніко-економічне обґрунтування будівництва ділянки дороги

2.1 Загальні відомості

2.2 Транспортно — економічна характеристика району будівництва

2.3 Обсяги перевезень, вантажопотоки, інтенсивність руху

2.4 Техніко-економічна ефективність

2.5 Технічні нормативи проектування

3. План дороги

3.1 Характеристика існуючої дороги

3.2 Підготовчі роботи

3.3 Відведення і рекультивація земель

4. Штучні спордуи

4.1 Визначення розрахункових витрат

4.2 Розрахунок труб

4.3 Відомість влаштування і укріплення бокових канав

5. Дорожній одяг

5.1 Вихідні дані

5.2 Розрахунок перспективної інтенсивності руху

5.3 Конструювання дорожнього одягу

5.4 Порівняння дорожнього одягу

6. Земляне полотно

6.1 Поздовжній профіль

6.2 Поперечні профілі

6.3 Попікетажний підрахунок обємів земляних робіт

7. Транспортна розв’язка в двох рівнях

7.1 Основні технічні нормативи

7.2 Порівняння дорожної розв’язки

8. Облаштування дороги

8.1 Дорожні знаки

8.2 Дорожня розмітка

9. Безпека дорожнього руху

10. Охорона навколишнього середовища

10.1 Оцінка впливів автодороги на навколишнє середовище

10.2 Визначення рівня шуму в населеному пункті

10.3 Заходи, щодо зменшення рівня шуму

10.4 Розрахунок рівня концентрації СО в повітрі

10.5 Заходи щодо забезпечення нормативного стану навколишнього середовища та екологічної безпеки

11. Охорона праці

11.1 Основні положення

11.2 Вимоги безпеки праці при проведенні підготовчих робіт

11.3 Вимоги безпеки праці при спорудженні земляного полотна

11.4 Вимоги безпеки праці при проведенні оздоблювальних і укріплювальних робіт

11.5 Вимоги безпеки праці при влаштуванні дорожнього одягу

11.6 Вимоги безпеки праці при розмітці проїздної частини

11.7 Експлуатація самохідних дорожніх машин та причіпних агрегатів

11.8 Загальні вимоги

12. Зведений кошторисно-фінансовий розрахунок Перелік посилань дорожній розв’язка водопропускний рух

Вступ Між галузями, які в найбільшій мірі впливають на народногосподарський комплекс держави в цілому, на рішення проблем по інтенсифікації економіки, значне місце належить такій галузі, як транспорт. Велика роль в удосконаленні цілісного народногосподарського комплексу України відводиться технічному переобладнанню і підвищенню ефективності роботи всіх галузей виробничої інфраструктури. Особлива увага при цьому повинна приділятися розвитку цілісної транспортної системи, поступове удосконалення всіх її складових, а також створення розвинутої мережі упорядкованих автомобільних доріг високої якості.

Існуюча ділянка дороги має параметри ІV категорії. На двадцятирічну перспективу інтенсивність руху очікується 23,295 тис. авт/добу, приведених до легкового автомобіля, проектна ділянка віднесена до 1-б категорії з такими параметрами:

— ширина земляного полотна — 27,5 м;

• — ширина проїзної частини — 7,5×2 м;
• — ширина розділювальної смуги — 5,0 м;
• — дорожній одяг з удосконаленим капітальним типом покриття. Параметрами дороги прийняті згідно з.
• 1. Характеристика району прокладання

Траси

1.1 Природні умови

Житомирська область розташована на півночі України в межах Українського полісся. В геоструктурному відношенні територія області знаходиться у межах Пн.-Зх. частини Українського щита (переважно Волино-Подільського блоку).

У районі будівництва переважає зандрова слабо хвиляста рівнина з незначними коливаннями висот і наявністю мікро западин.

Ділянка дороги, що проектується, розташована в межах V дорожньо — кліматичної зони з надмірним зволоженням в окремі періоди року.

Клімат району помірно — континентальний і характеризується наступними даними :

— середньорічна температура повітря — + 6,7 ⁰ С;

— найменша — 36,0 ⁰ С ;

— найбільша — + 38,0 ⁰ С;

— найтепліший місяць — липень ;

— з середньою температурою — + 18,9 ⁰ С;

— найхолодніший місяць — січень ;

— з середньою температурою — 5,0 ⁰ С ;

— річна кількість опадів з яких 70%

рідкі - 683 мм ;

— добовий максимум опадів — 110 мм ;

— середні дати утворення і руйнування стійкого снігового покриву — 12,12 і 09,03 ;

— середня висота снігового покриву — 19 см ;

— висота при 5% повторюваності - 24 см ;

— глибина сезонного промерзання ґрунтів — 1,0 м ;

1.2 Гідрогеологічна характеристика

Гідрографічна сітка густа, на території області протікає 221 річка завдовжки 10 км кожна. Всі вони належать до басейну Дніпра. Найбільші: притоки Дніпра — Тетерів з Гнилоп’яттю Гуйвою та Іржею; Ірпінь і Здвиж.

Пересічна густота річкової сітки 0,36 км/км.Для річок області характерне мішане живлення з переважанням снігового. Понад 50% річкового стоку припадає на талі снігові води.

Ґрунтові води зустрінуті свердловинами в понижених місцях рельєфу на глибині 0,3−3,4 м. Сезонні коливання ґрунтових вод можливі у межах (0,1−0,5)м, у глинистих ґрунтах, та (0,3−1,0)м у пісках.

1.3 Дорожньо-будівельні матеріали

Для забезпечення будівництва ділянки автомобільної дороги, кам’яний матеріал рекомендується завозити з Коростишівського спец. кар'єра Житомирської області. Кам’яний матеріал — граніт. Кар'єр випускає щебінь наступних фракцій: 5 — 10; 10 — 20; 20 — 40; 40 — 70

Фізико механічні властивостей гранітів:

— щільність (об'ємна вага) — 2.6 — 2.7т/м³

— пористість — 0.4 — 0.6%

— водопоглинання — 0.04 — 1.5%

— коефіцієнт морозостійкості - 0.8 — 0.96

— стирання в барабані Деваля — 2.4 — 4.0%

. Резерв ґрунту розміщений на км 138+00 з правої сторони від дороги Київ-Чоп. Ґрунти резерву представлені супісками щільними пилуватими, твердої консистенції, нижче рівня ґрунтової води — м’яко пластичної і текучопластичної консистенції. Зверху суглинки перекриті ґрунтово — рослинним шаром — чорноземом, потужністю — 0.3 … 2.0 м. Запаси ґрунту підраховані методом середнього арифметичного і складають — 1 137 500 м³

Ґрунти знаходяться в розпушеному стані, дуже сухі і характеризуються наступними фізико — механічними показниками:

- істинна вологість W = 10% ;

— щільність ґрунту p = 1.63г/см³ ;

— вологість ґрунту на границі текучості W_l = 32% ;

— вологість ґрунту на границі розкочування W_р = 23% ;

— число пластичності ?_р= 9 ;

— показник текучості ?l = 0 ;

— гранулометричний склад ;

0.25 — 0.1 — 1%

0.10 — 0.05 — 17%

0.05 — 0.01 — 50%

0.01 — 0.00 — 12%

0.005 — 20%

За гранулометричним складом та пластичністю ґрунти відносяться пісків важких, пилуватих:

— вміст гумусу — 0.8% ;

— оптимальна вологість W_opt = 20% ;

— максимальна щільність сухого ґрунту pd_max = 1.64 г/см³.

Використання таких ґрунтів можлива в насипах автомобільної дороги в сухих місцях, за виключення ділянок з 2 та 3 типом місцевості по умовам зволоження. Враховуючи, що вказані ґрунти знаходяться в сухому стані, в проекті виконання робіт необхідно передбачити до зволоження ґрунтів на 10% до оптимальної вологості, яка рівна 20%.

2. Техніко-економічне обґрунтування доцільності реконструкції ділянки дороги

2.1 Загальні відомості

Автомобільна дорога загальнодержавного значення Київ-Чоп пролягає по території Житомирської, Київської та інших областей України, по найкоротшій відстані пересікає територію держави з сходу на захід і забезпечує не тільки транспортно — економічні зв’язки західних і східних областей України., а й транзитні міждержавні перевезення сусідніх західних держав.

Геометричні параметри дороги відповідають в основному нормам 2 категорії, які не задовольняють вимоги руху існуючого автотранспорту.

Існуюча середньорічна добова інтенсивність руху по дорозі складає 14 404 автомобілів. Щорічний приріст інтенсивності руху — сягає 3.0%. В загальному транспортному потоці частка автобусного руху складає 2%, легкового — 61%, вантажного — 37%.

У відповідності до вимог існуючу автомобільну дорогу необхідно реконструювати по параметрам 1- б категорії.

2.2 Транспортно — економічна характеристика району будівництва

Основний вплив на завантаження ділянки, що проектується, має економіка Києва та Житомира, яка характеризується високо розвинутою промисловістю, а також сусідніх міст та їх районів.

Економіка району прокладання представлена підприємствами машинобудівної, машинообробної, харчової, легкої, рибної, деревообробної і промисловості будівельних матеріалів. Основні з цих підприємств розміщені в місті Житомир та Київ.

Основною виробничою спеціалізацією сільського господарства являється рослинництво: зернові культури, цукрові буряки, соняшники та інше. Розвинуте продуктивне м’ясомолочне скотарство, птахівництво, свинарство, вівчарство.

Район характеризується сприятливими природно — кліматичними умовами для організації місцевого відпочинку.

2.3 Обсяг перевезень, вантажопотоки, інтенсивність руху

Інтенсивність руху на 2011 р. по напрямку КИЇВ — ЧОП складає 14 404 авт/добу у фактичних одиницях, втому числі

легкових автомобілів — 61%

вантажних автомобілів — 37%

автобусів — 2%

За формулою складних процентів можна спрогнозувати зростання інтенсивності руху автомобілів по дорозі на перспективний період планування (20 років):

N_t = N₀ (1 + B)^t, (2.1)

де: N_t, N₀ — інтенсивності руху відповідно в t-й і поточний роки

B — щорічний приріст інтенсивності руху

t — кількість років перспективного періоду

Розрахунки для приведення інтенсивності до легкового автомобіля подані в табл. 2.1.

Таблиця 2.1-Склад транспортного потоку з м. Чоп

Проводимо розрахунок перспективної інтенсивності руху на дорожній розв’язці, для цього спочатку приведемо інтенсивність до легкового автомобіля по всіх напрямках руху, результати розрахунків подані в табл. 2.2; 2.3; 2.4.

Розрахунок перспективної інтенсивності проводимо за табл. 34 [ 1 ]

всі розрахункові дані зводимо в табл. 2.5; 2.6;

Таблиця 2.2 -Склад транспортного потоку та перспективна інтенсивність руху з Києва

Таблиця 2.3-Склад транспортного потоку та перспективна інтенсивність руху з Житомира

Таблиця 2.4-Склад транспортного потоку та перспективна інтенсивність руху з Вінниці

Таблиця 2.5- Перспективна інтенсивність руху на транспортній розв’язці

2.4 Техніко-економічна ефективність реконструкції

Для визначення економічної ефективності капіталовкладень при реконструкції доріг враховуємо:

· витрати на реконструкцію а/д;

· витрати на експлуатацію а/д;

· економію транспортних витрат.

Капітальні вкладення на реконструкцію автомобільної дороги визначаємо по середнім значенням по Україні за 1 км. дороги. Для реконструкції з ІІ категорії у І категорію — 170 000 у.о.

Витрати на експлуатацію 1 км. дороги, визначаються як середньостатистичні по Україні.

І категорія — 300 у.о.;

ІІ категорія — 250 у.о.;

Економія транспортних витрат залежить від часу проїзду автомобіля по визначеній ділянці дороги:

(годин), (2.2)

де t — час проїзду одного автомобіля по дорозі (год.);

t_і — час проїзду одного автомобіля по ділянці дороги з постійними дорожньо-транспортними умовами.

Ділянки автомобільної дороги з постійними дорожньо-транспортними умовами визначаються по поздовжнім похилам, ширини проїзної частини, наявності горизонтальних кривих та інтенсивності руху. Необхідною умовою є те що по довжині ділянки ці показники не змінюються.

Час проїзду автомобіля по данні ділянці дороги визначається як до так і після реконструкції на основі графіку швидкості.

Транспортні витрати до і після реконструкції розраховуються за один рік.

(2.3)

де N — добова інтенсивність руху;

с — вартість 1 авто/год.

Приймаємо, що вартість 1 авт/год © дорівнює 2 у.о.

Економія щорічних транспортних витрат складає;

(2.4)

де Т_до — щорічні транспортні витрати до реконструкції;

Т_після — щорічні транспортні витрати після реконструкції.

Швидкість руху розраховується на кожній ділянці автомобільної дороги. Послідовно виявляється вплив кожного дорожнього показника на швидкість транспортного потоку. І для подальших розрахунків приймається мінімальна швидкість для цієї ділянці автомобільної дороги.

До дорожніх умов відносяться:

V_в — категорія дороги (ширина проїзної частини);

V_R — радіус горизонтальних кривих, м.;

V_i — поздовжній похил (частка одиниці);

V_p — рівність покриття (см/км);

V_об — обмеження швидкості руху.

Середня швидкість вільного руху визначається в залежності від категорії дороги і складу транспортного потоку:

(2.5)

де a, b, e, d — частка одиниці різних типів автомобілів в транспортному потоці відповідно легкових, вантажних автомобілів, автобусів автопотягів;

— відповідно середні швидкості руху легкових, вантажних автомобілів, автобусів та авто потягів.

для другої категорії =77*0,61*+63*0,235+66*0,02+63*0,135=72км/год для першої категорії

=84*0,61*+65*0,235+68*0,02+66*0,135=76,8км/год Середня швидкість транспортного потоку, в залежності від радіусу горизонтальної кривої визначається:

(км/год), (2.6)

де R — радіус горизонтальної кривої (м.).

до реконструкції -29,25км/год після реконструкції радіуси горизонтальних кривих більші за 600 м. — швидкість обмежуватися не буде.

Середня швидкість транспортного потоку обмежуватися не буде так як його величина не перевищує 2%

Середня швидкість в залежності від рівності покриття:

(км/год), (2.7)

де р — показник поштовхоміра (см/км);

V₀ — середня швидкість що відповідає пропускній здатності (V₀=25 км/год).

Визначаємо швидкість транспортного потоку до реконструкції

При =300см/км =

При =250см/км V250=41,19км/год При =280см/км V280=39,6км/год При =200см/км V200=44,5км/год При =260см/км V260=40,6км/год Визначаємо швидкість транспортного потоку після реконструкції

При =70см/км V70=68,7км/год При =80см/км V80=65,9км/год При =85см/км V85=64,7км/год На основі цих залежностей будується графік середньої швидкості руху до і після реконструкції.

1-Графік середньої швидкості руху до реконструкції.

2- Графік середньої швидкості руху після реконструкції.

Час проїзду одним автомобілем ділянки дороги до реконструкції вираховуємо по формулі (2.2)

t=0.259+0.1 214+0.0025+0.01+0.0025+0.1 295+0.0112+0.0123+0.012+0.0022==0.081год=4,83хв Час проїзду одним автомобілем ділянки дороги після реконструкції

t=0.0016++0,015+0,15=0,046год.

Транспортні витрати до реконструкції вираховуємо по формулі (2.4)

Tдо=0.081*5202*365*5=768 985.7 у.о.

Транспортні витрати після реконструкції вираховуємо по формулі

Tпісля=0,046*7202*365*5=552 033,3 у.о.

Економія річних транспортних витрат буде становити

у.о.

Дорожні витрати розраховуються, за певний час, як без проведення робіт по реконструкції, так і з урахування робіт по реконструкції.

Додаткові дорожні витрати пов’язанні з проведенням реконструкції розраховуються за кожній рік:

(2.8)

де — дорожні витрати з урахуванням реконструкції за і-ий рік;

— дорожні витрати без проведення робіт по реконструкції за і-ий рік.

Дорожні витрати без проведення робіт по реконструкції розраховуються наступним чином:

(2.9)

де К — капітальні витрати;

d — експлуатаційні затрати;

— вартість першого середнього ремонту;

— вартість другого середнього ремонту;

— вартість капітального ремонту.

(2.10)

(2.11)

(2.12)

де — відповідно вартості експлуатаційних витрат, середнього і капітального ремонту.

Економія транспортних витрат:

(2.13)

де — щорічний приріст інтенсивності руху;

n — рік розрахунку.

Результати розрахунків зводимо в таблицю 2

Таблиця 2.6 — Дорожньо-транспортні витрати.

Строк окупності визначається на основі графіку з урахуванням середніх і капітальних ремонтів.

Графік окупності реконструкції автомобільної дороги Київ — Чоп

1 — капітальні витрати (кошторис) + експлуатаційні витрати;

4,5 — вартість середнього ремонту;

6 — вартість капітального ремонту;

7 — економія транспортних витрат;

К — вартість будівництва (реконструкції) автомобільної дороги;

Т — економія транспортних витрат в перший рік експлуатації;

t_ср1 — перший середній ремонт;

t_к1 — перший капітальний ремонт;

t_ср2 — другий середній ремонт;

t_ок — строк окупності.

Висновок: Таким чином строк окупності буде становити 2,5 роки, що менше ніж 8,4 — роки реконструкцію проводити доцільно

2.5 Технічні нормативи проектування

Технічні нормативи на проектування ділянки автомобільної дороги 1-б категорії у відповідності до вимог відповідають наступним величинам:

Таблиця 2.7 — Технічні параметри проектування

3. План дороги

3.1 Характеристика існуючої дороги

Початок ділянки дороги, що реконструюється, ПК 279 + 00.00 прийнято на експлуатаційному кілометрі 117 + 804 автомобільної дороги Київ-Чоп, кінець ділянки — ПК 310 + 00.00 відповідає кілометру 120 + 904. Довжина проектної ділянки складає 3,1 км.

Загальний напрям дороги на ділянці, що проектується, північно — західний. Ділянка, що проектується, повторює напрям існуючої дороги на всій протяжності, має два кути повороту величиною 55^о 11^й, 6^о 11^й в які вписані горизонтальні криві радіусами 1223,5 і 3090 метрів відповідно. В зв’язку з тим що зліва від дороги розміщені кабелі «ПЕТУС», поширення земляного полотна передбачається з правої сторони. Вісь розподільчої смуги розміщена на відстані 5.0 метрів від осі існуючого покриття .

Основні техніко — економічні показники плану траси:

загальна довжина — 3,100 км;

кількість кутів повороту — 2 шт;

радіуси заокруглення — 1223 і 3090 м.

Елементи кругових кривих, прямих, кутів повороту подані в таблиці 3.1

Таблиця 3.1- Відомість кутів повороту, прямих і кривих.

Контроль до відомості:

1) У К + У П = L_тр — 1278,39+325,38+105,73+478,49++914,77=3100м

2) У S — У Д = L_тр — 100,4+0,3+795,31+1330,91+1077,31=3100м

3) б_л — б_п = А_п — А_к 61⁰13^l = 61⁰13^l

3.2 Підготовчі роботи

Ділянка дороги, що проектується, проходить в межах землекористування Глибочицької сільської Ради Житомирського району Житомирської області.

В постійне відведення включені землі для розміщення елементів поперечного профілю дороги, а також для розміщення всіх елементів облаштування та благоустрою дороги.

Загальна площа постійного відведення земель становить 10.99 га. На тимчасове відведення включені землі, необхідні для складування ґрунтово-рослинного шару ґрунту, проїзду будівельної техніки, розміщення будівельної площадки резерву ґрунту. Загальна площа тимчасового відводу становить 15,5 га.

Перевлаштування інженерних комунікацій виконано у відповідності до діючих нормативів та правилам на будівництво повітряних і кабельних ліній, а також на основі технічних умов і погоджень, виданих їх власниками.

Для пропуску автомобільного руху в період будівництва передбачається влаштування об'їзних доріг. В якості об'їзної дороги також використовується частина покриття правого проїзду шириною 3.75 метра і укріпленої смуги шириною 2.25 метра.

3.3 Відведення і рекультивація земель

Реконструкція автомобільної дороги Київ-Чоп на дільниці км 127+804−131+000 передбачається в межах смуги відводу шириною 28-44 м. Вона знаходиться на балансі Адміністрації автомобільних доріг в Житомирській області, а тому відводу земель в постійне користування проектом не передбачається. Для зволоження укосів земляного полотна, влаштування перехідно-швидкісних смуг, підсипки узбіч та присипних берм дорожніх знаків використовується грунт із зосередженого резерву ґрунту загальною площею 10,0 га, який розташований на землях Глибочицької сільської Ради. Відвід земель в тимчасове користування під вищезгаданий зосереджений резерв ґрунту передбачено робочим проектом.

4. Штучні споруди

Штучні споруди на ділянці, яка ремонтується, представлені залізобетонними трубами в кількості 5 штук.

На ПК 284+50 для відведення води з площі, на якій розташована дорожня розв’язка, запроектована залізобетонна труба отвором 1,25 м довжиною 20,70 м. Розрахунок додається.

На ПК 292+09 існуюча залізобетонна труба отвором 1,25 м довжиною 22,40 м знаходиться в задовільному стані і відповідає вимогам пропуску розрахункових навантажень та витрат, але не відповідає параметрам дороги, що проектується.

В зв’язку з тим, що на вході довжини труб недостатньо для розміщення елементів земляного полотна, тому проектом передбачається розбирання існуючого оголовків і подовження труби згідно розрахунку.

На ПК 298+87 м існуюча залізобетонна труба отвором 1,5 м довжиною 28,9 м, яка відповідає вимогам пропуску розрахункових навантажень і розрахункових витрат, але не відповідає параметрам дороги, що запроектована, потрібно зробити подовження.

Укріплювальні роботи біля труби виконані із монолітного бетону. Труба та укріплення знаходяться в задовільному стані і придатні для подальшої експлуатації.

На ПК 301+92 існуюча залізобетонна труба отвором 1,5 м довжиною 22,45 м знаходиться в незадовільному стані і не відповідає вимогам пропуску розрахункових навантажень та витрат. Її потрібно замінити. Проектом передбачається її заміна. Для того щоб труба відповідала параметрам дороги, що проектується виконаємо відповідні розрахунки.

На ПК 306+81 існуюча залізобетонна труба отвором 1,0 м довжиною 21,2 м знаходиться в задовільному стані і відповідає вимогам пропуску розрахункових навантажень та витрат, але не відповідає параметрам дороги, що проектується.

В зв’язку з тим, що на вході довжини труб недостатньо для розміщення елементів земляного полотна, тому проектом передбачається розбирання існуючого оголовків і одного кільця з подальшим подовженням її трьома кільцями. ЗК 3.300 та влаштуванням укріплювальних робіт із монолітного бетону.

4.1 Визначення розрахункових витрат

Існуючі труби на ПК 360+82 і ПК 394+09 не спроможні пропустити об'єми поверхневих вод, тому їх необхідно перепроектувати.

Розрахункові витрати зливових вод визначаються за формулою:

Q_зл = 16.7 а_год К_t F ц, де

а_год — розрахункова інтенсивність зливи годинної тривалості для зливового району, мм/хв.; К_t - коефіцієнт переходу від інтенсивності зливи годинної тривалості до розрахункової; F — площа водозбірного басейну, км²; ц = (⁴v (10 F))^-1 — коефіцієнт редукції, що враховує неповноту стоку.

ПК 284+50,00

F₁ = 0.16 км²;

ц ₁ = (⁴v (10×0.16))^-1= 0.89;

Q_зл = 16.7×0.81×5.24×0.16×0.89 = 7.59 м³/с.

ПК 301+ 92.00

F₂ = 0.43 км²;

ц ₂ = (⁴v (10×0.43))^-1= 0.89;

Q_зл = 16.7×0.81×3.74×0.43×0.69 = 9.42 м³/с.

4.2 Розрахунок труб

Розміри залізобетонних труб приймаємо без врахування акумуляції води перед трубою. Тип оголовків труб — розтрубний з конічною вхідною ланкою.

Таблиця 4.1— Гідравлічні характеристики труб.

Перевіряємо режим протікання води через трубу (при безнапірному режимі - Н? 1.2 d):

284+ 50 — 2.06 < 2.4

301 + 92- 2.31 < 2.4

Отже, труби працюють в безнапірному режимі. Мінімальна відмітка брівки насипу визначається за формулою:

Н_min = Н_л + d + д +? м, де

Н_л — відмітка ложка, м;

d — діаметр труби, м;

д — товщина кільця труби, м;

? — засипка над трубою, м.

Рівень напірної води перед трубою визначається за формулою:

Р П В = Н_л + Н м, де

Н — глибина води перед трубою, м.

Таблиця 4.2— Мінімальна відмітка брівки насипу та РПВ

Довжину труб визначають за формулою:

L = В + 2 m (Н_нас — d — д) м, де

В — ширина земляного полотна, м;

m — коефіцієнт закладення укосів, м;

Н_нас — висота насипу над трубою, м.

Повна довжина труби визначається за формулою:

L_тр = L + 2 М м, де

М — довжина оголовка, м.

Таблиця 4.3— Довжина труб.

4.3 Проектування бічних канав

Відвід води від земляного полотна виконуються системою поверхневого водовідводу, до якої відносяться поперечні похили проїзної частини та узбіч, а також бічні канави — кювети та бистрина.

Так як ділянка дороги знаходиться в III дорожньо — кліматичній зоні, приймаємо похили проїзної частини рівні 20 ‰, а похил узбіччя — 40 ‰.

Кювети на всій протяжності прийняті трикутної форми, що відповідає суглинистим ґрунтам. Ширина кювета по низу прийнята рівна 1.0 м, глибина кюветів коливається від 0.3 до 1.0 метра. Щоб вода не застоювалась, дну кювета надають поздовжній профіль? 3 ‰. Для запобігання розмиву дна, призначаємо укріплення в залежності від поздовжнього похилу:

— до 20 ‰ - посів трав по відновленому родючому шарі ґрунту;

— 20 ‰ - 30 ‰ - одернування;

5. Дорожній одяг

5.1 Вихідні дані

1. Дорожньо-кліматична зона — III

2. Технічна категорія дороги — I

3. Середньодобова інтенсивність руху на 2011 рік — 14 404 авт/добу

4. Термін з моменту введення дороги в експлуатацію до капітального ремонту — 20 років

5. Перспективний розрахунковий рік — 2031 рік

6. Перспективна інтенсивність руху в 2031році - 26 070авт/добу

7. Тип місцевості по зволоженню — I

8. Грунт земляного полотна — пісок пилуватий щільний

5.2 Розрахунок перспективної інтенсивності руху Перспективна середньодобова інтенсивність руху на 2031 рік при прирості інтенсивності руху 3% розраховуємо за таблицею 34 складає

N=14 404*1,81=26 070 авт/добу Перспективна інтенсивність руху на одній найбільш навантаженій смузі складає

N=26 070*0.35=9124 авт/добу Маючи середній склад транспортного потоку по марках автомобілів за допомогою перевідних коефіцієнтів (таблиці 8 і 9) знаходимо розрахункову інтенсивність руху .

Таблиця 5.1- Розрахункова інтенсивність руху

За розрахункову приймаємо навантаження від транспортних засобів групи, А з параметрами P = 0.6 MПа; D = 37 см.

5.3 Конструювання дорожнього одягу По номограмі потрібний модуль пружності при N=1071авт/добу Е_потр=280МПа, що перевищує мінімального значення потрібного модуля пружності в даних умовах Е=220МПа (табл.10)

Враховуючи наявність і вартість будівельних матеріалів їх транспортування до місця будівництва, а також умови будівництва намічаємо три варіанти конструкцій дорожнього одягу Варіант № 1 — двошарове асфальтобетонне покриття 5+7 см на фракційному щебені просоченому бітумом — 8 см, що розташоване на щебеневій основі із твердих кристалічних порід розрахункової товщини на пісчаному підстилаючому шарі товщиною — 30 см Варіант № 2 — двошарове асфальтобетонне покриття 5+7 см на промисловому шлаці розрахункової товщини, що розташоване на основі із щебеня фракції 40−70мм — 25 см, та на щебені із твердих кристалічних порід розрахункової товщини на пісчаному підстилаючому шарі товщиною — 30 см Варіант № 3- двошарове асфальтобетонне покриття, що складається із щебенево — мастичного асфальтобетону та гарячого щільного грубозернистого асфальтобетону на фракційному щебені обробленого бітумом — 18 см, що розташоване на щебеневій основі із твердих кристалічних порід розрахункової товщини і пісчаному підстилаючому шарі товщиною — 30 см Приймаємо слідуючи розрахункові характеристики матеріалів дорожнього одягу і грунта а) розрахункова температура асфальтобетону для III дорожньо-кліматичної зони — 15°;модуль пружності щебенево-мастичного асфальтобетону Е₆=4800МПа, модуль пружності верхнього шару асфальтобетону Е₁=3200МПа, нижнього шару Е₂=2400МПа, опір асфальтобетону розтягу при згині для верхнього шару з врахуванням інтенсивності руху N_p>1000авт/добу, R_u=1.9*0.9=1.71МПа, для нижнього шару R_u=1.15*0.9=1.03МПа ;

б) модуль пружності щебеню просоченого бітумом по способу просочення Е₃=400МПа ;

в) модуль пружності чорного щебеню обробленого в установці Е₇=600МПа R_u=1.1*0.9=1.0МПа ;

г) модуль пружності шару із фракційного щебеню, влаштованого по способу заклинки Е₈=350МПа ;

д) розрахункові характеристики середньозернистого піску Е₅=100МПа, ш=40°, с=5кПа ;

е) модуль пружності шару щебеню оптимального складу Е₄=350МПа ;

ж) підстилаючий грунт — пісок пилуватий щільний. Розрахункова відносна вологість підстилаючого ґрунту складає 0,75W_t ;Е_гр=45МПа; ш_гр=15°, с=15кПа ;

Розрахунок конструкції дорожнього одягу по величині дружнього прогину.

1. Визначаємо еквівалентний модуль пружності в основі шару мілкозернис-того асфальтобетону По номограмі знаходимо

.

2.Визначаємо еквівалентний модуль пружності в основі крупнозернистого шару асфальтобетону:

По номограмі знаходимо

.

3. Визначаємо еквівалентний модуль пружності в основі шару фракційного щебеню обробленого бітумом в установці

По номограмі знаходимо

.

4. Визначаємо еквівалентний модуль пружності на поверхні шару піску По номограмі знаходимо

.

5.Визначаємо товщину шару щебеню оптимального складу За тією ж номограмою знаходимо:

Загальна товщина дорожнього одягу

h_д.о.=5+7+8+21+30=71см Таблиця 5.2- Результати розрахунків товщин шарів дорожнього одягу і еквівалентного модуля пружності

Перевірка дорожнього одягу по умові зсуву в підстилаючому ґрунті

1.Визначаємо середній модуль пружності дорожнього одягу

2. Знаходимо відношення

Для цих відношень і ш_гр=35° за номограмою на (рис. 3.6 [ВСН]) знаходимо питому вагу зсуву від одиничного навантаження: 0,0135 МПа. Активне напруження зсуву від тимчасового розрахункового навантаження

МПа

3. По загальній товщині дорожнього одягу по номограмі знаходимо активне напруження зсуву від власної ваги дорожнього одягу = 0,0038.

Загальне активне напруження зсуву в ґрунті

4. Визначаємо допустиме напруження зсуву в ґрунті

.

Де с_гр — зчеплення в ґрунті активної зони земляного полотна в розрахунковий період, МПа;приймаємо с_гр=0,013МПа

k₁ — коефіцієнт, що враховує зниження опору ґрунту зсуву під дією рухомих навантажень коливань і т. д.(при розрахунку на дію короткочасних навантажень приймаємо k₁=0.6

k₂ — коефіцієнт запасу на неоднорідність умов роботи конструкцій, зв’язаних з неврахуванням не благо приємних природних особливостей, технологічних та інших причин, коефіцієнт k₂ визначаємо по графіку приймаємо k₂=0.77

k₃ — коефіцієнт, що враховує особливості роботи ґрунту, що зв’язані з збільшенням фактичного щеплення в ґрунті за рахунок защемлення, приймаємо k₃=3,0

Діюча в ґрунті активна напруга зсуву не перевищує допустимої

Умова міцності дорожнього одягу на зсув:

Т_доп > Т = 0,0089 >0.0084

Діюче в ґрунті напруження не перевищує допустимого значення. Умова міцності дорожнього одягу на зсув виконується

Перевірка дорожнього одягу по умові зсуву в піску підстилаючого шару

1.Визначаємо середній модуль пружності шарів дорожнього одягу, що лежать вище піску

2.Загальний модуль пружності на поверхні піщаного шару

=64МПа

3.Знаходимо відношення

Для цих відношень і ш_гр=40° за номограмою на (рис. 23) знаходимо, звідси активне напруження зсуву в пісчаному шарі від розрахункового тимчасового навантаження

=0,0050*0,6 = 0,003 Мпа=3 кПа

4.знаходимо активне напруження зсуву в пісчаному шарі від ваги дорожнього одягу по номограмі (рис.24)

=-3.1кПа

5.Повне активне напруження зсуву

=3,0−3.1=-0,1 кПа

Знак мінус свідчить про значний запас міцності на зсув в пісчаному шарі

Розрахунок максимального розтягуючого напруження при згині в шарі щебеню просоченого бітумом

1.Визначаємо середній модуль пружності шарів дорожнього одягу, що лежать вище піску

2.Загальний модуль пружності на поверхні шару щебеню =132 МПа;

3.Модуль пружності шару щебеню просоченого бітумом =600 МПа;

4.Знаходимо відношення

;;;

По номограмі (рис. 3.12 ВСН 46−83)вертикаль, що проведена через точку рівну значенню =0,57 перетинається з кривою =10 за межами номограми .

Це свідчить про незначні розтягуючи напруження в шарі щебеню, просоченого бітумом.

Розрахунок максимального розтягую чого напруження при згині в асфальтобетонних шарах

1.Визначаємо середній модуль пружності асфальтобетонного покриття

2.Знаходимо відношення

;;

За допомогою номограми (рис. 3,11 ВСН 46−83) знаходимо =2,0

По формулі =2,6*0,6*0.85=1.33 МПа

Допустимий опір розтягу при згині шару асфальтобетону при температурі t=15° із врахуванням перспективного руху N>1000авт/добу

R_u=1.9*0.9=1.71МПа

Розрахункове значення максимального розтягуючого напруження при згині менше допустимого

Мпа

Перевірка дорожнього одягу на морозостійкість

Глибина промерзання ґрунту для району прокладення траси рівна 90 см. Розрахункову глибину приймаємо на 50 см більше .

Z_u=90+50=140 см

Кліматичний показник _о=30° (рис. 12)

Грунт земляного полотна — пісок щільний пилуватий

Комплексна характеристика властивостей ґрунту В=4,0 см²/добу

Допустиме пучення для дорожнього покриття з асфальтобетону — l_{пуч.доп}=4см

Розрахункова глибина залягання ґрунтових вод — H=2,2м=250см

Визначаємо загальну приведену товщину шарів дорожнього одягу за формулою .

h_{прив р}=5*1,15+7*1,15+8*1,15+21*1,0+30*0,9=73 см

По наведених даних обчислюємо величини

=

По номограмі (рис. 38) знаходимо

звідси h_прив =0,29*140=40,6 см

Порівнюємоh_прив.р=73см> h_прив=40,6 см

З цього робимо висновок, що морозостійкість конструкції дорожнього одягу забезпечена. Перевірка конструкції дорожнього одягу щодо розміщення й відведення води, яка надходить в основу дорожнього покриття

Дренуючий шар укладено на всю ширину земляного полотна

Середньодобовий приток води g в основу дорожнього покриття становить (табл. 23) g=1,5 л/м². За (табл. 24) визначаємо k_n=1.5 та k₂=1.0. Розрахунковий приток води в дренуючий шар обчислюємо за формулою 82 [6]

g_p=g*k_n*k₂/1000

g_p=1,5*1.5*1/1000=0.225м³/м²/добу

Для середньозернистих пісків коефіцієнт фільтрації k_ф є більшим за 4м/добу

Для розрахунку потрібної товщини дреную чого шару за формулою 89

Встановлюємо значення необхідних для розрахунку параметрів

З (табл. 28) n=0.32 =0.5

З (табл. 25) t=4добиQ=0.003*4=0.012м³/м²

h_зап=0,14мh_кап=0,09 м

Обчислюємо повну товщину дренуючого шару

Запроектований шар середньозернистого піску товщиною 0,30 м забезпечує розміщення в ньому води в період відтавання.

Варіант № 1

Конструкція дорожнього одягу

Варіант № 2

Конструкція дорожнього одягу

Варіант № 3

Конструкція дорожнього одягу

Розрахунок варіанту дорожнього одягу зроблений на ЕВМ, вихідні дані і результат розрахунку подані на слідуючій сторінці.

5.5 Порівняння варіантів дорожнього одягу

Сумарні приведені затрати для кожного варіанту дорожнього одягу включають в себе:

1) Капітальні витрати в будівництво дорожнього одягу;

2) Витрати на утримання і ремонт дорожнього одягу.

Так як всі три варіанти мають покриття із асфальтобетону то витрати на утримання і ремонт будуть однакові, тому порівнювати дорожній одяг будемо по капіталовкладенням.

Капітальні вкладення обчислюємо за формулою:

де: 1;2; 3; 4; 5-вартість 1000 м² шару дорожнього одягу товщиною 10 см;

h₁; h₂; h₃; h₄; h₅;- товщина шару дорожнього одягу в см.

Варіант № 1-С₁=26,213; С₂=23,176; С₃=19,266; С₄=6,805; С₅=3,213 тис. грн.

Вартість 1000 м² буде становити:

тис.грн.

Варіант № 2-С₁=26,213; С₂=23,176; С₃=10,216; С₄=6,805; С₅=3,213 тис. грн.

Вартість 1000 м² буде становити:

тис.грн.

Варіант № 3-С₁=35,000; С₂=23,176; С₃=10,216; С₄=6,805; С₅=3,213 тис. грн.

Вартість 1000 м² буде становити:

тис.грн.

Висновок: Економічні розрахунки показують, найдешевший 2 варіант дорожнього одягу його вартість складає 61,44 тис.грн./1000м²

6. Земляне полотно

6.1 Поздовжній профіль

Поздовжній профіль дороги запроектований у відповідності до вимог за умови забезпечення розрахункової швидкості руху 140 км/год для автомобільної дороги 1 категорії з врахуванням рельєфу місцевості району прокладання дороги, висотних відміток штучних споруд та з умови забезпечення розрахункової відстані видимості поверхні покриття та зустрічного автомобіля. Максимальний поздовжній похил досягає величини 10 ‰. Мінімальний радіус вертикальної кривої: випуклої - 30 000 м; опуклої - 8000 м.

6.2 Поперечні профілі

Поперечні профілі земляного полотна запроектовані з врахуванням рельєфу місцевості, кліматичних та ґрунтово-геологічних умов району прокладання дороги, у відповідності до вимог з врахуванням рекомендацій типового проекту 503 — 0 — 48.78 «Земляне полотно автомобільних доріг загального користування». Поширення земляного полотна на всій протяжності будівництва передбачено вправо. По конструктивним особливостям на ділянці дороги, що проектується, передбачено 2 типи поперечних профілів: ТИП 1 — насип висотою до 3 метрів для нового будівництва, закладання укосів насипу 1: 4;(з ПК 281+00 по ПК 291+00). ТИП 2 — насип висотою до 3 метрів для реконструкції, закладання укосів насипу 1: 4;(ПК 279+00−281+00 і ПК 291+00−131+00)

До початку будівництва дороги з укосів існуючої дороги в межах існуючої смуги відведення передбачається зняття рослинного ґрунту, що складується в межах тимчасової смуги відводу. Зведення земляного полотна передбачається з резерву ґрунту, розміщеного вздовж існуючої дороги. Також для спорудження земляного полотна буде використане земляне полотно старої залізничної колії.

Укріплення укосів насипу передбачено засівом багаторічних трав по відновленому родючому шару ґрунту товщиною 0.15 м.

6.3 Попікетний підрахунок об'ємів земляних робіт

Таблиця 6.1- Відомість обсягів земляних робіт

7. Транспортна розв’язка в двох рівнях

7.1 Основні технічні нормативи

Категорію доріг, що пересікаються, встановлюють на основі спостереження та підрахунків інтенсивностей прямих, лівота правоповоротних потоків шляхом обчислення зведеної до легкового автомобіля інтенсивності руху в перерізах на підходах до транспортної розв’язки. При цьому необхідно враховувати інтенсивність руху як в прямому, так і у зворотному напрямках. На основі розрахунків інтенсивності руху на підходах до дорожньої розв’язки у зведених до легкового автомобіля (авт./добу) та у відповідності до ДБНВ 2.3.4−2000 «Автомобільні дороги» дані дороги відповідають І - й, та І - й технічним категоріям .і тому це примикання за умов безпеки руху потрібно проектувати в різних рівнях .

Технічні нормативи на проектування автомобільної розв’язки в двох рівнях 1-б категорії у відповідності до вимог ДБН В. 2. 3 — 4 — 2000 відповідають наступним величинам:

Таблиця 7.1 — Смуги гальмування

Таблиця 7.2 — Основні технічні нормативи на першу категорію пересічення

За даними аналізу інтенсивності руху на примиканні складено таблицю розподілу інтенсивності транспортних потоків за напрямками руху Таблиця 7.3 — Розподіл транспортних потоків

7.2 Порівняння варіантів дорожньої розв’язки Для порівняння варіантів транспортних розв’язок використовуються капітальні затрати на будівництво та транспортні затрати за перший рік експлуатації. Затрати на будівництво транспортної розв’язки знаходять відповідно до кошторису.