Розрахунок основних технічних нормативів

Визначення перспективної інтенсивності руху.

Перспективний період для призначення категорії дороги та проектування її елементів згідно з пунктом 1.7 [1] дорівнює 20 рокам.

Перспективну інтенсивність руху встановлюють за результатами економічних вишукувань з урахуванням прогнозів зміни складу та обсягу перевезень в районі, де передбачається будівництво.

Величину перспективної інтенсивності руху на розрахунковий термін визначають через відому інтенсивність руху на вихідний рік.

Nt = N0 (1 + с) t.

де t — перспективний період часу (приймають до 20 років);

с — темп щорічного приросту інтенсивності руху.

Nt = авт/добу Коефіцієнт щорічного приросту інтенсивності руху.

Визначення категорії дороги та розрахункової швидкості руху На основі інтенсивності руху N = авт/добу, визначаємо категорію дороги. Дорога відноситься до ІІ технічної категорії.

Основне значення розрахункової швидкості:

основна Vp = 120 км/год,.

для пагорбкуватого рельєфу Vp = 100 км/год,.

в гірській місцевості Vp = 80 км/год.

Визначення найбільшого поздовжнього ухилу Найбільший поздовжній ухил дороги визначають за умови рівномірного руху розрахункового легкового автомобіля на підйомі при вологому та забрудненому покритті.

imax = D — f (3.9).

де іmах — найбільший поздовжній ухил дороги;

D — найбільший динамічний фактор автомобіля (визначають за графіком динамічних характеристик в залежності від швидкості руху автомобіля) [2, с.226];

f — коефіцієнт опру кочення (приймають в залежності від типу покриття) [2, табл. 8.4, с. 223].

Швидкість руху для легкових автомобілів приймають за рекомендаціями норм проектування [1, табл. 1.3] відповідно до категорії дороги.

Перевірку забезпеченості зчеплення на ухилі проводять, аналізуючи співвідношення між динамічним фактором автомобіля D і динамічним фактором з зчеплення Dц.

Dц > D, (3.10).

Динамічний фактор з зчеплення коліс автомобіля з покриттям визначають для умов руху автомобіля на вологому і забрудненому покритті.

(3.11).

де ц — коефіцієнт зчеплення коліс автомобіля з покриттям в залежності від стану покриття і умов руху [2, табл. 8.6, с. 229],.

G — маса автомобіля у завантаженому стані приймають за таблицею 4.1 [4];

Gcц — зчіпна маса автомобіля (приймається як маса, що припадає на ведучу вісь) [4];

Рw — сила опору повітряного середовища.

Н (3.12).

Де KF — фактор опору повітряної середи.

V — розрахункова швидкість для легкового автомобіля.

Dц > D.

Оскільки щеплення колеса з поверхнею забезпечено тоді зрівнюємо максимальне значення повздовжнього ухилу з нормативним.

іmax = ‰ >іДБН = 40‰.

приймаємо іДБН = 40‰.

Для визначення швидкості руху вантажного автомобіля ЗІЛ-130 на під'ємі з ухилом 40‰ розраховуємо динамічний фактор із формули.

D=imax+f (3.13).

За величиною D з графіку динамічної характеристики ЗІЛ-130 визначаємо швидкість його руху на цьому ухилі [2, с. 226] V=50км/год.

Dц > D.

Найменший радіус кривої у плані.

Особливість руху автомобіля на кривій обумовлена дією відцентрової сили, яка впливає на зручність та безпеку руху. Тому мінімальне допустиме значення радіуса кривої у плані визначається за двома умовами:

1. За умови стійкості автомобіля проти бокового зсуву і перекидання.

(3.20).

де V — розрахункова швидкість руху легкового автомобіля для даної категорії;

ів — ухил віражу в долях одиниці 0,04.

цп — використана доля коефіцієнта зчеплення в поперечному напрямку дороги.

Величина коефіцієнта зчеплення залежить від стану покриття, швидкості руху, стану шин та ін. При розрахунку Rmj" розглядається рух автомобіля вологим чистим покриттям.

Розрахункові значення використаної долі коефіцієнта зачеплення.

2. За умови зручності руху найменший радіус кривої у плані визначають з урахуванням впливу на автомобіль і пасажирів відцентрової сил.

(3.21).

де м — коефіцієнт поперечної сили.

При м? 0,10 крива не відчувається;

м? 0,20 крива відчувається, і пасажир відчуває незручність;

м? 0,30 при виїзді на криву відчувається поштовх.

На автомобільних дорогах І, II категорії слід приймати м = 0,10; на інших-0,15−0,20.

Порівнюємо одержані значення з нормативними. Для ІІ технічної категорії дороги мінімальний радіус кривої в плані 800 м.

Приймаємо Rmin = 800 м Визначення відстані видимості автомобільної дороги В теорії проектування автомобільних доріг прийнято три основні схеми визначення відстані видимості:

• 1. Зупинка автомобіля перед перешкодою.
• 2. Гальмування двох автомобілів, які рухаються назустріч один одному
• 3. Обгін легковим автомобілем вантажного при наявності зустрічного руху.

Для автомобільної магістралі 1-ї технічної категорії відстань видимості визначається зі схеми 1.

Для двосмугових автомобільних доріг без розділу проїзних частин приймають схеми 1, 2 та 3 рис. 3.1.

Схема 1.

Схема 2.

Схема 3.

Зупинка автомобіля перед перешкодою (схема 1).

Для забезпечення безпеки руху водій автомобіля повинен бачити перед собою дорогу і навколишню обстановку на деякій відстані, достатній для гальмування автомобіля або об'їзду перешкоди на дорозі.

Розрахункову відстань видимості поверхні дороги визначають, виходячи з умови можливості повної зупинки автомобіля перед перешкодою.

(3.22).

де Vp — розрахункова швидкість руху для легкового автомобіля, км/год, Ке — коефіцієнт, що враховує ефективність дії гальма (для легкових і вантажних автомобілів приймають рівним 1,2−1,3),.

ц — коефіцієнт поздовжнього зчеплення на чистому покритті (приймають 0,4);

і - поздовжній ухил дороги;

l0 — зазор безпеки (приймають 5−10 м).

Порівнюємо одержані значення з нормативними. Для ІІ технічної категорії дороги мінімальна відстань 250 м.

Приймаємо Smin = 250 м Гальмування зустрічних автомобілів (схема 2).

На двосмуговій автомобільній дорозі при обгоні можливий рух автомобілів назустріч один одному. Відстань видимості зустрічного автомобіля повинна забезпечити можливість повної зупинки обох автомобілів на деякій відстані при екстреному гальмуванні. Тому відстань видимості зустрічного автомобіля дорівнює сумі шляхів гальмування двох автомобілів, двох відстаней, які проходять ці автомобілі за час реакції водіїв, і зазору безпеки між автомобілями, що зупинилися.

(3.23).

Порівнюємо одержані значення з нормативними. Для ІІ технічної категорії дороги мінімальна відстань 450 м.

Приймаємо Smin = 450 м Обгін автомобіля при наявності зустрічного руху Для двосмугових автомобільних доріг розрахунок за цією схемою виконується із припущення, що легковий автомобіль, що рухається з розрахунковою швидкістю для даної категорії дороги Vл обжене вантажний автомобіль, що рухається з розрахунковою швидкістю Vв з виїздом на зустрічну смуту руху. Зустрічною смугою рухається автомобіль зі швидкістю V,. При обгоні відстань між легковим і вантажним автомобілями на початку виїзду на смугу зустрічного руху.

Отже, відстань видимості із умови обгону.

S = L1+L2+L3 (3.24).

Відстань видимості, визначена за умови обгону, в значному ступені залежить від різниці швидкостей автомобілів. Зі зменшенням різниці швидкостей, відстань видимості набагато збільшується.

Va = 120 км/год; Vв = 58 км/год; lв = 6.

Мінімальні допустимі радіуси вертикальних кривих у поздовжньому профілі.

Для забезпечення безпеки та зручності руху у точках перегину поздовжнього профілю автомобільної дороги необхідно вписати вертикальні опуклі та увігнуті криві. За нормами [1] криві у поздовжньому профілі повинні бути вписані в місцях перелому проектної лінії при алгебраїчній різниці ухилів 5‰ і більше на дорогах І та II категорії, 10‰, і більше на дорогах III категорії, та 20‰, і більше на дорогах IV і V категорії.

Рис. Видимість на опуклій кривій

Рис. Видимість на увігнутій кривій

Мінімальний радіус опуклої кривої у поздовжньому профілі визначають за умови забезпечення видимості поверхні дороги (рис. 7.1).

де S — відстань видимості поверхні дороги, м;

d — відстань від поверхні проїзної частини до рівня очей водія у легковому автомобілі, приймаємо 1,2 м.

Одержану величину порівнюємо з мінімально допустимою нормативами. Приймаємо мінімальний радіус опуклої кривої, що дорівнює 15 000 м.

Умови видимості вертикальних кривих значно погіршуються у нічний час. На опуклих кривих світло фар спрямовано вище поверхні дороги, а на увігнутих кривих світовий потік освітлює дорогу тільки поблизу автомобіля. Тому мінімальний радіус угнутих кривих обчислюють із умови забезпечення видимості у нічний час (рис. 7.2).

(3.32).

де hф — відстань від поверхні проїзної частини до фар легкового автомобіля (приймають 0,7 м);

б — кут розсіяння світла фар (приймають 2°).

Крім того, при русі увігнутою кривою на автомобіль діє відцентрова сила, що притискує його до проїзної частини.

Мінімальний радіус увігнутої кривої перевіряють за умови допустимого перевантаження ресор, щоб відцентрове прискорення не перевищувало 0,5−0,7 м/с ² для доріг І-ІІІ категорій та 0,3−04 м/сІ для доріг IV-V категорій. Обчислюють мінімальний радіус увігнутої кривої за умовою.

(3.33).

де V — розрахункова швидкість, км/год;

ао — відцентрове прискорення, м/с ². Приймаємо 0,5−0,7.

Порівняння одержаних значень вказує на те, що величина радіуса увігнутої кривої, яка задовольняє обидві умови, дорівнює.

Одержану величину порівнюємо з мінімально допустимою за нормативами та приймаємо радіус увігнутої кривої, що дорівнює 5000 м.

Розрахунок пропускної здатності смуги руху та їх кількості.

Максимальну пропускну здатність смуги руху визначають із умови, що автомобілі рухаються один за одним з однаковою швидкістю на відстані видимості поверхні дороги. При цьому забезпечується можливість повної зупинки автомобіля, що рухається з розрахунковою швидкістю перед перешкодою на поверхні дороги.

Враховуючи безперервність руху та однакову для усіх автомобілів швидкість, теоретичну максимальну пропускну здатність однієї смуги рекомендують розраховувати.

(3.34).

де Nп — пропускна здатність однієї смуги руху, авт/год;

V — розрахункова швидкість руху легкового автомобіля [1, табл. 1.3];

S — найменша допустима відстань між автомобілями, приймають рівною відстані видимості поверхні дороги.

Внаслідок неоднорідності складу транспортного потоку та умов руху на різних ділянках має місце зниження максимальних можливостей пропускної здатності доріг. Тому у формулу (8.1) треба вводити коефіцієнт, який визначає зниження пропускної здатності.

(3.35).

де, а = 0,3−0,5.

Визначають кількість смуг руху, які потрібні для пропуску розрахункової перспективної середньорічної інтенсивності руху автомобілів.

(3.36).

де N — перспективна середньорічна добова інтенсивність руху на дорозі, авт/доб.

Nп — пропускна здатність однієї смуги руху авт/год;

t — коефіцієнт переходу від добової до часової інтенсивності руху (приймають 8−12).

Відповідно з нормами [1, табл. 2.1] приймаємо дві смуги руху по одній у кожному напрямку.

Визначення ширини проїзної частини і земляного полотна Ширину проїзної частини слід розраховувати в залежності від ширини смуги руху та кількості смуг. Ширину кожної смуги руху визначають в залежності від її розташування на проїзній частині дороги, розрахункової швидкості руху та габаритів автомобілів.

Ширину проїзної частини для доріг V категорії розраховують, виходячи з умов руху одного автомобіля по всій ширині проїзної частини, а для зустрічного автомобіля передбачається забезпечення роз'їзду та зупинки з використанням узбіччя (рис. 9.1).

Рис. 3.5. Розрахункова схема руху на двосмуговій дорозі

Для двосмугових доріг ІV-II категорій, розглядають зустрічний рух автомобілів сусідніми смугами (рис. 9.2).

У цьому випадку ширина смуги руху.

м, (3.37).

де, а — ширина кузова автомобіля, м (табл. 9.1);

х — зазор безпеки між кузовом автомобіля та віссю дороги або краєм смуги руху.

x = 0,01· V,.

Ширина земляного полотна:

В = b+2d,.

По нормам для ІІ категорії b2=3,75 м; в =7,5 м; В = 14,5 м, що й приймаємо в якості нормативу.

Визначення перспективної інтенсивності руху і категорії дороги Вихідні дані.

• 1. Інтенсивність руху:
• 2. Склад транспортного потоку, у тому числі:
  • -легкові (ГАЗ-24) — 60%
  • -легкі вантажні (ГАЗ-52) — 10%
  • -середні вантажні (ЗІЛ-130) — 5%
  • -важкі вантажні (МАЗ-500 з причепом) — 20%
  • -автобуси (ЛАЗ-4207) — 5%

Розрахунок перспективної інтенсивності руху та призначення категорії.

дороги.

Відповідно до величини перспективної інтенсивності руху:

N =N (1+p), авт/добу Так як в склад транспортного потоку входить 60% легкових автомобілів, перспективну інтенсивність слід привести до легкових автомобілів.

Таблиця — Приведення перспективної інтенсивності до легкових автомобілів.

В зв’язку з тим, що приведена інтенсивність руху — авт/добу, автомобільна дорога відноситься до ІІ категорії.

Обгрунтування нормативів на проектування (по ДБН) Технічні умови або норми проектування — це діючі, затверджені нормативно-інструктивні документи, дотримання яких є обов’язковим при складанні проекта.

Основним технічним документом при проектуванні нових та реконструкції.

Старих є затверджені Держбутом України Державні будівельні норми і правела.

Згідно ІІ категорії дороги, обираемо по ДБН В.2.3−4.2007 основні параметри автомобільних доріг.

Обґрунтування нормативів.

Проектування варіанту траси Вибір положення траси дороги є одним з відповідальних етапів проектування, тому що значно впливає на вартість будівництва та експлуатації дороги, на зустріч та безпеку руху, на стан навколишнього середовища.

Пряма, яка з'єднує початковий та кінцевий пункти траси, називається повітряною лінією. Трасу бажано розташувати ближче до повітряної лінії.

Але природні та штучні перепони, а саме: рельєф місцевості, ситуація, грантові та гідрологічні умови змушують відхиляти трасу від повітряної лінії, отже, збільшують довжину дороги.

Загальний напрямок траси зумовлений завданням. При прокладанні траси необхідно обходити населені пункти. Водотоки необхідно перетинати у найвужчому місці під прямим кутом, залізні дороги тільки під прямим кутом.

Проектування траси складається з:

• — вибору напрямку варіантів траси по карті
• — прокладання по карті варіантів траси з дотриманням принципів

ландшафтного проектування та охорони навколишнього середовища.

— призначення радіусів кривих у плані з урахуванням забезпечення безпеки руху та розрахунку закруглень.

— Складання відомості кутів повороту, прямих та кривих, за.

Призначеннями варіантами траси.

• — Порівняння варіантів траси
• — Оформлення креслення плану траси.

Проектування поздовжнього профілю траси Поздовжнім профілем називається розгорнута в площині креслення проекція осі дороги на вертикальну площину. Поздовжній профіль уявляє собою сполучення раціонально підібраних відрізків прямих і вертикальних кривих. Його проектуємо так, щоб забезпечити безперебійний і безпечний рух транспортних засобів з розрахунковими швидкостями, довговічність земляного полотна, нормальні умови утримання дороги і максимальне збереження навколишнього ландшафту місцевості при мінімальних обсягах робіт.

Проектуючи поздовжній профіль, потрібно дотримуватись таких основних вимог під час нанесення на нього проектної лінії.

• 1. Проектну лінію узгоджують з позначками контрольних точок (позначками початку й кінця траси; мінімальними позначками брівки земляного полотна біля мостів, труб, шляхопроводів тощо.)
• 2. Ухил проектної лінії не повинен перевищувати нормативного поздовжнього ухилу.
• 3. На рівнинній та мало пересічній місцевості проектну лінію прокладають у насипу з дотриманням певних вимог та врахуванням товщини снігового покрову.
• 4. Радіуси кривих у поздовжньому профілі не повинні бути меншими від нормативних для відповідної категорії дороги.

Наносячи проектну лінію на поздовжній профіль, установлюють висотне положення контрольних точок і намічають положення проектної лінії, ув’язавши її з рельєфом, ситуацією, геологічними, гідрогеологічними та іншими місцевими умовами.

Для забезпечення зорової плавності та якості дороги проектну лінію повздовжнього профілю слід узгоджувати з особливостями плану траси, зважаючи на архітектурно-ландшафтне проектування.

Зорову якість дороги забезпечують, суміщаючи вертикальні криві з кривими у плані. Найкраща якість досягається, якщо крива у плані з деяким запасом покриває криву профілю.

В кінці затяжних спусків не слід розташовувати криву у плані так як вона не вірно орієнтує водія про крутизну повороту і являє собою велику загрозу для руху. Якщо ж такого рішення не можна уникнути, то радіус кривої у плані повинен бути не менше ніж у 1,5 рази більше допустимого за ДБН, опуклу криву у кінці спуску слід суміщати з кривою у плані.