Проектирование современной автомобильной дороги

Для второго варианта трасы

Для первого угла

ПК НЗ = ПК ВУ– Т₂=ПК8+51,01 – 261,01м=ПК5+90

ПК КЗ = ПК НЗ+ К₂= ПК5+90+507,95м=ПК10+97,95

Контроль: ПК КЗ = ПК ВУ + Т₂ – Д₂= ПК8+51,01+261,01 – 14,13= ПК10+97,95

ПК НКК = ПК НЗ + L= ПК5+90+120=ПК7+10

ПК ККК = ПК КЗ – L = ПК10+97,95 – 120=ПК9+77,9 5

      Контроль: ПК ККК=  ПК НКК+К₀ = ПК7+10+267,95= ПК9+77,95

Для второго  угла

ПК НЗ = ПК ВУ– Т=ПК16+70,86 –233,14 =ПК 14+37,72

ПК КЗ = ПК НЗ+ К= ПК 14+37,72+432,84=ПК18+70,56

Контроль: ПК КЗ = ПК ВУ + Т – Д= ПК16+70,86 +233,14-44,59=ПК18+70,56

      Контроль

∑l + ∑К = ПК КТ                                                                                            

∑L - ∑Д = ПК КТ                                                                                           

ПК КТ = (590+338,77+730,23)+(507,95+432,84)=ПК26+00.79

ПК КТ=(851,01+819,85+730,23)-(14,13+44,59)=  ПК26+00,79                                                                             

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Сравнение трасы по технико-экономическим показателям

Коэффициент удлинения трассы

 

 

Где L – длинна трассы по варианту, м ; L₀ – длинна трассы по воздушной линии

Количество  углов поворота на 1 км находят по формуле

 

где п - количество углов поворота по всему варианту трассы; L- длина варианта трассы, км.

Среднее значение угла поворота

 

где - значение угла поворота, град.; п - количество углов поворота по варианту трассы.

Средний радиус кривой в плане находят  по формуле

 

п где R- значение i-го радиуса по варианту, м; п - количество углов поворота с вписанными радиусами.

  Средний параметр клотоиды в  плане

 

где А, - значение i-го параметра клотоиды по варианту; п - количество углов поворота с клотоидными переходными кривыми.

 

Технико-эксплуатационные показатели вариантов

 

№	Показатели	Ед. изм.	Варианты		Преимущества
			1	2	1	2
1	Длина трассы	м	2538,46	2600,792	+
2	Коэффициент удлинения		1,03	1,06	+
3	Количество углов поворота	м	3	2		+
4	Количество углов поворота на 1 км трассы		0,0012	0,00077		+
5	Среднее значение угла поворота	град	25,33	49,5	+
6	Наименьший радиус кривой в плане	м	600	200	+
7	Среднее значение параметра клотоиды		314	207		+
8	Протяженность участков с максимальным уклоном	м	200	300	+
9	Количество искусственных сооружений - труб - мостов		2	2
10	Количество пересечений в одном  уровне		1	1
11	Длина участков проходящих через лес, болота	м	1	400	+

 

   По рассчитанным данным  делаем заключение о том, что  лучшим по эксплуатационно-транспортным  показателям является первый  вариант трассы, имеющий преимущество  в протяженности.

 

 

2. Строительные решения.

 

1. Земляное полотно и дорожная одежда
1. Продольный профиль участка автомобильной дороги

 Продольным профилем автомобильной дороги называют развернутую в плоскости чертежа проекцию оси дороги на вертикальную плоскость, изображенную в уменьшенном масштабе.

 

2. Установление исходных данных

 

По  карте определяют высотные отметки, отражающие характерные изменения  рельефа местности на каждом пикете, пресекаемых водотоках и плюсовых точках. Плюсовыми точками выделяются пониженные места рельефа, на которых  будут проектироваться водопропускные сооружения, и повышенные (водораздельные) точки.

Вычисленные отметки поверхности земли вписывают  в графу  продольного профиля, поверхность земли на чертеже  изображают точкой и черной линией.

 

1. Выбор метода и способа проложения проектной линии

Существует два метода нанесения  проектной линии. Это метод тангенсов  и метод Антонова. В этом проекте  наносим проектную линию методом  тангенсов.

Также имеется два метода нанесения  проектной линии: метод по секущей, метод по обёртывающей. В проекте использовались два эти метода, так как проектирование по только одному из методов не позволяют стеснённые условия проектирования.

 

2. Расчет вертикальных кривых

В переломы продольного профиля вписываются  вертикальные кривые. Для этого в  перелом подбираем радиус, который  должен быть больше минимального и  для которого длина кривой будет больше минимальной. Вычисляем по формулам пикетажное положение  вершины кривой, начала

и конца кривой, а также высотные отметки этих точек. Все это заносится  в ведомость расчета элементов  проектной линии.

Для примера рассчитаем первую вертикальную кривую:

 

 

 

R = 4000м – вогнутая кривая.

L_н = 4000*0,016 = 64 м

L_к = 4000*0,019 = 188 м

К = 188 + 64 = 252 м

ПК ВК = О = 400 – (188+64)/2 + 64 = 278.36

ПК  НК = ПК ВК – L_н = 278,36– 64 = 342,36

ПК  КК = ПК ВК + L_к = 278,36 + 188 = 466,36 м

H_нк = 162,98

H_вк = 162,47

H_кк = 166,88

 

 

 

 

 

 

3. Определение проектных и рабочих отметок

 

Нанесение проектной линии начинают с назначения контрольных или  опорных высотных точек, и установления необходимых возвышений земляного  полотна в зависимости от грунтово-гидрологических  условий местности и условий  снегозаносимости дороги в зимнее время. Эти возвышения  принято называть рабочими отметками.

Наименьшая высота насыпи у водопропускных труб определяется в зависимости  от типа трубы.

 

Где -высота или диаметр трубы в свету.

-толщина стенки трубы 

-толщина засыпки над  трубой 

 

Руководящая рабочая отметка представляет собой рекомендуемую рабочую  отметку насыпи, которой следует придерживаться при проектировании продольного профиля автомобильной дороги

 

Где h-наименьшее возвышение покрытия

В-ширина проезжей части, м

-поперечный уклон  проезжей части

 

Необходимое возвышение насыпей на участках дорог, проходящих по открытой местности, по условию снегонезаносимости

 

Где H-высота незаносимой насыпи

-расчетная высота  снежного покрова с вероятностью  превышение 3%

-возвышение дровки  насыпи над расчетным уровнем  снежного покрова

 

 

3. Поперечные профили земляного полотна

 

В зависимости  от высоты насыпи,  глубины выемки и рельефа местности назначаем  типовые поперечные профили земляного  полотна.

Так как  насыпей высотой более 6 метров на автомобильной дороге нет, то будем  использовать 3 типа насыпи: Тип 1 (насыпь до 1 м); Тип 2 (насыпь до 2 м); Тип 3 (насыпь до 6 м). Так как выемок глубиной более 5 метров нет, то будем использовать выемку четвертого типа (выемка до 5 м).

 

4. Водоотвод

 

Для обеспечения дорожного водоотвода проводятся следующие мероприятия:

1. Придание земляному полотну выпуклую  форму.

2. Придание поверхности земляного  полотна и дорожной одежды  поперечного и продольного уклонов.

i_п.ч. = 0.020; i_об = 0.040; i_пр = 0.004 – 0.080

3. Наличие гладких водонепроницаемых  усовершенствованных покрытий.

4. Укрепление обочины.

5. Устройство водоотводных канав  и нагорных канав в невысоких  насыпях и неглубоких выемках.

6. Устройство боковых резервов  вдоль невысоких насыпей.

7. Устройство водопропускной трубы  на временных водотоках.

 

 

5. Искусственные сооружения

  На ПК4+00

        ПК13+00

        ПК28+00

 Запроектированы   одноочковые железобетонные трубы   диаметром 1,5м. Безнапорные.

 

 

6. Определение объемов земляных работ

Для подсчёта объёмов земляных работ был выбран аналитический способ и считается  по формулам:

 

Насыпь

                                                                      

 

где:

В- ширина земляного полотна по верху, м

Н₁, Н₂ – рабочая отметка

m  - заложение откосов

L – длина участка, м

Q- объём земли, м³

 

Выемка

                                                               

 

где: S – площадь кюветов

 

Результаты  приведены в ведомости объёмов работ:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. Дорожная одежда
1. Исходные данные

- дорога располагается во III дорожно-климатической зоне, в Башкортостане;

- категория автомобильной дороги - III;

- заданный срок службы дорожной  одежды - = 15 лет;

- заданная надежность  = 0,95;

- коэффициент прочности требуемый  по критерию упругого прогиба 

- коэффициент прочности требуемый  по критерию сдвига и растяжения  при изгибе

- приведенная к нагрузке типа  А (Приложение 1 табл.П.1.1) интенсивность  движения на конец срока службы  =3634,65 авт/сут; приращение интенсивности = 1,04;

- грунт рабочего слоя земляного  полотна – суглинок серовато-бурый с расчетной влажностью 0,7 , относится к пучинистым грунтам;

- Конструкция дорожной одежды: тип усовершенствованный нежосткий

-

 

 

 

 

 

 

2. Расчет конструкции дорожной одежды
3. Расчет конструкции дорожной одежды на прочность по критерию упругого прогиба
1. определение расчетной нагрузки

Величина приведенной  интенсивности на последний год  срока службы:

 

 

 

N₀ = N_p/q²⁰ = 3634,65/(1,04)²⁰ =1658,82 авт/сут;

N₁₅ = N₀*q¹⁵ = 1658,82*(1,02)¹⁵ =2987,44 авт/сут;

 

 

 

 

 

 

 

 

Тип транспортного средства	Доля автомобилей типа,%	Количество тр.ср. марки Nm	Sсумир	Nm Sсумир
Легковые автомобили Грузовые автомобили грузоподъемностью, т: 2 6 8 Автопоезда грузоподъемностью, 12т: Автобусы,  грузоподъемностью 14т:	36     21 11 12   10   10	709,2     413,7 216,7 236,4   197   197	-     0,2 0.7 1,25   1,25   1,25	-     82,74 151,69 295,5   246,25   246,25
	100	1970		1022,43

 

 

 

 

2. Определение суммарного расчетного количества приложения расчетной нагрузки к точке на поверхности дорожного покрытия по формуле:

 

где: К_с – коэффициент суммирования  К_с=20

- число расчетных дней  в году

 – коэффициент учитывающий  вероятность отклонения суммарного  движения от среднего ожидаемого 

 

 

3. Определение требуемого модуля упругости

 

где: C – эмпирический параметр  C=3,55

 

 

 

 

 

 

 

4. Предварительное назначение конструкции  слоев и их толщин

 

N	Материал слоя	слоя, см	Модуль упругости , МПа
1.	Асфальтобетон плотный на БНД марки 60/90	4	3200
2.	Асфальтобетон пористый на БНД марки 60/90	8	2000
3.	Черный щебень, уложенный по способу  заклинки	22	900
4.	Укрепленная щебеночно-гравийно- песчаная смесь	26	420
5.	Пески средние соответствующие марке 20	10	130
6.	Суглинок серовато бурый	-	46