Проект автомобильной дороги Солнечный-Фестивальный

АВТОМОМОБИЛЬНАЯ ДОРОГА, ТРАССА, ПРОДОЛЬНЫЙ ПРОФИЛЬ, ПОПЕРЕЧНЫЙ ПРОФИЛЬ, ПРИРОДНО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ, ТЕХНИЧЕСКИЕ НОРМАТИВЫ, ТРАНСОРТНАЯ СЕТЬ, РУКОВОДЯЩИЕ ОТМЕТКИ.

В курсовой работе рассмотрены вопросы проектирования основных элементов автомобильной дороги Солнечный - Фестивальный в Хабаровском крае. Проектирование выполнено в соответствии с требованиями СНиП 2.05.02 – 85.

Для заданных начального и конечного пунктов участка трассы предложен вариант трассы. Для которого произведены расчеты направлений, углов поворота, элементов закруглений, разбит пикетаж и составлена ведомость элементов плана трассы. Продольный профиль запроектирован в основном по обёртывающей в насыпях ------- м.

Детально запроектирован поперечный профиль земляного полотна на ПК-15, для которого произведены необходимые расчеты параметров земляного полотна и резервов, определены площади поперечного сечения и вычислены ширины постоянного и временного отводов земли.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1 ТРАНСПОРТНО – ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

1.1.Экономика района проектирования

1.2.Транспортная сеть

2 ТЕХНИЧЕСКИЕ НОРМАТИВЫ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ

2.1.Общие требования

2.2.Технические нормативы СНиП

2.3.Расчет технических нормативов

2.3.1.Максимальный продольный уклон

2.3.2.Минимальное расстояние видимости поверхности дороги

2.3.3.Минимальное расстояние видимости встречного автомобиля

2.3.4.Минимальный радиус выпуклой вертикальной кривой

2.3.5.Минимальный радиус вогнутой вертикальной кривой

2.3.6.Минимальный радиус кривой в плане

3 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПЛАНА ТРАССЫ

3.1.Описание предложенного варианта трассы

3.2.Вычисление направлений и углов поворота

3.3.Расчет элементов закруглений

3.4.Вычисление положения вершин углов поворота

3.5.Вычисление пикетажных положений и длин прямых вставок

3.6.Основные технические показатели трассы

4 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОДОЛЬНОГО ПРОФИЛЯ

4.1.Определение руководящих отметок поверхности земли по оси трассы

4.2.Определение отметок поверхности земли по оси трассы

4.3.Проектная линия продольного профиля

4.4.Определение отметок по ломаной линии продольного профиля

4.5.Расчет вертикальной кривой на ПК

4.6.Определение положения точек с нулевыми отметками

5 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПОПЕРЕЧНОГО ПРОФИЛЯ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА

5.1.Типы поперечных профилей земляного полотна

5.2.Расчет поперечного профиля на ПК

5.2.1.Исходные данные для проектирования

5.2.2.Определение геометрических параметров поперечного профиля земляного полотна

5.2.3.Расчет геометрических параметров резерва

5.2.4.Определение ширины полосы отвода

5.2.5.Расчет площадей поперечного сечения

ВВЕДЕНИЕ

Автомобильная дорога «Солнечный - Горный» предназначена для осуществления грузовых и пассажирских перевозок между поселками Солнечный – Горный Хабаровского края.

Строительство автомобильной дороги Солнечный - Горный позволит решить ряд проблем, одна из которых – возможность добраться из с. Бирофельд, а также сёл Опытное поле, Алексеевка, Димитрово, Красивое и др. в Аэропорт и населенные пункты, до которых по нашей дороге будет доехать гораздо быстрее. Благодаря чему можно значительно сэкономить время и горючее.

1. ТРАНСПОРТНО – ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

1.1.Экономика района проектирования

Хабаровский край – одна из крупнейших административных территорий Российской Федерации. Его площадь – 787,6 тыс.кв. км (4.6 % территории России). Край простирается с севера на юг почти на 1800 км. Его северная точка – в 430 км от Северного полярного круга, а южная оконечность находится на параллели южнее Ростова-на – Дону.

Край был основан в 1938 г. И первоначально включал территории современной Магаданской (выделена в 1953 г.) Камчатской (выделена в 1956 г.) и большей части Амурской (выделена в 1948 г.) областей, а также Еврейскую автономную область (выделена в 1993 г.).

Располагаясь в центре российского Дальнего Востока, он имеет общие сухопутные и морские границы и удобные транспортные связи со всеми административно-территориальными образованиями региона, граничит с Китаем.

Долгое время Хабаровский край формировался как восточный форпост страны. Это выразилось в преимущественном развитии тяжелой индустрии с большим удельным весом оборонных отраслей и инфраструктурой, обслуживающей армию и военно-морской флот. В современных условиях важнейшими факторами экономического и социального развития края выступают преимущества его экономико-географического положения, значительные природные ресурсы, созданный здесь крупный хозяйственный комплекс.

Велики и разнообразны минерально-сырьевые и топливно-энергетические ресурсы. Сырье для цветной и черной металлургии представлено значительными запасами железных, марганцевых, комплексных титаносодержащих руд, разведанными запасами оловянных, оловянно-полиметаллических и золото-серебрянных руд, единственным на Дальнем Востоке Кондерским месторождением платины. Среди топливно-энергетических ресурсов выделяются каменные угли Буреинского бассейна. Во многих районах края выявлены ресурсы бурого угля. Обширные площади на суше и на шельфе Охотского и Японского морей считаются перспективными для поисков нефти и газа.

Хабаровский край - крупнейший в стране лесосырьевой район. Запас древесины в лесах государственного значения составляет 25% запаса Дальнего Востока и 6.4% - России.

Важное место в лесных ресурсах занимает лекарственно-техническое сырьё (элеутерококк, аралия, лимонник), пищевое (ягоды, грибы, лесные орехи), медоносы. В богатых охотничьих угодьях главным образом, лесных, обитает более20 видов пушных и 7 видов копытных промысловых зверей, множество птиц.

1.2.Транспортная сеть

Важнейшее значение для экономики Хабаровского края и, в особенности его южных районов, имеет Транссибирская железнодорожная магистраль, участок которой протяженностью 250 км проходит по территории края. К магистрали примыкает ряд железнодорожных веток, которые соединяют Транссибирскую Магистраль с Байкало-Амурской магистралью, Чегдомынским угольным бассейном, промышленными предприятиями Комсомольска-на-Амуре и лесозаготовительными предприятиями в отрогах Сихотэ-Алиня.

Важную роль в обеспечении лесодобывающих предприятий и приграничных районов играют речные перевозки по рекам Хор и Уссури. Хотя в крае достаточно сильно развиты авиационные перевозки, в южных районах они используются незначительно.

Важное значение в транспортной системе Дальневосточного региона имеет первая очередь совмещенного мостового перехода через реку Амур в Хабаровске и строительство автомобильной дороги Лидога-Ванино с выходом перевозок на порт Японского моря.

2 ТЕХНИЧЕСКИЕ НОРМАТИВЫ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ

2.1 Общие требования

Если позволяют условия приложения трассы, независимо от категории автомобильной дороги необходимо при назначении элементов плана и продольного профиля руководствоваться рекомендациями п.4.20 СНиП 2.05.02 – 85, которые приведены в таблице 1.

На автомобильных дорогах 3 – й категории в переломы продольного профиля требуется вписывать вертикальные кривые при алгебраической разности уклонов 10 и более промилле. Длина прямых вставок не должна превышать для 3 – й категории 2000м.

Таблица 2.1. Рекомендуемые технические нормативы

Наименование норматива	Значение норматива
Продольный уклон, промилле	Не более 30
Расстояние видимости для остановки автомобиля, м	Не менее 450
Радиус кривой в плане, м	Не менее 3000
Радиус выпуклой вертикальной кривой, м	Не менее 70000
Радиус вогнутой вертикальной кривой, м	Не менее 8000
Длина выпуклой вертикальной кривой, м	Не менее 300
Длина вогнутой вертикальной кривой, м	Не менее 100

2.2.Технические нормативы СНиП

Проектируемая автомобильная дорога Солнечный - Горный по СНиП 2.05.02-85 отнесена к 3 - й категории, для которой расчетная скорость принята 100 км/ч. По величине расчетной скорости назначены технические нормативы на проектирование элементов плана трассы, продольного и поперечного профилей, которые приведены в таблице 2.

Таблица 2.2 Рекомендуемые технические нормативы

Наименование норматива	Значение норматива
1.Категория дороги	3
2.Расчетная скорость, км/ч	100
3.Число полос движения, штук	2
4.Ширина полосы движения, м	3,5
5.Ширина проезжей части, м	7,0
6.Ширина обочины, м	2,5
7.Укрепленная полоса обочины, м	0,5
8.Ширина земляного полотна, м	12.0
9.Дорожно-климатическая зона	2
10.Тип покрытия	Усовершенствован.
11.Поперечный уклон проезжей части, ‰	20
12.Материал укрепления обочин	гравий
13.Поперечный уклон обочин, ‰	40
14.Наименьший радиус кривой в плане, м	600
15.Расстояние видимости для остановки автомобиля, м	200
16.Расстояние видимости встречного автомобиля, м	350
17.Наибольший продольный уклон, ‰	50
18.Наименьший радиус выпуклой вертикальной кривой, м	10000
19.Наименьший радиус вогнутой вертикальной кривой, м	3000

2.3. Расчет технических нормативов

2.3.1 Максимальный продольный уклон

Для расчета максимального продольного уклона принят автомобиль ЗИЛ – 130, который рекомендуется в качестве эталонного транспортного средства для оценки проектных решений при проектировании автомобильных дорог.

Принимая скорость движения автомобиля по дороге постоянной, из уравнения движения автомобиля получим расчетную формулу для вычисления величины максимального продольного уклона

i(max) = D – f (2.1)

где D – динамический фактор автомобиля; f – коэффициент сопротивления качению.

Динамический фактор для автомобиля ЗИЛ – 130 принят по динамической характеристике для 3 – й передачи, так как более мощные 1 и 2 передачи предназначены для движения автомобиля с места и выполнения маневров в сложных дорожных условиях. Для 3 – й передачи автомобиля ЗИЛ – 130 значение динамического фактора имеет максимальное значение D = 0,105. Коэффициент сопротивления качению для автомобильной дороги 3 – й категории с асфальтобетонным покрытием принят равным 0,020. Тогда максимальный продольный уклон равен

i(max) = 0,105 – 0,020 = 0,085 или 85 ‰. (2.2)

2.3.2. Минимальное расстояние видимости поверхности дороги

Расстояние видимости поверхности дороги определяется на горизонтальном участке дороги. Для обеспечения безопасности движения минимальное расстояние видимости поверхности дороги должно быть не менее расчетной величины тормозного пути для остановки автомобиля перед возможным препятствием. Отсюда минимальное расстояние видимости дороги определяется по расчетной формуле для оценки величины тормозного пути:

Sn = V/3,6+V?/ (85·( + f)) + 10 =100/3,6 + 100?/85·(0,45 + 0,02) + 10 = 288 м, (2.3)

где Sn – минимальное расстояние видимости поверхности дороги, м;  - коэффициент продольного сцепления, который для нормальных условий увлажненного асфальтобетонного покрытия принят равным 0,45; V – расчетная скорость движения, принятая для 3 – й категории автомобильной дороги 100 км/ч; f – коэффициент сопротивления качению, принятый для асфальтобетонного покрытия равным 0,02.

2.3.3. Минимальное расстояние видимости встречного автомобиля

Минимальное расстояние видимости встречного автомобиля определяется из условия обеспечения торможения двух автомобилей движущихся навстречу друг другу, то есть равно удвоенной длине тормозного пути:

Sа = 2·Sn = 2·288 = 57

6 м. (2.4)

2.3.4. Минимальный радиус выпуклой вертикальной кривой

Минимальный радиус выпуклой кривой определяется из условия обеспечения видимости поверхности дороги днем. Расчетная формула получается подстановкой расстояния видимости поверхности дороги в уравнение выпуклой вертикальной кривой. Значение минимального радиуса выпуклой вертикальной кривой вычисляется по формуле

R(вып) = Sn?/ (2·Hr) = 288?/ (2·1,2) = 34 560 м, (2.5)

где Sn – минимальное расстояние видимости поверхности дороги, которое равно 288 м ( см. п. 2.3.2); Hr – возвышение глаз водителя над поверхностью дороги, принимаемое 1,2 м.

2.3.5. Минимальный радиус вогнутой вертикальной кривой

Минимальный радиус вогнутой кривой выполняется по двум критериям: обеспечение видимости поверхности дороги ночью при свете фар и ограничение перегрузки рессор.

Расчет минимального радиуса вогнутой кривой из условия обеспечения видимости выполняется по формуле

R(вогн) = Sn?/ 2·[Hф + Sn·Sin(/2) = 288·288/ [2·(0,7 + 288·0,0175)] =7 242 м, (2.6)

где Hф – возвышение центра фары над поверхностью дороги, принимаемое 0,7 м;  - угол рассеивания света фар, принимаемый равным двум градусам.

Определение минимального радиуса вогнутой вертикальной кривой из

условия ограничения перегрузки рессор выполняется таким образом, чтобы перегрузка рессор составляла не более 5% от общей силы тяжести

транспортного средства. Из равенства допустимой перегрузки рессор и величины центробежной силы величина минимального радиуса вогнутой вертикальной кривой определяется так:

R(вогн) = 0,157·V? = 0,157·100·100 = 1 570 м. (2.7)

Из полученных результатов расчетов в качестве расчетного минимального радиуса вертикальной вогнутой должна быть принята наибольшая, которая обеспечивает соблюдение обоих критериев и в данном случае равна 7 242 м.

2.3.6. Минимальный радиус кривой в плане

Минимальный радиус кривой в плане определяется из условия восприятия центробежной силы при движении транспортного средства по закруглению, то есть требуется обеспечить устойчивость автомобиля против заноса и опрокидывания, а также комфортные условия движения.

Расчетная формула:

R(min) = V?/ [127·(m + i(поп)] = 100?/ [127·(0,1 + 0,02) = 656 м, (2.8)

где m – коэффициент поперечной силы (рекомендуется принимать равным 0,1); i(поп) – поперечный уклон проезжей части, который для асфальтобетонного покрытия принимается равным 0,02.

3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПЛАНА ТРАССЫ

3.1. Описание предложенного проекта

Трассирование выполняется на заданной топографической карте местности масштаба 1:10 000 с сечением горизонталей через 2,5 м. Для определения координат вершин углов, начала и конца трассы на километровой сетке карты назначены условные координаты.

Заданный участок трассы между точками А и Б автомобильной дороги

Солнечный - Горный расположен в овраге. Начальная точка трассы А задана на левом склоне холма. Конечная точка Б находится на правом склоне оврага.

Основное направление трассы - восточное. На первом километре трасса располагается в овраге и имеет южное направление. На ПК 5 + 34,14 трасса поворачивает налево. Поворот трассы осуществляется по закруглению с радиусом кривой 1000 м.

На ПК 32 +51,23 трасса поворачивает направо. Поворот трассы осуществляется по закруглению с радиусом кривой 800 м.

3.2 Вычисление направлений и углов поворота

По топографической карте в системе условных координат путем непосредственных графических измерений определены ординаты x и абсциссы y вершин улов поворота, начала НТ и конца КТ трассы, которые приведены в таблице 3.3

Таблица 3.3 Координаты углов поворота, начала и конца трассы

Вершина угла поворота	Координаты, м
х	у
НТ	2525	472
ВУ 1	1278	472
ВУ 2	765	2975
КТ	226	3295

Длина воздушной линии между началом и концом трассы

LВ = [(Xнт - Xкт)? + (Yнт – Yкт)?]? = [(2525 – 226)? + (472 – 3295)?]? = = 3640 (м). (3.9)

Расстояние между началом трассы и вершиной 1 – го угла поворота

S1 = [(Xнт ­ X1)? + (Yнт - Y1)?]?  =  [(2525 - 1278)? + (472 – 472)?]? = =1247 (м). (3.10)

S2 = [(X1 ­ X2)? + (Y1 – Y2)?]?  =  [(1278 - 765)? + (472 - 2975)?]? = =2555(м). (3.11)

Расстояние между вершиной 2 – го угла поворота и концом трассы

S3 = [(X2 ­ Xкт)? + (Y2 – Yкт)?]?  = [(765 - 226)? + (2975 - 3295)?]? = = 624 (м). (3.12)

Дирекционный угол и румб направления НТ - ВУ1:

D01 = Arccos [(X1 ­Xнт)/ S1] = [(1278 - 2525)/1247] = Arccos (-1) или 180? (3.13)

r01 = СВ: 180?

Дирекционный угол и румб направления ВУ1 – ВУ2:

D12 = Arccos [(X2 ­X1)/ S2] = [(765 - 1278)/ 2555] = Arccos (-0,2008) или (-78?42’) (3.14)

r12 = ЮВ:101?18’

Дирекционный угол и румб направления ВУ2 – КТ:

D2N = Arccos [(Xкт ­X2)/ S3] = [(226 - 765)/624] =Arccos (-0,8638) или

(-30?26’) (3.15)

r2N = СВ : 149?24’

r12 = (-78^o42’) , т.к дирекционный угол отрицательный и линия ВУ2 –КТ имеет юго – восточное направление. Полученное значение дирекционного угла необходимо вычесть из 180?.Тогда окончательно положительное направление дирекционного угла будет

D12 = 180? - 78^o42’ = 101?18’ (3.16)

r12= ЮВ: 68?10’ (3.17)

Величина 1 – го угла поворота:

U1 = D12 – D01 = 101?18’ - 180? = -78?42’ (3.18)

Величина 2 – го угла поворота:

U2 = D2N – D12 =149?34’ - 101?18’ = 48?16’ (3.19)

Проверка 1. Разность сумм левых и правых углов поворота должна быть равна разности дирекционных углов начального и конечного направлений трассы:

Uлев - Uправ = D2N – D01; (3.20)

(-7842’ + 48?16’) = (149?34’ - 180)

- 30^o26’ = - 30^o26’

3.3 Расчет элементов закруглений

Элементы 1 – го закругления:

Угол поворота U1= 78?42’; радиус круговой кривой R1 = 1000 м.

Тангенс закругления

Т1 = R1·Tg(U1/2) = 1000 · Tg(78?42’/2) = 819,95 (м) (3.21)

Значение угла поворота в градусах:

U1 = 78? + 42’/60? = 78,7? (3.22)

Кривая закругления:

K1 = R1 ·· U1/180? = 1000 · 3.1416 · 78,7?/180? = 1373,58 (м). (3.23)

Домер закругления:

Д1 = 2·Т1 – К1 = 2·819,95 – 1373,58 = 266,32 (м). (3.24)

Биссектриса закругления

Б1 = R1·[(1/Cos(U1/2))–1] = 1000·[(1/Cos(78,7?/2)-1] = 293 (м). (3.25)

Элементы 2 - го закругления

Угол поворота U2= 48?16’; радиус круговой кривой R2 = 800 м.

Тангенс закругления

Т2 = R1·Tg(U2/2) = 800 · Tg(48?16’/2) =358,45 (м). (3.26)

Значение угла поворота в градусах:

U2 = 48? - 1?/60? = 48,27? (3.27)

Кривая закругления:

K2 = R2 ·· U2/180? = 800 · 3.1416 ·48,27?/180? = 673,98 (м). (3.28)

Домер закругления:

Д2 = 2·Т2 – К2 = 2·364,14 – 673,98 = 42,92 (м). (3.28)

Биссектриса закругления

Б2 = R2·[(1/ Cos(U2/2))–1] = 800·[(1/Cos(48?16’/2)-1]= 76, (м). (3.29)

Проверка 2. Две суммы тангенсов за вычетом суммы кривых должны быть равны сумме домеров:

2·Д; (3.30)

2·(819,95 + 358,45) – (1373,58 + 673,98) = 266,32 + 42,92

309,24 = 309,24

3.4 Вычисление положения вершин углов поворота

Пикетажное положение начала трассы принято L(HT) = ПК 0+ +00,00.

Пикетажное положение вершины 1 – го угла поворота:

L(ВУ1) = L(HT) + S1 = 00,00 + 1247 = 1247 (м) (3.31)

или ПК 12 +47

Пикетажное положение вершины 2 – го угла поворота:

L(ВУ2) = L(ВУ1) + S2 – Д1=1247 + 2555 – 266,32 = 3535,68 (3.32)

или ПК 35 + 35,68

Пикетажное положение конца трассы

L (КТ) = L (ВУ2) + S3 – Д2 = 3535,68 + 624 – 42,92 = 4116,76 (м) (3.33)

или ПК 41 + 16,76

Длина трассы

Lт = L(КТ) – L(НТ) = 4116,76 – 00,00 = 4116,76 (м) (3.34)

Проверка 3. Сумма расстояний между вершинами углов поворота за вычетом суммы домеров должна быть равна длине трассы:

S - Д = Lт; (3.35)

(1247 + 2555 + 624) – (266,32 + 42,92) = 4116,76

4116,76 = 4116,76

3.5 Вычисление пикетажных положений и длин прямых вставок

Пикетажное положение начала 1 – го закругления:

L(НК1) = L(ВУ1) – T1 = 1247 – 819,95 = 427,05 (м) (3.36)

или ПК 4 + 27,05

Пикетажное положение конца 1 – го закругления:

L(КК1) = L(НК1) + К1 = 427,05 + 1373,58 = 1800,63 (м) (3.37)

или ПК 18+ 0,63

Пикетажное положение начала 2 - го закругления:

L(НК2) = L(ВУ2) – T2= 3535,68 - 358,45 = 3177,23 (м) (3.38)

или ПК 31 + 77,23

Пикетажное положение конца 2 – го закругления:

L(КК2) = L(НК2) + К2 = 3177,23 + 673,98 = 3851,21 (м) (3.37)

или ПК 38 + 51,21

Длина 1 – й прямой вставки:

Р1 = L(НК1) – L(НТ) = 427,05 – 00,00 = 427,05 (м) (3.38)

Длина 2 – й прямой вставки:

Р2 = L(НК2) – L(КК1) = 3177,23 – 1800,63 = 1376,6 (м) (3.39)

Длина 3 – й прямой вставки:

Р3 = L(КТ) – L(КК2) = 4116,76 – 3851,21 = 265,55 (м) (3.40)

Проверка 4. Сумма прямых вставок и кривых должна быть равна длине трассы:

Lт; (3.41)

(427,05 + 1376,6 + 265,55) + (1373,58 + 673,98) = 4116,76

4116,76 = 4116,76

3.6 Основные технические показатели трассы

Полученные в п.п. 3.2 и 3.5 результаты расчета элементов плана трассы систематизированы в таблице 3.4 – ведомости углов поворота прямых и кривых.

Коэффициент развития трассы:

Кр = Lт/ Lв = 4116,76/ 3640 = 1,13 (3.42)

Протяженность кривых с радиусом менее допустимого для 3 – й категории автомобильной дороги Rдоп = 600 м – нет.

Протяженность кривых в плане с радиусом менее 2000 м, для которых требуется устройство переходных кривых и виражей, составляет

Lпкв = К1 + К2 = 1373,58 + 673,98 = 2047,56 (м). (3.43)

Таблица 3.4 Ведомость углов поворота, прямых и кривых

Точка	Положение вершины угла	Угол поворота, град. мин.	Ради- ус R, м	Элементы кривой, м	Пикетажное начало конец кривой кривой	S, м	Р, м	D град мин
ПК	+	Лев	Прав.		Т	К	Д	Б	ПК	+	ПК	+
НТ	0	00,00
														1247	427,05	180°00’
ВУ 1	12	47,00	78 o 42’	44? 25’	1000	819,95	1373,58	266,3	293	4	27,05	18	0,63
														2555	1376,6	101°18’
ВУ 2	35	35,68	48o16’		800	358,45	673,98	42,92	76,63	31	77,23	38	51,21
														624	265,55	149°34’
КТ	41	16,76
?			12658’	44? 25’		1178,4	2047,56	309,3						4426	2069,2

1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОДОЛЬНОГО ПРОФИЛЯ

Определение руководящих отметок

Наименьшее возвышение поверхности покрытия над уровнем поверхности земли для участков 2 – го типа местности по условиям увлажнения во 2 – ой дорожно-климатической зоне при типе грунтов в виде суглинков принято по данным таблице 1.9 равным Н(2) = 1.6 м.

Наименьшее возвышение поверхности покрытия над уровнем грунтовых вод для участков дороги в 3 – м типе местности по условиям увлажнения составляет 2,20 м, то есть, больше уровня грунтовых вод, который по заданию равен 1.90. Тогда возвышение поверхности покрытия для 3 – го типа местности по условиям назначается Н(3) = Н(2) =1.6 м.

Наименьшее возвышение поверхности покрытия в местах устройства водопропускных труб:

Н(тр.) = d + t + z = 1,5 + 0,15 + 0,6 = 2,25 м, (4.44)

где d – отверстие водопропускной трубы, которое конструктивно принято 1,5 м; t – толщина стенки водопропускной трубы, принятая равной 0,15 м; z – минимальная толщина грунта и дорожной одежды для предохранения водопропускной трубы от воздействия нагрузок транспортных средств, которая назначается равной 0,50 м.

Наименьшее возвышение поверхности покрытия на мостах:

Н(м) = Нв +g + Нк = 3,0 +1,0 +1,0 = 5,0 м, (4.45)

где Нв – глубина воды в реке, принятая равной 3,0 м; g – подмостовой габарит, принятый для несудоходных рек с учетом возможного корчехода равным 1,0 м; Нк – конструктивная высота пролётного строения моста, которая принята равной 1 м.

Наименьшее возвышение поверхности покрытия из условия незаносимости дороги снегом:

Н(сн) = h(сн) + h(z) = 0,3 + 0,6 = 0,9 м, (4.46)

где h(сн) – расчетный уровень снегового покрова, принятый для условий

ЕАО равным 0,3 м; h(z) – возвышение бровки насыпи над расчетным уровнем снегового покрова, которое принято для 3–й категории автомобильной дороги равным 0,6 м.

Так как наименьшее возвышение поверхности покрытия из условия снегонезаносимости дороги меньше этой же величины по условиям увлажнения земляного полотна, в качестве расчетного наименьшего возвышения поверхности покрытия для 2 – го и 3 – го типов местности по условиям увлажнения принимается руководящая отметка, равная 1,6.

Определение отметок поверхности земли по оси трассы

Отметки поверхности земли по оси трассы определены для участка автомобильной дороги ПК 0…ПК 20. Отметки пикетов и плюсовых точек трассы относительно горизонталей определялись графически путём непосредственного измерения на плане трассы и вычислялись по формуле линейной интерполяции

Н = Н(min) + (x/ L) · dh, (4.47)

где H(min) – отметка нижней горизонтали, м; х – расстояние от нижней горизонтали до пикета (плюсовой точки); L – расстояние между горизонталями по линии наибольшего ииииииииииииииската;dh – высота сечения горизонталей, которая для плана трассы равна 2,5 м.

Результаты измерений расстояний по плану трассы и вычисления отметок земли по оси трассы приведены в таблице 4. , в которой превышение точки относительно нижней горизонтали определяется так;

h = 2,5 · x/ L (4.48)

Таблица 4.4 Отметки земли по оси трассы

ПК +	Х, мм	L,мм	h,м	H(min),м	H,м
0.00	5,5	11,6	1,186	177,5	178,686
1	4,2	6,8	1,544	177,5	179,044
2	6,9	11,5	1,5	175	176,5
3	14,5	25,3	1,433	175	176,433
4	0,5	9,8	0,128	177,5	177,628
5	5,5	9,1	1,511	177,5	179,011
6	15,1	41,8	0,903	177,5	178,403
7	24,5	44,4	1,38	177,5	178,88
8	33,9	42,6	1,989	177,5	179,489
9	3,2	6,1	1,312	180	181,312
10	1,1	6,0	0,458	185	185,458
11	0,5	4,1	0,305	187,5	187,805
12	0,2	4	0,125	190	190,125
13	0	7,1	0	192,5	192,5
14	0,9	2,9	0,776	187,5	188,276
15	0,8	4,3	0,465	187,5	187,965
16	5,9	6,6	2,235	187,5	189,735
17	3,2	4,9	1,633	192,5	194,133
18	6,9	7,3	2,363	195	197,363
19	3,7	5,5	1,682	197,5	199,182
20	5,7	9,1	1,57	197,5	199,07
21	5,5	6,0	2,292	195	197,292
22	0	10,9	0	195	195
23	6,1	14,8	1,031	192,5	193,531
24	31,9	39,3	2,029	190	192,029
25	25,2	38,2	1,649	190	191,649
26	6,0	38,2	0,393	192,5	192,893
27	7,9	43,1	0,458	192,5	192,958
28	5,4	7,05	1,915	190	191,915
29	2,9	5,9	1,229	187,5	188,729
30	8,1	22,2	0,912	185	185,912
31	5,0	19,7	0,635	185	185,635
32	10,9	36,9	0,739	185	185,739
33	6,05	39,8	0,38	185	185,38
34	10,4	15,1	1,722	182,5	184,222
35	4,9	6,05	2,025	182,5	184,525
36	0	6,8	0	185	185
37	31,4	41,5	1,892	182,5	184,392
38	3,6	8,0	1,125	185	186,125
39	4,0	8,2	1,22	187,5	188,72
40	5,05	6,1	2,07	190	192,07
41	3,2	4,9	1,633	195	195,633

Проектная линия продольного профиля

По данным таблицы 4.4 построен продольный профиль поверхности земли по оси трассы, который приведён в приложении Б. В пониженных местах продольного профиля на ПК 6, ПК 15, ПК 25, ПК 30, ПК 37 для обеспечения водоотвода конструктивно назначены круглые железобетонные водопропускные трубы диаметром 1.5 м.

Ломаная линия продольного профиля на участке ПК0+00 …ПК 6 проложена с уклоном +1‰(подъем). На участке с ПК 6 до ПК19 ломаная линия проложена с уклоном +16‰(подъём). На участке ПК19 до ПК30 ломаная линия проложена с уклоном –10‰ (спуск). На участке с ПК30 по ПК37 уклон –6‰ (спуск). На участке с ПК37 до ПК41 уклон +24‰(подъем)

Рабочая отметка у водопропускных труб выдержана, так как они больше руководящей рабочей отметки на трубах равной 2.25.

В перелом продольного профиля на ПК 6 вертикальная кривая не вписана, така как алгебраическая разность продольных уклонов составляет 1‰, что меньше 10‰, и для 3-й категории вертикальные кривые не требуются.

В перелом на ПК 19 вписана вогнутая вертикальная кривая радиуса 10000м.

В перелом продольного профиля на ПК30 вертикальная кривая не вписана, така как алгебраическая разность продольных уклонов составляет 6‰, что меньше 10‰, и для 3-й категории вертикальные кривые не требуются.

В перелом продольного профиля на ПК37 вписана вогнутая вертикальная кривая радиуса 12500м.

Определение отметок по ломаной линии продольного профиля

На ПК 0 + 00 отметка по ломаной линии продольного профиля принята 178,686 м. Первый участок ломаной линии имеет положительный продольный уклон +1 ‰ (подъем) и протяженность 600м.

Вычисление отметок ломаной линии продольного профиля на 1 – м участке:

Н(ПКN+1) = Н(ПКN) - + ik · L (4.49)

Н(ПК1) = Н(ПК0) + i1 · L = 178,686 + 0,001 · 100 = 178,786 м

Н(ПК2) = Н(ПК1) + i1 · L = 178,786 + 0,001 · 100 = 178,886 м

Н(ПК3) = Н(ПК2) + i1 · L = 178,886 + 0,001 · 100 = 178,986 м

Н(ПК4) = Н(ПК3) + i1 · L = 178,986 + 0,001 · 100 = 179,086 м

Н(ПК5) = Н(ПК4) + i1 · L = 179,086 + 0,001 · 100 = 179,186 м

Н(ПК6) = Н(ПК5) + i1 · L = 179,186 + 0,001 · 100 = 179,286 м

Проверка:

Н(ПК6) = Н(ПК0) + i1 · L = 178,686 + 0,001 · 600 = 179,286 м.

Вычисление отметок ломаной линии продольного профиля на 2–м участке, который имеет продольный уклон +16 ‰ и протяженностью 1300 м.

Н(ПК7) = Н(ПК6) + i2 · L = 179,286 + 0,016 · 100 = 180,886 м.

Н(ПК8) = Н(ПК7) + i2 · L = 180,886 + 0,016 · 100 = 182,486 м.

Н(ПК9) = Н(ПК8) + i2 · L = 182,486 + 0,016 · 100 = 184,086 м.

Н(ПК10) = Н(ПК9) + i2 · L = 184,086 + 0,016 · 100 = 185,686 м.

Н(ПК11) = Н(ПК10) + i2 · L = 185,686 + 0,016 · 100 = 187,286 м.

Н(ПК12) = Н(ПК11) + i2 · L = 187,286 + 0,016 · 100 = 188,886 м.

Н(ПК13) = Н(ПК12) + i2 · L = 188,886 + 0,016 · 100 = 190,486 м.

Н(ПК14) = Н(ПК13) + i2 · L = 190,486 + 0,016 · 100 = 192,086 м.

Н(ПК15) = Н(ПК14) + i2 · L = 192,086 + 0,016 · 100 = 193,686 м.

Н(ПК16) = Н(ПК15) + i2 · L = 193,686 + 0,016 · 100 = 195,286 м.

Н(ПК17) = Н(ПК16) + i2 · L = 195,286 + 0,016 · 100 = 196,886 м.

Н(ПК18) = Н(ПК17) + i2 · L = 196,886 + 0,016 · 100 = 198,486 м.

Н(ПК19) = Н(ПК18) + i2 · L = 198,486 + 0,016 · 100 = 200,086 м.

Проверка:

Н(ПК19) = Н(ПК6) + i2 · L = 179,286 + 0,016 ·1300 = 200,086 м.

Вычисление отметок ломаной линии продольного профиля на 3–м

участке, который имеет продольный уклон -10 ‰ и протяженностью 1100 м.

Н(ПК20) = Н(ПК19) - i3 · L = 200,086 - 0.01 ·100= 199,086 м.

Н(ПК21) = Н(ПК20) - i3 · L = 199,086 - 0.01 ·100= 198,086 м.

Н(ПК22) = Н(ПК21) - i3 · L = 198,086 - 0.01 ·100= 197,086 м.

Н(ПК23) = Н(ПК22) - i3 · L = 197,086 - 0.01 ·100= 196,086 м.

Н(ПК24) = Н(ПК23) - i3 · L = 196,086 - 0.01 ·100= 195,086 м.

Н(ПК25) = Н(ПК24) - i3 · L = 195,086 - 0.01 ·100= 194,086 м.

Н(ПК26) = Н(ПК25) - i3 · L = 194,086 - 0.01 ·100= 193,086 м.

Н(ПК27) = Н(ПК26) - i3 · L = 193,086 - 0.01 ·100= 192,086 м.

Н(ПК28) = Н(ПК27) - i3 · L = 192,086 - 0.01 ·100= 191,086 м.

Н(ПК29) = Н(ПК28) - i3 · L = 191,086 - 0.01 ·100= 190,086 м.

Н(ПК30) = Н(ПК29) - i3 · L = 190,086 - 0.01 ·100= 189,086 м.

Проверка:

Н(ПК30) =Н(ПК19 ) - i3 · L = 200,086 - 0.01 ·1100=189,086 м.

Вычисление отметок ломаной линии продольного профиля на 4–м участке, который имеет продольный уклон -6 ‰ и протяженностью 700 м.

Н(ПК31) = Н(ПК30) – i4 · L =189,086 – 0.006· 100 =188,486 м.

Н(ПК32) = Н(ПК31) – i4 · L =188,486 – 0.006· 100 =187,886 м.

Н(ПК33) = Н(ПК32) – i4 · L =187,886 – 0.006· 100 =187,286 м.

Н(ПК34) = Н(ПК33) – i4 · L =187,286 – 0.006· 100 =186,686 м.

Н(ПК35) = Н(ПК34) – i4 · L =186,686 – 0.006· 100 =186,086 м.

Н(ПК36) = Н(ПК35) – i4 · L =186,086 – 0.006· 100 =185,486 м.

Н(ПК37) = Н(ПК36) – i4 · L =185,486 – 0.006· 100 =184,886 м.

Проверка:

Н(ПК37) = Н(ПК30) – i4 · L =189,086 – 0.006· 700 =184,886 м.

Вычисление отметок ломаной линии продольного профиля на 5–м участке, который имеет продольный уклон +24 ‰ и протяженностью 400 м.

Н(ПК38) = Н(ПК37) + i5 · L =184,886 + 0.024· 100 =187,286 м.

Н(ПК39) = Н(ПК38) + i5 · L =187,286 + 0.024· 100 =189,686 м.

Н(ПК40) = Н(ПК39) + i5 · L =189,686 + 0.024· 100 =192,086 м.

Н(ПК41) = Н(ПК40) + i5 · L =192,086 + 0.024· 100 =194,486 м.

Проверка:

Н(ПК41) = Н(ПК37) + i5 · L =184,886 + 0.024· 400 =194,486 м.

4.5. Расчет вертикальной кривой

Исходные данные для расчета:

Пикетажное положение вертикального угла №1

L (ВВУ) = 1900,00 м.

Радиус вогнутой вертикальной кривой: R =10000 м.

Продольный уклон в начале кривой: i2 = + 16 ‰ = 0.016

Продольный уклон в конце кривой: i3 = – 10 ‰ = 0.01

Отметки по ломаной линии продольного профиля:

• вершина вертикального угла Нт(ВВУ)=Нт (ПК19) = 200,086 м;

• пикет Нт (ПК17+70,00) = 198,006 м;

• пикет Нт (ПК18+00,00) = 198,486 м,

• пикет Нт (ПК20+00,00) = 199,086 м

• пикет Нт (ПК20+30,00) = 198,786 м;

Расчет элементов вертикальной кривой:

Кривая вертикальной кривой :

К = R i1- i2 = 10000 ·0.016 – (- 0.01) = 260 м. (4.50)

Тангенс вертикальной кривой:

Т = К / 2 = 260/ 2= 130 м. (4.51)

Биссектриса вертикальной кривой:

Б = Т? / (2 · R) =130 ? / (2 ·10000) = 0,845 (4.52)

Определение пикетажных положений:

Пикетажное положение начала вертикальной кривой:

L(HBK) = L(BBУ) – Т = 1900,00 - 130 = 1770 м. (4.53)

или ПК 17+70,00

Пикетажное положение конца вертикальной кривой:

L (КВК) = L(BBУ) + Т = 1900,00 + 130 = 2030,00 м (4.54)

или ПК 20 + 30,00

Определение отметок на вертикальной кривой:

Отметка начала вертикальной кривой:

Н(HBK) = Н(BBУ) + i2 · Т = 200,086 - 0.016 · 130 = 198,006 м (4.55)

Отметка конца вертикальной кривой:

Н(КBK) = Н(BBУ) + i3 · Т = 200,086 + (-0.01) · 130 = 198,786 м (4.56)

Пикетажное положение вертикального угла №2

L (ВВУ) = 3700 м.

Радиус вогнутой вертикальной кривой: R =12500 м.

Продольный уклон в начале кривой: i4 = - 6 ‰ = - 0,006

Продольный уклон в конце кривой: i5 = + 24 ‰ = 0.024

Отметки по ломаной линии продольного профиля:

• вершина вертикального угла Нт(ВВУ)=Нт(ПК37) = 184,886 м;

• пикет Нт(ПК35+12,50) = 186,001 м;

• пикет Нт(ПК36+00,00) = 185,486 м;

• пикет Нт(ПК38+00,00) = 187,286 м;

• пикет Нт(ПК38+87,50) = 189,386 м;

Расчет элементов вертикальной кривой:

Кривая вертикальной кривой:

К =  i4- i5 = 12500 · (- 0,006) – 0,024 = 375 м.

Тангенс вертикальной кривой:

Т = К / 2 = 375/ 2 = 187,5 м.

Биссектриса вертикальной кривой:

Б = Т? / (2 · R) =187,5? / (2 ·12500) = 1,41

Определение пикетажных положений:

Пикетажное положение начала вертикальной кривой:

L(HBK) = L(BBУ) – Т = 3700,00 – 187,5 =3512,50 м.

или ПК 35 + 12,50

Пикетажное положение конца вертикальной кривой:

L(КВК) = L(BBУ) + Т = 3700,00 + 187,5 = 3887,50 м.

или ПК 38 + 87,50

Определение отметок на вертикальной кривой:

Отметка начала вертикальной кривой:

Н(HBK) = Н(BBУ) + i4 · Т = 184,886 + 0,006 · 187,5 = 186,001 м.

Отметка конца вертикальной кривой:

Н(КBK) = Н(BBУ) + i5 · Т = 184,886 + 0,024 · 187,5 = 189,386 м.

4.6 Определение положения точек с нулевыми отметками

Для установления границ выемки на ПК0…ПК2 определены пикетажные положения точек пересечения проектной линии с поверхностью земли (точки с нулевыми отметками) по формуле:

х = Нрл·L / (Нрл + Нрп), (4.60)

где х – расстояние от левого пикета до точки с нулевой рабочей отметкой, м; L – длина пикета, принятая 100 м; Нрл и Нрп – соответственно рабочие отметки левого и правого пикетов, м.

Расстояние х до первой точки с нулевой рабочей отметкой:

х1=Н(ПК0)·L / (Н(ПК0)+Н(ПК1))=1,6·100 / (1,6+1,6) = 50м.

Пикетажное положение первой точки с нулевой рабочей отметкой:

L(01) = L(ПК 0) + х1 =0 + 50= 50,00 м. или ПК 0 + 50,00 (4.61)

Расстояние х до второй точки с нулевой рабочей отметкой:

х2= Н(ПК1)·L / (Н(ПК1) + Н(ПК2)) = 1,6·100 / (1,6 + 1,9) = 44,8 м

Пикетажное положение второй точки с нулевой рабочей отметкой:

L(02) = L(ПК1) + х2 = 100 + 44,80 = 144,80 м или ПК 1 + 44,80

Для установления границ выемки на ПК10…ПК14 определены пикетажные положения точек пересечения проектной линии с поверхностью земли (точки с нулевыми отметками):

Расстояние х до третей точки с нулевой рабочей отметкой:

Х3=Н(ПК10)·L / (Н(ПК10)+Н(ПК11))=0,5·100 / (0,55+0,3) = 58,83м.

Пикетажное положение третей точки с нулевой рабочей отметкой:

L(03) = L(ПК 10) + х1 =1000 +58,83= 1058,83 м. или ПК 10 + 58,83

Расстояние х до четвертой точки с нулевой рабочей отметкой:

Х4= Н(ПК13)·L / (Н(ПК13) +Н(ПК14)) = 1,9·100 / (1,9 +4,25) = 30,9 м

Пикетажное положение четвертой точки с нулевой рабочей отметкой:

L(04) = L(ПК13) + х2 = 1300 + 30,9 = 1330,9 м или ПК 13 + 30,90

2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПОПЕРЕЧНОГО ПРОФИЛЯ

ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА

5.1 Типы поперечных профилей земляного полотна

Анализ грунтового профиля показывает, что его верхняя часть сложена суглинками, поэтому для возведения земляного полотна в выемках в качестве грунта принят суглинок.

5.2 Расчёт поперечного профиля земляного полотна на ПК 13

5.2.1 Исходные данные для проектирования:

В связи с тем, что выбор типа поперечного сечения земляного полотна зависит от косогорности местности в поперечном к трассе направлении, предварительно необходимо произвести её оценку.

Расстояние между горизонталями на ПК 15 в поперечном к трассе направлении составляет L = --- м в масштабе плана трассы (см табл.4.4). Сечение горизонталей для плана трассы dh равно 2.5 м.

Тогда поперечный уклон местности равен:

iм = dh / L = 2.5 /43 = 0.058 = 58 ‰ (4.62)

Коэффициент заложения поперечного уклона местности равен:

m = 1/ iм = 1/ 0,058 = 17,2

Так как коэффициент заложения поперечного уклона местности более 10, косогорность местности при выборе типа поперечного профиля земляного полотна не учитывается.

Для расчёта геометрических параметров поперечного профиля земляного полотна на ПК 15 +00 приняты следующие исходные данные:

 тип поперечного профиля земляного полотна – 3

 грунт земляного полотна – суглинок;

 коэффициент заложения внутреннего откоса – m = 4

 коэффициент заложения внешнего откоса резерва – n = 5

 проектная отметка по оси дороги – Ноп = 193,686 м;

 отметка поверхности земли по оси трассы – Нпз = 187,905 м

 рабочая отметка – 1,6

 ширина проезжей части – В = 7,00 м;

 ширина обочины – с = 2,50 м;

 ширина укреплённой полосы обочины – 0,50 м;

 поперечный уклон проезжей части – iпч = 16 ‰;

 поперечный уклон обочины – iоб = 40 ‰;

 поперечный уклон поверхности земляного полотна – iзп = 30 ‰;

 поперечный уклон дна кювета – iр = 20 ‰;

 толщина дорожной одежды – hдо = 0,60 м;

 толщина растительного слоя – hрс = 0,3 м.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполнения курсовой работы по проектированию участка автомобильной дороги «Солнечный - Горный» 3-й категории в Хабаровском Крае разработаны основные проектные документы: план трассы, продольный и поперечный профиль земляного полотна, которые характеризуются следующими техническими показателями.

1. Протяженность трассы – 4116,76,67 м;

2. Коэффициент развития трассы – 1.1

3. Запроектирована две кривые в плане с радиусом 1000 и 800 м;

4. Протяженность кривых в плане с радиусом менее 2000 м составляет 2047,56 м.

5. На участке трассы требуется устройство пяти водопропускных труб.

6. Продольный профиль запроектирован в насыпи.

7. Максимальный продольный уклон - 24‰;

8. Минимальный радиус вертикальной вогнутой кривой – 1000 м;

9. В пределах участка трассы запроектированы по типовым проектным решениям 1й, 3й, 10й типы поперечных профилей.

10. Детально запроектирован поперечный профиль земляного полотна на ПК15 + 00, для которого рассчитаны все параметры.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Методическое указание: проектирование основных элементов автомобильных дорог под ред. Глибовицкий Ю.С. Хабаровск издательство ХГТУ, 2003 г.

2. СНиП 2.05.02.-85. Автомобильные дороги. – М.: Госстрой СССР, ЦИТП Госстроя СССР, 1986. – 56с.

3. ГОСТ 21.101-97.СПДС. Основные требования к проектной и рабочей документации. – М.: ГП ЦНС Госстроя России, 1998. – 41с.

4. Земляное полотно автомобильных дорог общего пользования: Типовые материалы для проектирования. – М.: ГПИ Союздорпроект, 1987. – 55с.

5. Проектирование автомобильных дорог: Справочник инженера дорожника /Под ред. Г.А. Федотова. – М.: Транспорт, 1989. – 437 с.

6. Бабков В.Ф., Андреев О.В. Проектирование автомобильных дорог. Ч.1. – М.: Транспорт, 1987. – 368 с.