Проектування варіантів траси автомобільної дороги

Курсова робота на тему: «Проектування варіантів траси автомобільної дороги»

Зміст Вступ

1. Характеристика транспортно-економічних і природно-кліматичних умов району проектування дороги

2. Розрахунок схеми транспортних зв’язків

2.1 Розрахунок показників та побудова трикутника транспортних зв’язків

2.2 Визначення інтенсивності по транспортним зв’язкам

2.3 Розрахунок трикутника транспортних зв’язків

3. Призначення основних технічних нормативів (без розрахунку, по ДБН)

4. Проектування магістральної дороги (варіанту мережі)

4.1 Описання варіантів траси

4.2 Порівняння варіантів траси

4.3 Розробка плану

4.4 Розробка поздовжнього профілю дороги

5. Розрахунок конструкції дорожнього одягу

5.1 Призначення конструкцій дорожнього одягу

5.2 Розрахунок дорожнього одягу за допустимим пружним прогином

5.3 Розрахунок дорожнього одягу за здвигом в ґрунті земляного полотна

5.4. Розрахунок монолітних шарів на розтяг при згині

6. Визначення обсягів земляних робіт

7. Детальна розробка питання Список використаної літератури дорожній полотно транспортний земляний

Вступ Дана курсова робота необхідна для того, щоб кожний студент міг розв’язувати конкретні задачі, які пов’язані з проектуванням автомобільних доріг. Вона охоплює реальні частини інженерного проекту автомобільної дороги.

Проект автомобільної дороги виконується з відповідністю до норм ДБН. Треба запроектувати плани траси і вибрати той варіант дороги, який найбільше відповідає основним нормам проектування. Це можна зробити, якщо виконати порівняння варіантів трас. На основі груп показників вибирають кращій варіант, який в подальшому буде розраховуватись.

Також треба виконати розрахунки показників транспортних зв’язків, призначити основні технічні нормативи, розробити план дороги, визначити контрольні і керівні точки автомобільної дороги, розробити поздовжній профіль, розрахувати конструкцію дорожнього одягу на різні види навантаження, визначити обсяги земляних робіт. Більшість розрахунків можна виконати за допомогою комп’ютерної програми «CREDO», що полегшує проектування автомобільної дороги і надає певну інформацію, за допомогою якої можна корегувати прийняті рішення на користь безпеки пасажирів і людей, які будуть використовувати цю дорогу після будівництва.

1. Характеристика транспортно — економічних і природнокліматичних умов району проектування дороги Черкаська область утворена 7 січня 1954 р. з окраїнних районів Вінницької, Київської, Кіровоградської й Полтавської областей. Є однією з найбільш молодих областей України. Її площа становить 20,9 тис. кв. км. Включає 20 районів районів у містах — 2;населених пунктів — 855, у тому числі: сільських — 824;міських- 31, у тому числі: селищ міського типу — 15; міст — 16, у тому числі: міст обласного значення — 6; міст районного значення — 10;сільських рад — 525. Площа області становить 20,9 тисяч квадратних кілометрів, що складає 3,5% території держави (18 місце в Україні).

Вона розташована в центральній частині України, у басейні середнього плину Дніпра. Граничить на півночі - з Київською, на заході - з Вінницькюї, на півдні - з Кіровоградською й на сході - з Полтавською областями.

Адміністративний центр — місто Черкаси, виник наприкінці XІІІ століття. У цілому для Черкаської області в останні роки характерна тенденція зниження чисельності населення, але не настільки катастрофічна, як у деяких інших областях України. По співвідношенню частки міського й сільського населення область можна віднести до сільських областей.

Промисловість.

Питома вага головних галузей промисловості: Харчова -38,7%, Машинобудування і металообробка -20,6%, Хімічна — 14%, Легка — 13,6%.В області діє понад 300 промислових підприємств, які виробляють електроенергію, видобувають вугілля, випускають мінеральні добрива, аміак, хімічні волокна, засоби автоматизації та обчислювальної техніки, технологічне обладнання для переробних галузей, машини та обладнання для тваринництва і кормовиробництва, товари народного споживання продовольчої та непродовольчої груп. Черкаська область — один з провідних в Україні виробників продукції сільського господарства і харчової промисловості, особливо цукру. Промисловість області представлена в основному підприємствами харчової галузі. Тут працює більш десятка великих і середніх по потужності цукрових заводів. Серед інших галузей промисловості варто виділити хімічний комплекс, що представлений декільками підприємствами, з числа яких виділяються два особливо великих — «Азот» і «Черкаське хімволокно» .Сільське господарство спеціалізується на рослинництві зерново-буряківничного і тваринництві м’ясо-молочного напрямків. По розораності сільськогосподарських угідь Черкаська область є поряд з Херсонською областю лідером в Україні.

Транспорт та зв`язок

На території області проходить 6049,4 кілометрів автомобільних доріг, державного значення 656,1 км, доріг місцевого значення 5393,3 км, ґрунтові дороги становлять 208,9 км, тобто дороги з твердим покриттям в загальній довжині автомобільних доріг становлять 96,5%.Розвинений автомобільний транспорт. Здійснюється вантажно-пасажирське судноплавство по Дніпру. В Черкасах знаходиться аеропорт. Залізничний транспорт: Залізничні перевезення в області забезпечують підприємства і організації підпорядковані Шевченківській дирекції залізничних перевезень Одеської залізниці. Дирекція розташована на перетині двох головних напрямків Москва — Одеса та Донбас — Карпати, експлуатаційна довжина залізничних колій загального користування складає 649,5 км. На території області нараховується 32 залізничні станції. Основні залізничні вузли — ім. Т. Шевченка і Христинівка. Зв’язок: Станом на 01.01.2005 року в області 563 автоматизованих телефонних станції, в тому числі 58 міських та 503 — сільських. Монтована ємність їх становить 286 420. Щільність телефонних апаратів на 100 мешканців — 21,6 (місто — 30,7; сільські — 10,9). Кількість основних телефонних апаратів — 277 293, в тому числі домашніх — 241 223. На території області створено щільне покриття мобільних операторів «Київстар», «МТС» та «Life» .

Населення. Чисельність населення, що проживає на території області, на початок 2005 року становить 1357,1 тис. осіб, у тому числі міського 740,6 тисячі осіб, або 54,6% населення, сільського — 45,4%. По чисельності населення області становить 2,9% населення України та займає 15-те місце в Україні.Черкаська область відноситься до числа густонаселених. Її середня щільність — 65 осіб на 1 кв.км. Близько 90% населення проживає в правобережній частині області, у лівобережній — 10%.Статевий склад населення характеризується перевагою жіночого населення — 54,5%. На кожні 1000 жінок припадає 835 чоловіків.

Національний склад: На Черкащині проживають особи 130 етносів. Переважають українці (понад 90%) і росіяни (біля 8%). Також в області проживають білоруси, татари, євреї, молдавани, вірмени, болгари, поляки, цигани та представники інших національностей.

Будівництво

На території області існує розвинутий будівельний комплекс. Підрядну діяльність у будівництві здійснює більш ніж 160 підприємств різних форм власності.Промислові підприємства будівельної індустрії мають достатні потужності щодо забезпечення потреб будівельного комплексу стіновими матеріалами, збірними бетонними та залізобетонними конструкціями і деталями, металоконструкціями, столярними виробами, асфальтобетоном, нерудними та іншими матеріалами.Загальна площа житлового фонду області складає 33 800 тис.кв.км. Середня забезпеченість одного мешканця області житлом складає 24,2 кв.м. загальної площі.У середньому в регіоні будується 118,6 тис.кв.м. житла за рік (79 тис.кв.м.- індивідуальне будівництво).

Рельєф

Територія Черкаської області в цілому рівнинна і умовно поділяється на дві частини — правобережну і лівобережну. Переважна частина правобережжя розміщена в межах Придніпровської височини з найвищою точкою області, що має абсолютну висоту 275 м над рівнем моря (поблизу Монастирища), подекуди горбиста, порізана річками, ярами і балками. В прилягаючій до Дніпра частині правобережжя знаходиться заболочена Ірдино-Тясминська низовина. Вздовж долини Дніпра на 70 км тягнеться Канівсько-Мошногірський кряж. Значні підвищення рельєфу надають території гірського характеру. Цей район називають Канівськими горами і Мошногорами. Низинний, подекуди заболочений рельєф має лівобережна частина області, яка розташована в межах Придніпровської низовини.

Грунти

У ґрунтовому покриві на правобережжі переважають суглинки, чорноземи, на піднесених місцях — сірі і світло-сірі ґрунти. На лівобережжі поширені дерново-глеєві, могутні лугові і дерново-підзолисті ґрунти.

Гідрологія

Водна поверхня займає 4% загальної площі території.По області протікає 1037 річок, які належать басейну Дніпра і Південного Бугу. Головна річка — Дніпро (150 км. — довжина по території Черкаської області), водяне дзеркало якого у зв’язку зі створенням Кременчуцького (довжина ?130км.) й Канівського водосховища значно збільшилося. Праві притоки Дніпра — Рось (101 км.), Вільшанка, Тясмин (133 км.), ліві — Супій, Сула. До басейну Південного Бугу належать річки Гірський Тікич (161 км.), Гнилий Тікич, Ятрань. Найбільшими штучними водосховищами в межах області є Канівське і Кременчуцьке, утворені греблями гідроелектростанцій, крім того споруджено 37 невеликих водосховищ і понад того існує 2,3 тисяч озер, ставків та водоймищ. На Правобежжі Черкащини можливі затоплення, а також заболочення деяких ділянок.

Клімат

Клімат регіону помірно континентальний. Зима м’яка, з частими відлигами. Літо тепле, в окремі роки спекотне, західні вітри приносять опади. Пересічна температура повітря +7,2 °C. Середня температура найхолоднішого місяця січня — 5,9 °C. Середня температура липня складає + 19,5 °C. Максимальна +39 °C, мінімальна ?37 °C. Період з температурою +10 °C становить 160 — 170 днів. Опадів 450—520 мм. в рік.

Табл. 1.1. Таблиці основних кліматичних характеристик.

Табл.1.2. Таблиця для побудови рози вітрів для літнього і зимового періодів.

Природні ресурси

Область багата на нерудні корисні копалини, передусім будівельні матеріали. Граніти різних типів зустрічаються в Городищенському, Корсунь-Шевченківському, Смілянському, Уманському та інших районах. Відомо близько 400 родовищ різних глин. Важливе значення мають бентонітові та палигорскітові глини, що залягають поблизу Дашуківки та Хижинець Лисянського району. Неподалік Мурзинець і Неморожі Звенигородського району, Новоселиці Катеринопільського району залягають високоякісні вогнетривкі глини — каоліни. Майже повсюдно поширені кварцеві піски.Серед паливних ресурсів переважає буре вугілля та торф. Родовища бурого вугілля — Козацьке, Рижанівське, Юрківське у Звенигородському, Новоселицьке, Мокрокалигірське у Катеринопільському, Тарнавське у Монастирищенському районах. Рудні корисні копалини у вигляді осадових залізних руд зустрічаються у Канівському, Смілянському, Шполянському районах, корінних титанових — у Смілянському районі.В області є понад 100 родовищ цегельно-черепичної сировини. У наявності значні запаси будівельних пісків та каменю, керамзитової сировини. В західній частині області знаходяться поклади петрургічної сировини. На Черкащині є значні запаси облицювального та будівельного каменю. Найбільш відомі родовища граніту — Старобабанське і Танське, продукція яких постачається далеко за межі області. На території області розташоване унікальне за розмірами, якістю сировини та спектром застосування, найбільше в Україні Черкаське родовище бентонітових та палегорськітових глин, які є однією з важливих статей експортно-імпортних операцій на світовому ринку. Черкащина має значні запаси вторинних каолінів, в її надрах є поклади бурого вугілля, торфу, бокситів. На межі Черкаської та Кіровоградської областей розташоване Болтиське родовище горючих сланців.

Основні родовища області

Висновок:

Для даної області проектування характерна в основному рівнинна місцевість подекуди горбиста, порізана річками, ярами й балками, в основному переважають чорноземи. Клімат регіону помірно континентальний, зима м’яка. Область багата на нерудні корисні копалини, передусім будівельні матеріали. Граніти різних типів зустрічаються в Городищенському, Корсунь-Шевченківському, Смілянському, Уманському та інших районах. Розвинений автомобільний транспорт. Водна поверхня займає 4% загальної площі території

Основні складності в даній місцевості: у прилягаючій до Дніпра частині правоберіжжя знаходиться заболочена Ірдино-Тясминська низовина, вздовж долини Дніпра на 70 км тягнеться Канівсько-Мошногірський кряж, значні підвищення рельєфу надають території гірського характеру

2. Розрахунок схеми транспортних зв’язків

2.1 Розрахунок показників та побудова трикутника транспортних зв’язків Вихідними даними щодо побудови принципової схеми мережі автомобільних доріг є:

— топографічна карта масштабу 1:10 000 з трьома пунктами;

— схема внутрішнього вантажообміну (тис. т на рік) по транспортним зв’язкам;

— склад транспортного потоку.

Розрахунок показників і побудова мережі проводиться в наступній послідовності. Розраховується кількість вантажу (виходячи з внутрішньо районного вантажообміну) у формі рис. 2.1 і табл. 2.1.

Рис. 2.1 Схема внутрішньорайоного вантажообміну Таблиця 2.1 Обсяг вантажу

Склад руху вантажних автомобілів, у тому числі:

ГАЗ 53А — 40%

ЗІЛ 130 — 44%

МАЗ 500 — 16%

2.2 Визначення інтенсивності по транспортним зв’язкам Таблиця 2.2.1 Розрахунок добової інтенсивності вантажних автомобілів

Розрахувати середньорічну добову інтенсивність вантажних автомобілів за формулою:

авт/добу (2.2.1)

де б — коефіцієнт, що враховує число робочих днів та середню вантажопідємність,

(2.2.2)

де Тр — число робочих днів (250); - вантажопідйомність автомобілів; - коефіцієнт використання вантажопідйомності; - коефіцієнт використання пробігу.

(2.2.3)

(2.2.5)

т

авт/добу

авт/добу

авт/добу Таблиця 2.2.2 Розрахунок інтенсивності транспортного потоку

Інтенсивність руху вантажних автомобілів, що виконують господарські перевезення

N_x = б· N_в(2.2.9)

де б — частка господарчих перевезень від потоку основних вантажних автомобілів, б =0,25

Інтенсивність руху вантажних автомобілів, що виконують спеціальні перевезення

N_c = b· N_в(2.2.10)

де b — частка спеціальних перевезень від потоку основних вантажних автомобілів b=0,05

Інтенсивність руху легкових автомобілів

N_л = с· (N_В+N_x+N_c) (2.2.11)

де с — частка легкових автомобілів від сумарної інтенсивності руху вантажних автомобілів, с=0,6

Інтенсивність руху автобусів

N_a = d· (N_в+N_x+N_c)(2.2.12)

де d — частка автобусних перевезень від сумарної інтенсивності руху вантажних автомобілів, d=0.1

авт/добу

авт/добу

авт/добу

авт/добу

авт/добу

авт/добу

авт/добу

авт/добу

авт/добу

авт/добу

авт/добу

авт/добу

авт/добу

авт/добу

авт/добу

авт/добу

авт/добу

авт/добу

авт/добу

авт/добу

авт/добу

2.3 Розрахунок трикутника транспортних зв’язків Розглянемо трикутник транспортних зв’язків, передбачивши, що точка О — точка злиття транспортних потоків оптимальної дорожньої мережі знайдена з умови мінімізації часу перевезень.

Визначити інтенсивність руху на дорогах, які пов’язують вантажоутворюючі точки з вузлом розгалуження. Вона визначається як сума інтенсивності й руху сусідніх транспортних зв’язків:

N_АО = N_АВ + N_АСавт/добу (2.3.1)

N_АО = N_АВ + N_АС = 1547+1238=2785 авт/добу

N_ВО = N_АВ + N_ВС = 1547+619=2166 авт/добу

N_СО = N_АС + N_ВС = 1238+619=1857 авт/добу Розрахувати швидкість сполучення між вантажоутворюючими точками за формулою:

V_АО = 5· N_АО^0,294 км/год (2.3.2)

V_АО = 5· 2785^0,294 = 51,5 км/год

V_ВО = 5· 2166^0,294 = 47,8 км/год

V_CО = 5· 1857^0,294 = 45,7 км/год Розрахувати необхідний час перевезень між вантажоутворюючими точками:

(2.3.3)

Розрахувати розташування точки О графоаналітичним методом:

(2.3.4)

де

Таблиця 2.3 Розрахунок розташування точки О методом половинних кутів

Відповідно до розрахунків побудуємо точку злиття транспортних потоків оптимальної дорожньої мережі, а також трикутник транспортних звязків на кальці.

3. Призначення основних технічних норм Технічні умови або норми проектування — це діючі, затвердженні нормативно-інструктивні документи, дотримання яких є обов’язковим при складанні проектів.

Основним технічним документом при проектуванні нових та реконструкції старих є затверджені Держбудом України Державні будівельні норми і правила Таблиця 3.1 Основні норми проектування

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

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

Але природні та штучні перепони, а саме: рельєф місцевості, ситуація, ґрунтові 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.

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 призначеними варіантами траси;

— порівняння варіантів траси;

— оформлення креслення плану траси.

4.1 Описання варіантів траси Перший варіант траси прокладений традиційним методом з точки, А в точку В, він має два кута повороту. Перший кут повороту має вершинну ПК 18+00, другий — на ПК31+04, які прийняті для того, щоб провести трасу по більш спокійному рельєфу даної місцевості. З ПК16+20 по ПК20+50 траса проходить через ліс. На ПК 29+50 траса проходить через залізну дорогу. На ПК 35+80 траса проходить через автомобільну дорогу. Також перетинає річку: на ПК 30+40 річку Кам’янка. Довжина траси складає 38,95 кілометри.

Другий варіант траси теж виходить з точки, А і прокладений традиційним методом, має два кути повороту, вершини яких знаходяться на ПК 10+50, ПК 25+60. Цей варіант траси був запроектований теж для обходу населеного пункту по більш спокійному рельєфу. З ПК11+20 по ПК14+30 траса проходить через ліс. На ПК 24+20 траса проходить через залізну дорогу. На ПК 29+80 траса проходить через автомобільну дорогу. Також перетинає річку: на ПК 25+40 річку Кам’янка. Загальна довжина траси при цьому складає 34,34 кілометри.

4.2 Порівняння варіантів траси Для вибору оптимального варіанту плану, потрібно порівняти не менше двох її варіантів Виділяють три групи показників, які враховують під час порівняння отриманих варіантів траси

— експлуатаційно-технічні показники, які дають загальну попередню оцінку дороги і характеризують трасу за середніми технічними нормами.

— економічні показники, які враховують сумарні приведені витрати за час порівняння варіантів .

— показники пропускної спроможності, ступеня безпеки руху.

У курсовому проекті порівняння варіантів траси виконується за експлуатаційно-технічними показниками, до яких належать:

— загальна довжина траси L і коефіцієнт подовження траси

(4.2.1)

де L — фактична довжина траси.

L_пов — довжина повітряної лінії, км.

— плавність траси, яка характеризується кількістю кутів повороту і середнім значенням кута повороту:

(4.2.2)

— сума кутів повороту, град.

n — кількість кутів повороту шт., а також найменших радіусів повороту.

— плавність траси обумовлена прийнятим під час проектування максимальними поздовжніми ухилами;

— безпека руху, яка характеризується забезпеченням видимості дороги у плані і поздовжньому профілі.

— кількість пересічень з іншими автомобільними дорогами та залізницями в одному рівні .

— стійкість траси, яка характеризується довжиною ділянок траси які проходять по болотам та нестійким ділянкам з осипами і зсувами.

— кількість водотоків, виїмок та ярів які перетинають трасу.

— довжини ділянок, які проходять по цінним землям.

Таблиця 4.2 Таблиця порівняння експлуатаційно-технічних показників траси

Кращім по експлуатаційно-технічним показникам вважається варіант, який має більше переваг. В даному випадку кращім буде другий варіант траси, тому доцільніше прийняти саме його.

4.3 Розробка плану

На плані автомобільної дороги наносять ситуацію та рельєф місцевості, вершини кутів повороту дороги, пікети, знаки та лінії тангенсів, вказівники кілометрів, вказують значення елементів кривих. Основними елементами плану траси є чередування прямих та кругових ділянок дороги. Прямі ділянки дороги характеризуються довжиною та напрямком. Довжина прямих та кривих ділянок не повинна перевищувати дані, які занесені до ДБН.

В курсовому проекті траса проектується за головними принципами: з'єднання початкового і кінцевого пунктів за найкоротшим напрямком, найбільш доцільне використання сільськогосподарських земель, по яким проходить траса, забезпечення надійності дорожніх споруд і безпеки руху, економічні міркування, охорона навколишнього середовища.

Зробимо камеральне трасування дороги на карті. Поділимо прийнятий варіант траси на рівні відрізки по 100 м (пікети) і визначимо позначки. Отримані результати занесемо в табл. 4.3

Таблиця 4.3 Пікетна відомість по осі дороги

4.4 Розробка поздовжнього профілю дороги

Поздовжнім профілем дороги називають розріз земляного полотна вертикальною площиною, проведеною через вісь дороги.

Поздовжній профіль являє собою сполучення раціонально підібраних відрізків прямих та кривих. Його проектують 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.

На поздовжній профіль наносять: лінію поверхні землі по осі дороги (чорну лінію) та висотні позначки пікетів і характерних точок; проектну (червону) лініюлінію крайок земляного полотна ,її ухили та висотні позначки; розріз ґрунту по осі дороги з зазначенням місця закладення шурфів і свердловин, характеру і товщини ґрунтових нашарувань, рівня ґрунтових вод; тип місцевості за зволоженням тощо.

Процес проектування автомобільної дороги містить у собі ряд процедур. До таких процедур відноситься проектування лінії поздовжнього профілю, що за рахунок важких архітектурно-ландшафтних вимог відноситься до творчих процедур.

— проектна лінія повинна відповідати керівним і контрольним точкам;

— радіуси вертикальних опуклих кривих повинні бути не менше 10 000 м, увігнутих — не менше 3000 м;

— обсяги насипу і виїмки кривих повинні бути приблизно однаковими;

— довжини опуклих кривих повинні бути не менше 300 м, увігнутих — 100 м.

Якщо, з огляду на ці правила, ми все рівно приходимо до великих обсягів чи великій вартості будівництва, допускаються такі зміни:

— поздовжні ухили зменшують до значень, що граничать, що приймаються по ДБН.

Якщо кінець кривої в плані, сполучений з початком увігнутої кривої різко зменшується видимість у сторони. Для безпеки видимої місцевості радіус опуклої кривої варто збільшити до значення R у плані при якій водій з початку першої кривої плану бачить початкову ділянку наступної кривої плану.

Якщо траса запроектована і вертикальна крива попадає на закруглення в плані, то великі зміни вершини опуклої кривої щодо ділянки плану з найменшим радіусом плану приведе до зменшення безпеки руху через загальні ухили профілю з максимальною кривизною плану. Такі рішення виправляються, сполучаючи вершину опуклої кривої з ділянкою кривої плану з найменшим радіусом.

Занадто велику хвилястість зменшують, проектуючи сполученням з відношенням радіусів опуклих і увігнутих кривих

R_оп/R_виг2

Розміщення мостів на дорогах I — III категорій, як у плані, так і в поздовжньому профілі, повинне цілком збігатися з напрямком дороги.

Розрахунок керівних і контрольних точок

При проектуванні поздовжнього профілю потрібно забезпечити стійкість земляного полотна і міцність дорожнього одягу, плавність напрямку руху і т.д.

Керівні позначки H_сн потрібно розраховувати на ділянках, що проходять на відкритій місцевості і піддаються сніжним заметам, а також на ділянках з незабезпеченим поверхневим стоком. До керівних точок відносяться початкові та кінцеві відмітки траси.

H_сн = h_5% + Д (4.4.1)

де h_5% — висота сніжного покриву відповідна 5%, приймаємо 0,4 м

Д — мінімальне перевищення брівки земляного полотна над поверхнею сніжного покрову, приймаємо 0,6 м.

=0,6+0,4=1 м

ПК00+00 =196,25+2=198,25 м

ПК33+3,48 =146,97+1=147,97 м

Значення керівних позначок слід нанести на креслення поздовжнього профілю на відповідних ділянках і надалі використовувати при побудові проектної лінії поздовжнього профілю.

Наступний етап — визначення висотних позначок контрольних точок. Контрольними точками є місця переходів через водотоки, місця перетинання існуючих і проектованих залізничних і автомобільних доріг, місця переходів через сухі логи (де проектом передбачається влаштування водопропускних труб).

Призначення контрольної позначки на ділянках проектування труб при перетинанні малих водотоків і при безнапірних режимах

H = H_л + d + д + Д

Де H_л — позначка логу в спорудження, м;

d — діаметр труби, приймаємо 1 м;

д — товщина стінки труби, приймаємо 0,12 м;

Д — мінімальна засипка над трубою, приймаємо 0,5 м.

На запроектованих ділянках дороги влаштовані труби:

ПК 7+80 Н_тр= 154,00+1,0+0,12+0,5=155,62 м;

Призначаються контрольні відмітки на ділянках проектування малих мостів при перетинанні постійних водотоків

H_м= H_рвв + 0,88H + Z + h_к

де:H_л — позначка логу в спорудження, м;

Z — зазор від рівня високої води до низу прольотної будови, приймаємо 1 м;

h_к — висота прольотної будівлі (5−10% від довжини прольоту моста), приймаємо 2 м.

На прийнятому варіанті дороги влаштовані мости на пікетах:

ПК25+40H=140,00+0,88+1+2,0=143,88 м

5. Розрахунок конструкції дорожнього одягу нежорсткого типу Для розрахунку дорожнього одягу необхідно зібрати всі розрахункові характеристики матеріалів і ґрунтів.

Вихідні дані:

1. Категорія дороги — III

2.Дорожньо-кліматична зона — III.Р.5

3.Строк експлуатації автомобільної дороги III категорії - 13 років

4. Інтенсивність руху — 1000−3000 авт/добу

5.Тип дорожнього одягу — полегшений асфальтобетон

6.За розрахункове навантаження приймаємо автомобілі групи А-2=100 кН Розрахункові параметри

1. Питомий тиск колеса на покриття — МПа

2.Динамічний діаметр сліду колеса — см

3. Тип ґрунту — суглинок

4.Середня відносна вологість ґрунтів полотна ;

5.Показник змінення інтенсивності руху ;

Черкаська область — центральний регіон.

Визначення потрібного модулю пружності

1.Розрахуємо перспективну інтенсивність руху за формулою

(5.1)

де t — перспективний період часу (приймають ;

с — темп щорічного приросту інтенсивності руху (приймаємо)

авт/добу

Склад транспортного потоку:

ЛАЗ-669 =7%

ГАЗ-24 = 41%

ЗІЛ-130 =29%

ГАЗ-53 =15%

МАЗ-500 =8%

Визначаємо сумарну інтенсивність руху, яка приведена до розрахункового автомобіля

авт/добу (5.2)

де fсмуги — коефіцієнт, що враховує кількість смуг руху та розподіл руху транспорту на них (0,55)

m — загальна кількість марок транспортних засобів в складі транспортного потоку;

N_m — кількість проїздів за добу в обох напрямках транспортних засобів і-ої марки;

S_mсум — сумарний коефіцієнт приведення дії на дорожній одяг транспортного засобу m-ої марки до розрахункового навантаження (Q_розр).

Результати розрахунків привести у таблицю 5.1

Таблиця 5.1 Доля транспортного потоку

2. Розраховуємо число прикладень розрахункового навантаження за строк служби дорожнього одягу

авт/добу (5.3)

де n — кількість марок автомобілів;

N_р — середньодобова інтенсивність руху в обох напрямках автомобілів; i-ї марки в перший рік служби, од/добу;

Т_рдр — кількість розрахункових діб за рік, відповідно до стану деформативності конструкції(Т_рдр =135);

К_n — коефіцієнт, що враховує ймовірність відхилення сумарного руху від середнього, що очікується (К_n=1,38).

авт/добу

3.Визначення мінімального потрібного модуля пружності за таблицями ВБН В.2.3.-218−186−2007

МПа

4. Визначення мінімального потрібного модулю пружності за кількістю прикладення розрахункового навантаження

МПа (5.4)

МПа

Розрахунок дорожнього одягу ведеться за максимальним модулем пружності. Виходячи з цього приймаємо МПа

5.1 Призначення конструкцій дорожнього одягу Грунт — суглинок легкий пилуватий з вологістю W=0,68 W_р.

З альбому типових конструкцій дорожньої одягу вибираємо конструкцію дорожнього одягу.

Складемо конструкцію дорожньго одягу, в склад якої входять чотири шари.

Таблиця 5.2

Визначаємо характеристики матеріалу

Таблиця 5.3

Характеристика матеріалу

де — кут внутрішнього тертя

— коефіцієнт зчеплення

5.2 Розрахунок дорожнього одягу за допустимим пружним прогином

Конструкція дорожнього одягу задовольняє вимогам надійності і міцності за критерієм пружного прогину, якщо

(5.2.1)

де К_мц — коефіцієнт міцності дорожнього одягу який дорівнює 1,33

Е_заг — загальний модуль пружності конструкції;

Е_потр — потрібний модуль пружності конструкції з урахуванням капітальності одягу, типу покриття й інтенсивності дії навантаження.

Е_заг = К_мц · Е_потр

Е_заг = 1,33 · 200 = 266 МПа

Призначимо товщини верхніх шарів. Зведемо одежу до двох шарової моделі і визначимо загальний модуль пружності на поверхні слідуючого шару .

Е_заг/ Е₁ =266/3200=0,08; h₁/D=5/37=0,14 за номограмами визначаємо Е_заг/ Е₁=0,075; Е_заг= Е₁0,075=32 000,075=240 МПа

Е_заг/ Е₂ =240/2000=0,12; h₂/D=8/37=0,22 за номограмами визначаємо Е_заг/ Е₂=0,08; Е_заг= Е₂0,08=20 000,08=160 МПа

Е_заг/Е₃=160/450=0,36; h₃/D=18/37=0,49 за номограмами визначаємо Е_заг/ Е₃=0,2; Е_заг= Е₃0,2=4500,2=90 МПа

Е_заг/ Е₄=90/180=0,5; Е_заг???/Е₄=56,8/180=0,31; h₄/D=0,55

h₄=0,5537=21 см.

Таблиця 5.4

Висновок: в зв’язку з тим, що по розрахунку на поверхні четвертого шару модуль пружності більше, ніж модуль пружності ґрунту, то виходячи з цих параметрів, конструкція дорожнього одягу відповідає вимогам надійності і міцності за критерієм пружного прогину.

5.3 Розрахунок дорожнього одягу за здвигом в ґрунті земляного полотна

Для цього розрахунку необхідно дорожній одяг привести до двошарової моделі: перший шар — всі шари дорожнього одягу, другий шар — грунт земляного полотна.

Потрібна виконуватись умова:

(5.3.1)

де К_пр — коефіцієнт запасу міцності при розрахунку на зсув (1,40)

Т_доп — розрахункове активне напруження зсуву в ґрунтах

Т_а — гранична величина активного напруження зсуву

1.Розраховуємо активне напруження зсуву

(5.3.2)

де — питоме активне напруження зсуву від одиничного навантаження, що визначається за монограмою

— розрахунковий питомий тиск від колеса на покриття ()

Визначаємо загальну товщину дорожнього одягу

де — товщина кожного шару дорожнього одягу

Визначимо значення відношення

Розраховуємо середній модуль пружності дорожнього одягу

(5.3.4)

де — модуль пружності опору на зсув кожного шару дорожнього одягу

Визначимо значення параметру

де — модуль пружності ґрунту

За допомогою монограми визначити параметр

2.Граничне активне напруження зсуву в ґрунтах визначення за формулою

Т_гр = С_N· K_д+0,1·_ср·z_оп·tg (_N) (5.3.5)

де С_N — коефіцієнт зчеплення в ґрунтах земляного полотна (С_N=0,0166);

К_д — коефіцієнт враховуючий особливості роботи конструкції (К_д=0,2);

_ср — середньозважена питома вага конструктивних шарів (_ср = 0,002 кг/см²);

z_оп — глибина розміщення поверхні шару, що перевіряється на зсувостійкість від верху конструкції(z =52 см);

_N — кут внутрішнього тертя.

Т_гр = 0,0166· 2+0,1·0,002·52· tg 20,8 = 0,04 МПа

3. Визначаємо коефіцієнт запасу міцності

Висновок: оскільки, умова виконується і тому зсуву в ґрунтах земляного полотна не відбудеться.

5.4 Розрахунок монолітних шарів дорожнього одягу на опір розтягу при згині

При розрахунку шарів асфальтобетонної основи, підстилаю чого асфальтобетонне покриття, треба весь пакет щарів з асфальтобетону приймати за один шар.

Основний критерій розрахунку:

(5.4.1)

де R_доп — гранично допустиме навантаження розтягу матеріалу, шару з врахуванням втоми;

у_r — фактичне напруження в монолітних шарах;

— коефіцієнт запасу при згині монолітних шарів ()

Приводимо конструкцію до двошарового поділу де перший шар складається з асфальтобетонної суміші. До другого входять шари основи та шари, які лежать нижче асфальтобетонних шарів.

1.Розраховуємо допустиме розтягуючи напруження

R_д = R_лаб · K_m · K_кп · К_т (5.4.2)

де R_лаб — лабораторне значення границі міцності на розтяг (R_лаб=8 МПа)

K_m=0,75; К_т=0,8

(5.4.3)

=8,2;; m=4,3

R_д=8· 0,75·0,418·0,8=2,006 МПа

2. Визначаємо розтягуюче навантаження від рухомого навантаження

(5.4.4)

де — розтягуючи напруження від одиничного навантаження (визначається за монограмою);

— коефіцієнт, який враховує особливий напружений стан під колесом автомобіля і дорівнює 0,85;

— питомий тиск колеса на покриття ()

Розраховуємо середній модуль пружності (значення модулів пружності шарів табл.5.3)

(5.4.5)

МПа

Е_заг=160 МПа ,

За допомогою монограми визначаємо

Визначаємо повне розтягуючи напруження.

Висновок: оскільки умова виконується, то конструкція дорожнього одягу відповідає потрібним запасам міцності по опору розтягу при згині.

6. Визначення обсягів земляних робіт

Об'єми земляного полотна автомобільної дороги підраховують для визначення:

— загальної кількості земляних робіт на будівництві та складання проекту організації робіт;

— потрібної кількості машин, обладнання та робочої сили, та кошторисної вартості робіт,

— терміна будівництва,

— щоденного або періодичного вимірювання виконаних земляних робіт.

Визначаємо обсяги земляних робіт за допомогою програми «CREDO»

7. Детальна розробка питання

Поперечним профілем земляного полотна є поперечний переріз дороги і являє собою схематичне креслення конструкції земляного полотна разом з дорожнім одягом та системою водовідводу. При проектуванні поперечних профілів необхідно дотримуватись вимог до земляного полотна автомобільних доріг.

На основі досвіду будівництва та теоретичних обґрунтувань розроблені і приймаються при проектуванні типові робочі поперечні профілі земляного полотна в насипу висотою та виїмці глибиною до 12 м. Ці поперечні профілі відповідають вимогам міцності та стійкості земляного полотна, що гарантують міцність та рівність дорожнього одягу.

На запроектованій ділянці дороги приймаються такі типові робочі поперечні профілі:

Насипи висотою:

до 1 м

від 1 м до 6 м

від 6 м до 12 м

Виїмки глибиною:

до 1 м

від 1 м до 6 м

від 6 до 12 м

Література

1. Державні будівельні норми України. Автомобільні дороги. Споруди транспорту. ДБН. В.2.3.-218−186−2007.

2. Довідник дорожника. Вишукування та проектування автомобільних доріг. Бойчук В. С. — Київ. Будівельник, 1995

3.Методичні вказівки до курсового проекту з дисципліни? Проектування автомобільних доріг ?. Коваленко Л. О., Батракова А. Г. — Харків ХНАДУ 2002

4.Білятинський О. А. Проектування автомобільних доріг, Київ, Вища школа, 1998;415с.