Проложение трассы

Введение

Автомобильный транспорт развивается  более быстрыми темпами, чем другие виды транспорта. Это связано с  большим объемом перевозок. В  связи с загруженностью железных дорог целесообразно переключать часть грузов на автомобильный транспорт, что сокращает сроки доставки грузов и уменьшает себестоимость перевозок.

В России на 01.01.2000 г. полная протяженность сети автомобильных  дорог (общего пользования, ведомственных  и частных) составляла 922 тыс. км, из них 751,3 тыс. км (81,5%) – с твердым  покрытием. Дорог общего пользования  – 579 тыс. км, из них 525,3 тыс. км (90,7%) –  с твердым покрытием. 40 - 50% грузов перевозятся по федеральным дорогам, протяженность которых – 46,4 тыс. км (менее 10% от сети общего пользования).

По-прежнему актуальна «вечная» для  России проблема дорог: развитие сети не успевает за увеличением количества транспортных средств. С начала экономических реформ в России парк автомобильного транспорта вырос в 1,6 раза (легковых – на 76%), а по прогнозам доля грузовых перевозок к 2015 г. увеличится на 30 – 40%. Одной из особенностей автомобилизации последнего 10-летия стал интенсивный рост парко-легковых автомобилей. В крупных городах страны количество автомобилей приблизилось к числу 250авто/1000 жителей (1 автомобиль на семью), т.е. к характерному нормативному качеству жизни.

На скорость движения автомобилей  влияют дорожные условия – прочность, ровность и шероховатость дорожного  покрытия, продольные уклоны, радиусы  кривых в плане и в продольном профиле. Основные элементы автомобильных дорог должны обеспечивать возможность движения автомобилей с высокими скоростями, чем меньше скорость движения, тем выше себестоимость перевозок и

меньше  производительность автомобилей.  

ФТС. ИиПАД. КП-01-10

Изм

Лист

Подпись

Дата

Разработал

Бахтеров А.Г.

Введение

Стадия

Лист

Листов

Проверил

.

У

1

       ВФ МАДИ

специальность  270205                      группа АД-18

Н.Контр

.

Утвердил

Цель: Выбрать наиболее оптимальный вариант проложения трассы, с учетом природно-климатических условий района проектирования автомобильной дороги, интенсивности и состава движения, отвечающему удобству, безопасности, бесперебойности движения транспорта с минимальной стоимостью строительства и эксплуатации автомобильной дороги.

Задачи:

1. Запроектировать план, продольный и поперечный профили дороги, согласно требованиям СНиП 2.05.02-85 «Автомобильные дороги»;
2. Сохранить экологическое равновесие;
3. Сохранить окружающий ландшафт;
4. Рассчитать объемы земляных работ.

КП-01-10

 Лист

2

     Глава 1.

Общие сведения о  районе      проектирования     

ФТС. ИиПАД. КП-01-10

Изм

Лист

Подпись

Дата

Разработал

Бахтеров А.Г.

Общие сведения о районе проектирования

Стадия

Лист

Листов

Проверил

У

3

ВФ МАДИ                         специальность 270205                 группа АД-18

Н.Контр

Утвердил

  Глава 1. Общие сведения о районе проектирования  

1.1 Экономическая  характеристика района 

Ярославская область расположена  в центральной части Восточно Европейской равнины.

Входит в состав Центрального федерального округа. Граничит с Тверской, Вологодской, Костромской, Ивановской, Владимирской и Московской областями. Площадь - 36,4 тыс. км2 (0,2% территории РФ). Население - 1327,8 тыс. чел. (0,9% населения РФ, 2006). Административный центр - г. Ярославль.

В составе Ярославской  области 17 административных районов, 11 городов (в т. ч. 6 областного подчинения),13 посёлков городского типа, 224 сельские администрации (2006).

Транспорт

Через Ярославскую область -- Переславль-Залесский, Ростов, Ярославль, Данилов и Пречистое -- с юго-запада на северо-восток проходит автомагистраль федерального значения М8 «Холмогоры», соединяющая регион с Москвой, Вологдой и Архангельском.

Железнодорожные перевозки  по области осуществляет Северная железная дорога (в основном её Ярославское отделение).

Важное значение для области  имеет сезонное судоходство по Волге  и Рыбинскому водохранилищу, связывающее Углич, Мышкин, Рыбинск, Тутаев и Ярославль между собой и с другими портами Волжского бассейна: вверх по Волге -- Тверь и Москва, вниз по ней -- Кострома и т. д., через Рыбинское водохранилище -- Весьегонск и Череповец (и далее Санкт-Петербург и Архангельск). В области имеются Рыбинский и Ярославский речные порты.

      Под Ярославлем и Рыбинском имеются аэропорты.

    Выводы

· Границы с развитыми  областями, в том числе со столичной  делают удобным соседское положение области.

· Ресурсное положение  области неблагоприятно.

· Удобство транспортно-географического  положения компенсирует недостатки ресурсного.

· ЭГП Ярославской области  выгодно, что способствовало экономическому развитию на всех этапах развития области. 

1.2 Транспортная  сеть

Через Ярославскую область -- Переславль-Залесский, Ростов, Ярославль, Данилов и Пречистое -- с юго-запада на северо-восток проходит автомагистраль федерального значения М8 «Холмогоры», соединяющая регион с Москвой, Вологдой и Архангельском.

 Железнодорожные перевозки по области осуществляет Северная железная дорога (в основном её Ярославское отделение).

 Важное значение для области имеет сезонное судоходство по Волге и Рыбинскому водохранилищу, связывающее Углич, Мышкин, Рыбинск, Тутаев и Ярославль между собой и с другими портами Волжского бассейна: вверх по Волге -- Тверь и Москва, вниз по ней -- Кострома и т. д., через Рыбинское водохранилище -- Весьегонск и Череповец (и далее Санкт-Петербург и Архангельск). В области имеются Рыбинский и Ярославский речные порты. Под Ярославлем и Рыбинском имеются аэропорты.

КП-01-10

 Лист

4

1.3 Природно-климатические  условия

1.3.1 Климат

Климат Ярославской области умеренно континентальный, что  видно из

таблицы среднемесячной и  годовой температуры воздуха  (табл. 1).

Среднемесячная и годовая  температура воздуха, градус С              Таблица 1                                                                                                                                                

Зима отличается неустойчивыми температурами, частыми оттепелями и снегопадами. При проникновении воздушных арктических масс наступает морозная и ясная погода. Снежный покров устанавливается в конце ноября – начале декабря и сохраняется до конца марта – начала апреля. Средняя температура января изменяется от -10⁰С на севере до -7,5⁰С на юге.

Лето характеризуется преобладанием солнечной и жаркой погоды. Средняя температура воздуха наиболее жаркого месяца–июля +25,9⁰С.  

Осадки преимущественно  в виде коротких, но сильных ливней. В северо-западных районах выпадает осадков около 550 мм в год, на юго-востоке  – до 425 мм, среднее месячное и  годовое количество осадков приведены (табл.2).  Южная половина области  подвержена суховеям – юго-восточным  ветрам, с высокими температурами и низкой относительной влажностью (10%). Характерно для области неравномерное распределение осадков по отдельным годам и сезонам. Продолжительность вегетационного периода около 185 дней на севере и около 200 дней на юге.  

КП-01-10

 Лист

5

 Таблица 2 

Среднемесячное и годовое  количество осадков (мм)

Преобладающее направление  и скорость ветра зимой  - западное. В летний период устойчиво преобладает  ветер северного направления. Повторяемость  направлений ветра, средняя скорость ветра приведены (табл.3).

        Таблица  3

Направление и скорость ветра

На основании проведенных  исследовании построена роза ветров (рис.1) и

дорожно-климатический график (рис.2).

Район проектирования расположен на границе III и IV климатических зон. Южная граница III зоны соответствует северной границе распространения черноземных почв. По почвенным типам III зона располагается в пределах оподзоленных почв лесостепи и выщелочных черноземов, грунтовые воды залегают глубоко. Зона характеризуется избыточным увлажнением весной и осенью. Среднегодовой коэффициент увлажнения для разных районов зоны находится в пределах 1-0,6. Условия увлажнения непостоянны. В отдельные годы приток влаги может превышать расход, в другие – может происходить обратное явление.

IV – зона недостаточного увлажнения – охватывает обширные территории покрытые черноземами, а в южной части каштановыми почвами. К  ней относятся Черноморское побережье  и степи Северного Кавказа.

КП-01-10

 Лист

6

В северной части зона относится  к лесостепи, на правобережье Днепра распространены смешанные леса, южная часть левобережья представляет собой степь. Зона характеризуется умеренной влажностью верхних слоев грунта вследствие значительной испаряемости и небольшого количества осадков. Коэффициент увлажнения составляет 0,6-0,3. Грунтовые воды расположены на большой глубине.

1.3.2 Рельеф местности

  Рельеф Ярославской области представляет собой слабо всхолмленную, частично заболоченную равнину, которая на востоке и северо-западе переходит в протяженные низины. Самым известными восточными являются Ростовская и Ярославо-Костромская низины, северо-западными - Молого-Шекснинская низина. Большая полоса возвышенностей идет с юго-запада Ярославской области прямо на северо-восток. Самыми крупными являются Угличская и Даниловская возвышенности, высота которых достигает 292 м. На юго-востоке области находится часть Клинско-Дмитровской гряды.

1.3.3 Инженерно-геологические  условия

В районе проектирования на основании проведенных  инженерно-геологических изысканий выявлены грунты: супесь 20-90 см.; суглинок 90-120 см.;  глина ниже.

Наилучшими грунтами для  устройства насыпей и оснований  под дорожные одежды являются крупные  супеси. Они фильтруют воду, не задерживая ее в порах. Легкие супеси не имеют  прочного скелета и устойчивы  в сухих местах. Легкие суглинки при скелете из средне-  или крупнозернистого песка могут обеспечить прочное и устойчивое земляное полотно. Они более устойчивы против    

КП-01-10

 Лист

9

размыва, чем супеси, и при хорошем  уплотнении маловодонепроницаемы.

Суглинки средние и  тяжелые при хорошем  уплотнении практически водонепроницаемы, обладают высокой прочностью, образуя скользкую и липкую поверхность, в сухом состоянии прочны и разрабатываются с трудом. Вполне пригодны для нижних слоев земляного полотна.

Глины- связные и водонепроницаемые  грунты, разрабатываются и уплотняются с большим трудом. При увлажнении набухают, при высыхании дают трещины, практически не размываемы, как материал для насыпей могут быть применены в нижних слоях, но при разработке и укладке в насыпь  требуют больших усилий.

При постройке насыпей  из разнородных грунтов следует  более глинистые грунты применять  для нижних слоев насыпи. Верхние  слои насыпей устраивают из супесей  и легких не пылеватых суглинков.  

1.3.4 Растительность и почвы

Растительность области  принадлежит к подзоне южной тайги. Естественный фон на большей части площади составляют хвойные и хвойно-мелколиственные леса. Хвойные леса почти всегда включают представителей лиственных пород, это мелколиственные: берёза, осина, ольха, рябина и др. Соотношение хвойных и мелколиственных пород в древостое существенно колеблется.

   В регионе преобладают  не представляющие на практике  ценности подзолистые глеевые,  подзолистые иллювиально-гумусовые  и тундрово-глеевые почвы, на  юге области встречаются подзолисто-болотные, а на западе площади болотных почв.

КП-01-10

 Лист

10

1.3.5 Местные строительные  материалы

На территории области  широко развиты песчано-гравийные  породы.Месторождения, приуроченные к современным аллювиальным отложениям, встречаются, в основном, в долине р. Волги. К ним относятся расположенные в Угличском и Мышкинском районах месторождения «Вздыхайлово» и Налуцкое. Месторождения, приуроченные к древнеаллювиальным отложениям, характеризуются незначительными запасами и развиты, в основном, в Угличском, Рыбинском и Некрасовском районах (месторождения Басовское, Каменниковское, Огарковское). В Ярославской области учтено 30 месторождений песчано-гравийного материала.

На территории области  балансом запасов полезных ископаемых учтены 23 месторождения песков для строительных работ и производства силикатных изделий. В области разведано два месторождения, пески которых пригодны в качестве сырья для производства силикатных изделий, - Воробинское и Липовецкое в Ярославском районе.

1.4 Определение технико-эксплуатационных  показателей автомобильной дороги

1.4.1 Определение перспективной  интенсивности движения

На основе титульных экономических  обследований устанавливается перспективная интенсивность движения (на 20 лет) с учетом прогноза изменений состава движения и эксплуатационных показателей работы парка автомобилей: ожидается повышение движения грузовых на 10%, легковых на 15%, автопоездов на 3%

Определяем среднегодовую  суточную интенсивность движения грузовых автомобилей на проектируемом участке дороги по формуле (1):

,авт/сут   (1)

где, Qг - годовая грузонапряженность; qср – средняя грузоподъемность  автомобилей; Tраб - расчетное число дней работы автотранспорта в году, принимается   275 дней; g - коэффициент использования грузоподъемности автомобилей, принимается за  0,8; β -коэффициент использования пробега автомобилей,  принимается за  0,6;

КП-01-10

 Лист

11

N_гр=1880000/6,45*275*0,8*0,6=2208 авт/сут

Среднюю грузоподъемность автомобилей  в потоке определяем по формуле (2):

,  т    (2)

где, q_n - доля автомобилей каждой группы в составе потока грузовых автомобилей; α_n - грузоподъемность автомобиля, т

q_ср=0,15*5+0,2*0,8+0,15*14+0,1*14+0,1*6=6,45 т

Определяем интенсивность  грузовых автомобилей, выполняющих  мелкие перевозки хозяйственного и специального назначения по формулам (3) и (4):

где, α и β– коэффициенты, принимаемые с расстоянием между населенными пунктами 10 км и менее (α= 0,35, β =0,10);

N_x=0,35*2208=772,8      авт/сут

N_с=0,10*2208=220,8      авт/сут

Рассчитываем интенсивность движения легковых автомобилей и автобусов по формулам (5) и (6):

где,  с – процентное соотношение легковых автомобилей в потоке (0,8)

 d – процентное соотношение автобусов в потоке (0,2)

КП-01-10

 Лист

12

N_л=0,8*(2208+772,8+220,8)=2561,3    авт/сут 

N_а=0,2*(2208+772,8+220,8)=640,3      авт/сут

          Суммарная годовая интенсивность движения определяется по формуле (7):

N_г=2208+772,8+220,8+2561,3+640,3=6403,2 авт/сут 

  Далее определяем коэффициент сезонной неравномерности перевозок по формуле (8):

, (8)

где, Q_м -  месячная грузонапряженность, Q_г – годовая грузонапряженность.

η=12*160000/1880000=1,02 

  Определяем интенсивность движения для периода максимальных перевозок  по формуле (9):

N_max=η*N_г  авт/сут  (9)

N_max=1,02*6403,2=6531,3  авт/сут 

  Вывод: согласно СНиП 2.05.02-85 полученная интенсивность движения соответствует  II технической категорий

1.4.2 Технические  показатели проектируемой дороги

В соответствии с полученной интенсивности движения установленной согласно СНиП 2.05.02-85 технической категории дороги определены основные

КП-01-10

 Лист

13

технико-эксплуатационные показатели, которые учитываются при проектировании элементов плана, продольного и поперечного профилей с учетом перспективы развития района проектирования на 20 лет, конструкции дорожной одежды с учетом возможности стадийного строительства. Технико-эксплуатационные показатели  представлены (табл.4). 

Технические показатели автомобильной дороги  Таблица 4

КП-01-10

 Лист

14

1.4.3 Установление  расстояния видимости на автомобильной дороге

Расстояние видимости определяем для двух а.д. Одна из которых проектируемая, другая примыкающая к ней дорога.

Первая дорога  автомобильная  магистраль со скоростью движения 120 км/ч, вторая дорога примыкающая со скоростью движения 100 км/ч. Данный участок а.д. (примыкания) является опасным, поэтому для обеспечения безопасности движения рассматриваются три схемы видимости:     

1 схема: Остановка автомобилей  перед препятствием

2 схема: Торможение двух  автомобилей двигающихся на встречу  друг другу

3 схема: Обгон легковым  автомобилем грузового при наличии  встречного движения.

КП-01-10

 Лист

15

Для дорог I-II категории расстояние видимости определяются по 1-ой схеме. Схемы 2-3 для автомобильных дорог  с раздельными проезжими частями  не применяются.  

Расчет производится для  горизонтального участка дороги по формуле (10):

где, υ – скорость наиболее скоростного легкового автомобиля (120 км/ч); φ₁ – коэффициент продольного сцепления при торможении (0,5); К_э – коэффициент эффективного действия тормозов (1,3); і_зб- зазор безопасности (5м)

1) Для основной дороги  по схеме 1 (II-категории):

S₁=(120/3,6)+(1,3*14400/254*0,5)+5=185,73 м

Полученное значение сравниваем с данными СНиП 2.05.02-85 при скорости движения 120 км/час. Оно должно быть не менее 250м  

2) Для  примыкающей  дороги (III-категории):

При расчете видимости  на подъездной дороге (примыкающей) следует  рассматривать все три схемы видимости 

а) Схема 1

S₁=(100/3,6)+(1,3*10000/254*0,5)+5=135,14 м

Согласно СНиП 2.05.02-85 при скорости движения 100 км/час минимальное расстояние видимости 200м.

б) Схема 2

По схеме 2 расстояние видимости  равно сумме тормозных путей  автомобилей двигающихся на встречу  друг другу по одной полосе движения, двух расстояний,      

КП-01-10

 Лист

16

которые пройдут автомобили за время  реакций водителей и зазор  безопасности между остановившимися автомобилями. Расчет ведется из предположения, что скорости автомобилей одинаковы (100км/час), участок дороги горизонтальный, коэффициент действия тормозов одинаковые, по формуле (11):     

S₁=2((100/3,6)+(1,3*10000/254*0,5))+5=265,28м

Согласно СНиП 2.05.02-85 наименьшее расстояние видимости встречных автомобилей при скорости движения 100 км/час равно 350м.

в) Схема 3

По схеме 3 расчет ведем  из ходя из предположения, что легковой автомобиль движется со скоростью 100 км/ч  и обгоняет грузовой автомобиль движущийся со скоростью 50км/час с выездом на полосу встречного движения. При этом принимается горизонтальный участок дороги, скорость движения встречного автомобиля 55км/час. Обгон начинается, когда легковой автомобиль приближается к грузовому на расстоянии равным разности тормозных путей и пути l₁, который пройдет легковой автомобиль за время принятия решения об обгоне.        

Расстояние между грузовым и легковым автомобилем в момент начала заезда на полосу встречного движения l₂ определяем по формуле (12):

,м  (12)

l₂=(100/3,6)+(1,3*7500)/(254*0,5)=104,55м

За это время грузовой автомобиль пройдет путь L1, рассчитываемый по формуле (13):

,м  (13)

КП-01-10

 Лист

17

где, l_а-это длина грузового автомобиля (3м) 

L₁=(100/(100-50))*102=204м

После обгона легковой автомобиль должен, возвратится на свою полосу движения на расстоянии l₃, чтобы он мог затормозить до полной остановки и при этом должно остаться некоторое расстояние безопасности равное 5м. Расстояние  l₃ определяется по формуле (14):

,м (14)

l₃=(1,3*2500)/(254*0,5)+5=30,6м

Определяем расстояние L₂ по формуле (15):

L₂=(100/50)*(31-3)=56м

Легковой автомобиль должен совершить обгон и возвратиться на свою полосу движения до встречи  со встречным автомобилем, который  движется со V_в=55км/ч и за этот период проходит, путь, определяемый по формуле (16):  

L₃=((204+56)*55)/100=143м

Следовательно, расстояние видимости из условия обгона определяется по формуле (17):

S₃=L₁+L₂+L₃ ,м (17)

КП-01-10

 Лист

18

S₃=204+56+143=403м

При определении расстояния видимости из условия обгона следует  учитывать тип автомобиля. С уменьшением  разности в скоростях расстояние видимости резко возрастает.

КП-01-10

 Лист

19

Глава 2. План трассы

ФТС. ИиПАД. КП-01-10

Изм

Лист

Подпись

Дата

Разработал

Бахтеров А.Г.

Проектирование плана  трассы

Стадия

Лист

Листов

Проверил.

У

20

ВФ МАДИ                          специальность 270205                 группа АД-18

Н.Контр

Утвердил

.

Глава 2. План трассы

2.1 Выбор направления  проектируемой дороги по карте

Согласно заданию на топографической карте М 1:10000 с сечением рельефа h=2,5м дан воздушный вариант на котором выполнена разбивка пикетов, определены километровые знаки и начальное направление.     

Для определения начального направления через точку А проводим направление осевого меридиана. Дирекционный угол α_А-В=194°  .Учитывая сближение меридианов γ=2°30´, проводим истинный меридиан, относительно которого определяем А_А-В:        

А_А-В= α_А-В+ γ=194°+2°30´=196°30´

Направление – ЮЗ;    r= А_А-В-180°=196°30´-180°=16°30´

Воздушный вариант имеет  протяженность 1490м

Воздушный вариант является самым оптимальным т.к. представляет кратчайшее расстояние между заданными пунктами, однако на своем проложений он встречает контурные рельефные препятствия, которые создают опасные участки, ограничивают видимость, существенно увеличивают объемы строительно-монтажных работ, поэтому нами предлагаются два альтернативных варианта трассы в которых при возможности частично используется воздушный вариант. В процессе проектирования плана по карте в соответствии со СНиП 2.05.02-85 пунктом 4.20 проектирования плана производим из условия:                                                                            

- наименьшего ограничения и изменения скорости,

- обеспечения безопасности  и удобства движения,

- возможности реконструкций  дороги за пределами перспективного  периода, 

При назначений элементов плана в качестве основных параметров принимаем: 1) продольные уклоны не более 30‰; 2) расстояния видимости для встречного  

КП-01-10

 Лист

21

автомобиля не менее 350м, для остановки не менее 250м; 3) радиусы кривых в плане менее 3000м (в противном случаи предусматриваются дополнительные конструктивные элементы: переходные кривые, уширения, виражи); 4) трасса дороги может пересекать существующие дороги под углом 90° и не менее 60°.        

Дороги I-II технической категории  пересекаются в разных уровнях. Существующие действующие водотоки пересекаются в самом узком месте под углом близким к 90°. Дороги III и выше технической категории проектируют в обход населенных пунктов, а так же лесных массивов и заповедников.    

При проектировании плана  обращают внимание на особенности рельефа, поэтому в равнинной местности трассу прокладывают большими по протяженности прямолинейными участками. В пересеченной местности трасса более извилиста, имеет большие продольные уклоны.

2.2 Углы поворота

Там где трасса меняет свое направление, которое связано с  обходом контурных и рельефных препятствий, пересечением водотоков и существующих магистралей при проектировании приходится вписывать углы поворота. Для обеспечения безопасности движения, видимости дороги в плане, сохранения расчетной скорости движения на этих участках вписываются круговые кривые. По возможности радиусы круговых кривых принимаются рекомендуемые 3000 м, если позволяют условия местности. В противном случае радиус принимают не менее минимально допустимого для данной категории дороги. Если радиус принят меньше рекомендуемого, для обеспечения безопасности движения следует предусмотреть дополнительные конструктивные элементы: переходную кривую, уширение, вираж. Задавшись радиусом круговой кривой и определив величину угла поворота, следует определить элементы круговой кривой (Т, Д, Б, К). С помощью таблицы для разбивки круговых кривых производится вычисление пикетажного положения точек начала и конца круговых кривых.

2.3 Расчет круговых кривых

Исходные данные: пикетажное положение вершины угла, величина угла

КП-01-10

 Лист

22

поворота, принятый радиус закругления.

I вариант

От точки А (ГСМ) в направлении юго-восток. На ПК 6+90 трасса поворачивает вправо на угол 36°00¢.  Подсчитываем элементы круговой кривой для вершины угла β₁^лев = 36°00¢, радиус угла поворота R₁ = 1500 м. 

Т₁ = 487,38 м

К₁ = 942,48 м

Д₁ = 33,28 м

Б₁ = 77,19 м

Контроль:

II вариант

От точки А (ГСМ) в направлении юго-запад. На ПК 10+80 трасса поворачивает влево на угол 38°00¢. Подсчитываем элементы круговой кривой для вершины угла β₁^лев = 38°00¢, радиус угла поворота R₁ = 800 м.

Т₁ = 275,46 м

К₁ = 530,58 м

Д₁ = 20,34 м

Б₁ = 46,10 м 

Контроль:

КП-01-10

 Лист

23

2.4 Переходные кривые

 Если принят радиус круговой кривой меньше 3000м, то согласно СНиП 2.05.05-85 следует вписывать дополнительные конструктивные элементы, обеспечивающие безопасность движения автомобиля с наибольшими скоростями. Наиболее простым конструктивным элементом является переходная кривая те кривая переменного радиуса с постепенным уменьшением от бесконечности до радиуса круговых кривых.

 Переходную кривую  проектируют при радиусе круговой  кривой 2000 м и менее. Переходная кривая присутствует и при других конструктивных элементах: уширение, виражах, которые проектируют на протяжении переходной кривой. Переходную кривую разбивают по кубической параболе. Разбивка переходной кривой возможна при условии α≥2β

При проложении трассы в пределах населенного пункта, где скорость движения снижается, допускается отсутствие вышеназванных конструктивных элементов.

Переходная кривая имеет  элементы: длину переходной кривой, сдвижку t, начальную кривую по оси Х, сдвижку р круговой кривой по оси У, который определяется по значению радиуса круговой кривой.

Элементы круговой кривой:

I вариант

Длина переходной кривой- 100 м

Величина  α_min=2β- 3°49´

Сдвижка t начальной кривой- 50,00 м

Сдвижка r круговой кривой- 0,28 м

II вариант

Длина переходной кривой- 120 м

Величина  α_min=2β- 8°36´

Сдвижка t начальной кривой- 59,99 м

Сдвижка r круговой кривой- 0,75 м

КП-01-10

 Лист

24

2.5 Определение расстояний между вершинами углов и длины прямых вставок

I вариант

НПК₁= ПК НКК₁- t=2 +2,62 - 50=ПК1 +52,62

КПК1=ПК ККК₁+ t=11 +45,1-50=ПК11 +95,1

Вычисляем прямые вставки:

Р₁=ПК НПК₁- ПК НТ=1+52,62- 0+00,00=152,62 м

Р₂=ПК КТ- ПК КПК₁=15+45- 11+95,1=349,9 м

Вычисляем расстояния между вершинами:

S₁=ПК ВУ№1-ПК НТ=6+90- 0+00,00=690,00 м

S₁=ПК КТ-ПК ВУ №1+Д₁=15+45- 6+90+ 32,28=887,28 м

Правильность  выполненных расчетов контролируется

∑Р+∑К=∑S-∑Д=L

502,52+ 1042,48= 690+ 887,28- 32,28=1545 м

II вариант

НПК₁= ПК НКК₁- t=8 +04,54 - 59,99=ПК7 +44,55

КПК1=ПК ККК₁+ t=13 +35,12+ 59,99=ПК13 +95,11

Вычисляем прямые вставки:

Р₁=ПК НПК₁- ПК НТ=7+44,55- 0+00,00=744,55 м

Р₂=ПК КТ- ПК КПК₁=15+30- 13+95,11=134,89 м

Вычисляем расстояния между вершинами:

S₁=ПК ВУ№1-ПК НТ=10+80- 0+00,00=1080 м

S₁=ПК КТ-ПК ВУ №1+Д₁=15+30- 10+80+ 20,34=470,34 м

∑Р+∑К=∑S-∑Д=L

879,44+ 650,58= 1550,34- 20,34=1530 м

КП-01-10

 Лист

25

2.6 Определение азимутов и румбов направления трассы

Определяем направление трассы.

Направление I варианта:

Начальный азимут равен А_н = α_н +2°30¢ =175°20¢+2°30¢ =177°50¢

Конечный азимут равен  А_к= А_н+β_пр=177°50¢+36°00¢ =213°50¢

Начальный румб равен r_н=180°- α_н =180°-175°20¢=4°40¢ ЮВ

           Конечный  румб равен r_к= α_к -180°=211°20¢-180°=31°20¢ ЮЗ

Направление II варианта:

Начальный азимут равен А_н = α_н +2°30¢ =206°10¢+2°30¢ =208°40¢

Конечный азимут равен  А_к= А_н-β_лев=208°40¢-38°00¢ =170°40¢

Начальный румб равен r_н= α_н -180° = 206°10¢-180°=26°10¢ ЮЗ

  Конечный румб равен  r_к= 180°- α_к =180°-168°10¢=11°50¢ ЮВ

2.7 Сравнение вариантов  трассы

Воздушный вариант

Заданный участок дороги проектируется между пунктами А и В. Начальное направление А_А-В=196°30´. Воздушный вариант имеет протяженность 1485м. На своем протяжении пересекает существующие автомобильные дороги местного значения на ПК 1+20 и ПК 14+00. Рельеф с ПК 3+00 по ПК 13+00м характеризуется седловинами. В связи с этим воздушный вариант можно использовать при проектировании на отдельных участках, с учетом соблюдения требования СНиП 2.05.02-85 при проектировании.

 Поэтому запроектировано 2 альтернативных варианта.

I вариант

Вариант I имеет протяженность 1545м, поэтому нами определен коэффициент удлинения по формуле (18):

К=L₁/L_В   (18)

КП-01-10

 Лист

26

К=1545/1485=1,04

Данный вариант имеет  один угол поворота (β_пр=36°00¢),на который принят радиус закругления 1500м (Т=487,38м;К=942,48м;Д=32,28м;Б=77,19м) Данный вариант имеет начальное направление А_н=177°50¢ и r_н=4°40¢ ЮВ, затем после угла поворота А_к=213°50¢ и r_к=31°20¢ ЮЗ.

            Для обеспечения безопасности движения автомобиля с наибольшими скоро  стями спроектирован дополнительный конструктивный элемент – переходная кривая.(L=100м; t=50м; r=0,28м)  

            На своем протяжений пересекает  существующие автомобильные дороги местного значения на ПК 0+90 и ПК 14+55.

II вариант

 Вариант II имеет протяженность 1530м, поэтому нами определен коэффициент удлинения:

К=1530/1485=1,03

Данный вариант имеет  один угол поворота (β_лев=38°00¢),на который принят радиус закругления 800м (Т=275,46м;К=530,58м;Д=20,34м;Б=46,10м). Данный вариант имеет начальное направление А_н=208°40¢ и r_н=26°10¢ ЮЗ, затем после угла поворота А_к=170°40¢ и r_к=11°50¢ ЮЗ.

 Для обеспечения безопасности движения автомобиля с наибольшими скоростями спроектирован дополнительный конструктивный элемент – переходная кривая.(L=120м; t=59,99м; r=0,75м)  

  На своем протяжений пересекает существующие автомобильные дороги местного значения на ПК 1+50 и ПК 14+00.

  На оба варианта трассы составлены ведомости: углов поворота, прямых и кривых(табл.5); ведомость закрепления и ведомость реперов(табл.6), которые необходимы для закрепления и привязки проектируемых вариантов трассы и местности.

  Ведомость реперов составляется по наличию знаков государственной геодезической сети, знаков заложения в процессе съемки линейных сооружений в начале

КП-01-10

 Лист

27

и конце трассы, в вершинах углов поворота, в местах пересечения существующих водостоков, глубоких оврагов, коммуникаций. Репера закладываются на расстоянии полосы съемки, справа или слева от оси дороги. Отметки реперов определить по карте с помощью горизонталей. Вторая ведомость закрепления составляется для привязки характерных точек трассы начала и конца, вершин углов, местных предметов, зданий, колодцев, заборов.

Ведомость углов поворота, прямых и кривых                                            Таблица 5

           Ведомость закрепление трассы                                                           Таблица 6

КП-01-10

 Лист

28

           Ведомость реперов        Таблица 7

КП-01-10

 Лист

29

Глава 3. Продольный и поперечный профиль трассы

ФТС. ИиПАД. КП-01-10

Изм

Лист

Подпись

Дата

Разработал

Бахтеров А.Г.

Продольный и поперечный профиль трассы

Стадия

Лист

Листов

Проверил.

.

У

30

ВФ МАДИ                         специальность 270205                 группа АД-18

Н.Контр

Утвердил

Глава 3. Продольный и поперечный профиль трассы

3.1 Определение  высотных отметок по горизонталям

При подробных технических изысканиях на местности продольный профиль  вычерчивают по данным нивелировочного  журнала. При проектировании на топографической карте отметки пикетов и полюсов определяют путем интерполяции. Отметки горизонталей полюсов назначают во всех точках изменения густоты горизонталей; на пересечении железной дороги, автомобильной дороги, оврагов, рек, болот. Для определения отметок необходимо учитывать сечение рельефа, отметки горизонталей. Полученные значения записывают в таблицу 8.

        Ведомость отметок земли по оси дороги                                             Таблица 8

КП-01-10

 Лист

31

3.2Вычерчивание продольного профиля

Продольный профиль вычерчивают  на оба варианта трассы высотой 30 см, в масштабе горизонтальный: 1:5000, вертикальный 1:500, для грунта 1:50. В зависимости от пересеченности местности масштаб может быть другим, но соотношение горизонтального к вертикальному принимается 1:10. Продольный профиль состоит из двух частей. Нижняя представляет сетку, состоящую из 14 граф, в которой дается:

  -полная информация о плане трассы

  -толщине и конструкции дорожной одежды, ее типе,

  -грунте земляного полотна,

  -типы поперечного профиля земляного полотна,

  -обьем земляного полотна,

  -графа укрепления кюветов и канав

  -показывают уклоны и отметки дна резервов и кюветов

  -уклоны проектной линии, вертикальные кривые

  -проектные отметки бровки земляного полотна

  -отметки земли по оси дороги

  -пикеты и плюсовые точки

  -план прямых и кривых

Верхняя часть продольного профиля  представлена грунтовым разрезом:

  -линии поверхности земляной оси дороги

  -проектной линии дороги

  -рабочие отметки

-репера, места расположения съездов,  пересечения расположенных труб  и мостов, с краткой характеристикой:  места расположения пикетов, особенности  сооружения.

           Для нанесения линии поверхности земли и проектной линии необходимо определить условный горизонт. Для этого следует сопоставить отметки начала и конца сооружения. Найти наивысшие и низшие отметки, определить разницу между ними. Установить число сантиметров необходимых для нанесения на

КП-01-10

 Лист

32

   Профиле черной тушью или карандашом

      Для выбора условного  горизонта необходимо учесть  для нанесен грунтового разреза полосу высотой 5-8 см, дублирующие линии 2 см. Место для над профильных надписей 5-6 см.Профиль для выбранного варианта вычерчивают в  туши, для второго варианта в туши. Проектные данные в обоих вариантах подписываются в красной туши. Остальные данные черной тушью или карандашем.

3.3 Нанесение грунтового профиля

Грунтово-геологический разрез наносят  на профиль по данным геолого-почвенных  обследований. Разрез характеризуется  шурфами, шурфо-скважинами. Скважины, закладываемые при технических изысканиях в характерных местах. Шурфы закладываются глубиной 1-2,5м на всех характерных элементах рельефа: верхние, средние, нижние (части склона, плата, понижения, а также в местах смены растительного слоя). Шурфы следует закладывать не реже чем через 500-700 м. Скважины закладываются в местах проектирования искусственных сооружений (труб, мостов, плотов), при пересечении оврагов, также в выемках на 2м ниже предполагаемого дна выемки под высокими насыпями при небольшой глубине до 3-4м. В целях экономии средств рекомендуется закладывать шурфо- скважины.

Для нанесения грунтового профиля  вычерчивается линия на 2 см ниже линии поверхности земли, параллельно ей. Шурфы на профиле показывают вертикальной колонкой шириной 6 мм со штриховкой.

Скважины показывают колонкой шириной 2мм. Если глубина скважины не размещается  в пределах грунтового разреза, то ее показывают с грунтового разреза, разрывом. Между горизонтами геологических слоев прямыми линиями очерчивают их границы, указывают мощность слоя, наименование грунта, категории трудности разработки. Низ шурфов и скважин соединяют пунктирной линией, нумеруют раздельно.

3.4 Исходные данные  для нанесения проектной линии

Основными исходными данными для  нанесения проектной линии на продо-

КП-01-10

 Лист

33

  льном профиле являются:

1)максимально допустимый продольный уклон 40‰, принимается по СНиП 2.05.02-85 в соответствии с категорией дороги.

  2)минимальные радиусы вертикальных, выпуклых, вогнутых кривых- 800м

  3)контрольные фиксированные отметки

  4)руководящие отметки

Данные о максимально допустимом уклоне радиуса кривых должны соответствовать категории дороги, принимается в соответствии с таблицей  Технико-эксплуатационные показатели.

К контрольным отметкам относятся:

  -отметки бровок насыпей около мостов

-отметки бровок земляного полотна над трубами. Минимальная высота над трубой 0,5 м. Рассчитывается по формуле (19):

Н_нас=∆h+d_тр+δ_тп  ,м  (19)

  где, ∆h =0,5 и более метров, d_тр – диаметр трубы, δ_тп – толщина звена

Н_нас=1,5+1+0,1=2,6 м

-отметки настилов путепроводов  при пересечениях железной и  автомобильной дороги в разных уровнях, определяется из условия соблюдения габаритных размеров и размещения конструктивных элементов высоты пролетного строения путепровода. В соответствии со СНиП мосты и трубы 2.05.03-84 6-7,5 м. Отметки оголовков рельсов и оси проезжей части железной и автомобильной дороги, пересекаемые в одном уровне более высокой технической категории, выше и ниже отметки контрольных точек наносить нельзя проектную отметку. Для обеспечения безопасности и непрерывности движения на автомобильной дороге важное значение имеет правильный выбор величины рекомендуемой рабочей отметки.

3.4.1 Определение рекомендуемой рабочей отметки 

             Определяется из двух условий:

КП-01-10

 Лист

34

1. обеспечение незаносимости дороги снегом
2. неподтопление низа дорожной одежды поверхностными и грунтовыми водами. Из двух определенных отметок в качестве рекомендуемой следует принимать максимальную.

Руководящие рабочие отметки высоты насыпи, на участках дороги проходящие по открытой местности, по условию снегозаносимости во время метелей определяется по формуле (20):

Н_снег= ∆h+h_S ,м        (20)

Где ∆h- возвышение бровки насыпей над расчетным уровнем снежного покрова необходимая для ее незаносимости. Принимается по СНиП п6.33 в зависимости от категории дороги:

1кат-1,2м

2кат-0,7м

3 кат-0,6м

4 кат-0,5м

5кат-0,4м

h_S-Расчетная высота снежного покрова для данного района проектирования с вероятность превышения 5%.

Н_снег= 0,7+0,42=1,12м

Возвышения дорожной одежды над  уровнем поверхностных и грунтовых  вод, предусматривается обеспеченностью  устойчивости и прочности верхней  части земляного полотна и дорожной одежды на участке верховятки или длительно стоящих вод, а также на участке с необеспеченным  поверхностным стоком. Определяется в соответствии со СНиП п. 6.10. Определяется в соответствии с категорией дороги и вида грунта, рабочего слоя земляного полотна.

КП-01-10

 Лист

35

Над чертой поверхности, возвышенности  поверхности над уровнем вод  верховодки, под чертой над уровнем кратковременной поверхности стоячих вод.

 Для данного проекта 0,8/0,5 м.

Главными факторами, влияющими  на величину рекомендуемой рабочей  отметки является: тип местности по характеру и степени увилистости поверхностных и грунтовых вод; дорожно-климатическая зона; род грунта; предполагаемая толщина конструктивной дорожной одежды (0,8-1м). Соответственно с учетом конструктивности дорожная одежда должна лежать на земляном полотне.

Различают типы местности по характеру  и степени увлажнения:

1.сухие места, без избыточного  увлажнения с поверхностным стоком

2.мокрые места с избыточным  увлажнением в отдельные периоды  года

3.мокрые места с постоянным избыточным увлажнением.

3.4.2 Проектная  линия с учетом особенностей  рельефа

Продольный профиль дороги проектируют  в виде плавных линий состоящие из прямолинейных участков и вертикальных кривых. Проектная линия должна проектироваться с учетом:

-обеспеченности устойчивости земляного полотна и конструкции дорожной одежды в течении круглого года, при любых погодных условиях и температуры;

-обеспечения удобства безопасности движения с наименьшей стоимостью перевозок;

-наименьшей строительной стоимости.

Проектирование продольного профиля  заключается в нанесении оптимальной проектной линии, вычислении проектной и рабочей отметки.             При нанесении проектной линии применяется варианты проектирования с выбором наиболее рационального варианта. Отметка проектной линии- отметка бровки земляного полотна проектируемой дороги. Проектная линия может проектироваться:

       1)по обертывающей т.е параллельно поверхности земли не нарушая ландшафта окружающей местности, при этом дорога на всем протяжении проходит в насыпи.

КП-01-10

 Лист

36

2) по секущей, проектная линия врезается в рельеф т. е нарушает ландшафт окружающей местности. На дороге имеются насыпи и выемки.

В первом случае обеспечивается устойчивость земляного полотна и конструкции дорожной одежды, создаются благоприятные условия для механизированного возведения дорожного полотна и дорожной одежды.

При проектировании по секущей, для  обеспечения водоотвода, проектную  линию выемки наносят с уклоном  не менее 5‰. Проектирование горизонтального участка не допускается. Не рекомендуется перепускать воду из кюветов насыпи, в кюветы выемки.

На уклонах перед выемкой  желательно предусмотреть водосборные  канавы.

При нанесении проектной линии  следует избегать резких переломов  от одних уклонов к другим, применять  вертикальные кривые малых радиусов, особенно на участке затяжных спусков.

3.4.3 Проектная линия на пересечении водотоков

 Проектная линия на участках мостов, переходов и труб, наносится с такими же предельными уклонами, как и на основной дороге. Для обеспечения плавности проектной линии  на этих участках могут быть нанесены: в виде горизонтального участка, длина которого должна быть не менее длины моста плюс сумма тангенсов вертикальных кривых, плюс двойного минимального расстояния от моста до конца вертикальной кривой (20м). Над трубами проектная линия может, имеет любое расположение, но отметки бровки насыпей должны быть контрольными. Положение проектной линии на подходах к искусственным сооружениям должно обеспечивать их незатопляемость.

3.4.4 Вертикальные кривые

Для обеспечения плавности  движения, обеспечения видимости, обеспечения безопасности дорожного движения ,снижения аварийности в продольном профиле

КП-01-10

 Лист

37

на переломах в проектной линии необходимо предусматривать вертикальные кривые. Согласно СНиП 2.05.02-85 вертикальные кривые должны вписываться в местах переломов проектной линии на участках, где алгебраическая разность уклонов 5‰ и и более на I и II категориях, 10‰– III категории, 15‰– IV-V категории. С целью повышения плавности движения радиусы вертикальных кривых определяются в соответствии с категорией дороги и СНиП 2.05.02-85 таблица 10

При малой разности сопрягаемых  уклонов радиусы вертикальных кривых следует увеличить с таким  расчетом, чтобы длина вертикальной кривой была не менее 20м, а величина биссектрисы не менее 5см.

Элементы вертикальных кривых определяют по формулам (20, 21, 22):

На продольном профиле  первоначальную рабочую отметку  берут в скобки, исправленную записывают, рядом без скобок.

3.4.5 Описание проектной линии

I вариант. В точке ПК 0+00 населенного  пункта и точки примыкания  ПК 0+90 к существующей дороге принята  нулевая рабочая отметка. От ПК 0+90 до ПК 15+45 проектная линия нанесена по обертывающей с рекомендуемой рабочей отметкой 1,12 м и максимальным продольным уклоном 3,5‰ . Над оголовками труб ПК 8+00 и ПК 13+00 принята контрольная отметка 2,6м.  Наибольшая высота насыпи на данном участке на ПК 8+00 и ПК 13 +00 у водопропускных сооружений 2,6м

              II вариант. В точке ПК 0+00 населенного пункта и точки примыкания  

КП-01-10

 Лист

38

ПК1+50 к существующей дороге принята нулевая рабочая отметка. От ПК 1+50 до ПК 15+30 проектная линия нанесена по обертывающей с рекомендуемой рабочей отметкой 1,12 м и максимальным продольным уклоном 8,92‰. От ПК 2+00 до ПК 4+00 проектная линия запроектирована по обертывающей с отклонениями от рекомендуемой рабочей отметки, вызванным вписыванием вертикальной кривой с минимально допустимым радиусом. Над оголовками труб ПК 6+00 и ПК 9+00 принята контрольная отметка 2,6м и 3,0м соответственно. Наибольшая высота насыпи на данном участке на ПК 9+00 у водопропускных сооружений 3,00м.

3.4.6 Оформление продольного профиля

При учебном проектировании вычерченный на миллиметровой бумаге продольный профиль – основной технический  документ проекта.

Все линии построения (непроектные) продольного профиля, ординаты продольного профиля, линии поверхности земли, грунтовый разрез, линия сетки – вычерчиваются карандашной тонкой линией или черной тушью (по указанию руководителя проекта), проектная линия и все линии других проектных данных – жирной (или красной тушью).

Размеры (по высоте) цифр отметок земли по оси на пикетах, по бровке земляного полотна на переломах обычно составляют 3мм, всех промежуточных – 2мм, цифр километража – 5мм, рабочих отметок – 2мм.

При большой густоте  плюсовые отметки располагают в  шахматном порядке в промежутках  между пикетными отметками или  делают выноски.

Проектные и рабочие  отметки продольного профиля  при проектировании новых дорог (при целине) относятся к бровке земляного полотна, а для дорог с бортами или подзорами – к пониженной точке у борта или на дне подзора. Рабочие отметки с точностью до 1см надписывают на расстоянии 0,5 см от проектной линии.

Отметки земли  по оси, полученные интерполяцией, заключают  в скобки. Пикетаж на продольном профиле дают нарастающим числом с нумерацией между километрами от 0 до 9.

На коротких участках можно давать нумерацию пикетажа сквозную. 

КП-01-10

 Лист

39

3.5 Поперечные профили земляного полотна

        Основными формами земляного полотна являются насыпи, выемки, полунасыпи - полувыемки. В зависимости от высоты насыпи бывают:

а) низкие (высотой до 0,6 м), возводимые за счет боковых и уширенных канав (кювет – резервов);

б) средней высоты (0,6 – 2,0 м), возводимые из боковых резервов;

в) высокие (2 – 12 м), возводимые из грунта выемок или сосредоточенных резервов (грунтовых карьеров);

г) очень высокие (12 м  и более), возводимые по индивидуальным проектам.

        Земляное полотно выравнивает рельеф местности и служит основанием для дорожной одежды проезжей части. Прочность и долговечность дорожной одежды в значительной степени зависят от прочности и неизменяемости земляного полотна. С целью снижения трудоемкости и стоимости строительства для устройства земляного полотна используют местные грунты различного состава и принятием мер для защиты их от увлажнения и придания им наибольшей возможной плотности. Для защиты от увлажнения устраивают водоотводные планировки и сооружения, обеспечивающие возможно более быстрый и полный отвод воды от дороги. Для получения нужной плотности грунты уплотняют при постройке.

        Земляное полотно служит основанием дорожной одежды – важного и наиболее дорогостоящего сооружения. От прочности грунтового основания, устойчивости и неизменяемости земляного полотна во многом зависит прочность и устойчивость дорожной одежды. Даже незначительные просадки земляного полотна вызывают повреждение дорожной одежды, нарушают ровность покрытия, тем самым ухудшая условия движения транспорта по дороге.

        Земляное полотно запроектировано с учетом категории дороги, инженерно-геологических условий притрассовой полосы, максимального сохранения ценных угодий и с наименьшим ущербом окружающей природной среде.

          Притрассовая полоса проектируемой автодороги сложена следующими грунтами: супеси на глубине 0,2-0,9 м , суглинки на глубине ниже 0,9-1,2 м и глины ниже. Сверху грунты перекрыты почвенно-растительным слоем мощностью до

КП-01-10

 Лист

40

20 см. Земляное  полотно отсыпаем из боковых  резервов из верхних слоев  грунта.

Конструкцию и размеры  земляного полотна назначаем  с учетом природных условий района строительства дороги.

         Насыпь устраиваем по типу 1 типовых материалов для проектирования  «Земляное полотно автомобильных дорог общего пользования» серии 503-0-48.87 с кюветами – резервами. Ширину резервов назначаем из расчета получения необходимого количества грунта.

  Разработку грунта производим бульдозерами и скреперами, для чего производим разметку на всех пикетах через 25 – 50 метров. На каждом размеченном поперечнике устанавливаем откосные лекала после отсыпки насыпи на 0,5 – 1,0 метров. При устройстве выемок экскаватором размечаем ширину и длину каждой проходки. Отсыпку земляного полотна выполняем с послойным уплотнением до требуемого коэффициента уплотнения. После отсыпки земляного полотна производим рекультивацию земель.

3.6 Строительные  свойства грунтов и их расположение  в земляном полотне

Грунты как строительный материал разделяют на две группы: А –  глинистые и Б – обломочные несцементированные. Характеристика грунтов по СНиП205.02.85 и их наименования приведены в табл. 1.1 и 1.2.

Наилучшими грунтами для устройства насыпей и основанием под дорожные одежды являются пески и крупные  супеси. Они фильтруют воду, не задерживая ее в порах. Легкие супеси не имеют  прочного скелета и устойчивы  в сухих местах. Легкие суглинки при скелете из средне- или крупнозернистого песка могут обеспечить прочное и устойчивое земляное полотно. Они более устойчивы против размыва, чем супеси, и при хорошем уплотнении маловодопроницаемы.

Суглинки средние и  тяжелые при хорошем уплотнении практически водонепроницаемы, обладают высокой прочностью, хорошо сопротивляются размыву, при увлажнении набухают, образуя скользкую и липкую поверхность, в сухом состоянии прочны и разрабатываются с трудом.

Пылеватые суглинки неустойчивы, пучинисты в сырых местах. В сухих местах могут быть устойчивы, но требуют защиты от увлажнения.

КП-01-10

 Лист

41

             Глины – связные и водонепроницаемые грунты, разрабатываются и уплотняются с большим трудом. При увлажнении набухают, при высыхании дают трещины. Практически неразмываемы. Как материал для насыпей могут быть применены в нижних слоях, но при разработке и укладке в насыпь требуют больших усилий.

             Пылеватый грунт неустойчив. Вода легко поникает и удерживается в его порах. В водонасыщенном состоянии плывет, теряет устойчивость. При увлажнении набухает. При замерзании во влажном состоянии образует линзы и прослойки льда.             Типичный пучинистый грунт. Для насыпей пригоден лишь в сухих местах и для нижних слоев. Легко размывается, требует укрепления от размыва.

             При постройке насыпей из разнородных грунтов следует более глинистые грунты применять для нижних слоев насыпи. Пылеватые грунты применяют только в сухих местах. Верхние слои насыпей устраивают из супесей и легких непылеватых суглинков

3.7 Земляное полотно 

Земляное полотно проектируют  и возводят, руководствуясь типовыми поперечными профилями (рис. 4.2.,  4.3.).

По индивидуальным проектам земляное полотно сооружают в следующих случаях:

при высоте насыпей и глубине  выемок более 12 м;

при проектировании насыпей на слабых грунтах, на поймах рек, староречий, озер и на болотах глубиной более 4 м  или при меньшей глубине, когда  не предусматривается выторфовывание болот;

при расположении земляного полотна  на оползневых склонах;

при пересечении насыпями крутых и  глубоких балок и оврагов;

при разработке выемок в неблагоприятных  гидрогеологических условиях, а также  при разработке выемок взрывами на выброс или с применением гидромеханизации;

при других неблагоприятных геологических  и гидрологических условиях ( карстовых явлениях, обвалах, снежных лавинах и пр.).

КП-01-10

 Лист

42

  Заложение откосов будет  определятся их высотой и глубиной. Заложение откосов при высоте насыпи до 2м принимается равным 1:3 -1:4. При высоте насыпи и глубине выемки до 6м  заложение откосов 1:1,5

Поперечные профили земляного полотна представляются в полном объеме. Вычерчиваются в масштабе 1:100

   Для проектируемых участков дороги разработаны и представлены в ведомость привязки типовых поперечных профилей (табл.9) следующие поперечные профили земляного полотна.

Ведомость привязки типовых поперечных профилей                       Таблица 9

Для возведения земляного полотна  типа 3 будет использован грунт  из сосредоточенного резерва находящегося на расстоянии возки не более 1 км. 

3.8 Определение  объемов земляных работ

                Для решения вопросов организации строительных работ по постройке земляного полотна и составлению смет необходимо:

  -определить объемы подлежащих выполнению работ ;

КП-01-10

 Лист

43

-установить, какие работы нужно выполнить для подготовки оснований под насыпью;

-установить, откуда брать грунт для возведения насыпей, куда отвозить грунт из выемок;

-определить, какой объем планировочных и укрепительных работ нужно выполнить для придания насыпям и выемкам требуемой по проекту формы, обеспечивающей устойчивость и прочность земляных сооружений    

         Для определения объемов чертеж поперечного сечения насыпей и выемок разбивают на элементарные геометрические фигуры и суммируют их, вводя поправки на изменение плотности, которую имеют грунты в условиях их естественного залегания и которую они должны иметь в готовой дорожной конструкции. Проектные документы дают размеры дорожной конструкции в законченном виде, состоящей из земляного полотна и дорожной одежды, поэтому сначала определяют общий объем конструкции, а затем определяют объемы ее частей, состоящих из различных материалов.

         Объемы земляных работ определяются в соответствии с типовыми поперечными профилями земляного полотна.

         В качестве исходного материала принимается призматоид с поперечным сечением, имеющим форму трапеции, высота которого равна рабочим отметкам, выписанным с продольного профиля.

Объемы насыпи или выемки можно  вычислять с помощью таблиц Митина в соответствии с категорией дороги, высотой или глубиной насыпи и выемки, а также используя формулы (23, 24):

             , , м³            (23, 24)

 Где, F₁ и F₂ – площадь призматоида,

L – длина участка между рассматриваемыми  сечениями земляного полотна, 

h₁ и h₂ – смежные рабочие отметки на пикетах или на промежуточных (плюсовых) точках, взятых с продольного профиля,

 m – коэффициент крутизны откоса.

КП-01-10

 Лист

44

        Для облегчения  подсчета объема земляных работ  составлены таблицы автор Н.А.  Митин « Таблицы для подсчета  объемов земляного полотна автомобильных  дорог»,изд-во Транспорт, 1967.

         Для подсчета объемов земляных работ составляется ведомость подсчета объема земляных работ (табл.10).

               Ведомость подсчета объема земляных работ                             Таблица 10

КП-01-10

 Лист

45

КП-01-10

 Лист

46

 3.9 Укрепление откосов земляного полотна

Выбор типа укрепления откосов  земляного полотна зависит от рода грунта откосов, их высоты и местных климатических условий. Не укрепляют откосы насыпей и выемок  с высотой откоса менее 1 м, а также выемок глубиной до 4 м при суглинистых и глинистых грунтах. Откосы насыпей, находящихся в благоприятных климатических условиях и возведенных из грунтов резервов, тоже обычно не укрепляют, так как они сами быстро зарастают.

В местностях с сильными летними дождями (ливнями) откосы всех насыпей, в особенности отсыпанных из лессовидных грунтов, нужно укреплять  засевом трав. Если грунты земляного  полотна не способны обеспечить нормальное произрастание трав (чистый песок, щебенистые грунты) или быстро выветриваются  и осыпаются, то откосы плакируют, т.е. предварительно отсыпают по откосу небольшой  слой растительного грунта толщиной 10 – 20 см.

Высокие насыпи и глубокие выемки укрепляют ярусами: в верхней  части легкое укрепление, а в нижней – более сильное. Нижнюю часть откосов высоких насыпей засаживают кустарниками.

Площадь откосов вычисляют  как произведение длины откоса, т.е. образующей l, определяемой по формуле l = H_ср√1+m₂, где m заложение откосов, на длину.

Ливневая вода разрушает  откосы лишь в случаях сосредоточения мощных потоков при значительной скорости течения. Широко распространено укрепление откосов дерновым покровом, образованным корневой системой растущих трав. Этот покров может быть создан посевом смесей низкорастущих трав, образующих прочные сплетения корней (мятлик, белый клевер и др.). Для образования такого покрова откос покрывают слоем растительного грунта. Для быстрейшего развития дернового покрова и удержания его на откосе, предварительно закладывают уступы, откос засыпают слоем растительного грунта толщиной 5 – 10 см и засевают травой. В сухую погоду посев поливают для скорейшего развития корневой системы трав, укрепляющих откос. Недостаток этого типа укрепления – возможность размыва откоса в начальный период, когда корневая система недостаточно развилась. 

КП-01-10

 Лист

47

 Наиболее перспективным является укрепление откосов земляного полотна мощением плитками или булыжным камнем в клетку с покрытием откоса между мощеными лентами клеток растительным грунтом слоем 10 – 12 см, создающим после посева трав хороший дерновый покров, надежно защищающий откос от размыва.

При широком земляном полотне  магистральных дорог и водонепроницаемом  покрытии дорожной одежды и обочин в районах, где выпадают сильные  ливни, наблюдаются размывы грунтовых откосов. Для защиты откосов от размыва у края обочин устраивают лотки для стока воды по обочинам вдоль приподнятой бровки. Стекающую воду периодически сбрасывают с земляного полотна по лоткам поперек откоса, укрепленным плиткой. При этом остальной откос, покрытый слоем растительного грунта толщиной 8 – 10 см, засевают травой, образующей дерновой покров.

3.10 Сравнение вариантов трассы

Для выбора оптимального варианта трассы производят технико-экономическое сравнение запроектированных вариантов трассы. В основу которого положены следующие требования:

-техника-эксплуатационные качества.

-экономические показатели. К ним относятся основные объемы работ по устройству земляного полотна, искусственных сооружений, дорожной одежды, а также приведенные затраты на строительство, дорожно-транспортные расходы с учетом срока отдаленности затрат.

-показатели, характеризующие условия строительства. Они включают данные о трудоемкости работ, потребности в рабочей силе, транспортных средствах и дорожных машинах.

Все рассматриваемые показатели сводятся в таблицу 11.

КП-01-10

 Лист

48

    Технико-экономические  показатели                                             Таблица 11

         Вывод: на основании проведенных исследований за наиболее экономичный принят- I вариант.

КП-01-10

 Лист

49

3.11Охрана окружающей  среды и труда

При выборе вариантов трассы и конструкции автомобильной  дороги кроме технико-экономических  показателей следует учитывать  степень воздействия дороги на окружающую природную среду как в период строительства, так и во время эксплуатации, а также сочетание дороги с ландшафтом, отдавая предпочтение решениям, оказывающим минимальное воздействие на окружающую природную среду. При сравнении вариантов трасс и конструктивных решений следует учитывать ценность занимаемых земель, а также затраты на приведение временно отводимых для нужд строительства площадей в состояние, пригодное для использования в народном хозяйстве.

Проложение трассы автомобильных дорог, назначение мест размещения искусственных и придорожных сооружений, производственных баз, подъездных дорог и других временных сооружений для нужд строительства следует выполнять с учетом сохранения ценных природных ландшафтов, лесных массивов, а также мест размножения, питания и путей миграции диких животных, птиц и обитателей водной среды. На сельскохозяйственных угодьях трассы по возможности следует прокладывать по границам полей севооборотов или хозяйств. Не допускается проложение трасс по государственным заповедникам и заказникам, охраняемым урочищам и зонам, отнесенным к памятникам природы и культуры. Вдоль рек, озер и других водоемов трассы следует прокладывать, как правило, за пределами специально установленных для них защитных зон. В районах размещения курортов, домов отдыха, пансионатов, пионерских лагерей и т.п. трассы должны прокладываться за пределами установленных вокруг них санитарных зон или в проектах должны разрабатываться защитные мероприятия.

По лесным массивам трассы автомобильных дорог необходимо прокладывать по возможности с использованием просек и противопожарных разрывов, границ предприятий и лесничеств с учетом категории защитности лесов и данных экологических обследований. Направление трасс автомобильных дорог I-III категорий по лесным массивам по возможности должно совпадать с направлением господствующих ветров в целях обеспечения естественного проветривания и уменьше-

КП-01-10

 Лист

50

ния заносимости дорог снегом.

С земель, занимаемых под  дорогу и ее сооружения, а также  временно занимаемых на период строительства дороги, плодородный слой почвы надлежит снимать и использовать для повышения плодородия малопродуктивных сельскохозяйственных угодий или объектов предприятий лесного хозяйства.

Снятию подлежит плодородный  слой почвы, обладающий благоприятными физическими и химическими свойствами (ГОСТ 17.5.1.03-78), с гранулометрическим составом от глинистого до супесчаного, без ясно выраженного оглеения, с плотностью не более 1,4 г/куб.см. Наличие на почвенном покрове солонцов и солончаков не должно превышать значений, установленных ГОСТ 17.5.1.03-78. Плодородный слой почвы не снимается, если рельеф местности не позволяет его снять, а также на участках с выходом на поверхность скальных обнажений, валунов, крупных (свыше 0,5 м) камней.

На дорогах в пределах водоохранных зон следует предусматривать организованный сбор воды с поверхности проезжей части с последующей ее очисткой или отводом в места, исключающие загрязнение источников водоснабжения.

При проложении дорог через населенные пункты и сельскохозяйственные угодья, особенно в засушливых районах с широколиственными культурами (хлопчатник), подверженными действию вредителей (паутинные клещи), размножающихся на растениях в условиях сильной запыленности, следует предусматривать покрытия дорожных одежд и тип укрепления обочин, исключающие пылеобразование.

При проектировании дорог  необходимо предусматривать увязку их строительства с мелиоративными работами.

При обходе населенных пунктов  автомобильные дороги по возможности  следует прокладывать с подветренной стороны, ориентируясь на направление ветра в особо неблагоприятные с точки зрения загрязнения воздуха осенне-зимние периоды года, и в целях защиты населения от транспортного шума обеспечивать буферную

зону между автомобильной  дорогой и застройкой с учетом генерального плана развития населенного пункта. В случаях, когда при проложении автомобильной

 дороги уровень транспортного шума на застроенной прилегающей территории пре-

КП-01-10

 Лист

51

вышает допустимые санитарные нормы, необходимо предусматривать специальные шумозащитные мероприятия (проложение дорог в выемках, строительство шумозащитных земляных валов, барьеров и других сооружений, посадку специальных зеленых насаждений и т.п.), обеспечивающие снижение уровня шума до значений, регламентируемых санитарными нормами, а также предусматривать дорожные покрытия, при проезде автомобилей по которым шум имеет наименьшую величину.

При проектировании насыпей  через болота с поперечным (по отношению  к трассе дороги) движением воды в водонасыщенном горизонте в проекте необходимо предусматривать мероприятия, исключающие увеличение уровня воды и площади заболачивания в верхней части болота путем отсыпки насыпи или ее нижней части из дренирующих материалов, устройство вдоль земляного полотна продольных канав, а в пониженных местах, если это необходимо, - искусственные сооружения и т.п.

При наличии грунта, который  не может быть использован для  отсыпки насыпей, им следует засыпать вершины оврагов (с одновременным их закреплением), эрозионные промоины, свалки и другие неудобья с последующим уплотнением и планировкой поверхности.

При проложении трассы дорог III-V категорий по пашням, орошаемым или осушаемым землям, а также по землям, используемым под ценные культуры (сады, виноградники и др.), земляное полотно следует проектировать без устройства резервов и кавальеров.

При определении мест переходов  через водотоки, выборе конструкций  и отверстий искусственных сооружений, особенно на косогорных участках дорог, наряду с технико-экономической целесообразностью строительства необходимо решать вопросы защиты полей от размыва и заиления, заболачивания, нарушения растительного и дернового покрова, нарушения гидрологического режима водотока и природного уровня грунтовых вод, защиты от размыва и разрушения.

При строительстве автомобильных  дорог следует максимально использовать находящиеся в зоне строительства  пригодные для применения отвалы и производственные твердые отходы предприятий горнодобывающей, перерабатывающей промышленности, тепловых электростанций.

КП-01-10

 Лист

52

При применении отходов производства следует учитывать их агрессивность  и токсичность по отношению к  окружающей природной среде.

Для мест неустойчивых и  особо чувствительных экологических  систем (многолетние мерзлые водонасыщенные грунты, болота, пойменные зоны, оползневые склоны и т.п.) в проекте следует предусматривать меры, обеспечивающие минимальное нарушение экологического равновесия. Перечень мер устанавливается индивидуальными технико-экономическими обоснованиями.

При пересечении автомобильной  дорогой путей миграции животных необходимо разрабатывать специальные мероприятия по обеспечению безопасного и беспрепятственного их передвижения.

При проектировании производственных баз, зданий и сооружений дорожной и  автотранспортной служб необходимо разрабатывать мероприятия, обеспечивающие соблюдение предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе, водных объектах, почве и др.

КП-01-10

 Лист

53

Глава 4. Деталь проекта

ФТС. ИиПАД. КП-01-10

Изм

Лист

Подпись

Дата

Разработал

 Бахтеров А.Г.

Деталь проекта

Стадия

Лист

Листов

Проверил

У

54

ВФ МАДИ                         специальность 270205                 группа АД-18

Н.Контр

Утвердил

Глава 4. Деталь проекта

4.1 Детальная разбивка круговой кривой

Для выноса трассы на местность  трех главных точек (НК, СК, КК) обычно не достаточно. Необходимо построить некоторое число дополнительных точек, при котором промежутки между ними практически можно считать отрезками. Для кривых радиуса 100м промежутки принимают равными – 5м, при радиусах 100–500м – 10м, более 500м – 20м. Детальную разбивку круговых кривых можно вести тремя наиболее распространенными способами: способ прямоугольных координат, способом углов, способом продолженных хорд.

Способ прямоугольных  координат.

Круговая кривая УГ.1– 36º  имеет радиус R=1500м, следовательно промежутки между дополнительными точками следует принять равными 20м. Следовательно за начало координат примем начало кривой (НК) ПК 2+02,62, а ось абсцисс – T.

Координаты точек 1,2 и  т.д. можно найти вычислением или  по таблице Митина для разбивки круговых кривых на автомобильных дорогах, для соответствующих радиуса и промежутков X, находим значения Y. При этом способе каждая точка строится независимо от других, в этом его преимущество. Этот способ затруднительно применять в стесненных условиях.

Разбивку ведут с помощью  теодолита, ленты или рулетки . При этом ординаты Y откладывают по ленте ,строят прямой угол с помощью теодолита и сторожком обозначают соответствующую точку на местности.  

Данные координат X и Y заносятся в таблицу 13

КП-01-10

 Лист

55

Данные для разбивки круговой кривой                                                  Таблица 13

КП-01-10

 Лист

56

 Заключение

В данной работе основной задачей  являлся выбор наиболее оптимального расположения варианта трассы с обоснованием технических нормативов проектируемой дороги. 

Для решения поставленной задачи:

1. Выполнены расчёты технических нормативов дороги и обоснованы согласно ожидаемой грузонапряжённости, грузооборота на дороге II технической категории;
2. По выполненным расчётам построены продольные и поперечные профили вариантов проложения трассы, а также план;  
3. При выборе направления трассы учтены природно-климатические условия Брянской области, влияние их на место расположения трассы между пунктами А и B;
4. Проведено сравнение двух вариантов трассы по технико-экономическим показателям с последующим детальным рассмотрением лучшего варианта.

Результатом данной работы являлось закрепление практических и теоретических навыков расчёта технических нормативов проектируемой дороги, которые пригодятся в значительной мере при выполнении дипломной работы на данную тему, а также при проектировании автомобильных дорог на производстве после окончания учёбы.  

КП-01-10

 Лист

57

Литература

1. «Автомобильные дороги» СНиП 2.05.02 – 85. М.: ЦИТП Гсстроя СССР, 1986г.
2.       Большая советская энциклопедия.
3.       « Инструкции по применению дорожных одежд нежёсткого типа» ВСН 46-            83, М.: Транспорт, 1985 г.
4.       « Проектирование автомобильных дорог» ч1, ч2, М.: Транспорт, 1987 г.

        В.Ф.  Бабков, О.В. Андреев.

5.       « Строительная климатология и геодезия» СНиП II – А.6 – 72
6.       Типовые проекты земляного полотна дорожной одежды.
7.       Методические указания.

КП-01-10

 Лист

58

Содержание.

  Введение                                                                                                                          1

  Глава 1.Общие сведения о районе проектирования                                                    3

  1.1 Экономическая характеристика района                                                                  4

  1.2 Транспортная сеть                                                                                                     4

  1.3 Природно-климатические условия                                                                          5

  1.3.1 Климат                                                                                                                     5

  1.3.2 Рельеф местности                                                                                                   9

  1.3.3 Инженерно-геологические условия                                                                      9

  1.3.4 Растительность и почвы                                                                                        10

  1.3.5 Местные строительные материалы                                                                      11

  1.4 Определение технико-эксплуатационных показателей автомобильной дороги  11

  1.4.1 Определение перспективной интенсивности движения                                    11

  1.4.2 Технические показатели проектируемой дороги                                                13

  1.4.3 Установление расстояния видимости на автомобильной дороге                      15

  Глава 2. План трассы                                                                                                       20

  2.1 Выбор направления проектируемой дороги по карте                                            21

  2.2 Углы поворота                                                                                                           22

  2.3 Расчет круговых кривых                                                                                           22

  2.4  Переходные кривые                                                                                                 24

  2.5 Определение расстояний между вершинами углов и длины прямых вставок   25

  2.6 Определение азимутов и румбов направления трассы                                         26

  2.7 Сравнение вариантов трассы                                                                                   26

  Глава 3. Продольный и поперечный профиль трассы                                                30

  3.1 Определение высотных отметок по горизонталям                                               31

  3.2Вычерчивание продольного профиля                                                                     32

  3.3 Нанесение грунтового профиля                                                                             33

  3.4 Исходные данные для нанесения проектной линии                                             34

  3.4.1 Определение рекомендуемой рабочей отметки                                                 34

  3.4.2 Проектная линия с учетом особенностей рельефа                                             36

  3.4.3 Проектная линия на пересечении водотоков                                                      37

  3.4.4 Вертикальные кривые                                                                                            37

  3.4.5 Описание проектной линии                                                                                  38

  3.4.6 Оформление продольного профиля                                                                     39

  3.5 Поперечные профили земляного полотна                                                              40

  3.6 Строительные свойства грунтов и их расположение в земляном полотне         41

  3.7 Земляное полотно                                                                                                     42

  3.8 Определение объемов земляных работ                                                                  43

  3.9 Укрепление откосов земляного полотна                                                                47

  3.10 Сравнение вариантов трассы                                                                                48

  3.11Охрана окружающей среды и труда                                                                     50

  Глава 4. Деталь проекта                                                                                                54

  4.1 Детальная разбивка круговой кривой                                                                    55

  Заключение                                                                                                                     57

  Список литеретуры                                                                                                         58