Курсовая работа: Проектирование автомобильных дорог
Название: Проектирование автомобильных дорог Раздел: Рефераты по транспорту Тип: курсовая работа | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
I . Общие данные для проектирования автомобильной дороги 1.1 Природно-климатические условия района проектирования Участок автомобильной дороги Соликамск – Кунгур расположен в Пермском крае. Климат умеренно-континентальный. Зима снежная, продолжительная. Лето умеренно теплое. Основные показатели климата приведены в таблицах 1, 2, 3. Таблица 1 Температура воздуха
Таблица 2 Среднее количество осадков, приведённое к показателям осадкометра (мм)
Основная масса осадков выпадает в летний период и за три летних месяца количество осадков составляет в среднем 310 мм. Зима продолжительная и холодная – до 4,5 месяцев. Начало заморозков наблюдается в первой половине октября, последние в первой половине мая. Продолжительность безморозного периода составляет в среднем – 146 дней. Таблица 3 Повторяемость и скорость ветра по направлениям
1.2 Установление технической категории дороги и нормативов 1.2.1 Определение перспективной интенсивности движения Расчёт интенсивности движения автомобилей производится по формуле: Nгр = (100·Q·f ) / (360·m·n·k·(A·p1+B·p2+C·p3+D·p4+E·p5)) = (100·200000·3) / (360·0,65·0,9·1,0· (8,0·30 + 6,0·30 + 4,5·20 + 12,0·20)) = 432 авт/сут, где Q - годовой объём грузов, перевезённых в оба направления, равный приблизительно 200000 т; f - коэффициент сезонности, учитывающий неравномерность перевозок по отдельным месяцам, равный приблизительно 3,0; m - коэффициент использования пробега (отношение пробега автомобиля с грузом к общему пробегу), равный приблизительно 0,65; n - коэффициент использования грузоподъёмности, равный 0,9; k - коэффициент использования автомобилей, равный 1,0; A, B, C, в - грузоподъёмность автомобилей различных марок, используемых на перевозках в городе Соликамске, равная соответственно 8,0т, 6,0т, 4,5т, 12,0т; p1, p2, p3, p4, p5 - число автомобилей разной грузоподъёмности в процентах по отношению ко всему автомобильному парку, равное соответственно 30%, 30%, 20%, 20%. В составе движения на проектируемом участке дороги необходимо учитывать не только интенсивность движения, обусловленную необходимостью перевозок основной массы народнохозяйственных грузов, но и наличие специальных автомобилей, грузовых автомобилей, выполняющих мелкие перевозки по хозяйственно-эксплуатационному обслуживанию производства, легковых автомобилей и автобусов. Среднегодовая суточная интенсивность движения на основе данных об объёмах грузовых и пассажирских перевозок и структуре автопарка города Соликамска определяется по формуле: N = Nгр + Nх + Nл + Nа + Nс= 432 + 152 + 503 + 126 + 44 = 1257 авт./сут., где Nгр - среднегодовая суточная интенсивность движения грузовых автомобилей, выполняющих основной объём перевозок, равный 432 авт./сут. Nх – среднегодовая суточная интенсивность грузовых автомобилей, выполняющих мелкие перевозки по хозяйственно-эксплуатационному обслуживанию производства и населения, определяемая по формуле: Nх = a·Nгр = 0,35·432= 152 авт./сут., где a-коэффициент, равный 0,35; Nл - среднегодовая суточная интенсивность движения легковых автомобилей, определяемая по формуле: Nл =с·(Nгр+Nх+Nс)= 0,8·(432+152+44)= 503авт./сут., где с-коэффициент, равный 0,8; Nс - среднегодовая суточная интенсивность движения специальных автомобилей (автокранов, автопогрузчиков, трейлеров, техпомощи и т.д.), определяемая по формуле: Nс=b·Nгр=0,1·432 = 44 авт./сут., где b – коэффициент, равный 0,1; Nа - среднегодовая суточная интенсивность движения легковых автомобилей, определяемая по формуле: Nа=d·(Nгр+Nх+Nс)= 0,2·(432 + 152 + 44 )= 126 авт./сут., где в – коэффициент, равный 0,2; Данные по интенсивности движения с учетом состава движения сведены в табл. 4. Таблица 4 Расчёт перспективной интенсивности движения
Приведённая интенсивность движения транспортных средств к легковому автомобилю определяется по формуле: Nпр=Sgi·Ni=130·2,5+130·2,0+87·2,0+87·3,0+152·2,0+503·1,0+126·3,5+44·1,5 = 2334 авт./сут., где gi – коэффициент приведения интенсивности движения различных транспортных средств к легковому автомобилю; Ni – интенсивность движения различных транспортных средств Перспективная интенсивность движения вычисляется по формуле: N20 = Nпр·qNT-1= 2334·1,0420-1= 4918 авт./сут., где Nпр – приведённая интенсивность движения в исходном году, равная 2334 авт./сут.; qN – коэффициент прироста интенсивности движения, равный 1,04; Т – расчётное количество лет, равное 20. 1.2.2 Установление технической категории дороги Руководствуясь специальной литературой, определяем рекомендуемые нормы проектирования. Нормы занесены в таблицу 5. Таблица 5 Нормы на проектирование участка дороги Соликамск – Кунгур
В соответствии с таблицей проектируемой дороге присвоена III техническая категория . 1.2.3 Определение технических нормативов Расчётная скорость транспортных потоков определяется по формуле: V=52 - (0,019 – 0,00014·Pл) ·Nч + 0,22·Pл=52 - (0,019 – 0,00014·22) ·492 + 0,22·22= 40 км/ч, где Рл - доля легковых автомобилей в потоке, равная 22 %; Nч – расчётная часовая интенсивность движения в обоих направлениях, определяемая по формуле: Nч=k1·N20= 0,1·4918 = 492 авт./ч, где k1 – коэффициент перехода от суточной к часовой интенсивности движения, принятый равным 0,1; N20 – перспективная среднесуточная интенсивность движения, равная 4918 авт./сут. Основные технические параметры проектируемой дороги занесены в табл. 6. Таблица 6 Основные предельные нормы проектирования
II . План и продольный профиль дороги 2.1 План трассы 2.1.1 Разработка вариантов трассы на карте. Установка элементов закруглений ВУ=15º00' Т=46,08 R=350м К=91,63 Д=11,92 Б=3,02 ВУ=26º30' Т=47,09 R=200м К=92,50 Д=32,35 Б=5,47 ВУ=52º00' Т=19,51 R=40м К=36,30 Д=76,08 Б=4,50 ВУ=59º30' Т=160,03 R=280м К=290,77 Д=293,17 Б=42,51 ВУ=9º00' Т=23,61 R=300м К=47,12 Д=8,65 Б=0,93 ВУ=14º30' Т=25,44 R=200м К=50,61 Д=17,04 Б=1,61 ВУ=23º30' Т=104,00 R=500м К=205,08 Д=11,92 Б=54,83 ВУ=12º33' Т=76,97 R=700м К=153,33 Д=4,95 Б=4,22 ВУ=6º30' Т=141,96 R=2500м К=283,62 Д=146,68 Б=4,03 ВУ=8º57' Т=46,96 R=600м К=93,72 Д=1310,39 Б=1,83 ВУ=67º35' Т=301,15 R=450м К=530,80 Д=11,92 Б=91,47 2.1.2 Описание вариантов трассы Воздушная линия между точками А и Б пересекает реку Черную, огороды и отвал. Небольшая часть лежит на пустыре. Прокладка трассы по воздушной линии не целесообразна. Намечаем II варианта трассы. I Вариант. Трасса проложена традиционным методом, имеет 11 углов поворота на ПК 0+58, 1+83, 3+24, 7+94, 9+57, 10+23, 12+7, 13+90, 17+55, 32+54, 46+77,5 с целью пересечения реки, огородов, производственных построек и отвала под прямым углом и положение трассы через лесной массив. Длина 1 варианта 5120 м. II Вариант. Трасса проложена традиционным методом, имеет 11 углов поворота на ПК 0+58, 1+83, 3+24, 7+94, 9+57, 10+23, 12+7, 13+90, 17+55, 32+54, 46+77,5 с целью пересечения реки Черной, огородов, производственных построек и отвала под прямым углом и положение трассы через лесной массив. Длина 2 варианта 5000 м. Вывод: т.к. второй вариант имеет ряд преимуществ, то его принимаем для дальнейшего проектирования. 2.2 Продольный профиль дороги 2.2.1 Подготовка исходных данных и проектирование продольного профиля Таблица 6
Рекомендуемые рабочие отметки. 1.С учетом типа местности по характеру увлажнения: hp . =hд.о -С i0 , где hд.о - высота дорожной одежды, м; С-ширина обочины; i0 – клон обочины, 40 %=0,04 hp . =0,63-0,04х2,5= 0,53 м hp . =hзем - С i0 , где hзем - возвышение поверхности покрытия над поверхностью земли. hp . =1,9-0,1=1,8 м hp . =Hв + hв - С i0 , где Hв - глубина длительно стоящих вод (количество жидких осадков), м; hв - возвышение поверхности покрытия над уровнем воды. hp . =0,56+1,4-0,1=1,86 м 2. С учётом глубины залегания грунтовых вод. hp . = hгр -Нгр*в - С i0 , hp . =2,00 м где hгр - возвышение поверхности над УГВ. З. С учётом толщины снегового покрова. hp . =hбр +Hсн. , hp = 0,6+1,0=1,6 где hбр - минимальное возвышение бровки насыпи над уровнем снегового покрова для III категории=0,6 м; Hсн - толщина снегового покрова, м. 2.2.2Обоснование и описание проектной линии Проектная линия нанесена по шаблонам в основном по обертывающим в рекомендуемых рабочих отметках. Незначительное отклонение имеются на участках пересечения в пониженных мест и водотоков. Основные радиусы кривых 350, 200, 40, 280, 300, 500, 700, 2500, 600, 450 м. Основные продольные уклоны 10%, 33%, 37%, 24%, 7%, 5%, 6%. На всем протяжении запроектированная линия обеспечивает в продольном профиле видимость больше минимально допустимой. Обоснование и описание проектной линии
III . Земляное полотно и дорожная одежда 3.1 Земляное полотно 3.1.1 Поперечные профили земляного полотна Типовые поперечные профили земляного полотна предусматривают. Тип 1, 2 при Ннас высотой до 2 метров. Тип 3 при Ннас от 2,0 до 6,0метров. Внутренний откос выемки 1:3 Тип 8 при Нв до 1 метра на снегозаносимых участках Тип 9 при Нв от 1 до 5 м на снегозаносимых участках Примечание. Типовые поперечные профили приняты по типовому проекту. «Земляное полотно автомобильных дорог общего пользования», серии 503-0-48.87 3.1.2 Подсчёт объёмов земляных работ Поправки к объёмам земляных работ 1.На устройство проезжей части или корыта ΔY=[S1 -(S2 +S3 +S4 )] *L где S1 - площадь сточной призмы проезжей части S1 =C2 i0 +b(Ci0 +bin /2); S2 - площадь сечения дорожной одежды по ширине проезжей части; S2 =bhд.о ; S3 - площадь сечения краевых полос; S3 =2Chкп ; S4 -площадь сечения укрепления обочин; S4 =2Chy ; где С - ширина обочины; Ь - ширина проезжей части; io , in - уклон обочины, уклон проезжей части; hд.о. , hкп , hy - толщина дорожной одежды краевой полосы, укрепление обочины за краевой полосой. S1 2 =22 *0,04+6(2*0,04+6*0,02/2)=0,16+,84=1 м2 S2 =6*0,65=3,9 м S3 =2*0,6*0,65=0,78 S4 =2*0,6*0=0 ΔY =[1-(3,9+0,78+0)]*1=3,68 Эта поправка для насыпи вычитается из объёма работ, а для выемки прибавляется к объёмам. 2. На снятие растительного слоя для насыпи и выемки. Усн =[ В+2*м (Нср + Hc )*Lhc где В – ширина земляного полотна; m – коэффициент заложения откосов, m =3; hc - толщина снимаемого растительного слоя; Нc р - средняя величина рабочей отметки; L- длина участка L =1 м. З.Поправка на разности рабочих отметок определяется по таблице Митина и прибавляется к объёму насыпей и выемок. 3.2 Дорожная одежда Исходные данные: 1) категория дороги III 2) перспективная интенсивность движения на 20й год. N20 = 800 3)состав движения: ЗИЛ-130 - 10% МАЗ-503А - 5% ЗИЛ-131В - 15% ЗИЛ-133Г1- 10% ГАЗ-53А - 25% Л АЗ-699И - 5% Легковые - 30% 4)ежегодный рост интенсивности движения-13% 5)тип местности по характеру увлажнения-2 6)вид грунта земляного полотна "суглинок лёгкий " 7)тип дорожной одежды – облегчённый, III климатическая зона 8)расчёт автомобиль группы – Б 9)требуемый уровень надёжности и соответствующей ему коэффициент прочности Кн=0,85 Кпр=0,09 3.2.1 Определение требуемого модуля упругости 1. Интенсивность движения грузовых машин и автобусов на перспективы 20й год. N20 =(Nзад *(100-% лег. авт.)/100, авт/сут N20 =(800*(100-30)/100=560, авт/сут 2.Суммарная интенсивность движения на конец расчетного периода. Nсум(20) =(N20 *M(10) )/M(20) где м- коэффициент, показывающий увеличение интенсивности движения данного года относительно интенсивности первого года. Nсум(20) =(800*2,84)/8,06=281 авт/сут. 3.Расчетная интенсивность движения, зависящая от числа полос движения принимается. Nрасч =0,55* Nсум Nрасч =0,55*281=155 4. Расчётная приведённая к расчётному автомобилю интенсивность движения. Nрасч.пр. =136 5. Определение требуемого модуля упругости: Етр=150мПа 6.Минимальный модуль упругости: Еmin =125мПа Етр > Еmin принимаем 150мПа 3.2.2 Назначение вариантов конструкции дорожной одежд Конструкция дорожной одежды назначается с учётом типа покрытия, дорожно-климатической зоны, расчёта на приведение интенсивности движения, вида грунта земляного полотна, типу местности по характеру увлажнения. ТИП 1 покрытие. Плотный, горячий, м/з. асфальтобетон щебёночной смеси типа В, марки (ГОСТ 9128-84), основание. Готовые песчано-щебеночные смеси по ГОСТ 23558-79 укрепление шлаковым вяжущим в количестве 14-18% .Е=550-700, К=0,33-0,4. песок. дополнительный слой основания (песок средней крупности = 100-150 авт/сут. ТИП 2 покрытие. Горячий пористый к/з. асфальтобетон 11 марки на битуме БНД 90/130 (по ГОСТ9128-97). основание. Фракционированный щебень 1 класса по ГОСТ 25607-94 укладываемый в два слоя. Песок с добавлением 25%песчано-гравийной смеси. 3.2.3 Расчёт дорожной одежды по упругому прогибу Расчёт дорожной одежды можно производить с низу вверх или с верху вниз. Расчёт дорожной одежды по упругому прогибу для 1типа. 1.Расчётное значение влажности грунта Wp =0,78(1+1,06*0,1)=0,86 2.Расчётное значение модуля упругости грунта. Расчётное значение модуля упругости грунта. Егр =41(1-1,06*0,007)=40,70 3.Определяем общий модуля упругости на поверхности 3-го слоя. Eобщ_3 =0,62*120=74,4 Определяем общий модуля упругости на поверхности 2-го слоя. Eобщ_2 =0,34*350=119 Определяем общий модуля упругости на поверхности 1-го слоя. Eобщ_1 =0,07*240=168 Расчёт дорожной одежды по упругому прогибу для 2 типа. 1.Расчётное значение влажности грунта Wp =0,63(1+1,06*0,1)=0,7 2.Расчётное значение модуля упругости грунта Егр =41(1-1,06*0 007)=40,70 3.Определяем общий модуля упругости на поверхности 3-го слоя по номограмме находим Eобщ_3 =0,69*100=69 2)Определяем общий модуля упругости на поверхности 2-го слоя. Eобщ_2 =0,16*1400=224 3.2.4 Расчет дорожной одежды на сдвиг 1.Средний модуль упругости одежды равен 224 мПа 2.Расчётное значение модуля упругости грунта Eгр = 56,25 мПа 3.Направление сдвига от временной нагрузки tн =0,0135 4.Напряжение сдвига от массы одежды tb =-0,0012 5.Суммарное напряжение сдвига Т= 0,0123 6. Расчётная величина сцепления в активной зоне С= 0,015 7. Коэффициент неоднородности условий работы одежды: по графику находим К=1,03 8. Коэффициент учитывающий особенности работы грунта в конструкции для песка К3=1,3 9.Допустимое сдвигающее напряжение в грунте Tдоп =0,017 10. Коэффициент прочности по сдвигу. Ксдв = 1,1 Напряжение сдвига в грунте значительно меньше допустимого сдвигающего напряжения. IV . Деталь проекта. Обустройство дороги, организация и безопасность движения 4 .1 Автобусные остановки. Пересечения и примыкания На проектируемом участке дороги предусмотрена одна автобусная остановка, ширина остановочной площадки 3 м, а длина 20 м. Конструкция дорожной одежды на остановочной площадке такая же, как и на основной дороге. На посадочной площадке предусмотрено асфальтобетонное покрытие из крупнозернистой смеси толщиной 8 см по слою фракциоиированного щебня 25 см. Площадь посадочной площадки 20х2=40 м, а остановочной («карман») 20х3=70м~. В целом для остановки эти площади составляют 80 и 120 м . Автобусная остановка расположена на ПК 18+30. Пересечения и примыкания. На пересечениях автомобильных дорог интенсивность движения равна сумме интенсивностей по пересекающим дорогам, поэтому условия движения на пересечениях осложняются и для обеспечения его чёткой организации необходимо предусматривать специальное мероприятия. В одном уровне проектируются пересечения и примыкания, автомобильных дорог Ш категории с дорогами IV и V категорий при перспективной суммарной интенсивности движения на пересечении менее 8000 авт./сут. Выбор типа и схемы пересечения или примыкания осуществляется на основе аварийного проектирования. Оценка вариантов производится по технико-экономическим показателям и показателям безопасности движения. При интенсивности движения менее 1000 авт./сут проектируются простые пересечения и примыкания в одном уровне. На дорогах IV категории на въездах и выездах твердое покрытие устраивают на протяжении в 2 раза меньшем, чем на дорогах 1-111 категорий. На пересечениях и примыканиях радиусы сопряжений принимают при съездах с дороги IV и V категорий-15 м. на сопряжениях под тупым углом рекомендуются радиусы 30-50 м. На пересечениях и примыканиях предусматриваются установка дорожных знаков, ограждений, направляющих устройств в виде сигнальных столбиков и дорожная разметка по ГОТС23457-79. Пересечения автомобильных дорог с железными дорогами проектируют в одном и разных уровнях. Пересечения автомобильных дорог 1У и У категорий с железными дорогами следует проектировать в разных уровнях в случаях: при пересечении трёх и более главных железнодорожных путей; при пересечении участков железных дорог со скоростным ~более120км/ч) движением; при расположении железной дороги в выемке; при необеспеченной видимости железнодорожного переезда. Переезды в одном уровне устраивают только по согласованию с МПС, управлением автомобильной дорогой и Госавтоинспекцией. Пересечения в одном уровне следует располагать вне пределов станций и путей маневрирования, преимущественно на прямых участках пересекающихся дорог. Угол пересечения должен быть не менее 60 . Переходы автомобильной дороги к пересечению на протяжении 50 м следует проектировать с продольным уклоном не более 30% . 4.2 Технические средства организации дорожного движения К техническим средствам организации дорожного движения относятся знаки, ограждения и направляющие устройства, дорожная разметка и светофоры. Установлено семь групп дорожных знаков: 1- предупреждающие; 2- приоритета; 3- запрещающие; 4- предписывающие; 5-информационно- указательные; 6- сервиса; 7- дополнительной информации (таблички). Каждая группа знаков имеет характерную форму, цвет фона и каймы. Дорожные знаки, предусмотренные на проектируемом участке дороги, приведены в ведомости дорожных знаков. Всего дорожных знаков 19 Дорожная разметка. Как и дорожные знаки, разметка применяется для упорядочения дорожного движения, повышения безопасности и улучшения информации водителей. Разметка производится в соответствии с требованиями ГОСТ 13508-74 и ГОСТ 23457-79. Различаются две группы разметки: горизонтальная и вертикальная. Каждому виду присвоен номер, состоящий из цифр. Ограждения и направляющие устройства. При движении по дороге водитель должен ориентироваться на дорожные знаки и разметку проезжей части, которые показывают оптимальные и безопасные условия движения по участкам автомобильной дороги. Соблюдение средств информации водителем значительно улучшает общий режим движения по дороге. Сокращаются дородно-транспортные происшествия, водителю становиться понятным дальнейшее движение по дороге. В проекте автомобильной дороги разрабатывают график обустройства дороги, где указывают места установки дорожных знаков, ограждений и направляющих устройств, разметки проезжей части дороги. При движении автомобиля по дороге встречаются участки, где съезд с дороги может вызвать опрокидывание автомобиля или столкновение со встречным транспортными средствами, наезд на предметы и сооружения, расположенные в пределах полосы отвода дороги. Для удержания автомобиля на дороге, минимального разрушения автомобиля и уменьшения тяжести дорожно-транспортного происшествия на обочине вдоль дороги устраивают ограждения барьерного типа. Их изготовляют согласно ГОСТ 26804-86 «Ограждения дорожные металлические барьерного типа». Металлические ограждения способны деформироваться, не разрушаясь и поглощать часть энергии удара с уменьшением травматизма людей. Автомобиль может скользить вдоль ограждения, постоянно гася скорость движения. Ограждения устанавливают на мостах, путепроводах, эстакадах, подходах к искусственным сооружениям, центрально разделительной полосе, обочинах дорог в пределах высоких насыпей, участках параллельно железнодорожным линиям, болотам, водным потокам, оврагам и горным ущельям. Для ориентирования водителя в направлении дороги на большое расстояние и обеспечения видимости внешнего края обочины в ночное время, во время дождя. Тумана, снегопада устанавливают направляющее устройство в виде столбиков или тумб с искусственным освещением. Высота столбиков 0,75-0,8 м. Сигнальные столбики не предназначены для удержания автомобиля при наезде, и поэтому они легко ломаются при случайном наезде и не наносят повреждения автомобилю. Столбики устанавливают на подходах к кривой и на самой кривой, на вертикальных кривых при радиусах от 200 до 8000 м и кривых в плане от 20 до 600 м. Расстояние между столбиками в зависимости от радиуса назначается от 3 до 50 м. 4.3 Озеленение дороги К озеленению автомобильной дороге относятся посадки деревьев и кустарников. Для защиты автомобильных дорог от снежных заносов насаждения проектируют в зависимости от объёма снегопереноса и лесорастительных условий в виде живых изгородей или лесных полос. »- район трудной снегоборьбы. Объём снегопереноса 250, в отдельных пунктах 400. Однополосная 8-10 рядная посадка из четырех- шести древесных и двух кустарниковых рядов первый ряд создаётся из низких кустарников, второй – из высоких, третий и последние ряды- из деревьев с плотной и низкой кроной, средние ряды полосы из деревьев с плотной и высокой к оной. |