Московский Гуманитарный Техникум Экономики и Права
Курсовая работа
«Проектирование трассы на карте и продольного профиля»
Москва - 2009
I. Определение категории дороги
1. Климатическая характеристика места положения трассы
1.1 Описание расположения области
Вологодская область расположена на северо-востоке Восточно-Европейской равнины, рельеф здесь холмистый — чередуются низменности (Прионежская, Молого-Шекснинская), гряды (Андогская, Белозерская, Кирилловская) и возвышенности (Андомская, Вепсовская, Вологодская, Галичская, Верхневажская). На востоке области — Северные Увалы. Для области характерен умеренно - континентальный климат с продолжительно холодной зимой, относительно коротким теплым летом. Средняя температура января на западе области -11°, на востоке -14°; июля соответственно +16° и +18°. Период с положительными температурами составляет 195-210 дней. Средняя годовая сумма осадков всех видов - 480-500 мм на востоке области и 560-600 мм - на западе, что намного больше величины испаряемости.
Почвы на севере подзолистые, на юге дернисто-подзолистые. Часто встречаются подзолисто-глеевые, дерново-карбонатные, болотные, аллювиальные почвы.
Основная часть территории области (81%) занята лесами. Таежные леса занимают 65%, болота - 12% территории Вологодской области. В составе лесов преобладают хвойные породы -ель и сосна, на востоке появляются лиственница и пихта, повсеместно - береза, ольха, осина, разнообразный состав кустарников и трав. Общий запас древесины оценивается в 1609 млн. куб.м, из них 843 млн. куб.м хвойные породы.
Полезные ископаемые. Геологическое строение Вологодской области определяет состав полезных ископаемых - преобладание нерудных и почти полное отсутствие рудных. Разведаны существенные запасы минерального сырья для обеспечения потребности промышленности. В основном это строительные материалы: известняк, доломиты, мергель, песок, гравий. Широко распространены различные виды глин, торф, сапропель, поваренные соли, болотные железные руды.
1.2 Среднемесячная температура по месяцам
Месяцы
|
I
|
II
|
III
|
IV
|
V
|
VI
|
VII
|
VIII
|
IX
|
X
|
XI
|
XII
|
Среднемесячные температуры
|
-11,8
|
-11,4
|
-6,4
|
2,1
|
9,5
|
14,4
|
16,9
|
14,7
|
9,0
|
2,5
|
-3,6
|
-9,2
|
1.3 Высота снежного покрова
Месяцы
|
X
|
XI
|
XII
|
I
|
II
|
I
|
II
|
III
|
I
|
II
|
III
|
I
|
II
|
III
|
I
|
II
|
III
|
I
|
II
|
III
|
Высота, см
|
•
|
•
|
2
|
4
|
6
|
12
|
16
|
20
|
24
|
30
|
35
|
39
|
45
|
50
|
51
|
Месяцы
|
III
|
IV
|
V
|
VI
|
I
|
II
|
III
|
I
|
II
|
III
|
I
|
II
|
III
|
I
|
II
|
III
|
Высота, см
|
52
|
53
|
52
|
37
|
22
|
7
|
•
|
•
|
1.4 Среднемесячное количество осадков
Месяцы
|
I
|
II
|
III
|
IV
|
V
|
VI
|
VII
|
VIII
|
IX
|
X
|
XI
|
XII
|
Кол-во осадков, мм
|
31
|
23
|
28
|
30
|
46
|
66
|
70
|
67
|
63
|
46
|
35
|
35
|
1.5 Господствующее направление ветров
Январь
Направление
|
С
|
СВ
|
В
|
ЮВ
|
Ю
|
ЮЗ
|
З
|
СЗ
|
Повторяемость
|
12
|
5
|
4
|
16
|
16
|
20
|
13
|
14
|
Скорость ветра
|
5,2
|
4,0
|
4,9
|
6,0
|
5,8
|
5,9
|
5,1
|
5,0
|
Июль
Направление
|
С
|
СВ
|
В
|
ЮВ
|
Ю
|
ЮЗ
|
З
|
СЗ
|
Повторяемость
|
14
|
18
|
6
|
8
|
8
|
14
|
15
|
17
|
Скорость ветра
|
4,6
|
4,0
|
3,7
|
3,7
|
3,7
|
4,4
|
3,7
|
4,3
|
2. Определение категории дороги
Nпр = ∑Nлегkлег + ∑Nгрузkгруз + ∑Nавтkавт
Состав движения
|
Интенсивность движения
|
Расчетная скорость, км.ч
|
k
|
∑N∙k
|
в % от общей
|
в авт.сут
|
Легковые автомобили
|
ВАЗ
|
16
|
677
|
95
|
1
|
677
|
ГАЗ
|
24
|
1015
|
90
|
1
|
1015
|
Грузовые автомобили
|
ГАЗ
|
15
|
634
|
65
|
1.5
|
951
|
ЗИЛ
|
5
|
212
|
60
|
2.0
|
424
|
МАЗ
|
7
|
296
|
60
|
2.5
|
740
|
КАМАЗ
|
18
|
761
|
65
|
2.5
|
1902,5
|
Автобусы
|
15
|
635
|
50
|
2.0
|
1270
|
Все виды транспортных средств
|
100
|
4230
|
Nпр = 6979.5
6946.5
|
Дорога II категории
II. Расчет параметров элементов плана и профиля с расчетными схемами
1. Определение ширины проезжей части
Вп=(а+с)/2+х+у, где Вп – ширина полосы движения
Определим ширину полосы движения для автобуса:
х=у=(1+0,01*50)/2=0.75 м, где
х – просвет между идущими автомобилями
у – расстояние от кромки проезжей части до оси колеса автомобиля
а – габарит автомобиля, м
с – ширина колеи автомобиля, м
а=2,5м (для автобуса)
с=2,15м (для автобуса)
V=50м/c
Вп=(2.5+2.15)/2+0.75+0.75=3.825 м
Впч – ширина проезжей части, м
Впч=2*Вп;
Впч=2*3.825=7.65м
Bоб–ширина обочины
Bоб=2,5м
Bзп–ширина земляного полотна
Bзп=2* Bоб+ Впч
Bзп=2*2,5+7,65=12,65
Итоговая таблица:
Технический показатель
|
Единицы измерения
|
по СНиП 2.05.02-85
|
По расчету
|
Принято
|
Категория дороги
|
-
|
ΙΙ
|
ΙΙ
|
ΙΙ
|
Число полос движения
|
шт.
|
2
|
2
|
2
|
Ширина полосы движения
|
м
|
3,75
|
3,875
|
3,75
|
Ширина проезжей части
|
м
|
7,5
|
7,65
|
7,5
|
Ширина обочины
|
м
|
3,75
|
2,5
|
3.75
|
Ширина земляного полотна
|
м
|
15
|
12,65
|
15
|
2. Определение предельного продольного уклона
Динамический фактор автомобиля: D=(Pt-Pw)/G,
Pt – полная сила тяги
Pw – сопротивление воздушной среды
G – вес автомобиля
imax=D-fv, где fv – коэффициент сопротивления качения
fv=f0*(1+0,01(v-50))
f0 для асфальтобетона =0,01
fвазv=0,01*(1+0,01*(95-50))=0,0145
fгазv=0,01*(1+0,01*(90-50))=0,014 Dваз=0,06 Dгаз=0,08
fгаз грv=0,01*(1+0,01*(65-50))=0,0115 Dгаз гр=0,055
fзилv=0.01*(1+0.01*(60-50)=0,011 Dзил=0,03
fмазv=0,01*(1+0,01*(60-50))=0,011 Dмаз=0,03
fкамазv=0,01*(1+0,01*(65-50))=0,0115 Dкамаз=0,03
fавтv=0,01*(1+0,01*(50-50))=0,01 Dавт=0,04
iвазmax=0,0455
iгазmax=0,066
iгаз грmax=0,0435
iзилmax=0,019
iмазmax=0,019
iкамазmax=0,0185
iавтmax=0,03
Выбираем максимальное значение: imax=0,0185
3. Определение наименьших радиусов кривых в плане и продольном профиле.
3.1 Определение наименьшего радиуса кривой в плане.
Rmin=v2/(127*(µ±iпопер)),
где µ - коэффициент поперечной силы
iпопер – поперечный уклон
Рассчитаем наименьший радиус кривой без виража:
µ=0,07 iпопер=0,02 V=95м/c
Rmin=1421 м
При значении радиуса поворота меньше 2000 м для улучшения устойчивости автомобиля рекомендуется устраивать вираж.
Определим наименьший радиус кривой с виражом:
µ=0,15 iпопер=0,04 V=95м/c
Rmin=374м
По СНиП для ΙΙ категории автомобильной дороги Rmin=800 м
3.2 Определение длины переходной кривой
Для обеспечения плавности поворота при движении автомобиля с постоянной скоростью, равной скорости на прямом участке, нужно чтобы центробежное ускорение нарастало постепенно.
Lп.к.=v3/(47*I*Rвир)=v3/(23,5*Rвир)
Lп.к.=97,6 м
3.3 Определение расстояния видимости.
Для обеспечения безопасности движения водителю должна быть обеспечена возможность видеть поверхность проезжей части на расстоянии S необходимое для остановки автомобиля.
Sп=lр+St+lзб
lp – путь пройденный автомобилем за время реакции водителя
lp=(v*tp)/3,6 при v≥100 км/ч tp=2,4 с, при v<100 км/ч tp=1,6 с
lp=(95*1,6)/3,6=42,2м
St – тормозной путь
St=(ke*v2)/(254*φ)
ke –– коэффициент надежности тормозов
ke= 1,2
φ – коэффициент продольного сцепления
φ=0.4
St=(1,2*9,52)/254*0.4=106.6
lзб – зазор безопасности
lзб=5 м
Sп=106.6+42.2+5 = 153.8м
По СНиП для ΙΙ категории автомобильной дороги Sп=250 м
3.4 Определение радиусов вертикальных кривых в продольном профиле
а) Определение радиуса вертикальных выпуклых кривых:
Определяем из условия обеспечения видимости поверхности дорожного покрытия
d – высота глаза водителя легкового автомобиля над поверхностью дороги = 1,2 м
Rвып=S2п/(2*d) (м)
Rвып=2502/(2*1,2)=26041.6666=26042 м
По СНиП для ΙΙ категории автомобильной дороги Rвып=15000 м
Выпуклая кривая
б) Определение радиуса вертикальных вогнутых кривых:
Определяем из условия видимости поверхности проезжей части дороги при свете фар.
Rвогн=Sп2/2*(hф+Sп*tgα)
α = 2-30
hф лег – высота фар автомобиля, м = 0,7 м
Rвогн=2002/2*(0,7+200*tg20) =3180 м
По СНиП для ΙΙ категории автомобильной дороги Rвогн=5000 м.
Вогнутая кривая Итоговая таблица:
№
|
Технические показатели
|
ед. измерен.
|
по СНиП
|
по расчету
|
принято
|
1
|
Категория дороги
|
м
|
ΙΙ
|
ΙΙ
|
ΙΙ
|
2
|
Ширина полосы движения
|
м
|
3,75
|
3,825
|
3,75
|
3
|
Ширина проезжей части
|
м
|
7,5
|
7,65
|
7,5
|
4
|
Ширина обочины
|
м
|
3.75
|
3,75
|
5
|
Ширина земляного полотна
|
м
|
15
|
12,65
|
15
|
6
|
Расчетная скорость
|
км/ч
|
120
|
120
|
120
|
7
|
Наименьшее расстояние видимости
|
м
|
250
|
153.8
|
250
|
8
|
Наименьшие радиусы кривых в плане
|
Без виража
|
м
|
2000
|
1421
|
2000
|
С виражом
|
м
|
800
|
374
|
800
|
9
|
Наименьшие радиусы вып. и вогн. кривых
|
Rвып
|
м
|
15000
|
26042
|
15000
|
Rвогн
|
м
|
5000
|
3180
|
5000
|
10
|
Длина переходной кривой
|
м
|
120
|
97.6
|
120
|
III. Проектирование трассы на карте и продольного профиля
1. Требования к нанесению трассы
1) Трасса должна быть max приближена к воздушной линии;
2) Трасса должна пересекать min число водных преград, автомобильных и железных дорог;
3) Прокладка трассы должна вестись через непригодные для с/х нужд земли, в обход населенных пунктов, лесных массивов и других ценных объектов;
4) Чтобы ожидаемые объемы земляных работ были min должен учитываться рельеф местности при прокладке линии.
5) В одном уровне разрешается устраивать пересечения дорог 2 категории с дорогами 4 и 5 категории,а так же дорог 3,4 и 5 категорий между собой.
Нанесение воздушной линии:
К=Lтр/Lвоз л =>1
К=12,35/12,1=1
Разбивка круговых кривых:
Д – домер
Т – тангенс
К – кривая
Б – биссектриса
R – радиус
Р – прямая вставка
Д=2Т-К
Т=R*tgα/2
К=(π*R*α)/1800
Б=R*(sec(α/2)-1)=Т2/2*R
Итоговая таблица:
Показатели
|
Единицы изм.
|
Трасса
|
1
|
Длина воздушной линии
|
м
|
12,1
|
2
|
Длина трассы
|
м
|
12,35
|
3
|
Количество поворотов
|
шт.
|
1
|
4
|
Количество пересечений (с ж/д, а/д, водными препятствиями)
|
шт.
|
2
|
5
|
Количество мостов и путепроводов
|
шт.
|
1
|
2. Проектирование продольного профиля
2.1 Определение отметок поверхности земли
Определяем отметки поверхности земли для всех пикетов, элементов закругления, а также точек на трассе, пересекаемых горизонтально и все пересечения.
Точки
|
Высотные отметки,м
|
ПК 0+00
|
55,00
|
ПК 0+60
|
52,50
|
ПК 1+00
|
50,00
|
ПК 1+40
|
45,00
|
ПК 1+90
|
40,00
|
ПК 2+00
|
41,00
|
ПК 2+40
|
50,00
|
ПК 2+70
|
52,50
|
ПК 3+00
|
52,90
|
ПК 3+30
|
56,00
|
ПК 3+90
|
57,50
|
ПК 4+00
|
57,67
|
ПК 4+58
|
57,69
|
ПК 5+00
|
57,71
|
ПК 6+00
|
57,86
|
ПК 6+30
|
60,00
|
ПК 7+00
|
63,00
|
ПК 7+15
|
65,00
|
ПК 8+00
|
69,17
|
ПК 8+20
|
70,00
|
ПК 8+70
|
75,00
|
ПК 8+95
|
76,67
|
ПК 9+00
|
78,33
|
ПК 9+10
|
80,00
|
ПК 10+00
|
83,57
|
ПК 11+00
|
80,71
|
ПК 11+10
|
80,00
|
ПК 11+80
|
75,00
|
ПК 12+00
|
76,00
|
ПК 12+35
|
78,00
|
2.2 Определение минимальной допустимой высоты насыпи из условий снегозаносимости
h = Hсн+∆hбр
Hсн – толщина снежного покрова, м
Hсн = 0,53 м
∆hбр –минимальное возвышение бровки насыпи
∆hбр=0.7м
h = 0,55+0,7 = 1,25м
2.3 Основные требования к проектной линии
а) Для построения проектной линии задаются руководящей рабочей отметкой снегозаносимости;
б) В пониженных точках рельефа, где предполагается скопление воды предусматривают водопропускные трубы. Внутренним диаметром 1,5 м, внешним 2 м и высотой земли над трубой 0,5 м;
в) Наибольший продольный уклон должен быть не более допустимого;
г) При наличии пересечения трассы с автомобильными или железнодорожными дорогами проектируется путепровод.
2.4 Переход из выемки в насыпь Хлев = (Нлев/(Нлев+Нпр))*L
2.5 Вогнутые и выпуклые кривые
Б = Т2/2*R
Т = R*∆i/2
К = 2*Т
y = х2/2*R
III. Проектирование дорожной одежды
Nпр.общ. = ∑ki*Ni = 634*0,055+212*0,111+296*0,563+761*0,498+635*0,288=786.9 авт/сут
Nр = f*Nпр.общ. = 0,55* Nпр.общ. = 0,55*786.9 = 432.8 авт/сут
kc = (qТсл-1)/(q-1)- коэффициент суммирования
kc =12
q = 1,02 – показатель изменения интенсивности движения по годам
Тсл = 10 лет – срок службы
Трдг = 145 – расчетное число расчетных дней в году, соответствующих определенному состоянию деформации конструкции
kп = 1,49 – коэффициент учитывающий вероятность отклонения суммарного движения от среднего ожидаемого
∑Nр=0,7* Nр *Трдг*kп*kс/qTa-1
∑Nр=0.7*432.8*145*1.49*12/1.48=530712 приложений
С = 3,20 – эмпирический параметр для расчетной нагрузки на ось
Определяем минимальный требуемый модуль упругости дорожной одежды
Емин=98,65*(lg(∑Nр)-C)
Емин=98.65*(lg(530712)-3.20)=249
kтрпр = 1,2 – требуемый коэффициент прочности
Еобщ = Емин *kтрпр = 249*1,2 = 298.8 мПа
мелко зернистый асфальтобетон, тип А, h=6 Е=3200 мПа
крупно зернистый пористый асфальтобетон h=8, Е=2000 мПа
щебень известняковый,мелкозернистый,укрепленный битумом h=10, E=450
щебень известняковый h=29, E=350
песок h=30, Е=130 мПа
грунт h=28, E=60 мПа
Список литературы
1. Бабков В.Ф., Андреев О.В. Проектирование автомобильных дорог ч. I и II, -М.: Транспорт, 1987.
2. Автомобильные дороги. Примеры проектирования. /Под. ред. В.С. Порожнякова -М.: Транспорт, 1983
3. СНиП 2.05.02-85 Автомобильные дороги. Нормы проектирования. -М.: Госстрой СССР, 1986.
4. Справочник инженера-дорожника. Проектирование автомобильных дорог. -М.: Транспорт, 1989.
|