ОБОСНОВАНИЕ КАТЕГОРИИ АВТОМОБИЛЬНОЙ ДОРОГИ

Комплекс вопросов, решаемых при проектировании автомобильных дорог, включает определение трассы на местности, ее положения по отношению к поверхности земли, расчет и конструирование элементов дороги и дорожных сооружений.

Дорогу принято рассматривать в трех проекциях – в плане, продольном и поперечном профилях. При проектировании каждой из этих проекций в большей или меньшей степени необходимо увязать их между собой. В большей степени между собой связано проектирование плана и продольного профиля, в меньшей – плана и поперечного профиля (главным образом, на кривых малых радиусов).

Продольный профиль автомобильной дороги – один из основных элементов проекта. Он в значительной степени определяет транспортно - эксплуатационные качества и капиталовложения в строительство дороги. Проектирование продольного профиля индивидуально, базируется на опыте и интуиции автора проекта. Поэтому для студентов, начинающих осваивать специальные дисциплины, наибольшие затруднения при выполнении курсового проекта №1 "Основы проектирования автомобильных дорог" вызывает проектирование продольного профиля.

Курсовой проект по основам проектирования автомобильных дорог выполняется в такой последовательности:

- на основании расчетной интенсивности движения устанавливается категория автомобильной дороги;

- для принятой категории обосновываются технические нормативы, по которым дорога должна проектироваться;

- на основании анализа рельефа местности и с учетом природных условий района проектирования на карте трассируются два варианта трассы дороги с составлением ведомости углов поворота, прямых и кривых;

- для полученных вариантов проектируются продольные профили с учетом высотных отметок контрольных точек и рекомендуемых рабочих отметок насыпей;

- на основании сравнения по эксплуатационно-техническим показателям производится выбор варианта автомобильной дороги;

- по выбранному варианту конструктивно подбираются отверстия малых водопропускных сооружений и проектируются в необходимом количестве поперечные профили земляного полотна;

- выполняется деталь проекта (производится расчет элементов виража или разбивка переходной кривой).

ОБОСНОВАНИЕ КАТЕГОРИИ АВТОМОБИЛЬНОЙ ДОРОГИ

Категория автомобильной дороги устанавливается в зависимости от заданной расчетной интенсивности движения механизированных транспортных средств (ед/сут) в обоих направлениях за последний год перспективного периода в соответствии с ТКП[1].

При обосновании категории дорог, проходящих в зоне влияния крупных и крупнейших городов (в пригородных зонах) расчетная интенсивность движения может определяться, как наибольшая часовая интенсивность движения, достигаемая в течение не менее 50 ч за последний год перспективного периода, выражаемая в единицах, приведенных к легковому автомобилю (прив. ед/ч). Значения коэффициентов приведения фактических транспортных единиц к легковому автомобилю в зависимости от грузоподъемности приводится в ТКП [1], а также в таблице 2.1.

Расчеты по определению расчетной приведенной интенсивности движения целесообразно производить в табличной форме (таблица 2.2).

На основании полученных данных по таблице 3 [1] устанавливается категория дороги, проходящей в зоне влияния крупных и крупнейших городов (в пригородных зонах).

Т а б л и ц а 2.2 – Определение расчетной приведенной интенсивности движения

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ НОРМАТИВОВ ПРОЕКТИРУЕМОЙ АВТОМОБИЛЬНОЙ ДОРОГИ

Составление ведомости углов поворота, прямых,

Проектирование продольного профиля состоит в нанесении проектной линии и вычислении проектных и рабочих отметок. Отметки проектной линии для вновь проектируемых дорог относятся к бровке земляного полотна, а при проектировании реконструкции дорог и городских улиц – к оси дороги.

Проектную линию можно наносить двумя способами: "по обертывающей" и "по секущей".

По обертывающей проектирование чаще всего применяют для равнинной и слабопересеченной местности, в этом случае проектную линию наносят, следуя основным изгибам поверхности земли, с соблюдением рекомендуемых рабочих отметок и уклонов не выше максимально допустимых для дороги данной категории.

По секущей проектируют в условиях холмистого и сильнопересеченного рельефа, при этом необходимо стремиться к соблюдению примерного баланса земли для смежных участков насыпей и выемок. С целью обеспечения продольного водоотвода проектная линия в выемках наносится с уклоном не менее 5 ‰, проектирование площадок в выемках не допускается. При нанесении проектной линии следует по возможности избегать мелких выемок большой протяженности, так как такие выемки обычно сырые и снегозаносимые

Проектную линию продольного профиля проектируют состоящей из прямолинейных участков и вертикальных кривых.

Наиболее сложно наносить проектную линию на участках размещения водопропускных сооружений. При этом необходимо пройти через контрольную точку малого искусственного сооружения (см. п.6.2), так как изменение этой отметки в сторону увеличения влечет за собой увеличение объемов земляных работ и длины искусственного сооружения для труб и высоты опор для мостов.

Над трубами расположение проектной линии может быть любое, но по возможности не выше минимально допустимой отметки бровки земляного полотна. При проектировании на переходах через узкие и глубокие овраги возможны чередования выемок и насыпей. В этом случае для проложения проектной линии используют секущую проектировку при помощи вертикальных выпуклых кривых с прямыми вставками. Высоты насыпей могут быть значительными, поэтому может возникнуть вопрос о замене размеров трубы на большее отверстие и увеличении ее длины.

При проектировании на пониженных участках в равнинной местности проектная линия над искусственным сооружением может быть в виде горизонтального участка или с небольшим продольным уклоном, но с учетом незатопляемости насыпи подходов. Высота насыпи должна быть определена с учетом возможного подпора воды. При ограниченной высоте насыпи устраивают трубы двух- или трехочковые на вертикальных вогнутых кривых.

При пересечении глубоких, но не широких долин малые мосты проектируют на вертикальных вогнутых кривых или выносят вертикальную кривую на насыпь подходов (рисунок 6.2, а). Такое проектирование проектной линии может быть выполнено на минимально допустимых радиусах вогнутых вертикальных кривых с устройством высоких насыпей подходов и глубоких выемок с предельно допустимыми уклонами проектной линии на выходе из вертикальных кривых.

Расположение малого моста на широкой пойменной части с неярко выраженными русловыми процессами (рисунок 6.2, б) позволяет смещать мост к одному из берегов долины с устройством искусственного русла водотока. Мост может быть расположен на вертикальной кривой или на прямом участке с уклоном до 30^о/_оо. Для таких мостов на поймах высоту насыпи определяют согласно уровню расчетного горизонта воды РУВВ.

При проектировании малого моста возможен случай, когда проектная линия над мостом проходит в виде горизонтального участка, длина которого не меньше длины моста (рисунок 6.2, в). Две вертикальные вогнутые полуветви обеспечивают плавность проектной линии.

В переломы продольного профиля для обеспечения видимости, улучшения плавности и удобства движения вписывают вертикальные кривые. Вертикальные кривые устраиваются при алгебраической разности сопрягаемых уклонов более 2 ‰ на дорогах I, II категорий, более 5 ‰ – на дорогах III, IV и V категорий с дорожными одеждами усовершенствованного типа и более 20 ‰ – на дорогах IV и V категорий с дорожными одеждами переходного и низшего типов[1].

Алгебраическая разность сопрягаемых уклонов определяется в соответ-

ствии с рисунком 6.3, при этом уклоны на подъемах считают со знаком "+", а на спусках - со знаком "–".

Рисунок 6.2 – Примеры нанесения проектной линии у малых мостов

Рисунок 6.3 – К определению алгебраической разности сопрягаемых уклонов

Элементы вертикальных кривых определяют по таблицам [10] в зависимости от алгебраической разности смежных уклонов (частично они приведены в приложение Ж), а при отсутствии таблиц вычисляют по формулам:

где l ₁ и l ₂ – длины составляющих кривых, м (рисунок 6.4);

R _в – радиус вертикальной кривой м, который назначается не менее приведенного в таблице 6.2;

i ₁, i ₂ – величина уклонов смежных элементов продольного профиля в тысячных;

- пикетажное положение начала и конца вертикальной кривой

где ПК ВУ – пикетажное положение вершины вертикального угла, определяемое как точки пересечения прямых линий, имеющих уклоны i ₁ и i ₂;

- пикетажное положение вершины кривой (точка О, см. рисунок 6.4)

- превышения вершины вертикальной кривой ее над началом и концом

- высотная отметка вершины вертикальной кривой (для контроля определяется через начало и конец кривой)

где Н _нки Н _кк– высотные отметки начала и конца вертикальной кривой, определяемые по продольному профилю.

Рисунок 6.4 - Схема вертикальной выпуклой кривой

Т а б л и ц а 6.2 – Минимально-допустимые радиусы кривых в продольном профиле

Примеры проектирования вертикальных кривых приведены на рисунке 6.5.

Порядок проектирования вертикальных кривых следующий:

1) определяют пикетажное положение вершины вертикального угла, как точки пересечения прямых линий, имеющих уклоны i ₁ и i ₂;

2) по формулам (6.7) и (6.8) определяют длину и тангенс вертикальной кривой (К и Т);

3) зная длину и тангенс кривой, вычисляют пикетажное положение начала и конца вертикальной кривой по формулам (6.9) и (6.10). В сетке продольного профиля в строке «Уклон и вертикальная кривая» условными обозначениями показывают начало, конец и длину вертикальной кривой (см. рисунок 6.5;

4) с использованием формулы (6.11) определяют пикетажное положение вершины вертикальной кривой, которое также фиксируется в строке «Уклон и вертикальная кривая», если вершина кривой находится в ее пределах, в противном случае – не фиксируется (рисунок 6.5);

5) определяются превышения и высотная отметка вершины вертикальной кривой по формулам (6.12) – (6.15);

6) уточняются отметки в промежуточных точках вертикальной кривой (пикеты и плюсовые точки), для чего определяются промежуточные превышения по формуле

где x – расстояние от вершины кривой до рассматриваемой точки, м (см. рисунок 6.4).

Ниже приведен конкретный пример проектирования и оформления в профиле вертикальной кривой.

Пример. В сопряжение спуска и подъема, имеющих соответственно уклоны 15 и 7 ‰ (см. приложение Д), необходимо вписать вертикальную кривую R _в = 5000 м (рисунок 6.6).

Алгебраическая разность сопрягаемых уклонов в соответствии с рисунком 6.3

Проектирование вертикальной кривой производится в последовательности, изложенной выше.

1) пикетажное положение вершины угла – ПК 38+70;

2) по формулам (6.7) и (6.8) определяем длину и тангенс кривой, м:

3) пикетажное положение начала и конца вертикальной кривой (см. формулы (6.9) и (6.10)):

5) определяем высотные отметки начала и конца вертикальной кривой, превышения и высотную отметку вершины вертикальной кривой (формулы (6.12) – (6.15)):

Так как высотные отметки вершины вертикальной кривой, вычисленные через ее начало и конец, совпали, то расчет выполнен правильно.

Полученные отметки вписываем в соответствующую строку сетки продольного профиля;

6) уточняем проектные отметки в промежуточных точках. В данном случае – это ПК39:

Переломы продольного профиля выделяют сплошными линиями протяжением от проектной линии до верха профиля земли и от низа геологического профиля до верха сетки (см. приложение Д).

Рабочие отметки вычисляют как разность проектных отметок и отметок земли и записывают их над проектной линией в случае насыпей и под проектной линией в случае выемок.

Рисунок 6.5 – Примеры проектирования вертикальных кривых

Рисунок 6.6 – К примеру проектирования вертикальной кривой

На участках перехода насыпи в выемку вычисляют положение нулевых точек по формуле (см. рисунок 6.7)

где h _н и h _в – высота насыпи и глубина выемки соответственно на соседних пикетах, м;

Рисунок 6.7 – Схема к определению положения нулевой точки и начала кювета

В пояснительной записке необходимо привести описание проектной линии, при этом указать: принятые методы нанесения проектной линии, положение проектной линии относительно контрольных точек; обоснование проектируемых высоких насыпей и глубоких выемок; обоснование принятых радиусов вертикальных кривых; обеспеченность водоотвода в продольном профиле.

На продольном профиле условными обозначениями (см. приложение В)

показывают пересечения с железными и автомобильными дорогами, местоположение искусственных сооружений и т. д.

Кюветы треугольной и трапецеидальной формы устраивают в выемках, нулевых местах и на участках низких насыпей с необеспеченным нормальным водно-тепловым режимом (участки, где высота насыпи меньше глубины кювета). Они предназначены исключительно для водоотвода.

Глубину кювета назначают в зависимости от вида грунта и конструкции дорожной одежды. В данном курсовом проекте рекомендуется принять глубину кювета конструктивно: для песчаных грунтов – 0,4 м, для супесей – 0,6 м, для суглинков, глин – 0,8 м, для пылеватых грунтов – 0,9 м.

Для обеспечения продольного водоотвода дно кювета должно иметь уклон не менее 5 ‰, в исключительных случаях не менее – 3 ‰.

Проектирование кюветов состоит из проектирования продольного профиля дна кюветов и назначения укрепления кюветов:

В зависимости от величины уклона проектной линии возможны два случая проектирования продольного профиля дна кюветов.

1 Уклоны проектной линии на участке дороги, где необходим кювет, не менее 5 ‰.Тогда дно кювета располагается параллельно проектной линии ниже ее на глубину h _к. Начало или конец кювета определяют по величине рабочих отметок насыпей и выемок в точках, расположенных слева и справа от нулевой точки по формуле (см. рисунок 6.7)

На профиле начало и конец кювета обозначают вертикальной линией, указывая справа и слева от нее расстояние до ближайших пикетов (см. приложение Д).

2 Уклоны проектной линии на участке дороги, где необходим кювет, менее 5 ‰.Такие участки могут быть на вертикальных кривых и на прямых. С целью обеспечения продольного водоотвода продольный уклон для кюветов должен быть не менее 5 ‰.В этом случае порядок проектирования продольного дна кювета следующий:

а) под вершиной выпуклой кривой (ниже ее на глубину h _к) намечается водораздельная точка А (рисунок 6.8);

б) справа и слева от точки А на участках длиною l = i _min R (i _min= 5 ‰ или 3 ‰) вычисляются отметки дна кювета;

в) за пределами участков кювет проектируют параллельно бровке земляного полотна до выхода на поверхность земли.

На участках площадок или на элементах с уклоном менее 5 ‰ проектирование продольного профиля дна кювета осуществляется следующим образом:

а) намечается водораздельная точка на середине выемки при i = 0 или со смещением вверх от середины при 0 < i < i _min, таким образом, чтобы обеспечить минимальное увеличение объема выемки за счет увеличения глубины кювета;

б) определяется отметка дна кювета в этой точке;

в) вычисляют отметки дна кювета с уклоном i _min в обе стороны от водораздельной точки на пикетах и плюсах до выхода на поверхность земли, а также пикетажное положение начала и конца кювета.

Рисунок 6.8 – Раздельное проектирование кювета

В продольный профиль вписывают отметки дна кювета, его начало и конец, длину и уклон (см. приложение Д).

Для предотвращения размыва дно и стенки кювета укрепляют. Тип укрепления зависит от продольного уклона:

а) одерновка откосов и дна кювета при i _min до 10 ‰;

б) одерновка откосов и укрепление дна гравием (щебнем) при i _min от 10 до 30 ‰;

в) мощение откосов и дна камнем, бетонными плитами при i _min от 30 до 50 ‰;

При проектировании поперечных профилей необходимо выдерживать требования, предъявляемые к земляному полотну автомобильных дорог. Оно должно:

- обеспечивать безопасность движения транспортных средств;

- сохранять проектные очертания и требуемую прочность в течение заданного срока службы;

- не подвергаться образованию просадок и морозного пучения; не нарушать ландшафт местности;

С учетом рельефа местности, почвенно-грунтовых, геологических, гидрологических и климатических условий и на основе величины рабочих отметок назначаются типовые поперечные профили земляного полотна [6].Основные типы поперечных профилей земляного полотна приведены в приложении К. Количество поперечных профилей земляного полотна должно полностью характеризовать его по всему запроектированному продольному профилю. Характерными являются поперечные профили в нулевых местах, в насыпях высотой до 2 м, от 2 до 6 м, от 6 до 12 м и выше, а также в раскрытых мелких выемках на снегозаносимых участках, в глубоких выемках на косогорах. В данном курсовом проекте количество поперечных профилей и их месторасположение указываются руководителем курсового проекта. Поперечные профили вычерчивают в масштабе 1:100 или 1:200. В пояснительной записке к курсовому проекту необходимо дать обоснование принятым типам поперечных профилей земляного полотна и типам укрепления откосов применительно к конкретным участкам дороги.

СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ АВТОМОБИЛЬНОЙ ДОРОГИ

1 Технический кодекс установившейся практики. Автомобильные дороги. Нормы проектирования. ТКП 45-3.03-19-2006 (02250). – Мн.: Министерство архитектуры и строительства РБ, 2006. – 42 с.

2 Технические средства организации дорожного движения. СТБ 1300 – 2002. – Мн.: Комитет по стандартизации, метрологии и сертификации при Совете Министров РБ, 2005. − 108 с.

3 Строительные нормы и правила. Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений. СНиП 2.07.01–89.–М.: Стройиздат, 1990. – 60 с.

4 Автомобильный справочник / Б. С. Васильев [и др]; под ред. В.М. Приходько.

М.: ОАО Издательство «Машиностроение», 2004. – 704 с.

5 Строительная климатология и геофизика. СНиП 2.01.01-82. – М.: Стройиздат, 1983. – 136 с.

6 Проектирование земляного полотна автомобильных дорог. П2-01. – Мн.: Комитет по автомобильным дорогам при Министерстве транспорта и коммуникаций РБ, 2001. – 90 с.

7 Проектирование дорожных одежд нежесткого типа. П 3.03.01 – 96. – Мн.: Министерство архитектуры и строительства РБ, 1997. – 88 с.

8 Мосты и трубы. СниП 2.05.03 – 84. – М.: Госстрой СССР, 1988. – 200 с.

9 Типовые проектные решения 503–0–45. Элементы автомобильных дорог на закруглениях – виражи, уширения проезжей части, переходные кривые. – М.: Союздорпроект, 1982. – 94 с.

10 Автомобильные дороги. Примеры проектирования /Под ред. В. С. Порожнякова –М.: Транспорт, 1983. – 303 с.

11 Проектирование и разбивка вертикальных кривых на автомобильных дорогах. [Антонов Н.М. и др.] – М.: Транспорт, 1968. – 200 с.

12 Бабков, В. Ф. Проектирование автомобильных дорог. / В. Ф. Бабков, О. В. Андреев. – М.: Транспорт, 1979. Ч.1. – 366 с.

13 Власов, Д. И, Логинов, В. Н. Таблицы для разбивки кривых на железных дорогах. / Д. И. Власов, В. Н. Логинов.– М.: Транспорт, 1968. – 519 с

14 Лавриненко, Л. Л. Изыскания и проектирование автомобильных дорог. / Л. Л. Лавриненко. – М.: Транспорт, 1991. – 296 с.

15 Лапский, С. Л.Оценка тягово-скоростных и топливно-экономических свойств автомобиля. Учеб.-метод. пособие по выполнению курсового проекта «Транспортные средства и эксплуатационные качества». / С. Л. Лапский. – Гомель: БелГУТ, 2007. – 68 с.

16 Митин, Н. А. Таблицы для подсчета объемов земляного полотна автомобильных дорог. / Н. А. Митин. – М.: Транспорт, 1977. – 544 с.

17 Ройзман, А. С. Пособие по проектированию автомобильных дорог. / А. С. Ройзман. – М.: Транспорт, 1974. – 272 с.

18 Яцевич, И. К., Деркаченко, Н. И. Методические указания к курсовому проекту N 1 по разделу "Основы проектирования" по курсу "Проектирование автомобильных дорог". / И. К. Яцевич, Н. И. Деркаченко. – Мн.: БГПА, 1995. – 57 с.

Т а б л и ц а Е1 – Геометрические размеры круглых труб

Т а б л и ц а Е2 – Геометрические размеры прямоугольных труб

Т а б л и ц а Е3 – Основные размеры типовых пролетных строений

Курсовой проект по основам проектирования автомобильных дорог выполняется в такой последовательности:

- на основании расчетной интенсивности движения устанавливается категория автомобильной дороги;

- для принятой категории обосновываются технические нормативы, по которым дорога должна проектироваться;

- на основании сравнения по эксплуатационно-техн

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...

ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычислить, когда этот...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: