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 l₁ и l₂ – длины составляющих кривых, м (рисунок 6.4);

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

i₁, i₂ – 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 i₁ и i₂;

- 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 i₁ и i₂;

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;

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

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

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

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...

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