Проектирование трассы на карте и продольного профиля

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 пр

офиле.

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.

5. Антонов Н.М. и др. Проектирование и разбивка вертикальных кривых на автомобильных дорогах. -М.: Транспорт, 1968.