Проектирование участка дороги протяжённостью 2880 метров (район проложения трассы – Брянская область)

Легковой автомобиль должен возвратиться на свою полосу движения на таком расстоянии перед грузовым, чтобы он мог затормозить с учетом зазора безопасности:

               (12)           l₃ = (K_э·V_гр·V_гр)/(254·j₁) + l_зб = 30,5м.

Грузовой автомобиль:

                   (13)             L₂ = (V_л/(V_л-V_гр)) · (l₃+l_a) = 71м.

Легковой автомобиль должен завершить обгон и возвратиться на свою полосу движения до момента встречи со встречным автомобилем и пройдет путь, равный:

          (14)           L₃ = (L₁+L₂) ·V_в/V_л = 174м.

Расстояние видимости из условий обгона:

 (15)                    S = L₁+L₂+L₃ = 464м.

В пределах населенного пункта определяем минимальное расстояние боковой видимости:   S=Vпеш/Vа =10/50=20м                    (16)

Нормы на проектирование участка дороги

№пп	Показатели	Вел-на показателя
		СНиП 2.05.02-85	По расчету	Приним.
1	Расчетная перспективная среднесут. инт. движ (авт/сут)	1000-3000	1200	1200
2	Категория дороги	III
3	Расчетная скорость	100км/ч
4	Число полос движения	2	1,98	2
5	Ширина полос движения	3,5	3,6	3,5
6	Ширина проезжей части	7	6,55	7
7	Ширина обочины	2,5	2,4	2,5
8	Шир укрепит полосы обочины	0,5	-	0,5
9	Наименьшая ширина разделительной полосы м/у разными направлениями движ.	-	-	-
10	Наименьшая ширина укрепит полосы на разделит полосе	-	-	-
11	Ширина зем полотна	12	11,55	12
12	Ширина полосы отвода (оср),м - на землях с\х назначения - на землях, непригодн для с\х	26 36	- -	26 36
13	Расст-ие видим. S1 пов дороги	125	175	175
14	Расст-ие видим. S2 встр тр-та	350	265	350
15	Радиус с устройством виража	600	400	400
16	Наим радиус выпуклой кривой	10000	8200	8200
17	Наим радиус вогнутой кривой	3000	3100	3100
18	Рекоменд длины верт кривых: - выпуклой - вогнутой	³300 ³100	- -	³300 ³100
19	Рекоменд прод уклон, %	£30	-	£30
20	Наиб прод уклон, %	60	51	60
21	Габариты мостов	Г-9,5	-	Г-9,5

Часть II

План и продольный профиль дороги

2.1. План трассы

План трассы задан на топографической карте в масштабе 1:10000. Дорога должна проходить из точки А в точку В. Район проложения трассы – Брянская область.

Установление наименьших значений кривых в плане и продольном профиле. Кривая в плане

R = V²/(127·(j₂ – i₂))                   (17) , где

V – скорость,

j₂ – коэффициент поперечного сцепления (=0,1)

i₂ – поперечный уклон проезжей части (=20%0)

R = (100²)/(127·(0,1-0,02) = 985≈1000м.

Радиус кривой с устройством виража:

R = V²/(127·(j₂ + i_впр))                     (18), где

i_впр – поперечный уклон виража (=30%0)

j₂=0,2

R = (100²)/(127·(0,2+0,3) ≈400 м.

Определим значение кривой в плане, которое обеспечивает видимость в ночное время:

R_вир = 30·S/a                                (19), где

S – расстояние видимости пов. дороги в ночное время (=140м.)

a - угол расхождения пучка света фар (=2°)

R_вир = 30·140/2 = 2100м.

Длина переходной кривой:

L_n = V³/(47·I·R)                       (20), где

I – нарастание центробежной ускорения (=0,5)

R – радиус виража,

L_n = 100³/(47·0,5·2025) = 106≈110м.

Для полученных значений радиуса и длины переходной кривой определяем параметр переходной кривой:

                  (21)       А = ÖR_min·L_n = Ö400·110 =209≈210 м.

Сравниваем с допустимым значением:

  (22)          А_доп = 0,21·ÖV³ = 210м.         .

Кривая в продольном профиле.

Для выпуклой кривой:

R = S²/(2·d)                       (23), где

S – расстояние видимости дороги,

d – высота глаза водителя над поверхностью дороги (=1,2)

            (24)                    R = (140²)/(2·1,2) =8166≈8200м.

Для вогнутой кривой:

R = S²/(2· (h_ф+S·sin(L/2)))                         (25), где

h_ф – высота фар,(0,75м)

L – угол пучка света (sin(L/2)=0.0175)

R = (140²)/(2· (0,75+140·0,0175)) =30062,5≈3100м

Установление параметров проезжей части

Определим приведенную интенсивность движения легковых автомобилей:

N_пр = N₁·K₁ + N₂·K₂ + … + N_n·K_r                  (26)       , где

N_n – интенсивность по маркам,

K_r – коэффициент по легковому автомобилю

К₁=3,5; К₂=2; К₃=2,5; К₄=3; К₅=2,5; К₆=2; К₇=1

N₁=48,05; N₂=144,15; N₃=N₄=N₅=192,2; N₆=N₇=96,1

N_пр =48,05·3,5+144,15·2+192,2·(2,5+3+2,5)+96,1·(2+1)=2282,375 авт/сут.

Определим пропускную способность одной полосы движения:

P=B·P_max                      (27)     , где

В – итоговый коэффициент снижения пропускной способности, равный произведению частных коэффициентов

P_max – принимаем в зависимости от категории дороги (=2000а/сут)

(28)    В = В₁·В₂·…·В₁₅ = 0,85·0,8·1·1·1·1·1·1·1·0,99·1·1 ·1,05·1,1·0,64 = 0,47

Р=500·0,47 =940

Определим необходимое число полос движения:

n = (L·N_пр·E)/(z·p·g)                           (29), где

L – коэффициент перехода от суточной интенсивности (=0,1)

Е – коэффициент сезонной неравномерности интенсивности   движения(=1)

z – расчетный коэффициент разгрузки дороги (=1)

р – пропускная способность полосы

g – коэффициент, зависящий от рельефа местности (=1)

n = (0,1·2282,38)/(1·940·1) = 2,4

Определим ширину полос движения:

П=(а₁+с)/2 + х + у                       (230), где

а₁ – ширина кузова (2,7-грузов; 1,7-легк)

с – ширина колес (1,8; 1,4)

у – предохранительная полоса м/у кромкой проезжей части (=1), х – необходимый зазор безопасности м/у кузовами встречных автомобилей (0,4).

П_легк=(1,7+1,4)/2 + 0,4 + 1 = 2,95м.

П_груз=(2,6+1,8)/2 + 0,4 +1 = 3,6м.

Ширина проезжей части:

П_пр.ч = П_гр + П_л = 6,55м.

Ширина земляного полотна:

В=П_пр.ч + 2·а                              (31), где

а – обочина (=2м)

В=6,55+2·2,5 =11,55м.

2.1.1. Разработка вариантов трассы на карте. Установление элементов закрепления.

Воздушная линия:

протяжённость  2840 м.

направление СВ 67°

Проложение трассы по воздушной линии экономически невыгодно, т.к. она при пересекает болото.

Выберем два варианта трассы, несовпадающих с воздушной линией, в обход наиболее невыгодных участков.

Описание 1-ого варианта трассы:

протяжённость  2870 м

Направление – СВ

Начальный румб – ЮВ 89°

 Описание 2-го варианта трассы:

протяжённость 2880 м

Направление – СВ

Начальный румб –ЮВ 89°

2.1.2. Составление ведомости углов поворота, прямых, круговых и переходных кривых

Данные для составления ведомости углов поворота, прямых, круговых и переходных кривых выписываем из таблиц Митина, по заданным углам поворота. Результаты сводим в таблицы для каждого варианта трассы.

2.1.3. Описание и обоснование вариантов трассы на карте.

Описание	1	2	Прием
			1	2
Lтр, км	2870	2880	+
Коэфф. удл. трассы	1,011	1,014	+	-
Средн вел. угла, °	32	34,5	+	-
Миним. радиус поворота	2000	1000	+	-
Обеспечение видимости в плане	обесп	Обесп
Кол-во пересечений в одном уровне	4	4
Кол-во пересекаемых водотоков	0	0
Макс продольный уклон в промилях	31,25	28,75	-	+
Общая длина уч с макс. прод. уклоном	400	400
Протяж. уч. неблагоприятных для устойчивости земполотна	0	0
Протяж. уч. проходящих по лесу, м	0	0
Протяж. уч. проходящих по с/х землям	2870	2880	-	+
Объемы земляных работ	20462,363	20067,45	-	+

Вывод: наиболее благоприятным является вариант 2.

2.2. Продольный профиль дороги

2.2.1. Подготовка исходных данных и проектирование продольного профиля

Исходные данные: Нормы и ограничения, предусмотренные СНиП 2.05.02.85 (таблица 3, раздел 1.3).Продольный профиль поверхности земли по оси дороги, рекомендуемые рабочие отметки, контрольные точки.

Расчет руководящей рабочей отметки:

По условию снегонезаносимости:

h_ppo = H_cн + h_бр , где         (30)

h_ppo – руководящая рабочая отметка;

H_cн – величина снегового покрова (в зависим. от района приним=0,7м.)

h_бр – подн. бровки земполотна над уровнем снегового покрова (в зависимости от категории дороги =0,6м.)

h_ppo = 0,7 + 0,6 = 1,3м.

По уровню грунтовых вод:

h_ppo = h_д/о – a·i_об , где        (31)

h_д/о – толщина дорожной одежды = 0,5м.

a – ширина обочины =2,5м.

i_об – уклон обочины =40%

h_ppo = 0,5 – 2·0,04 = 0,42м.

Контрольные точки:

Нтр = 25,00; 

Ктр = 30,00.

Отметки земли по оси дороги:

1 вариант			2 вариант
ПК	Нчерн		ПК	Нчерн
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 28+70	25,00 25,50 25,00 24,88 25,56 26,25 26,65 27,45 27,95 29,89 35,00 40,13 40,06 40,20 41,65 40,23 37,64 35,82 34,59 34,02 33,25 33,36 33,24 32,96 32,50 32,03 31,28 31,11 30,48 30,00		0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 28+80	25,00 25,50 25,00 24,87 25,51 26,21 26,89 27,59 28,36 30,06 33,25 39,95 40,56 41,78 41,69 40,63 38,59 37,00 35,40 34,44 35,86 35,27 34,84 34,79 33,25 32,43 31,88 31,19 30,56 30,00

При нанесении проектной линии учтены вышеперечисленные требования.

Уклоны проектной линии:

i =(Н₂ – Н₁)/L,где          (32)

Н – отметки бровки земляного полотна;

L – расстояние;

Например:                  i =(29,17 – 26,53)/300 = 0,00223 = 2,23%.

Отметки по бровке земполотна:

Н_посл = Н_пред ± i·L, где               (33)

Н – предыдущая и последующая отметка по бровке земполотна.

Например:

Н_посл = 29,17 – 0,00223·10 = 28,95 м

В переломах проектных линий для безопасности и удобства движения вписываем вертикальные кривые.

Метод шаблонов.

Последовательность расчета:

1.  Подбираем шаблон нужного радиуса

2.  Отмечаем на профиле НК, «О» и КК

3.  От начала кривой вписываем расстояния до ПК

4.  По таб. Антонова выписываем h

5.  Рассчитываем проект. и раб. отметки в пределах кривой.  

Метод тангенсов.

Последовательность расчета:

1.  Принимаем R верт. кривой, предварительно подсчитав уклоны линий.

2.  К= R(i1 – i2)             T= K/2                 (34,35)

3.  ПК-ты в пределах кривой необходимо исправить

У=  х² /2 ·R, где                      (36)

х – это расстояние от начала или конца кривой до рассматриваемой точки

У – превышение

Земляное полотно и дорожная одежда.

3.1.  Земляное полотно.

3.1.1.  Поперечный профиль.

Поперечные профили зем. полотна приняты по типовому проекту (зем. полотно автодорог общего пользования).

Для проектируемого участка дороги разрабатывают и представляют на листе  поперечные профили, которые будут использоваться. На листе показывается тип поперечника.

Исходные данные: категория, вид грунта, дорожноклиматическая зона, данные с продольного профиля.

3.1.2.  Подсчет объема земляных работ.

При подсчете зем. работ используют следующие методы:

1.  По графикам.

2.  По номограммам.

3.  По таблицам Митина.

4.  По формулам.

5.  По формулам

V= (F _cр +m(H ₁+H ₂) ²/12) ·L              (37)

F _cр =(B+m · H _ср ) H _ср                

H _ср = (H  ₁ + H ₂ )/2                (38,39)

3.Таблица Митина для подсчета з. р. состоит из 17 таблиц.

Исходные данные: категория, сумма раб. отметок, длина участка, ширина зем. полотна, уклон резерва, обтекаемость.

Сначала выписываются проф. объемы. Кним вводят поправки:

1.  На разность раб. отметок.

2.  На устройство проезжей части

3.  На раст. слой.

Поправки на устройство проезжей части.

учитывают: стр-во дорожной одежды, краевых укрепительных полос.

V= (S ₁ – (S ₂+ S ₃+ S ₄)) ·L , где           (40)

S ₁ = а ² ·i _об +в(а · i _об +в · i _пр.ч. /2)                         (41)

а-шир. обочины(2м)

в- ширина проезжей части(6м)

i _об =0,004

i _пр.ч. =0,002

S ₁ = 1

S ₂=в ·h _д/о = 6 ·0,45=2,7

S ₃–2 ·с ^/ ·h  _{краевой полосы} = 2 ·0,5 ·0,2=0,2

с ^/ - ширина краевой полосы

S ₄ – 2 · с ^// · h_у =2 ·1,5 ·0,2=0,6                   (42)

с ^// = а - с ^/                                                      (43)

h_у – толщина укрепления обочины.(0,2)

S ₁ – площадь сточной призмы

S ₂– площадь сечения дор. одежды

S ₃– площадь сечения краевых полос

S ₄– площадь сечения укрепления обочины

              Поправки на срез растительного грунта.

1.Насыпь

Vc.н = (В+2m(H _ср  + h _р.гр )) · h _р.гр ·L                 (44)

H _ср  - высота насыпи

2 Выемка

Vc.в= (В+2 ·n · h _к +2 · в_к +2 ·m · h _k +2 ·m · H_ср ) · h _р.гр ·L                 (45)

в_к- длина резерва

h _k- глубина резерва

3 .На резервах.

Vc.р=2 · l₂ · h _р.гр ·L                        (46)

Объемы зем. работ в ведомость по пикетного подсчета объемов зем. работ.

После заполнения ведомости по пикетного подсчета объемов