Характеристика района проектирования дороги

ПРОЕКТИРОВАНИЕ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ

Методические указания к курсовому проектированию

для студентов специальности 1-70 03 01 «Автомобильные дороги»

Могилев 2009

УДК 625.72

ББК 39.311

П 79

Рекомендовано к опубликованию

учебно-методическим управлением

ГУ ВПО «Белорусско-Российский университет»

Одобрено кафедрой «Автомобильные дороги» «8» декабря 2008 г., прото­кол № 6

Составители: доц. Ю.А. Катькало;

ст. преподаватель Л.И. Сазонова

Рецензент канд. техн. наук, доц. Е.Е. Корбут

Методические указания рекомендуются студентам при выполнении курсового проекта по дисциплине «Проектирование автомобильных дорог» и дипломного проектирования.

Рассматриваются основы проектирования автомобильных дорог. Изложены принципы определения технических параметров на проектирование дороги, трассирования ее по карте, построения плана, проектирования продольного и поперечных профилей, подсчета объемов земляных работ.

Учебное издание

Проектирование автомобильных дорог

Ответственный за выпуск Е.В. Кашевская

Технический редактор А.А. Подошевко

Компьютерная верстка Н. П. Полевничая

Подписано в печать . Формат 60x84/16. Бумага офсетная. Гарнитура Таймс.

Печать трафаретная. Усл.-печ. л. . Уч.-изд. л. . Тираж 99экз. Заказ №

Издатель и полиграфическое исполнение

Государственное учреждение высшего профессионального образования

«Белорусско-Российский университет»

ЛИ № 02330/375 от 29.06.2004 г.

212000, г. Могилев, пр. Мира, 43

© ГУ ВПО «Белорусско-Российский

университет», 2009

Содержание

Общие указания

Курсовой проект «Проектирование автомобильной дороги» выполняется во время изучения дисциплины «Проектирование автомобильных дорог».

Основная цель проекта – закрепление студентами теоретических знаний и приобретение практических навыков по разработке основных технических решений при проектировании автомобильных дорог.

При выполнении проекта необходимо установить категорию дороги и обосновать основные технические нормативы, по которым она должна проектироваться; протрассировать на карте с учетом природных условий района проектирования два варианта трассы дороги и составить ведомости углов поворота, прямых и кривых; для полученных вариантов запроектировать продольные профили автомобильной дороги; запроектировать в необходимом количестве поперечные профили дороги; подсчитать объемы земляных работ; детально разработать в соответствии с заданием элемент дорожного сооружения; оценить эффективность принятых при проектировании решений и выбрать лучший вариант дороги.

Характеристика района проектирования дороги

По топографической карте и [2, 4, 11], включая климатические справочники, энциклопедии и др., нужно дать характеристику природных условий района проектирования дороги (климат, рельеф, гидрология, почвенно-грунтовые и геологические условия) и местной дорожной сети (автомобильная, железнодорожная). В этом разделе должны быть приведены показатели, необходимые при выборе проектных решений. При характеристике климата должны быть указаны дорожно-климатическая зона и район, среднемесячная температура воздуха, годовое количество осадков и распределение их по сезонам, продолжительность морозного периода, средняя толщина снежного покрова за зиму (из наибольших декадных) и наибольшая (с вероятностью превышения 5 ‰), глубина промерзания грунтов.

Следует оценить по карте характер рельефа местности в полосе проложения дороги: равнинный, пересеченный и указать наличие трудных участков. Равнинный рельеф характеризуется разностью отметок не более 30 м на расстоянии 1 км. К трудным участкам пересеченной местности относится рельеф, прорезанный часто чередующимися глубокими долинами с разностью отметок долин и водоразделов более 50 м на расстоянии не более 0,5 км.

Следует охарактеризовать условия поверхностного стока. Поверхностный сток обеспечен при уклонах местности более 2 ‰. При малых уклонах, в понижениях рельефа и на поймах рек сток затруднен.

Характеризуя гидрологию, грунтовые и геологические условия, надо дать характеристику уровня залегания грунтовых вод, места выхода их на поверхность, описать заболоченные участки, определить тип местности по увлажнению верхней толщи грунта. По условиям увлажнения различают три типа местности: 1-й – сухие места – поверхностный сток обеспечен, грунтовые воды залегают глубоко (ниже глубины промерзания на 1–2 м); 2-й – сырые места с избыточным увлажнением в отдельные периоды года – поверхностный сток не обеспечен, грунтовые воды залегают глубоко; 3-й – мокрые места – поверхностный сток не обеспечен, и после дождей или снеготаяния вода стоит более 30 суток или имеются постоянно мокрые участки, грунтовые воды в осенне–зимний период залегают высоко.

Надо указать грунты и описать геологические условия в районе дороги.

3 Определение категории дороги и основных технических нормативов

В соответствии с перспективной интенсивностью движения, указанной в задании, по ТКП 45-3.03-19-2006 [2, таблица 1] устанавливается техническая категория проектируемой дороги. По категории дороги и рельефу местности [2, таблица 4] назначается расчетная скорость движения одиночных автомобилей.

Наименьший допустимый радиус кривых в плане по расчетной скорости движения определяют по формуле

где V – расчетная скорость движения, км/ч;

m – коэффициент поперечной силы,

i_nп – поперечныёй уклон проезжей части, на виражах в долях единицы со знаком «плюс», для двускатного поперечного профиля со знаком «минус».

Вычисленные значения радиусов округляют в большую сторону с точностью до 25–50 м и сопоставляют с нормами.

Расчетное расстояние видимости определяют по двум схемам.

По первой схеме вычисляют расстояние, на котором водитель может остановить автомобиль перед препятствием:

где t_p – время реакции водителя и включения тормозов, принимают t_p = 1с;

j - коэффициент продольного сцепления; зависит от состояния покрытия [1, c. 45-46]; для чистого сухого асфальтобетонного покрытия j = 0,5;

f – коэффициент сопротивления качению, f = 0,01–0,025;

K – коэффициент эксплуатационных условий торможения, K = 1,4;

l₀ – расстояние безопасности, l₀ = 5–10м;

i – продольный уклон участка, для горизонтального участка i = 0.

По второй схеме вычисляют расстояние видимости при встречном движении двух автомобилей по одной полосе: складывается из суммы тормозных путей двух автомобилей и расстояния безопасности между ними. При одинаковых скоростях автомобилей и для горизонтального участка дороги

S₂ » 2 S₁.

где d – высота глаза водителя над поверхностью дороги, d = 1,2 м.

Минимальный радиус вогнутых вертикальных кривых находят исходя из величины центробежной силы, допустимой по условиям самочувствия пассажиров и перегрузки рессор:

где b – допустимое центробежное ускорение, b = 0,5-0,7 м/с².

где h_ф – высота фар легкового автомобиля над поверхностью проезжей части, h_ф = 0,75 м;

a – угол рассеивания пучка света фар, a = 2º.

Значения радиусов вертикальных кривых округляют в большую сторону до 100 м.

Максимальный продольный уклон определяют по формуле

где D – динамический фактор автомобиля, его находят по графикам, например по [1, с. 42].

Максимальный продольный уклон определяют отдельно для одиночного автомобиля и автопоезда.

Значения параметров, полученных расчетом и ТКП 45-3.03-19-2006, заносят в таблицу 3.1. Для проектирования принимают большие значения (для уклонов – меньшие).

Таблица 3.1 – Технические нормативы проектируемой дороги

4 Проектирование плана трассы автомобильной дороги

Проектирование плана трассы включает выяснение препятствий и назначение контрольных точек, нанесение вариантов плана трассы, подбор радиусов и переходных кривых закруглений, разбивку пикетажа, составление ведомости углов поворота, прямых и кривых, составление чертежа «План трассы автомобильной дороги».

Трассирование по карте в горизонталях производится следующим образом. Конечные точки трассы соединяют прямой (воздушной линией). Вдоль этой линии просматривают ситуацию и рельеф. Выясняют контурные и высотные препятствия, которые не позволяют проложить трассу по воздушной линии. Такими препятствиями являются населенные пункты, промышленные и другие сооружения, ценные угодья (мелиорированные земли, пашни, сады), возвышенности, овраги, озера, болота.

Дороги I, II, III категорий следует, как правило, прокладывать в обход населенных пунктов. Дороги IV и V категорий могут проходить через населенные пункты при достаточной ширине их улиц. Однако для повышения безопасности движения их лучше выносить за пределы населенных пунктов. При обходе населенных пунктов автомобильные дороги следует располагать по возможности с подветренной стороны, ориентируясь на осенне–зимние периоды.

Расстояние от бровки земляного полотна до линии застройки населенных пунктов принимают в соответствии с требованиями [2], Iа-300 м, Iб, Iв, II -200 м, а для дорог IV категории – не менее 100 м.

По лесным массивам трассу целесообразно прокладывать по просекам. Дороги I–III категорий в лесных массивах по возможности следует направлять вдоль господствующих ветров, что обеспечивает естественное проветривание и уменьшает заносимость их снегом.

Ценные угодья желательно обходить или прокладывать трассу по их границам. Не допускается прохождение трассы по государственным заповедникам. Трасса вдоль рек, озер, водоемов должна, как правило, проходить за пределами защитной зоны.

Перед проложением трассы выясняются также контрольные точки, через которые она должна проходить. К ним относятся места пересечения с железными, автомобильными дорогами и большими водотоками и седловины хребтов.

Автомобильные дороги I, II, III категорий пересекаются с железными дорогами в разных уровнях всегда, а дороги IV и V категорий – в отдельных случаях [2]. Место пересечения в разных уровнях желательно выбирать на участке железной дороги, проходящей в выемках или нулевых местах, для уменьшения земляных работ.

При пересечении автомобильной дороги с железной в одном уровне должна быть обеспечена видимость. Поэтому пересечение железной дороги на участке прохождения ее в выемке неприемлемо.

В пределах пересечений не допускается использовать предельные значения радиусов кривых в плане и профиле, продольных и поперечных уклонов.

План трассы наносят на карте в виде плавной линии, сообразуясь с рельефом и ситуацией. Плавную линию наносят с помощью специальной гибкой линейки или руки. Полученное очертание представляет примерное положение трассы (предварительный вариант). Для обеспечения возможности выноса этой трассы на местность, кривую заменяют ломанной линией, представленной касательными к главным точкам – точкам сопряжения смежных элементов трассы.

После этого измеряют углы поворота трассы в местах изменения направления прямых и осевой румб первого направления, а также биссектрисы закруглений. Закругления трассы устраивают в виде круговых кривых либо в виде круговых кривых с переходными. Переходные кривые проектируют при радиусах кривых в плане [2, таблица 6]. По значениям углов поворота и биссектрис предварительно подбирают радиусы закруглений:

Полученную величину радиуса округляют до 50 или 100 м и устанавливают необходимость в устройстве переходных кривых.

Радиус кривой можно подобрать и по измеренным на карте тангенсу и углу поворота:

Радиус кривых назначают, как правило, не менее рекомендуемого [2] и не меньше минимального допустимого значения. Если его невозможно вписать, то следует изменить положение вершины угла.

Закругления вписывают в углы поворота таким образом, чтобы положение трассы примерно соответствовало положению предварительного варианта, выдерживались нормативы плана трассы (радиусы и длины переходных кривых и прямых вставок), не было наложения соседних закруглений.

Длина полного участка в пределах видимости не должна превышать значений, приведенных в таблицы 10–12 [2, 3]. Короткие вставки воспринимаются водителем как излом трассы, нарушающий ее плавность, что ведет к снижению скорости движения. При коротких вставках следует увеличить радиусы смежных кривых или длины переходных кривых.

Радиусы смежных кривых в плане должны различаться не более чем в 1,3 раза. Смежные переходные кривые желательно назначать с одинаковыми параметрами.

Для дорог низших категорий с малой интенсивностью движения целесообразно развивать трассу по склону; для дорог высоких категорий преимущества достигаются от сокращения трассы, к развитию линии трассы прибегают, если глубина выемки или высота насыпи недопустимы по техническим соображениям.

По углу поворота и окончательно принятому радиусу определяют элементы закругления: тангенс, кривую, биссектрису, домер. Для определения элементов переходных кривых можно воспользоваться рисунками 4.1 и 4.2.

После окончательного выбора направления трассы разбивают пикетаж. Определяют пикетажное положение вершин углов поворота. Рассчитывают пикетажное положение начала и конца переходных и круговых кривых. Составляют ведомость углов поворота, прямых и кривых. Форма ведомости и пример ее заполнения приведены в таблице 4.1. В ведомость вносят радиус закругления R, элементы закругления: тангенс круговой кривой Т, круговую кривую К (только для закруглений без переходных кривых), биссектрису Б, домер D, переходную кривую L, дополнительный тангенс t, сдвижку кривой р, угол наклона касательной в конце переходной кривой t, круговую кривую, оставшуюся между переходными кривыми К₀. Вычисляют длины прямых вставок, расстояния между вершинами, румбы прямых направлений. Проверяют правильность составления ведомости.

Тангенс круговой кривой Т определяется по формуле

круговая кривая

биссектриса

переходная кривая L – по [2, таблица 14];

дополнительный тангенс

сдвижка кривой

где y₀ – ордината переходной кривой в точке примыкания круговой кривой, м;

круговая кривая, оставшаяся между переходными кривыми

Рисунок 4.1 - Разбивка переходных кривых по клотоиде

Рисунок 4.2 – Основные элементы переходной кривой (клотоида)

Таблица 4.1 – Ведомость углов поворотов, прямых и кривых

Продолжение таблицы 4.1

Проверка:

a_k - a_k = åYП - åYЛ; ( 180 ⁰– 68⁰ 45′) – 77⁰ 30′ = 33⁰ 45′^’; 72⁰00′ – 38⁰ 15′ = 33⁰45′.

åП - åK + å(K₀ +2L) = åS - åD; 1762,03 + 1432,97 + 2 × 240 = 3675,00; 3857,99 – 182,99 = 3675,00.

2å(T+ t) - åK - å( K₀ +2L) = åD; 2(928,00 +119,98) – (1432,97 + 2 × 240) = 182,99.

В пояснительной записке следует привести описание вариантов трассы дороги, обосновать проложение трассы в зависимости от рельефа и ситуации местности. Необходимо обосновать каждый поворот трассы, величину угла, цель следующего направления и величину принятого радиуса закругления.

План трассы автомобильной дороги выполняется в соответствии с требованиями ГОСТ 25.511-83 в масштабе 1:5000. На плане надписи километров, пикетов располагают параллельно трассе; названия рек, направления дорог, коммуникаций пишут вдоль них. Ситуацию и рельеф на плане показывают в соответствии с условными знаками для топографических планов.

На свободном поле листа (в нижней части) размещают схемы закрепления точек трассы и ведомость углов поворота, прямых и кривых.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: