Оренбургская область находится в глубине единого Евроазиатского материка. Оренбургская область протянулась вдоль южной кромки Уральского хребта на семьсот пятьдесят километров. Раздел 1. Обоснование параметров проектируемой дороги
1.1 Общая характеристика района проектирования автомобильной дороги
Область входит в состав Приволжского федерального округа, граничит с Самарской и Челябинской областями, республиками Татарстан и Башкортостан, а также тремя регионами Республики Казахстан.
Площадь — 124 тыс.кв.км
Численность постоянного населения на 1 января 2006 года — 2137,9 тыс.человек
Областной центр — город Оренбург (551,6 тыс.чел.)
Климат Оренбургской области <#»902445.files/image001.gif»>
- ось проезжей части;
- 2 — кромка проезжей части;
- 3 — бровка земляного полотна;
- 4 — подошва насыпи;
- а — ширина обочины;
- в — ширина кузова автомобиля;
- с — поперечная база колёс автомобиля;
- х, у — зазор безопасности;
- П — ширина полосы движения;
- В п.ч.- ширина проезжей части;
- В з.п — ширина земляного полотна
В з.п=2*П+2*а=2*3,75+2*4,46=16,41 м
а — по СНиП для II=3.75 м
х=у=0,5+0,005*Vp;
- Vp=120 км/ч =>
х=у=1,1П=+1,1+1,1=4,46 м
1.4 Определение видимости на автодороге
а) Видимость поверхности дороги, по схеме одиночного торможения:
- l0 — расстояние безопасности;
- l1 — путь пройденный автомобилем за время реакции водителя;
- k — коэффициент эксплуатационного состояния тормозов;
- Sт — тормозной путь
т= = 136,06 м
ᵠпр= 0,5; i=0; k=1.2= = 33,3 мпд = 136,06+33,3+10=179,36 м
б) Видимость встречного автомобиля, по схеме обгона.
l1=путь пройденный за время решения водителем идти на обгон; l2=путь пройденный от момента начала обгона до выравнивания со вторым автомобилем; l5=путь пройденный автомобилем 3 за время манёвра автомобиля 1
3=10 м.
l1= = = 33.3 м
l2 =
ST1 = = = 136,06 м= = = 27,56 м2= = 186м
l5= 2* l2 = 186*2=372 м.
Sва= l1+4*l2+l0;
Sва= 890,06 м
1.5 Расчет минимальных радиусов на дороге в плане
а) Без устройства виража
=1259,84м
=0,020(по СНиП т.7)
б) С устройством виража
Расчет минимальных радиусов вертикальных кривых
Технический проект участка автомобильной дороги от пункта А до пункта Б
... дорог должны обеспечить возможность движения автомобилей с высокими скоростями: чем меньше скорость движения, тем выше себестоимость перевозок и меньше производительность работы автомобилей. ... проекта на строительство автомобильной дороги необходимо: правильно сочетать дорогу с окружающей местностью; охранять лесные массивы и пути ... грунта на участках строительства дороги; предусматривать снегозащитные ...
а) Выпуклые кривые
d=1,2
б) Вогнутые кривые
=2215,38 м
Параметры автодорог:
| Параметр | По СНиП | По расчету | Принято | |
| 1 | Интенсивность движения, авт/сут | >3000 | 3950 | 3950 |
| 2 | 120 | — | 120 | |
| 3 | Число полос движения,шт | 2 | — | 2 |
| 4 | Ширина полос движения, м | 3,75 | 4.46 | 3,75 |
| 5 | Ширина разделительной полосы | |||
| 6 | Ширина проезжей части, м | 7,5 | 8,92 | 7,5 |
| 7 | Ширина обочины, м | 3,75 | — | 3,75 |
| 8 | Минимальная ширина укрепления обочины по типу основной дорожной одежды | 0,5 | 0,5 | |
| 9 | Максимальной допустимый уклон | 40 | 40 | 40 |
| 10 | Минимальное расстояние видимости а)поверхности б)встречных автомобилей | 250 450 | 179,36 890,06 | 250 890,06 |
| 11 | Минимальный допустимый радиус кривых в плане, м | 800 | 800 | |
| 12 | Минимальный допустимый радиус в продольном профиле, м а)выпуклые б)вогнутые | 15000 5000 | 82521,54 2215,38 | 15000 5000 |
Раздел 2. Проектирование дорог в плане
- Необходимо обеспечить минимальную длину трассы (воздушная линия).
- Обходить населенные пункты.
- Избегать пересечения с автомобильными и железными дорогами.
Если невозможно избежать пересечения с ад, то пересечение необходимо выполнить под углом не менее При этом пересечения устраиваются в двух уровнях, если: III кат с III при условии, что интенсивность (Путепроводы имеют габарит в остальных случаях пересекаются в одном уровне, тогда надо обеспечить подход к существующей дороге в нулевых отметках: I-III кат. с ж/д в разных уровнях.
- По возможности обходить: лес,болота и овраги.
- Избегать пересечение с водными преградами.
- Учитывать рельеф местности (расположение горизонталей)
- Необходимо запроектировать два варианта дороги.
Первый вариант трассы:
Трасса проложена в северо-западном направлении. Ее длина составляет 7405 м, запроектировано 2 угла поворота. Величина углов поворота составляет 46000000` и 44000000` градусов. На своём протяжении трасса пересекает на ПК 33+25 дорогу, необходимо запроектировать путепровод. Так же трасса проходит через реку на ПК20+50,в месте пересечения запроектирован мост, также на в местах понижения рельефа располагаем трубы, а в частности на ПК15+00,ПК26+00,ПК39+00,ПК51+20, ПК55+00.Трасса проходит по равниной местности. Видимость в плане обеспечена. Конец трассы на ПК 74+05.
Второй вариант трассы:
Трасса проложена в северо-западном направлении. Длина составляет 7742 м, запроектировано 4 угла поворота. Величина углов поворота составляет 64000000`,45000000`,25000000`,19000000`. На своём протяжении трасса пересекает на ПК26+50 дорогу, необходимо предусмотреть путепровод, на ПК13+00 пересекает реку, необходимо запроектировать мост. Трасса частично проходит по пересечённой местности. Видимость в плане обеспечена. Конец трассы на ПК 77+42
| Параметры | Значение преимущества | |||
| I | II | I | II | |
| 1. Длина трассы в м. 2. Коэффициент развития трассы 3. Количество углов поворотов 4. Минимальный радиус кривой в плане ( ) 5 Средний радиус кривой 6 Пересечение с ЖД и АД а) в одном уровне б) в 2-х уровнях 7. Пересечение с : а) лесами б) болотами в) оврагами 8. Пересечение с искусственными сооружениями: а) трубы б) мосты 9. Максимальный продольный уклон местности: 10. Длина участка дороги с | 7742 1,1 4 800 1400 — 1 — — — 5 1 0,052 1050 | + + + + + + + + + + + + + + | — — — — — + + + + + + + — — | |
Вывод:
По результатам сравнения 2-х вариантов трассы выбираем вариант №I для дальнейшего проектирования т.к. он имеет больше преимуществ.
Раздел 3. Проектирование продольного профиля АД
Соблюдаем все контрольные точки :
а) фиксированные — пересечения с АД, ЖД, реками,Hр.р.
б) полуфиксированные — места установки труб и min и max значения насыпи и выемки. (Нчр+dтрубы +1м)
Проектируем красную линию в виде ломаной с отрезками не менее 3-х пикетов.
В местах пересечения ЖД и АД учитываем габариты пересечения, либо устраиваем пересечение в нулевых отметках: АД 4,5-6 м; ЖД 6,5-7,5 м.
2.1 Проектная линия
ПК0=157,5 ПК3=160,0=(160-157.5)/300=0.008
ПК3=157,5+300*0,008=159,9
ПК3=159,9 ПК8+50=157,5=(159,9-157,5)/550=0,004
ПК8+50=159,9-0,004*550=157,7
ПК8+50=157,7 ПК14+65=159,5=(159,5-157,7)=0,003
ПК14+65=157,7+0,003*615=159,5
4)ПК14+65=159,5 ПК22+20=148,0
I4=(159.5-148.0)/755=0.015
ПК22+20=159,5-0,015*755=148,2
ПК22+20=148,2 ПК33+25=175,5
I5=(175,5-148,2)/1105=0,025
ПК33+25=0,025*1105+148,2=175,8
ПК33+25=175,8 ПК39+00=164,0=(175.8-164.0)/575=0.021
ПК39+00=175,8-0,021*575=163,73
7)ПК39+00=163,73 ПК46+75=177,0
I7=(177.0-163.73)/755=0.017
ПК46+75=163,73+0,017*755=176,9
ПК46+75=176,9 ПК52+50=172,5
I8=(176.9-172.5)/575=0.008
ПК52+50=176,9-0,008*575=172,3
ПК52+50=172,3 ПК60+65=177,5=(177,5-172,3)/815=0,006
ПК60+65=172,3+0,006*815=177,2
10)ПК60+65=177,2 ПК70+50=170,0
I10=(177,2-170,0)/985=0,007
ПК70+50=177,2-0,007*985=170,3
ПК70+50=170,3 ПК74+05=158
I11=(170,3-158)/355=0,035
ПК74+05=170,3-0,035*355=157,87
2 Расчёт вертикальных кривых
;K=R*(;
- ;Для вогнутых кривых принимаем R=5000 м. Для выпуклых R=15000 м.
1) R=15000
Т=90 м; К=180 м; Б=0.27м.
2) R=5000
Т=17.5 м; К=35 м; Б=0.03 м.
3) R=15000
Т=135 м; К=270 м; Б=0.6 м.
4) R=5000
Т=100 м; К=200 м; Б=1.0 м.
5) R=15000
Т=345м; К=690 м; Б=3.96 м.
6) R=5000
Т=95 м; К=190 м; Б=0.9 м.
7) R=15000
Т=187.5 м; К=375 м; Б=1.17 м.
8) R=5000
Т=35 м; К=70 м; Б=0.12 м.
9) R=15000
Т=97.5 м; К=195 м; Б=0.32 м.
10) Т=210м; К=420 м; Б=1.47 м.
3 Расчёт кривых в плане
Первый вариант трассы
ВУ1=ПК 28+25.00
Тз=Т+∆Т=427,47+50,174м
Б=0,8636*1000=86,36м
Бз=Б+∆Б=86,36+0,452=86,812м
К=0,802852*1000=802,85
Кз=К+∆К=802,85+100=902,85м
Д=0,04609*1000=46,09м
Дз=(2Т-∆К)+Д=46,438м
R=1000 м
Проверка:
ВУ2=ПК 54+78,21
=44000000`
Т=0,40403*2000=808,06м
Б=0,07853*2000=157,06м
К=0,76794*2000=1535,88м
Д=0,04012*2000=80,24м
R=2000 м
Проверка:
ПККТ=ПК74+05,00
Второй вариант трассы
ВУ1=ПК 10+50,00
=64000000`
Т=0,62487*800=499,896м
Тз=Т+∆Т=499,896+60,456=560,352м
Б=0,17918*800=143,344м
Бз=Б+∆Б=143,344+0,89=144,234м
К=1,11701*800=893,608м
Кз=К+∆К=893,608+120=1013,608м
Д=0,13273*800=106,184м
Дз=(2Т-∆К)+Д=0,912+106,184=107,096м
R=800 м
Проверка:
ВУ2=ПК19+78,256
=45000000`
Т=0,41421*800=331,368м
Тз=Т+∆Т=331,368+60,3=391,668м
Б=0,08239*800=65,912м
Бз=Б+∆Б=65,912+0,815=66,727м
К=0,78540*800=628,32м
Кз=К+∆К=628,32+120=748,32м
Д=0,04302*800=34,416м
Дз=(2Т-∆К)+Д=0,6+34,416=35,016м
R=800 м
Проверка:
ВУ3=ПК 35+84,908
=25000000`
Т=0,22169*2000=443,38м
Б=0,02428*2000=48,56м
К=0,43633*2000=872,66м
Д=0,00705*2000=14,1м
R=2000 м
Проверка:
ВУ4=ПК 51+39,188
=19000000`
Т=0,16734*2000=334,68м
Б=0,01391*2000=27,82м
К=0,33161*2000=663,22м
Д=0,00307*2000=6,14м
R=2000 м
Проверка:
ПККТ=ПК77+42,73
Раздел 4. Проектирование поперечных профилей земляного полотна
а) Выбор типов поперечных профилей по принятому варианту трассы.
Поперечный профиль земляного полотна зависит от высоты насыпи и глубины выемки.
На продольном профиле получились поперечные профили следующих типов:
- насыпи
Тип 1
Насыпь возводится из грунта боковых резервов или из привозного грунта.
:m — зависит от категории дороги, для второй категории дороги 1:4.
Тип 2
Возводится из привозного грунта, при необходимости для водоотвода устраиваются кюветы.
Тип 3
Возводится из привозного грунта.
Раздел 5. Конструирование и расчёт дорожных одежд нежесткого типа
Исходные данные:
Район проектирования: Оренбургская область, III — дорожно-климатическая зона
Категория дороги: II техническая категория
Интенсивность движения 3950 авт/сут, из них:
1. Легковых автомобилей… 30%
2. Грузовые:
до 2 т………………….6%
- 5 т………………….. 30%
- 8 т……………………25%
>8 т…………………….5%
3. Автобусы………………….4%
Грунт земляного полотна: суглинок лёгкий
Заданный коэффициент надёжности Кн=0,95
Тип дорожной одежды: капитальный
Необходимый коэффициент требуемой прочности
1) Прогиб: =1,17
2) при расчёте на сдвигоустойчивость и растяжение при изгибе:
=1,00
Задана группа расчётной нагрузки А1 (Qрасч=50кН; р=0,60 МПа; D=37; c=3.55)
Последовательность расчёта:
5.1 Определение толщины щебёночного слоя
Определяем расчётное количество автомобилей:
Nрасч=Кпол*Nприв
Где Кпол — коэффициент полосности для двух полосной дороги; Nприв- количество приведённых автомобилей в сутки.
Количество приведённых автомобилей в сутки определяем в зависимости от коэффициента приведения для данного состава движения. Расчёт ведём в табличной форме.
| Тип автомобиля | % | Nфакт | Si | Nприв |
| Легковые автомобили | 35 | 1185 | — | — |
| Грузовые автомобили Лёгкие(1-2т) Средние(2-5т) Тяжёлые(5-8т) Очень тяжёлые(>8т) Автобусы | 6 30 25 5 4 | 237 1185 987,5 197,5 158 | 0,05 0,20 0,70 1,25 0,70 | 11,85 237 691,25 246,875 110,6 |
| Всего: | 100 | 3950 | — | 1297,58 |
Nрасч=0,55*1297,58 расч. авт./сут
Определяем суммарное число приложений расчётной нагрузки к точке на поверхности дорожной одежды за срок службы по следующей формуле:
- где Kc — коэффициент суммирования, применяется в зависимости от срока службы и показателей изменчивости интенсивности движения;
- Тсл — расчётный срок службы;
- q — показатель изменения интенсивности движения, принимается в зависимости от категории дороги;
- Трдг — расчётное число расчётных дней в году, соответствующих определённому состоянию деформативности конструкции дорожной одежды. kн — коэффициент, учитывающий вероятность отклонения суммарного движения от среднеожидаемого в зависимости от категории дороги и капитальности.
Используя таблицы и приложения пособия, мы получим:
- =15;
- =1,02;
- =135;
- =1,49
Определяем Еобщ=Еmin*Kтрпр
Мпа
Еобщ= 253*1,2=303,6 МПа
Определяем модули упругости принятых материалов. Он определяется в зависимости от расчётной влажности грунта Wp
По полученному значению Wp и ΣNp
Егр = 44,6 МПа
Сгр = 0,0072
φ = 6,10
Битум: БНД 90/130
| № | Мат. сл. | h, см | Расч. по доп. прог. | Расч. По сдвиг. | Расч.на раст.при изг. | |||
| Е | R0 | α | m | |||||
| 1 | а/б плотный | 6 | 2400 | 1200 | 3600 | 5,0 | 5,4/6,3 | 9,5 |
| 2 | а/б пористый | 10 | 1400 | 800 | 2200 | 4,0 | 6,3/7,6 | 7,80 |
| 3 | ч/щ | 10 | 600 | 500 | — | — | — | — |
| 4 | щеб. фр | х | 400 | 400 | — | — | — | — |
| 5 | пес.ср.зер | 25 | 120 | 120 | — | — | — | — |
| 6 | суг. лёгк. | — | Егр = 44,6МПааа | — | — | — | — | — |
= 44,6/120=0,37
= 25/37=0,67
= 0, 59 * 120 = 70,8 МПа
Сверху вниз:
= 304/2400=0,127
= 6/37=0,162
= 0,095 * 2400 = 228 МПа
= 228/2400=0,63
= 10/37=0,27
= 0,105 * 1400 = 147 МПа
= 147/600=0,245
= 0,27
= 0,175*600=105 МПа
= 70,8/400=0,177
= 0,26
= 0,3= 37 * 0,3 = 11,1 = 12см
Так как слой толщиной 12см не выдерживает проверок,принимаем его равным 20см.
Для дальнейшего расчета толщина щебенистого слоя принимается равной 20 см, из фракционного щебня с расклинцовкой поверху.
5.2 Расчет по условию сдвигоустойчивости подстилающего грунта
Определям Еср всей конструкции:
Еср = 442 МПа
Находим отношение = 439/44,6=9,91
= 71/37=1,92
По номограмме определяем t
t = 0,02125
Т = t * р = 0,02125 * 0,6 = 0,01275
Определяем предельную величину активного напряжения сдвига в той же точке. Для этого вычисляем γср
γср = 0,00195
=0,017
0,017≥0,01275
Вывод: сдвига в подстилающем грунте не произойдёт, и принятая дорожная одежда приемлема для дальнейших расчётов.
5.3 Расчет конструкции дорожной одежды на сопротивление монолитных слоев усталостному разрушению от растяжения при изгибе
Находим Еср:
Еср = 2725 МПа
Находим отношение суммы h к Д:
= 0,432
= 2725/147=18,54
По номограмме находим δ = 1,85 МПа
δz = 1,85*0,6*0,85=0,944 МПа= 7,8 * 0.225 * 0.8 * (1 — 0.1 * 1.71) = 1.15
,994 <1,15
Вывод: разрушения покрытия не произойдет и принимаемая конструкция дорожной одежды проходит по всем критериям прочности.
5.4 Проверка принятой конструкции дорожной одежды на морозоустойчивость
Д.о. морозоустойчива, если соблюдается условие:пуч<lдопдоп = 4 смпуч = 4,635*0,53*1*1,3*0,98*1,1 = 3,29
,29<4
Вывод: принятая конструкция дорожной одежды проходит проверку на морозоустойчивость.
Раздел 6. Расчет водопропускной трубы на ПК 34
Площадь водосбора F = 2,187 км2
6.1 Расход ливневого стока
Расход от ливневого стока определяется по следующей формуле:
Qл = 16,7 * aчасF α φ
aчас = 0,90
F = 2,187
α = 0,62
φ = 0,46
Qл = 16,7 * 0,90 * 1,67* 2,187 * 0,62 = 15,66 м3/с
6.2 Расход талых вод
Расход талых вод определяется следующим способом:
Подберем отверстие круглой безнапорной трубы для пропуска расхода
Q=15,66 м3/с. Принимаем трубу прямоугольного сечения, безнапорного режима работы размером 2х2 метра.
Глубина воды перед трубой = 2,99м
Скорость на выходе из трубы = 6,30 м/сек
