10 Проектирование конструкции дорожной одежды

При проектировании автомобильных дорог, как правило, назначают не менее двух вариантов конструкции дорожной одежды и производят их технико-экономическое сравнение.

В данном курсовом проекте можно назначить один вариант типовой конструкции дорожной одежды, руководствуясь пособием [7]. Назначая конструкцию дорожной одежды, необходимо принимать во внимание категорию дороги, дорожно-климатическую зону, тип местности по характеру увлажнения, вид грунта земляного полотна, наличие дорожно-строительных материалов. Толщина слоев должна быть не менее минимально допустимых значений, при которых обеспечивается их нормальная работа:

асфальтобетон мелкозернистый, см 4 – 5

асфальтобетон или дегтебетон крупнозернистый, см 6 – 7

щебеночные (гравийные) материалы и грунты, обработанные

органическими вяжущими, см 8

щебень, обработанный по способу пропитки, см 8

щебеночные и гравийные материалы, не обработанные вяжущими, см:

- на песчаном основании 15

- на прочном основании (каменном или из укрепленного грунта) 8

грунты и малопрочные каменные материалы, обработанные органическими или неорганическими вяжущими, см 10

Большие толщины асфальтобетонных покрытий назначаются для дорог

I и II категорий, меньшие –для дорог III – IV категорий.

На рисунке 10.1 представлен пример типовой конструкции дорожной одежды для дороги III категории.

1. Асфальтобетон мелкозернистый 2. Асфальтобетон крупнозернистый 3. Щебень с заклинкой 4. Песок среднезернистый Рисунок 10.1 – Типовая конструкция дорожной одежды

11 Расчет деталей проекта

11.1 Проектирование элементов виража в кривых

При движении по кривой с двускатным профилем проезжей части условия устойчивости для автомобилей, идущих в разных направлениях, неодинаковы. Для улучшения условий движения на кривых радиусом  менее  3000 м на дорогах I категории и менее 2000 м [1] на дорогах остальных категорий требуется устройство односкатного поперечного профиля – виража. Переход от двускатного профиля к односкатному и обратно осуществляется в пределах переходной кривой, при этом могут быть применены два способа:

а) продольный уклон по внутренней кромке проезжей части сохраняется, а крутизна всего односкатного профиля увеличивается вращением его вокруг внутренней кромки проезжей части (рисунок 11.1, а);

б) продольный уклон по оси дороги сохраняется, а увеличение поперечного уклона производится вращением поверхности проезжей части вокруг ее оси (рисунок 11.1, б).

Длины переходных кривых приведены в таблице 5.3, уклоны на виражах – в ТКП [1].

Ниже приводится подробная методика расчета отгона виража с вращением вокруг оси.

При данном способе переход от двускатного поперечного профиля к односкатному осуществляется путем вращения внешней половины верха земляного полотна вокруг оси проезжей части до достижения односкатного поперечного профиля с уклоном, равным уклону проезжей части при двускатном профиле, затем вращением всего верха земляного полотна вокруг оси проезжей части до необходимой величины поперечного уклона на  вираже.

В начале переходной кривой поперечный уклон внешней обочины принят равным уклону внешней стороны проезжей части. Переход от нормального

Рисунок 11.1 - Устройство виража на кривых:

а) – вращением проезжей части вокруг ее внутренней кромки;

б) – вращением проезжей части вокруг ее оси

уклона внешней обочины на прямолинейном участке дороги к уклону проезжей части производится на протяжении 10 м до начала переходной кривой. Остальные элементы поперечного профиля в начале переходной кривой соответствуют элементам поперечного профиля на прямолинейном участке.

Поперечный профиль в конце переходной кривой имеет односкатный профиль с уклоном, равным уклону виража. Уклон внешней обочины в пределах участка с виражом следует принимать равным уклону виража, уклон внутренней обочины – равным уклону на прилегающем прямом участке.

В пределах участков кривых с радиусом 500 м и менее (для дорог V категории – 300 м и менее) следует предусматривать уширение проезжей части за счет обочины, значение которого приводится в таблице 8 [1]. Уширение производится с внутренней стороны закругления, ширина обочины при этом должна быть не менее 1 м. Отгон уширения выполняется на участках длиной 20 м, прилегающих к точке закругления.

Условный дополнительный продольный уклон внешней кромки проезжей части определяется по формуле [9]

(11.1)

где b – ширина проезжей части, м;

i_п, i_в – поперечные уклоны проезжей части и на вираже соответственно,^о/_оо ;

L – длина переходной кривой, м.

Если i_д < 3 ‰, то на участке перехода от двускатного поперечного профиля к односкатному с уклоном, равным уклону проезжей части на прямолинейном участке, создается дополнительный продольный уклон i_д = 3 ‰. Длина участка перехода от двускатного поперечного профиля к односкатному с уклоном, равным уклону проезжей части на прямолинейном участке, рассчитывается по формуле [9]

.

(11.2)

Отгон виража на участке х производится прямо пропорционально его длине. Поперечный уклон (i) обочины и проезжей части с внешней стороны закругления на участке х [9]

(11.3)

где S – расстояние от начала переходной кривой до рассматриваемого сечения, м.

На оставшейся части переходной кривой отгон виража осуществляется прямо пропорционально ее длине. Поперечный уклон на всей ширине земляного полотна определяется по формуле [9]

(11.4)

Поперечный уклон внутренней обочины равен расчетному уклону, но не менее уклона обочины на прямолинейном участке.

Уширение проезжей части в любом сечении [9]

(11.5)

где b’ – уширение проезжей части на круговой кривой при движении оди ночного автомобиля, м [1].

Ширина внутренней обочины

(11.6)

Превышение оси над бровкой земляного полотна в любом сечении [9]

(11.7)

где i_о – поперечный уклон обочины проезжей части на прямолинейном участке [1].

На участке x превышение внутренней кромки проезжей части [9]

.

(11.8)

Превышение внутренней бровки [9]

.

(11.9)

Если уклон виража в заданном сечении меньше уклона обочины, то превышение внутренней бровки определяется по формуле

.

(11.10)

Ширина обочины в любом сечении должна быть не менее с_min, если

с" < c_min, то тогда с" = с_min.

Превышение внешней кромки проезжей части [9]

.

(11.11)

Превышение внешней бровки земляного полотна [9]

.

(11.12)

Пример. Исходные данные:

категория дороги –III;

расчетная скорость движения автомобилей V = 100 км/ч;

радиус круговой кривой R = 1000 м;

длина переходной кривой L_п = 100 м;

ширина проезжей части b= 7 м;

ширина обочины с = 2,5 м;

уширение проезжей части на круговой кривой при движении одиночного автомобиля  b= 0 м;

минимальная ширина обочины с_min = 1 м;

поперечные уклоны на прямолинейном участке: проезжей части  i_п = 20  ‰, обочин i_о= 40 ‰;

поперечный уклон на вираже i_в = 30 ‰.

Расчет элементов виража.

Условный дополнительный продольный уклон внешней кромки проезжей части определяем по формуле (11.1)

Так как полученный i_д < 3 ‰, то принимаем i_д = 3 ‰.

Длину участка перехода от двускатного поперечного профиля к односкатному с уклоном, равным уклону проезжей части, определяем по формуле (11.2):

Остальные расчеты можно свести в табличную форму (таблица 11.1).

На рисунке 11.2 представлен план отгона виража, на рисунке 11.3 – график превышений характерных точек верха дорожного полотна над условной бровкой.

Рисунок 11.2 – План отгона виража

Рисунок 11.3 – График превышений

Т а б л и ц а 11.1 – Результаты расчетов

S,м	Поперечные уклоны, %				Уширение, м		Превышения, м
	внутренний		внешний		проезжей части	земляного полот- на	внешней		оси	внутренней
	обочины	проезжей части	проезжей части	обочины			бровки	кромки		кромки	бровки
							А	В	О	С	D
0	40	20	-20	-20	0,00	0,00	0,05	0,10	0,17	0,10	0
10	40	20	-11	-11	0,00	0,00	0,10	0,13	0,17	0,10	0
20	40	20	- 3	- 3	0,00	0,00	0,15	0,16	0,17	0,10	0
30	40	20	6	6	0,00	0,00	0,20	0,19	0,17	0,10	0
40	40	20	14	14	0,00	0,00	0,26	0,22	0,17	0,10	0
46,7	40	20	20	20	0,00	0,00	0,29	0,24	0,17	0,10	0
50	40	21	21	21	0,00	0,00	0,30	0,24	0,17	0,10	0
60	40	23	23	23	0,00	0,00	0,30	0,25	0,17	0,09	0
70	40	24	24	24	0,00	0,00	0,31	0,25	0,17	0,09	0
80	40	26	26	26	0,00	0,00	0,33	0,26	0,17	0,08	-0,01
90	40	28	28	28	0,00	0,00	0,34	0,27	0,17	0,07	-0,01
100	40	30	30	30	0,00	0,00	0,36	0,28	0,17	0,06	-0,02