- •Состав и последовательность выполнения курсового Проекта
- •Раздел 3 посвящен разработке детали курсового проекта на основе индивидуального задания на тему: «Применение геосинтетических материалов в конструкциях земляного полотна и дорожных одежд».
- •Примерное содержание пояснительной записки
- •1.1. Проектирование земляного полотна высокой насыпи (глубокой выемки)
- •Раздел 1. Земляное полотно
- •1.1. Проектирование земляного полотна высокой насыпи (глубокой выемки)
- •1.1.1. Расчет устойчивости откоса насыпи (выемки) методом круглоцилиндрических поверхностей
- •1.1.2. Расчет устойчивости насыпи, армированной геосинтетическими материалами
- •1.2. Проектирование земляного полотна на слабых грунтах
- •1.2.1. Общие принципы проектирования насыпи на слабом основании
- •1.2.2. Определение осадки насыпи на слабом основании
- •1.2.3. Оценка устойчивости основания насыпи
- •1.2.4. Прогноз хода осадки основания насыпи во времени
- •Значения коэффициента в зависимости от степени консолидации
- •Раздел 2. Дорожные одежды
- •2.1. Общие положения проектирование дорожных одежд (нежесткого и жесткого типов)
- •2.2. Проектирование дорожной одежды нежесткого типа
- •2.2.1. Задачи и принципы конструирования дорожной одежды нежесткого типа
- •2.2.3. Расчетная нагрузка. Определение суммарного числа приложений расчетной нагрузки
- •2.2.4. Определение расчетных характеристик грунта и материалов конструктивных слоев дорожной одежды
- •2.2.5. Обеспечение морозоустойчивости дорожной одежды
- •2.2.6. Расчет дорожной одежды на прочность
- •2.2.6.1. Расчет на прочность по критерию допускаемому упругому прогибу
- •2.2.6.2. Расчет по условию сдвигоустойчивости в подстилающем грунте и малосвязных слоях дорожной одежды
- •2.2.6.3. Расчет конструкции дорожной одежды на сопротивление монолитных слоев усталостному разрушению от растяжения при изгибе
- •2.2.7. Расчеты дренирующего слоя
- •2.2.7.1. Общие положения расчета
- •2.2.7.2. Определение расчетного притока воды в дренирующий слой
- •2.2.7.3. Определение толщины дренирующего слоя, работающего по методу осушения (для конструкций 1 и 2, рис. 18)
- •10 М/сут: цифры на кривых: I – поперечный уклон низа дренирующего слоя; l – длина пути фильтрации
- •2.2.7.4. Определение толщины дренирующего слоя работающего по способу поглощения
- •2.3. Проектирование дорожной одежды жесткого типа
- •2.3.1. Конструирование дорожной одежды с цементобетонным покрытием
- •2.3.2. Определение расчетной интенсивности движения
- •2.3.3. Расчет цементобетонного покрытия на морозоустойчивость, осушение и прочность
- •2.3.4. Расчет цементобетонных покрытий по условию сдвигоустойчивости подстилающего грунта и малосвязных конструктивных слоев
- •2.3.5. Расчет бетонных плит на температурные напряжения
- •2.4. Выбор оптимального варианта конструкции дорожной одежды по методике приведенных затрат
- •Рекомендуемая литература
- •Приложение 1
- •Расчетные характеристики земляного полотна
- •Значения коэффициента
- •Тип основания по коэффициенту безопасности
- •Приложение 2
- •Содержание
- •Раздел 1. Земляное полотно 6
- •Раздел 2. Дорожные одежды 23
- •Приложение 1 83
- •Приложение 2 90
2.4. Выбор оптимального варианта конструкции дорожной одежды по методике приведенных затрат
Оценка рассматриваемых вариантов конструкций дорожных одежд выполнена по ВСН 21-83 [9], согласно которым при сравнении альтернативных решений предпочтение отдается решению с меньшими приведенными затратами.
Приведенные затраты по вариантам определяются по формуле
где Кi – сметная стоимость строительства, тыс. руб;
Дi – дорожные затраты на капитальный ремонт, ремонт и содержание дороги с учетом коэффициента дисконтирования в годы их введения;
Тi – транспортные расходы – ежегодная себестоимость автотранспортных перевозок с учетом коэффициента дисконтирования и роста интенсивности движения.
При выполнении сравнения вариантов дорожных одежд расчётный период принят равным 25 годам сроку службы наиболее капитального варианта дорожной одежды.
Соизмерение разновременных затрат осуществляется путём дисконтирования их к базовому году – первому году ввода дороги в эксплуатацию t = 0.
Коэффициент приведения – дисконтирования (уменьшения) затрат будущих лет к базовому году рассчитывается по формуле
Кпр = 1/(1+Ен)t ,
где Ен – ставка дисконтирования - норма дисконта в долях единицы в год;
t – период приведения, равный разности между годом, в котором осуществляются затраты и годом, к которому они приводятся.
Расчётная ставка дисконтирования Ен может быть определена по табл. 30.
Таблица 30
Сценарии прогноза ежегодного прироста ВВП |
Расчётная ставка дисконтирования Ен в зависимости от района проектирования, % |
||
Неосвоенные и малоосвоенные территории |
Города с численностью населения более 500 тыс. человек |
Прочие территории |
|
менее 3 % |
6 |
8 |
7 |
3-4 % |
7 |
11 |
9 |
5 % и более |
8 |
12 |
10 |
Коэффициенты приведения Кпр при Ен = 0,10 определяются по табл. 31.
Таблица 31
Год введения затрат t |
Коэффициент приведения Кпр |
Год введения затрат t |
Коэффициент приведения Кпр |
1 |
0,909 |
14 |
0,263 |
2 |
0,826 |
15 |
0,239 |
3 |
0,751 |
16 |
0,218 |
4 |
0,683 |
17 |
0,198 |
5 |
0,620 |
18 |
0,180 |
6 |
0,564 |
19 |
0,164 |
7 |
0,513 |
20 |
0,149 |
8 |
0,466 |
21 |
0,135 |
9 |
0,424 |
22 |
0,123 |
10 |
0,385 |
23 |
0,112 |
11 |
0,350 |
24 |
0,101 |
12 |
0,319 |
25 |
0,092 |
13 |
0,290 |
∑ |
9,074 |
Межремонтные сроки между капитальными ремонтами дорожной одежды нежесткого типа определяются (табл. 11).
Срок службы дорожной одежды с цементобетонным покрытием принимается во всех дорожно-климатических зонах равным 25 лет.
Сроки службы между ремонтами дорожных одежд нежесткого типа принимаются в зависимости от дорожно-климатической зоны и фактической интенсивности транспортного потока (включая легковые автомобили) по крайней правой полосе движения на 1 год эксплуатации дороги по табл. 32.
Таблица 32
Дорожно-климатическая зона |
Фактическая интенсивность транспортного потока по крайней правой полосе движения на 1 год эксплуатации дороги, авт./сут. |
Межремонтный срок, лет |
I - II |
≥4501 |
3 |
III |
≥4001 |
|
IV - V |
≥3001 |
|
I - II |
2501–4500 |
4 |
III |
2001–4000 |
|
IV - V |
1501–3000 |
|
I - II |
≤2500 |
6 |
III |
≤2000 |
|
IV - V |
201–1500 |
|
I - V |
≤200 |
8 |
Примечания:
1. Для верхних слоев дорожного покрытия из асфальтобетона типа А, из щебеночно-мастичного асфальтобетона (ЩМА), асфальтобетона с полимерными добавками, при устройстве слоев износа, срок проведения работ по ремонту автомобильных дорог увеличивают на 40–45 % с округлением до целого количества лет.
2. Срок проведения работ по ремонту автомобильных дорог IV–V категории с переходными и низшими типами дорожной одежды принимают равным 3 годам.
Срок проведения работ по ремонту жестких дорожных одежд (с цементобетонным покрытием) принимается равным 12 годам.
Затраты на содержание (текущий ремонт) дороги вводятся ежегодно.
Дорожные приведенные затраты на ремонты дорожной одежды определяются по формулам:
на капитальный ремонт
Ккр = Кср∑(1/(1 + Енп)t);
на ремонты
Р.р = Рср∑(1 /(1 + Енп)t);
на содержание (текущий рмонт)
Ссод = Сср∑(1/(1 + Енп)t),
где Кср, Тср, Сср – среднегодовые затраты на капитальный ремонт, ремонт и содержание дороги, принимаемые в % к стоимости строительства дорожной одежды по ВСН 21-83 [9] (табл. 33).
Таблица 33
Тип дорожной одежды |
Стоимость капитального ремонта % от сметной стоимости строительства |
Стоимость ремонта, % от сметной стоимости строительства |
Стоимость ежегодного содержания, % от сметной стоимости строительства |
Усовершенствованное капитальное с цементобетонным покрытием |
40 |
4,0 |
0,50 |
Усовершенствованное капитальное с асфальтобетонным покрытием |
35 |
3,5 |
0,35 |
Приведенные транспортные расходы Ттр рассчитываются в том случае, если они отличаются по вариантам, то есть когда сравниваются варианты с разными транспортно-эксплуатационными качествами покрытия (например, с капитальным и облегченным типами дорожной одежды), имеющими разную себестоимость перевозок.
Расчет приведенных транспортных расходов выполняется по формуле
где Тср1 – годовые транспортные расходы на первый год эксплуатации;
q – знаменатель геометрической прогрессии, учитывающий ежегодный прирост интенсивности движения.
Транспортные затраты на первый год эксплуатации на м2 покрытия определяются по формуле
Тср1 = D∑(Nф1Si)/1000В,
где D – число дней осуществления перевозок в году, равное 365 дней или за вычетом выходных и праздничных дней;
Nф1 – интенсивность движения в обоих направлениях всего потока, включая легковые автомобили, авт/сут на1-й год эксплуатации дороги;
В – ширина проезжей части с учетом краевых полос;
Si – себестоимость одного автомобиле-километра, определяемая по табл. 34.
Таблица 34
Тип автомобиля |
Себестоимость Si 1 авт/км, руб в зависимости от типа дорожной одежды |
||
капитальный |
облегченный |
переходный |
|
Легковые |
0,11 |
0,15 |
0,22 |
Грузовые до 2 т |
0,15 |
0,17 |
0,21 |
До 5 т |
0,26 |
0,30 |
0,39 |
До 8 т |
0,33 |
0,39 |
0,47 |
Более 8-20 т |
0,57 |
0,65 |
0,76 |
Автобусы |
0,31 |
0,39 |
0,45 |
Автопоезда 20-30 т |
0,77 |
0,85 |
0,96 |
Сравнение вариантов дорожных одежд выполняется в следующей последовательности:
1. Определяются капитальные вложения в строительство дорожной одежды по укрупненным показателям по формуле
К = ∑Сi hi,
где С – стоимость слоев дорожной одежды при толщине слоя 1 см, руб/ м2 покрытия;
hi – толщина слоев дорожной одежды.
Ориентировочные стоимости 1 см слоев дорожной одежды приведены в табл. 35.
Таблица 35
Наименование слоя |
Стоимость 1 см слоя руб/м2 |
Наименование слоя |
Стоимость 1 см слоя руб/м2 |
Асфальтобетон плотный |
8090 |
Щебень, укрепленный, вяжущими (цементом или битумом0 |
30-40 |
Асфальтобетон пористый |
70-80 |
Щебень фр. 40-70 мм с расклинкой мелким щебнем |
20-30 |
Бетон |
80-100 |
Песок |
5-10 |
2. Определяются межремонтные сроки между капитальными ремонтами (табл. 2, прил. 2) и ремонтами (табл. 32).
3. Определяются среднегодовые стоимости ремонтов в зависимости от капиталовложений (сметной стоимости).
4. Определяются приведенные затраты на ремонты и приведенные транспортные расходы.
Суммирование затрат на ремонты выполняется только за те годы, когда эти затраты имеют место.
Затраты на содержания дорожной одежды и транспортные расходы определяются за каждый год в течение срока сравнения вариантов.
Результаты сравнения вариантов на 1 м2 покрытия сводятся в табл. 36.
Таблица 36
Наименование показателя |
Вариант 1 |
Вариант 2 |
Капиталовложения в строительство (сметная стоимость), руб./м2 |
|
|
Сроки службы: Капитальный ремонт Ремонт Содержание |
|
|
Годовая стоимость капитального ремонта: % от сметной стоимости руб./м2 |
|
|
Годовая стоимость ремонта: % от сметной стоимости руб./м2 |
|
|
Годовая стоимость содержания: % от сметной стоимости руб./м2 |
|
|
Приведенные затраты на капитальный ремонт |
|
|
Приведенные текущие затраты на ремонты |
|
|
Приведенные текущие затраты на ежегодное содержание |
|
|
Суммарные приведенные затраты |
|
|
Оптимальным вариантом конструкции дорожной одежды является вариант, имеющий минимальные суммарные приведенные затраты.
Выбранный вариант дорожной одежды должен быть представлен на поперечном профиле дороги (рис. 26).
