Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Проектирование автомобильных дорог. Курсовой проект. Учебное пособие
.pdf
Проектирование автомобильных дорог. Курсовой проект 11
1. ПРИРОДНО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
РАЙОНА ПРОЕКТИРОВАНИЯ АВТОМОБИЛЬНОЙ
ДОРОГИ
1.1 Общие требования к выполнению главы
В этом разделе необходимо дать краткое описание географического положения и природных условий района проектирования
дороги (район проектирования приводится для каждого студента
в задании к курсовому проекту).
Климат. Приводятся общие климатические характеристики,
максимальная и минимальная температуры воздуха, глубина
промерзания грунтов, строятся розы ветров по повторяемости и
скорости ветра для осенне-зимнего периодов, указывается дорожно - климатическая зона и т.п.
Рельеф местности. По выданной топографической карте дается
характеристика рельефа района проектирования дороги, устанавливаются высотные препятствия, низменности и т.п. с целью выбора наиболее целесообразного направления трассы
дороги, при
котором удастся проложить трассу дороги. как можно ближе к
«воздушной линии» с минимальными объемами земляных работ
и искусственных сооружений.
Грунтово-геологическое строение местности. На основании задания к курсовому проекту и топографической карте необходимо
описать типы грунтов, наличие оползней, устойчивость склонов и
т.п.
Гидрологические условия. По карте
следует установить наличие заболоченных участков, места постоянно действующих водотоков, участки с необеспеченным поверхностным стоком, глубину залегания грунтовых вод и т.п.
Растительность. Необходимо указать наличие лесов, парков,
земель, занятых ценными угодьями, оценить их с точки зрения
обеспечения видимости, снегозащитной роли и охраны окружающей среды. Дорожно-строительные материалы
.
Следует описать обеспеченность местными дорожностроительными материалами, которые необходимо использовать
при строительстве автомобильной дороги (устройстве земляного
полотна, дорожной одежды, искусственных сооружений). При
12 Проектирование автомобильных дорог. Курсовой проект
отсутствии таких материалов в районе строительства дороги указывается наличие их месторождений в соседних областях.
1.2 Пример выполнения первой главы
Природные условия района строительства
Территория Рязанской области расположена в центре Европейской части России. Занимает площадь 36,6 тыс. кв. км. Протяженность территории с запада на восток составляет 292 км, с севера на юг – 257 км. Территория относится к числу наиболее освоенных и густонаселенных районов России. В области 25 муниципальных районов, 4 – городских округа 31 - городское поселение, 255- сельских поселений. Городов – 12 из них: областного
подчинения - 4 (Рязань, Касимов, Сасово, Скопин); 8 - районного
подчинения, 22 - поселка городского типа, 2 тысячи 746 сельских
населенных пунктов. Численность населения составляет 1151,5
тыс. человек.
Местность
Рязанской области представляет собой преимущественно открытую равнину, пересеченную реками, а также сетью
оврагов и балок. Поверхность равнины, на большей части территории, грядово-холмистая, слабо расчлененная, местами плоская,
заболоченная. Район строительства автомобильной дороги – юговосток Рязанской области.
Площадь Шацкого района — 2 400 км
2
. Район граничит на се-
вере с Сасовским и Чучковским районами, на западе — с Шиловским и Сараевским районами, на юге — с Тамбовской и Пензенской областями и на востоке — с республикой Мордовия. Общая
площадь земель района превышает 241,5 тыс. га, из них свыше
151,2 тыс. га (62,61 %) составляют земли сельскохозяйственного
назначения; 67,7 тыс. га
(28,03 %) — земли лесного фонда; 11,9
тыс. га (4,93 %) — земли населённых пунктов; 7,8 тыс. га
(3,23 %) — земли земельного запаса.
Проектирование автомобильных дорог. Курсовой проект 13
Климат
Климат умеренно-континентальный, с умеренно - холодной
зимой и теплым летом. Преобладают массы континентального
воздуха умеренных широт. Воздушные массы, приходящие с Атлантического океана, вызывают зимой оттепели, а летом понижение температуры и осадки. В климатическом отношении район
работ относится ко II климатическому району. II -в климатическому подрайону.
Зима - умеренно-холодная
. Преобладающие дневные темпера-
туры -7-12.° С, ночные -10 -15° С (абсолютный минимум -41" С).
Осадки выпадают преимущественно в виде снега (12-16 дней в
месяц со снегом). Устойчивый снежный покров образуется в
конце ноября, толщина снежного покрова 40-76 см. Погода, в основном, пасмурная (ясных дней 2-3 в месяц). Дней с туманами 46 в месяц, с метелями 7-11 в месяц. Грунты промерзают до 1.5 м.
Относительная влажность наиболее холодного месяца составляет
84%.
В наиболее холодный месяц года преобладают ветра южного
направления со скорость по румбам 6,6-7,3 м/с, средняя скорость
ветра за период со среднесуточной температурой 8 "С - 4.8 м/сек.
Весна прохладная с неустойчивой погодой. Характерны периодические похолодания, во время которых температура воздуха
ночью, даже в мае. иногда, опускается до 0" С.
Осадки, выпадают, преимущественно в виде моросящих дождей, устойчивый снежный покров разрушается в начале апреля,
окончательно сходит в середине апреля.
Лето умеренно теплое. Преобладающие дневные температуры
20-22° С (максимальные 3 8° С - дневные, ночные 14-16°С).
Летом выпадает наибольшее в году количество осадков.
Характерны кратковременные ливни,
иногда с грозами (6-8
дней в месяц), но бывают и затяжные, моросящие дожди, особенно во 2-ой половине лета. Ясные дни чередуются с пасмурными
днями.
Среднемесячная относительная влажность воздуха наиболее
жаркого месяца - 54%. В наиболее жаркий месяц - июль - преоб-
14 Проектирование автомобильных дорог. Курсовой проект
ладают ветра западного и северо-западного направлений со скоростью ветра по румбам 4,1-5,1 м/сек.
Осень сравнительно теплая, в первой половине сезона и прохладная во второй половине. Осадки выпадают, как правило, в
виде моросящих дождей, в конце сезона бывают снегопады. Дней
с туманами 3-5 в месяц.
Среднегодовая температура 3,9°. Продолжительность периода
среднесуточной температурой менее 0° составляет 145 суток.
со
Среднегодовое количество осадков выпадает 521 мм, в том
числе жидких и смешанных - 491 мм, количество осадков за апрель-октябрь -349 мм, ноябрь-март 172 мм.
Температура воздуха наиболее холодной пятидневки обеспеченностью составляет - 27°С.
Территория относится к III гололедному району. Толщина
стенки гололеда составляет 10 мм.
По весу снегового покрова
=1кПа.
ε
территория относится к III району
По средней скорости ветра,4,8 м/сек. за зимний период территория относится к 5 району.
По давлению ветра территория относится к 1 району.
Рисунок 1.1 - Роза ветров
Проектирование автомобильных дорог. Курсовой проект 15
Таблица 1.1 - Ведомость климатических показателей
по метеостанции г. «Сасово»
Абсолютная минимальная температура воздуха, °С -45
Абсолютная максимальная температура воздуха, °С 41
Температура воздуха наиболее холодной пятидневки, °С
обеспеченностью 0.98 -30
обеспеченностью 0.92 -27
Наибольшая скорость ветра, м/сек
обеспеченностью 5% 25
обеспеченностью 10% 23
Максимальное суточное количество осадков, мм 90
Средняя дата образования устойчивого снежного покрова 24/ ХI
Средняя дата разрушения устойчивого снежного покрова 29 / III
Среднее число дней с гололедом 20
Расчетная толщина снежного покрова, вероятностью превышения 5%,
см, 30
Глубина промерзания (нормативная), см 1500
Средняя суточная продолжительность метели в день с метелью, час 5,5
Рельеф местности
Рельеф в районе проектируемого участка дороги всхолмленный, максимальный перепад высот 27м. Абсолютные отметки
рельефа по устьям скважин изменяются в пределах 111,59-138,43.
В геоморфологическом отношении участок изысканий расположен на пологом склоне водораздельного пространства, осложненном оврагами, балками, распластанными ложбинами стока,
временными и постоянными водотоками.
Геологическое строение
В геологическом
строении исследуемой территории принима-
ют участие породы четвертичного возраста.
Четвертичная система Q.
Четвертичные образования имеют современный и нижнечетвертичный возраст и представлены породами техногенного и
пролювиально-делювиального генезиса и нерасчлененным субаэральным комплексом делювиальных отложений склонов и аллювиально-делювиальных выполнений древних балок.
Современный отдел (IV).
16 Проектирование автомобильных дорог. Курсовой проект
Современный отдел представлен техногенными и пролювиально-делювиальными отложениями.
Техногенные отложения представлены насыпным слоем (pdIV),
вскрытым в скважине № 1 Пролювиально-делювиальные отложения представлены черноземами выщелоченными, вскрытой
мощностью от 0,38 м до 1,0 м.
Нерасчлененный субаэральный комплекс делювиальных отложений склонов и аллювиально-делювиалъных выполнений древних балок.
Гидрогеологические условия
Характер геологического строения, литологический состав и
рельеф не создают условия для накопления и циркуляции подземных вод.
В дождливое весенне-осеннее время года возможно появление
грунтовых вод типа «верховодки».
Для предупреждения увлажнения грунтов основания и предотвращения повышения уровня грунтовых вод необходимо предусмотреть своевременный отвод поверхностных вод
с участка
строительства и недопущения длительного стояния котлованов и
траншей в открытом виде.
Физико-механические свойства грунтов
В процессе изысканий было выявлено два основных типов
грунта (два инженерно - геологических элемента - ИГЭ), различающихся по своим характеристикам.
1ИГЭ — суглинок тяжелый пылеватый. твердый, с коэффициентом пористости в среднем 1,177, с показателем
текучести < 0 .
Вскрыт скважинами повсеместно, кроме скважины 9, мощностью
до 2,40 м, в скважине №5 до 4,40м.
2ИГЭ - суглинок тяжелый пылеватый, полутвердый, с коэффициентом пористости в среднем 0,902, с показателем текучести
0,24 . Вскрыт скважиной №9, мощностью до 2,40.
Проектирование автомобильных дорог. Курсовой проект 17
Геологические и инженерно-геологические процессы
Экзогенные процессы. Процесс подтопления носит временный
характер и проявляется в период выпадения осадков и весеннего
снеготаяния. Это связано с естественными факторами, возможно
образование верховодки.
Эндогенные процессы. Район изысканий не является сейсмоопасным, так сейсмичность не превышает 6 баллов по карте ОСР-
97.
Неотектоническая активность в данном
регионе отсутствует.
Грунты по сейсмическим свойствам относятся ко II категории
18 Проектирование автомобильных дорог. Курсовой проект
2. ПРОЕКТНО-СТРОИТЕЛЬНЫЕ РЕШЕНИЯ
2.1 Общие требования к выполнению главы
В соответствии с исходными данными об интенсивности, приведенными в задании к курсовому проекту, необходимо установить техническую категорию проектируемой дороги. Для этого,
следует вычислить расчетную интенсивность движения, приведенную к легковому автомобилю по формуле 2.1:
𝑁
расч
=
𝑁𝐾
, (2.1)
∑
где Ni – перспективная суточная интенсивность движения i-го
типа автомобилей в составе транспортного потока, авт/сут (дана в
задании);
Ki – коэффициент приведения автомобилей транспортного по-
тока к легковому автомобилю.
Категории дороги общего пользования устанавливают по СП
34.13330.2021 в зависимости от расчетной перспективной интенсивности движения, народнохозяйственного и административного значения (
указано в задании).
Расчет технических нормативов проектирования производят по
формулам теории взаимодействия автомобиля с дорогой в зависимости от расчетной скорости движения.
Величину наибольшего допустимого продольного уклона, i,
определяют из условий движения на подъем полностью загруженного автомобиля с расчетной скоростью:
𝑖=𝐷−𝑓
, (2.2)
где D – значение динамического фактора для расчетного автомобиля;
fv – коэффициент сопротивления качению колес автомобиля по
поверхности дороги с учетом скорости движения.
За расчетные можно принять наиболее распространенные автомобили: ВАЗ 2114, ГАЗ-3110 Волга, КАМАЗ-5325, КАМАЗ5511 и др., имеющиеся в заданном составе движения.
Проектирование автомобильных дорог. Курсовой проект 19
𝑓
При скорости движения более 60 км/ч коэффициент сопротивления качению определяют по формуле 2.3:
=𝑓(1 + 4,5 ∙ 10 𝑣), (2.3)
𝑓
где V – расчетная скорость движения автомобиля, км/ч;
– постоянный коэффициент сопротивления качению колес
f
0
автомобиля в зависимости от поверхности дороги
Таблица 2.1 – Значения коэффициента сопротивления качению
Тип покрытия
Цементобетон, асфальтобен от 0,01 до 0,02
Покрытия с ровной поверхностью из щебня или
гравия, обработанные вяжущими материалами
Те же покрытия, не обработанные вяжущими материалами, с небольшими выбоинами
Постоянный коэффициент сопро-
тивления качению
от 0,02 до 0,025
от 0,03 до 0,04
Наименьший радиус кривых в плане зависит от расчетной скорости движения по дороге. Его определяют для двух случаев: при
наличии и отсутствии виража.
Радиус кривой в плане (м) без виража:
𝑅=
(±п)
, (2.4)
где μ – коэффициент поперечной силы, равный 0,15;
– поперечный уклон проезжей части.
i
п
При устройстве виража наибольший радиус кривой в плане (м)
может быть подсчитан по формуле 2.5:
𝑅
=
В
(±в)
, (2.5)
где iв – уклон проезжей части на вираже.
Расчетное расстояние видимости поверхности дороги определяют из условия полной остановки автомобиля перед препятствием:
=
,
+
𝑆
э
(±)
+𝑙
, (2.6)
где V – расчетная скорость, км/ч;
tр – время реакции водителя, принимаемое в расчетах равным 1
с;
20 Проектирование автомобильных дорог. Курсовой проект
Kэ – коэффициент эксплуатационных условий торможения, для
легковых автомобилей равен 1,2; для грузовых автомобилей и
автобусов – 1,3–1,4;
– коэффициент продольного сцепления при торможении,
𝜑
принимаемый равным 0,5;
– продольный уклон дороги, при определении расстояния ви-
i
0
димости как нормативного значения можно принимать i0 = 0; l0 –
безопасное расстояние (5–10 м).
Требуемое расстояние видимости встречного автомобиля (м)
состоит из суммы путей торможения обоих автомобилей и безопасного расстояния между ними и определяется по формуле 2.7:
=
,
+
𝑆
э
(±)
+𝑙
, (2.7)
Для удобства и безопасности движения в переломы продольного профиля вписывают выпуклые и вогнутые вертикальные кривые.
Минимальный радиус выпуклой кривой определяют из условия
обеспечения видимости поверхности дороги на расчетном расстоянии:
=
𝑅
вып
, (2.8)
где Sg – расчетное расстояние видимости поверхности дороги, м;
d – превышение глаза водителя над поверхностью дороги, при-
нимаемое равным 1,2 м.
Радиус вогнутой кривой (м) определяют из условия неперегрузки рессор при движении автомобиля по кривой:
=
𝑅
вог
, (2.9)
,
где V – расчетная скорость, км/ч.
Число полос движения назначают не менее двух, с учетом
практической пропускной способности одной полосы движения,
которую принимают в размере 30–50 % от теоретической.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]