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 31
Нр = hs + Δh, (2.22)
где: hs – расчётная высота снежного покрова в районе проектирования дороги,
h – возвышение бровки насыпи над расчётным снеговым по-
кровом.
Проектирование поперечного профиля
Поперечные профили земляного полотна проектируют на основе продольного профиля с учетом типовых проектов, грунтов,
рельефа местности, возможности снежных заносов. Рекомендации по проектированию поперечных профилей даны в СП.
По согласованию с руководителем разрабатывают 3 поперечных профиля, привязанных к характерным местам земляного полотна.
При проектировании необходимо назначить поперечные укло-
проезжей части и обочин, крутизну откосов.
ны
Обоснование принятых решений приводят в пояснительной записке.
Объемы земляного полотна подсчитывают для каждого варианта с помощью таблиц для подсчета объемов земляного полотна
автомобильных дорог.
Подсчеты по таблицам ведут в ведомости, составленной по определенной форме. При этом пикетное положение сечения и рабочие отметки записывают в одну строку. Остальные цифровые
данные, относящиеся к участкам дороги, ограниченным соседними сечениями, записывают в промежуточных строках. Объемы
подсчитывают по каждому участку дороги, ограниченному пикетами, плюсовыми и нулевыми точками. При этом должны быть
введены некоторые поправки.
Если ширина земляного полотна не соответствует типовой, то
вводят поправку
на ширину земляного полотна.
)()
где B
=[
∆𝑉
, B – принятая и табличная ширина земляного полотна
1
]∙𝐿, (2.21)
соответственно, м;
, H2– смежные рабочие отметки, взятые с продольного про-
H
1
филя, м;
32 Проектирование автомобильных дорог. Курсовой проект
L – расстояние между смежными рабочими отметками, м.
Рисунок 2.3 - Поперечный профиль земляного полотна
автомобильной дороги в программе IndorCAD Road
Если разность смежных отметок более 0,5 м, то необходимо
учитывать призматоидальную поправку к вычисленным объемам
земляных работ согласно СП. При поперечных уклонах более 10
% вводят поправку на косогорность. В этом случае можно определить объем также и по упрощенной формуле Винклера, под-
Проектирование автомобильных дорог. Курсовой проект 33
считав площади поперечных сечений аналитическим или графическим способом.
Объемы земляных работ можно вычислить, как для призматоида с трапецеидальными основаниями по формулам 2.25:
𝑉=𝐹
𝐿+(
ср
)(𝐻−𝐻)𝐿, (2.25)
для насыпей
𝐹
ср
()
=
()
+
, (2.26)
для выемок
=2𝐾
𝐹
ср
где F
H
– средняя площадь поперечного профиля, м2 ;
ср
, H2 – смежные рабочие отметки, взятые с продольного про-
1
(
)
()
+
, (2.27)
филя, м;
B – ширина земляного полотна, м;
– ширина земляного полотна принятая с учетом ширины кю-
B
0
ветов, м;
L – расстояние между смежными рабочими отметками, м;
– площадь поперечного сечения кюветов, м;
K
k
m – крутизна откосов.
Пример выполнения второй главы представлен в приложение
«Б» и «В».
34 Проектирование автомобильных дорог. Курсовой проект
3. КОНСТРУИРОВАНИЕ ДОРОЖНОЙ ОДЕЖДЫ
3.1 Общие требования к выполнению главы
Конструкции дорожной одежды назначаются в соответствии со
СП 34.13330.2021 Конструкции дорожной одежды разрабатываются исходя из климатических и грунтово-геологических условий с учетом состава и перспективной интенсивности движения,
а так же с учетом обеспеченности дорожно-строительными материалами и производственных мощностей подрядной
строитель-
ной организации.
При проектировании дорожной одежды рассматриваются несколько вариантов дорожной одежды, но по техникоэкономическому обоснованию на уширении и на участках нового
строительства принимается один вариант.
Рассмотрим в качестве примера расчет конструкции дорожной
одежды в программе Indor Pavement.
3.2 Пример расчёта конструкции дорожной одежды
Исходные данные
Название объекта: Проектирование участка
автомобильной дороги от с. Большое Агишево до с. Старороманово в Шацком районе Рязанской области
Район проектирования: Шацкий
Выполняемые расчёты: На упругий прогиб, сдвиг, изгиб, стат.
нагрузку, морозоустойчивость, дренаж
Дорожно-климатическая зона: III - подзона 2
Схема увлажнения: Схема 1
Расчётная влажность грунта Wр: 0,74
Коэффициент уплотнения грунта: 0,97
Глубина промерзания дорожной конструкции, м: 1,38
Двускатный профиль
:
Продольный уклон i, ‰: 40,00
Поперечный уклон дренирующего слоя i, ‰: 20,00
Kр (коэффициент снижения притока воды): 1,00
Проектные данные
Техническая категория дороги: IV категория
Проектирование автомобильных дорог. Курсовой проект 35
Тип дорожной одежды: Капитальный
Заданная надёжность Kн: 0,90
Срок службы между кап. ремонтами Tсл, лет: 10
Ширина проезжей части, м: 6,0
Расчётная нагрузка
Давление в шине p, МПа: 0,80
Диаметр отпечатка шины D (дин.), см: 37,10
Диаметр штампа неподвижного колеса, см: 33
Статическая нагрузка на ось Q, кН: 100,00
Суммарное число приложений нагрузки
Суммарное число приложений нагрузки: 851852
Тип участка дороги: Полоса
движения
Число полос движения (в обе стороны): 2
Номер расчётной полосы от обочины: 1
Расчётное количество дней в году Tрдг: 125
Показатель изменения интенсивности: 1,04
Приведённая интенсивность
на первый год службы: 836
Расчётная скорость движения, км/ч: 80
Вариант № 1
Верхний слой покрытия: 5,0 см
Щебёночно-мастичный асфальтобетон с использованием по-
лимерно-битумного вяжущего ПБВ 60 (СТО
АВТОДОР 2.25-
2016)
Нижний слой покрытия: 6,0 см
Асфальтобетон на битумном вяжущем марки БНД 70/100, с
максимальным размером зёрен 16 мм
Верхний слой основания: 18,0 см
Щебень фракционированный 31,5..45 (45..63) мм легкоуплот-
няемый с заклинкой фракционированным мелким щебнем
Нижний слой основания: 18,0 см
Щебень фракционированный 40..80 (80..120) мм трудноуплот-
няемый с заклинкой фракционированным мелким щебнем
Материал геотекстильный нетканый иглопробивной "Славрос
МСУ-4" для разделения по ГОСТ Р 56419-2015
ПП-
Нижний слой основания: 40,0 см
36 Проектирование автомобильных дорог. Курсовой проект
Песок средней крупности, с содержанием пылевато-глинистой
фракции 5%
Грунт земляного полотна
Глина
Общая цена варианта = 7 480,00 тыс.
₽ на всём участке прое
тирования (10,00 × 400 = 4 000 м²)
Результаты расчёта на упругий прогиб
Поверхностный модуль упругости Eпов = 349,7 МПа
Требуемый модуль упругости Eтр = 271,2 МПа
Расчётный коэффициент прочности Kрасч = 1,290
Требуемый коэффициент прочности Kтр = 1,150
Запас прочности 100%*(Kрасч-Kтр)/K
тр = 12%
Результаты расчёта на сдвигоустойчивость
Нижний слой основания
Параметры материала
Песок средней крупности, с содержанием пылевато-глинистой
фракции 5%
Угол внутреннего трения φ = 26,3 °
Сцепление cn = 0,002 МПа
Стат. угол внутреннего трения φст = 33,0 °
Коэффициент деформации Kд = 4,0
Параметры двухслойной модели
Средневзвешенный модуль упругости верхних слоёв Ев =
661,70 MПа
Модуль упругости на поверхности расчётного слоя Ен = 76,19
MПа
Средневзвешенный удельный вес верхних слоёв γ = 0,0018
кг/см³
Глубина расположения расчётного слоя Zоп = 47,0 см
Удельное активное напряжение сдвига τ = 0,02671 МПа
Расчётное активное напряжение сдвига T = 0,021 МПа
Предельное активное напряжение сдвига Tпр = 0,02989 МПа
Расчётный коэффициент прочности Kрасч = 1,400
Требуемый коэффициент прочности Kтр = 1,000
Коэффициент усиления α = 1,000
Запас прочности (Kрасч-Kтр)/Kтр*100% = 40%
к-
Проектирование автомобильных дорог. Курсовой проект 37
Грунт земляного полотна
Параметры материала
Глина
Угол внутреннего трения φ = 4,6 °
Сцепление cn = 0,005 МПа
Стат. угол внутреннего трения φст = 15,9 °
Коэффициент деформации Kд = 1,0
Параметры двухслойной модели
Средневзвешенный модуль упругости верхних слоёв Ев =
412,64 MПа
Модуль упругости на поверхности расчётного слоя Ен = 36,00
MПа
Средневзвешенный удельный вес верхних слоёв γ = 0,0019
кг/см³
Глубина расположения расчётного слоя
Zоп = 87,0 см
Удельное активное напряжение сдвига τ = 0,01064 МПа
Расчётное активное напряжение сдвига T = 0,009 МПа
Предельное активное напряжение сдвига Tпр = 0,00961 МПа
Расчётный коэффициент прочности Kрасч = 1,130
Требуемый коэффициент прочности Kтр = 1,000
Коэффициент усиления α = 1,000
Запас прочности (Kрасч-Kтр)/Kтр*100% = 13%
Результаты расчёта на сопротивление при изгибе
Параметры материала
Асфальтобетон на битумном вяжущем марки БНД 70/100, с
максимальным размером зёрен 16 мм
Нормативное сопротивление весной R0 = 9,50 МПа
Усталостный показатель степени m = 5,5
Коэффициент различия α = 5,9
Коэффициент снижения прочности k2 = 0,8
Параметры двухслойной модели
Средневзвешенный модуль упругости монолитных слоёв Ев =
5900,00 МПа
Поверхностный модуль упругости нижнего слоя в пакете мо-
нолитных слоёв Еобщ = 208,16 МПа
Глубина расположения расчётного слоя Zоп = 11,0 см
Коэффициент Kв (двубалонное колесо) = 0,85
Коэффициент
усталостного разрушения k1 = 0,49
38 Проектирование автомобильных дорог. Курсовой проект
Наибольшее растягивающее напряжение σr = 2,511 МПа
Прочность материала при изгибе Rn = 3,250 МПа
Расчётный коэффициент прочности Kрасч = 1,295
Требуемый коэффициент прочности Kтр = 1,000
Запас прочности (Kрасч-Kтр)/Kтр*100% = 29%
Результаты расчёта на сдвигоустойчивость при статической нагруз-
ке
Нижний слой основания
Параметры материала
Песок средней крупности, с содержанием пылевато-глинистой
фракции 5%
Стат. cцепление cn ст = 0,005 МПа
Стат. угол внутреннего
трения φст = 33,0 °
Коэффициент деформации Kд = 4,0
Параметры двухслойной модели
Средневзвешенный модуль упругости верхних слоёв Ев =
392,34 MПа
Модуль упругости на поверхности расчётного слоя Ен = 76,19
MПа
Средневзвешенный удельный вес верхних слоёв γ = 0,0018
кг/см³
Глубина расположения расчётного слоя Zоп = 47,0 см
Удельное активное напряжение сдвига τ = 0,02568 МПа
Расчётное активное напряжение сдвига T = 0,021 МПа
Предельное
активное напряжение сдвига Tпр = 0,04189 МПа
Расчётный коэффициент прочности Kрасч = 2,040
Требуемый коэффициент прочности Kтр = 1,000
Запас прочности (Kрасч-Kтр)/Kтр*100% = 104%
Грунт земляного полотна
Параметры материала
Глина
Стат. cцепление cn ст = 0,016 МПа
Стат. угол внутреннего трения φст = 15,9 °
Коэффициент деформации Kд = 1,0
Параметры двухслойной модели
Средневзвешенный модуль упругости верхних слоёв Ев =
267,13 MПа
Проектирование автомобильных дорог. Курсовой проект 39
Модуль упругости на поверхности расчётного слоя Ен = 36,00
MПа
Средневзвешенный удельный вес верхних слоёв γ = 0,0019
кг/см³
Глубина расположения расчётного слоя Zоп = 87,0 см
Удельное активное напряжение сдвига τ = 0,00899 МПа
Расчётное активное напряжение сдвига T = 0,007 МПа
Предельное активное напряжение сдвига Tпр = 0,02061 МПа
Расчётный коэффициент прочности Kрасч = 2,870
Требуемый коэффициент прочности Kтр = 1,000
Запас прочности (Kрасч-K
тр)/Kтр*100% = 187%
Результаты расчёта на морозоустойчивость
Глубина грунтовых вод (от низа дорожной одежды) Hy≈4,50 м
Коэффициент учёта уровня грунтовых вод Кугв = 0,54
Пучинистость грунта - Группа 3 (пучинистый)
Коэффициент учёта нагрузки от вышележащих слоёв Кнагр =
1,04
Коэффициент, зависящий от расчётной влажности грунта Квл =
1,14
Коэффициент, зависящий от уплотнения слоя Кпл = 1,20
Коэффициент учёта гранулометрии основания Кгр
= 1,50
Величина морозного пучения при усреднённых условиях
Lпуч.ср. = 2,70 см
Ожидаемая пучинистость грунта 3,11 см < 80% от допустимой
4,00 см
Морозозащитный или теплоизолирующий слой не задан: кон-
струкция является морозоустойчивой
Результаты расчёта дренирующего слоя
Параметры дренирующего слоя
Песок средней крупности, с содержанием пылевато-глинистой
фракции 5%
Толщина слоя, насыщенного водой hнас = 11 см
Дополнительная толщина
слоя hзап = 15 см
Коэффициент фильтрации Кф = 2,2 м/сут
Пористость n = 0,32
Параметры грунта
Глина
40 Проектирование автомобильных дорог. Курсовой проект
Расчётное значение притока воды в дренирующий слой на 1 м²
за сутки Qp = 0,00 м³/м²
Приток воды в основание за сутки q = 1,5 л/м²
Коэффициент гидрологического запаса Кг = 1,00
Коэффициент "пик" Кп = 1,40
Коэффициент, учитывающий накопление воды в местах изме-
нения продольного уклона, Квог = 1,00
Длина пути фильтрации L = 6,5 м
Полная толщина дренирующего слоя = 25,73 см
Дренирующий слой имеет
достаточную толщину 40 см (требу-
ется ≥ 26 см)
Результаты расчёта колейности
Суммарное число приложений расчётной нагрузки Nс =
529100,6
Остаточная деформация
слоя № 2 h = 0,4 cм
слоя № 3 h = 0,1 cм
слоя № 4 h = 0,1 cм
слоя № 5 h = 0,4 cм
грунта hг = 1,4 cм
Износ покрытия Dи = 0,4 cм
Общая глубина колеи hобщ = 2,2 cм
Допустимая глубина колеи hд = 2,5 cм
Предельно допустимая глубина
колеи hпр = 3,0 cм
Запас = 0,8 см
Таблица 3.1 – Исходные данные
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]