Яцевич И.К., Деркаченко Н.И. Проектирование автомобильных дорог - файл n1.doc

Яцевич И.К., Деркаченко Н.И. Проектирование автомобильных дорог
скачать (2025 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc2025kb.19.11.2012 22:16скачать

n1.doc

  1   2   3   4   5


Министерство образования Республики Беларусь

БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ


Кафедра “Проектирование дорог»



УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ
по выполнению курсового проекта № 1 «Основы проектирования»

по дисциплине «Проектирование автомобильных дорог»

для студентов специальности 70.03.01

«Автомобильные дороги»

Минск 2006




УДК 625.7(075.8)
Курсовой проект № 1 имеет целью закрепление у студентов принципов обоснования норм на проектирование автомобильной дороги и развитие первичных навыков трассирования по карте и проектирования земляного полотна (продольного и поперечного профиле), определения объемов земляных работ.

В учебном пособии приведен состав курсового проекта по курсу «Проектирование автомобильных дорог». Изложена методика выполнения отдельных вопросов проекта, даны рекомендации по его оформлению.

Составитель:

И.К.Яцевич
Рецензенты:
© Составление, Яцевич И.К.,

2005

СОСТАВ КУРСОВОГО ПРОЕКТА



Введение.

  1. Определение основных технических нормативов автомобильной дороги (10%).

    1. Установление технической категории (2%).

    2. Определение расчетного расстояния видимости (1%).

    3. Определение радиусов вертикальных и горизонтальных кривых (2%).

    4. Расчет ширины проезжей части и земполотна (1%).

2. Проектирование закругления малого радиуса (15%).

2.1. Проектирование плана закругления малого радиуса (6%).

2.2. Проектирование поперечного профиля закругления (5%).

2.3. Проектирование отгона виража (8%).

3. Проектирование участка автомобильной дороги (55%).

3.1. План автомобильной дороги (12%).

3.2. Продольный профиль (40%).

3.3. Поперечные профили земляного полотна и проезжей части (2%).

3.4. Конструкция дорожной одежды (1%).

4. Определение объемов работ (20%).

4.1. Определение объемов земляных работ (16%).

4.2. Определение объемов планировочных и укрепительных работ (4%).

Литература.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО РАЗРАБОТКЕ

КУРСОВОГО ПРОЕКТА
В в е д е н и е
Во введении указывается, что курсовой проект выполнен согласно заданию, выданному кафедрой “Проектирование дорог” “_______” ______________200__г. (указывается дата получения студентом задания). Приводится оригинал задания.

Далее приводится краткая характеристика района строительства.

В пояснительной записке на основе исходных данных, справочной литературы освещают следующие вопросы: средние температуры наиболее холодного и наиболее жаркого месяца (табл. 1.1); толщину снежного покрова с вероятностью превышения 5% (табл. 1.1); максимальную глубину промерзания грунтов (80-100см); макрорельеф местности в районе проектирования и его тип (равнинный, пересеченный); условия поверхностного стока; микрорельеф по трассе и типы местности по характеру поверхностного стока и степени увлажнения; краткую характеристику геологического строения района, почвогрунты, их гранулометрический состав, физико-механические свойства, распространение уровней грунтовых вод, наличие выхода грунтовых вод на поверхность; характеристику существующих дорог (категорию, земляное полотно в местах пересечений).
Т а б л и ц а 1.1

Город

Средние температуры воздуха


Толщина снежного покрова ВП = 5%, см

января

июля

Брест

-4,4

18,0

40

Витебск

-7,8

18,6

70

Гомель

-6,9

18,0

60

Гродно

-5,1

18,0

50

Минск

-6,9

17,8

60

Могилев

-7,5

18,2

60




  1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ НОРМАТИВОВ АВТОМОБИЛЬНОЙ ДОРОГИ


1.1. Установление технической категории
Ориентировочно категория дороги назначается по перспективной грузонапряженности Qt (t = 20 лет)
Qt = Q0 ( 1 + 0,01 p ) t – 1 , (1.1)
где Q0 – начальная грузонапряженность, млн.т;

p – ежегодный прирост грузонапряженности.
Сопоставляя значения грузонапряженности, полученные по формуле (1.1), с данными табл. 1.2, выбирают ориентировочно категорию дороги.
Т а б л и ц а 1.2

Категория дороги


Iа, Iб

II

III

IV

V

Грузонапряженность, млн.т

более 3,0

3,0-1,5

1,5-0,6

0,6-0,1

менее 0,1


Для окончательного назначения дороги устанавливают среднегодовую суточную интенсивность движения на перспективу 20 лет физических автомобилей N и приведенных Nпр
N = Nгр + Nх + Nс + Nл + Nа , (1.2)
где Nгр – среднегодовая интенсивность движения грузовых автомобилей, выполняющих основной объем работы определяются по формуле (1.3);

Nх – то же, выполняющих мелкие перевозки по хозяйственно – эксплуатационному обслуживанию населения и производства (вычисляется по (1.5));

Nс – среднегодовая интенсивность движения специальных машин (краны, техпомощь, буровые установки, трейлеры и т.п.), (вычисляется по (1.5));

Nл, Nа – среднегодовые интенсивности движения легковых автомобилей и автобусов (вычисляются по (1.5)).
Nгр = Qt / (Tраб * qср * ? * ?) , (1.3)
где Qt – перспективная грузонапряженность, нетто т/год;

Tраб – расчетное число дней работы автомобильного транспорта в течение года (Tраб = 225 – 200 дней для дорог I – III категорий и 200 – 175 для IV, V категорий);

qср – средняя грузоподъемность автомобилей, определяется по формуле (1.4);

? – коэффициент использования грузоподъемности (? = 0,8 - 0,9);

? – коэффициент использования пробега, равный отношению пробега с грузом к общему пробегу; может быть принят в курсовом проекте 0,8 – 0,9 на дорогах I и II категорий, 0,6 – 0,7 – III категории и 0,5 – 0,65 – IV и V категорий.

Средняя грузоподъемность автомобилей равна


qср = q1a1 + q2a2 + … + qnan , (1.4)
где q1, q2, …. qn – грузоподъемность разных марок автомобилей (табл. 1.3);

a1, a2, …. an – удельное значение автомобилей данной группы в долях единицы (табл. 1.3).
Т а б л и ц а 1.3


Категория дороги

Процент автомобилей со средней грузоподъемностью







14т

I-II

20-22

40-42

20-25

12-15

III

22-24

43-45

20-22

10

IV-V

25

49

26

-


Nх = a1 * Nгр; Nc = b1 * Nгр;

(1.5)

Nл = c1 ( Nгр + Nх + Nc ); Na = d1 ( Nгр + Nх + Nc ),
где a1, b1, c1 и d1 – коэффициенты (табл. 1.4).
Т а б л и ц а 1.4


№ пп

Степень развития производительных сил района, расстояние между населенными пунктами

a1

b1

c1

d1

1

высокая – 10км

0,35

0,1

0,8

0,2

2

средняя – 10-25км

0,25

0,05

0,6

0,1

3

слабая – более 25км

0,15

0,05

0,25

0,05


По полученной по формуле (1.2) интенсивности движения грузовых автомобилей определяют категорию дороги, пользуясь таблицей 1.5.
Т а б л и ц а 1.5



Класс дороги


Кате-гория доро­ги



Область применения


Расчетная интенсивность движения, авт/сут


Расчет­ная ско­рость, км/ч

Респуб-ликанские дороги

местные дороги



Автома-гистраль



I-а

Участки республиканских магистральных дорог протяженностью не менее 150км с долей транзита в потоке более 50%


более 8000


-



140

Скорост-ная авто-мобиль­ная дорога


I-б

Подходы к крупнейшим городам на расстоянии 40 – 50км, к аэропортам, кольцевые дороги вокруг крупнейших городов.


более 10000


-



120

Автомо-бильные дороги

I-в

II

III

IV

V


В остальных случаях

более 10000

5000-10000

2000-5000

200-2000

до 200

-

более 7000

3000-7000

400-3000

до 400

120

120

100

80

60

Автомо-бильные дороги низких катего­рий


VI-а

VI-б


Подъезды к малым сельским поселениям


-

-



25-50

до 25


40

30


Если при этом окажется, что полученная по интенсивности категория дороги не совпадает с предварительно принятой по грузонапряженности, то корректируют состав потока по табл. 1.3 для категории дороги по интенсивности, повторно вычисляют интенсивность отдельных групп автомобилей и общую.
1.2. Определение расчетного расстояния видимости

Расчетное расстояние видимости определяют по трем схемам:

1) остановка автомобиля перед препятствием;

торможение двух автомобилей, двигающихся навстречу друг другу;

3) обгон легковым автомобилем грузового автомобиля при наличии встречного движения.

По первой схеме расчетное расстояние видимости S1 называют видимостью поверхности дороги,
S1 = Vp tp / 3,6 + Kэ Vp2 / [254 ( ?1i )] + lзб, 1.6)
где Vp – расчетная скорость движения автомобиля (км/ч) для дороги принятой технической категории, принимается по таблице 1.6;

tp – время реакции водителя и включения тормозов,

tp = 2,6 с;

Kэ – коэффициент, учитывающий эффективность действия тормозов, величину которого можно принять равной 1,3 для легковых автомобилей и 1,85 – для остальных;

?1 = 0,4 – 0,5 – коэффициент продольного сцепления;

i – продольный уклон участка дороги, равный максимально допустимому для принятой категории дороги (таблица 1.6);

lзб – зазор безопасности ( lзб = 5м ).
По второй схеме расчетное расстояние видимости встречного автомобиля равно
S2 = Vp * tp/1,8 + Kэ * ?1 * Vp2 / 127/(?12 – i2) + lзб, (1.7)

По схеме обгона расчетное расстояние видимости вычисляют по формуле
S3 = V12/ [1,8(V1 – V2)] + Kэ * V1(V1 + V2)/ (127 * ?1) +
+ [Kэ * V22/(254 * ?1) + lзб] * 2V1/(V1 – V2), (1.8)
где V1 и V2 – скорости движения легкового и грузового автомобилей.
При обгоне легковой автомобиль обгоняет грузовой. Скорость последнего на 30% ниже конструктивной. Встречный автомобиль (легковой) движется с расчетной скоростью, но не выше 90км/ч на дорогах II и III категории.

Боковую видимость вычисляют по формуле
Sбок = 2S1 Vn / Vp, (1.9)
где Vn - скорость бегущего пешехода, пересекающего дорогу (Vn = 10км/ч);

Vp – расчетная скорость движения автомобиля для дороги принятой технической

категории;

S1 - расчетное расстояние видимости по первой схеме.
По Нормам расчетное расстояние видимости поверхности дороги рав­но 350, 250, 160, 100 и 60м для расчетных скоростей 140, 120,0 100, 80 и 60км/ч соответственно.

Расчетное расстояние видимости по второй схеме не нормируется. Боковая видимость для дорог I – II категорий 25м, для III и IV – 15м.

Полученное значение расчетного расстояния видимости S1 и Sбок сопоставляются с Нормами и для дальнейшего проектирования принимаются большие значения.

1.3. Определение радиусов вертикальных и горизонтальных кривых

1.3.1. Вертикальные кривые
Минимальный радиус вертикальной выпуклой кривой определяют из условия обеспечения видимости поверхности дороги
, (1.10)
где S1 – расчетное расстояние видимости поверхности дороги;

h1 - высота глаза водителя легкового автомобиля над поверхностью дороги (h1 = 1,0м);

h2 – высота неподвижного препятствия (h2 = 0,15м);

Рекомендуемый радиус вертикальной выпуклой кривой вычисляют по условию обеспечения безопасного обгона
, (1.11)

где S3 –расчетное расстояние видимости по условию обгона встречного автомобиля, принятое для проектирования;

Н - высота встречного легкового автомобиля (в курсовом проекте можно принять Н = 1,45м).
Минимальный радиус вертикальной вогнутой кривой определяем из условия недопущения перегрузки рессор
, (1.12)
где - расчетная скорость для принятой категории дороги,

ао - допускаемое центробежное ускорение, ао = 0,5-0,7м/с.

Т а б л и ц а 1.6






Категория дороги


Ia

I-б, I-в, II

III

IV

V

Расчетная скорость,

км/ч (основная)

140

120

100

80

60

Rвып мин, м


25000

15000

8000

4000

1500

Rвог мин, м


8000

6000

4000

2500

1500

Уклон imax , ‰

40

40

50

60

70


Примечание к таблице 1.6. В стесненных условиях допускается проектировать отдельные участки дорог с допускаемыми расчетными скоростями, меньшими приведенных в таблице 1.6 на 20км/ч.
Рекомендуемый радиус вертикальной вогнутой кривой определяют из условия обеспечения видимости дороги ночью
(1.13)

где S1 – принятое расчетное расстояние видимости поверхности дороги;

hф - возвышение центра фары над поверхностью дороги, принима­ют по приложению 1;

а - угол рассеивания пучка света фар, а = 2°.
Примечание. Вычисленные по формулам (1.10 - 1.13) значения радиусов округляют с точностью до 5м в большую сторону, сопоставляют с нормами (табл.1.6). Для дальнейших расчетов принимают большие значения радиусов вертикальных кривых.


1.3.2. Горизонтальные кривые
Минимальный радиус горизонтальной кривой вычисляют для случаев: односкатного (вираж) и двухскатного поперечных профилей проезжей части по формуле:

, (1.14)
где V - расчетная скорость для дороги принятой категории, км/ч;

? - коэффициент поперечной силы по условиям удобства пассажиров;
? = 0,2 - 7,5 * 10-4 V , (1.15)
i - поперечный уклон проезжей части в долях единицы, принимается для виража со знаком «плюс», для двухскатного поперечного профиля со знаком «минус».
Максимальный уклон виража по Нормам составляет 40‰ в северном дорожно-климатическом районе, 45‰ в центральном и 50‰ в южном. (Деление территории Республики Беларусь приведено в приложении Б).

Поперечный уклон проезжей части с двухскатным поперечным профилем, зависит от типа покрытия (на дорогах II - IV категории в курсовом проекте принимается равным 0,020, на дорогах I категории – 0,025).

Вычисленные по формуле (1.14) значения радиусов округляют в большую сторону с точностью до 5м. По Нормам минимальный радиус кривых в плане в случае виража (i = iи) оставляется равным полученному по формуле (1.14).

Минимальный радиус круговой кривой в случае двухскатного поперечного профиля проезжей части (i = iп) 3000м и более для дорог I технической категории и 2000м - для II – IV и 1000м для V. В случае устройства дорожной одежды переходного типа минимальный радиус круговой кривой при двухскатном поперечном профиле проезжей части равен 1000м для дороги IV категории и 600м для V.
1.4. Расчет ширины проезжей части и земполотна
Вначале устанавливают количество и ширину полос движения, со­ставляющих проезжую часть дороги. После этого вычисляют ширину проезжей части и дорожного полотна.

По Нормам на дорогах I технической категории принимают 4 полосы движения и более, на дорогах II - V категории устраивают 2 полосы движения. На дорогах I-а, I-б, I-в категорий следует предусматривать 6 полос движения при расчетной интенсивности движения: 30 000 авт/сутки в случае дороги I-а категории, 40 000 авт/сутки в случае дорог I-б и I-в категорий. На участках дорог с двухполосной проезжей частью при расчетной скорости интенсивности движения свыше 1000 авт/сутки при продольном уклоне более 30‰ и длине участка свыше 1км, а при уклоне более 40‰ при длине участка свыше 0,5км следует предусматривать дополнительные полосы в сторону подъема.

Ширина проезжей части на двухполосных дорогах для случая встреч­ного движения двух грузовых автомобилей или автобусов равна
, (1.16)
где ак , ск - ширина кузова и колея грузового автомобиля или автобуса, принимают по заданию;

zв - зазор безопасности между кузовами встречных автомобилей или автобусов, зависит от скорости движения встречных ав­томобилей V1 и V2 ,
; (1.17)
zк1(2) - расстояние от оси следа колеса до края проезжей части,
, (1.18)
где V1 и V2 - скорости движения встречных грузовых автомобилей, км/ч, при­нимаются равными максимальной конструктивной для данного автомобиля (автобуса) скорости уменьшенной на 15-20%, но не выше 70км.
На двухполосных дорогах ширину проезжей части определяют так­же и для случая обгона легковым автомобилем грузового
, (1.19)
где za - зазор безопасности между кузовами автомобилей при обгоне,
, (1.20)

где V1 и V2 - скорости движения легкового и грузового автомобилей, принимаются равными: грузового - на 30% ниже конструктивной, но не выше 70км/ч; легкового - 80км/ч на дорогах IV категории и 90км/ч - на дорогах II и III категорий.
Т а б л и ц а 1.7.


Наименование элементов

Значение элементов для категорий


I-а

I-б, I-в

II


III

IV

V

Число полос движения

Ширина полосы движения
Ширина обочины,м

в том числе:

  • укрепленной полосы,м;

  • остановочной,м

Наименьшая ширина разделительной полосы, м, в том числе укрепленной полосы

Ширина дорожного полотна

4,6

3,75

3,75
-

2,5

2+с
0,75
28,5

36,0

4,6

3,50

3,00
0,5

2,5

2+с
0,50
25

32

2

3,50

3,00
0,75

-

-
-
13

2

3,50

2,50
0,50

-

-
-
12

2

3,0

2,0
0,50

-

-
-
10

2

2,75

1,25
-

-

-
-
8



Примечание к таблице 1.7: «с» – ширина ограждения.
Полученные по формулам (1.16) и (1.19) значения ширины проез­жей части двухполосных дорог сопоставляют с нормами. В случае значительного превышения ширины проезжей части, вычисленной по формулам (1.16) и (1.19), по сравнению с требованиями Норм, что часто имеет место при встрече двух грузовых автомобилей на дорогах IV и III технической категорий, следует учесть краевые полосы шири­ной 0,5; 0,5 и 0,75м на дорогах соответственно IV, III и П технической категории и снижать значение zk (см. формулу 1.19) на величину крае­вых полос. При небольшом различии между вычисленной и норматив­ной шириной проезжей части для дальнейшего проектирования следу­ет принимать нормативную ширину, при большом - полученную расче­том, округляя с точностью до 10см.

По Нормам на дорогах I-а категории ширина полосы движения равна 3,75м, на дорогах I-б и I-в категорий – 3,5м. Ширина проезжей части дороги I технической категории равна суммарной ширине всех полос движения. Например, на дороге I-а категории с числом полос движения 4 ширина проезжей части 2 х (3,75 + 3,75)= 2 х 7,5м.

Остановочный полосы, представляющие собой часть обочины с дорожной одеждой капитального или облегченного типа шириной 2,5м, следует предусматривать на автомагистралях (дорогах I-а категории) всегда, а на дорогах I-б категории при интенсивности движения более 15 000 авт/сутки, а на дорогах I-в категории при интенсивности движения более 20 000 авт/сутки.

Ширина обочин принимается в соответствии с таблицей 1.7.

Ширина дорожного полотна двухполосных дорог равна ширине проезжей части и двух обочин и приведена в таблице 1.7.

Этот раздел проекта заканчивают таблицей технических парамет­ров проектируемой дороги по следующей форме.

Т а б л и ц а 1.8





№ пп

Наименование технических показателей


Измеритель

Получено по расчетам


По Нормам

Принято для проектирования




















Примечание. В таблице 1.8 приводится также продольный уклон дороги в соответствии с нормами (таблица 1.6).


2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЗАКРУГЛЕНИЯ МАЛОГО РАДИУСА

На закруглении с радиусами менее рекомендуемых предусматривают переходные кривые и виражи, а также уширение проезжей части.
2.1. Проектирование плана закругления малого радиуса.

Схема закругления малого радиуса представлена на рис. 2.1



Проектирование плана закругления малого радиуса ведут в такой последовательности.

Вычисляют длину переходной кривой
, м, (2.1)
где V - расчетная скорость для дороги принятой категории, км/ч;

R - радиус круговой кривой (по заданию);

J -допускаемая скорость нарастания бокового ускорения, м/с3, принимается равной 0,3 для радиусов закруглений 300м и более и 0,4 для радиусов менее 300м, в обычных условиях и 0,5; 0,7 в стесненных условиях.




Рис. 2.1. Элементы закругления с симметричными переходными кривыми
Полученные значения L сопоставляют с минимальными по нормам проектирования (табл. 2.1). Для дальнейшего расчета принимают большее значение длины переходной
Т а б л и ц а 2.1


Радиусы круговых кривых, м

Наименьшие длины переходных кривых (м)

для дорог категорий

I-а

I-б, I-в,

II, III

IV – V с дорожной одеждой усовершенство-ванного типа

IV – V с дорожной одеждой переходного типа

2000

200

200

100




1800

180

180

100




1500

150

150

100




1200

160

120

100




1000

170

120

100




800

150

150

100




600

-

170

120

60

500

-

130

140

70

400

-

-

150

90

300

-

-

130

120

250

-

-

100

100

200

-

-

90

90

150

-

-

80

80


Далее находят угол ? (рис. 2.1), на который уменьшается круговая кривая при вписывании одной переходной кривой,

, градусы.

  1   2   3   4   5


Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации