Расчет автодороги

Содержание

Введение

1. Климат, рельеф местности

Установление технических нормативов дороги

1.1 Определение перспективной интенсивности движения

1.2 Вычисления перспективной интенсивности движения к легковому автомобилю

1.3 Определение пропускной способности полосы движения и числа полос движения

1.4 Определение ширины проезжей части дороги

1.5 Определение продольного уклона

1.6 Определение расстояния видимости на проектируемой дороге

1.6.1 Определение видимости поверхности дороги

1.6.2 Определение видимости при обгоне

1.6.3 Определение видимости встречного автомобиля

1.6.4 Определение боковой видимости автомобиля

1.7 Определение минимального радиуса кривых в плане

1.7.1 Определение минимального радиуса кривой без учета виража

1.7.2 Определение минимального радиуса кривой с учетом виража

1.7.3 Определение минимального радиуса в ночное время

1.8 Определение вертикальных кривых в продольном профиле

1.8.1 Определение радиуса вертикальной кривой выпуклой

1.8.2 Определение радиуса вертикальной кривой вогнутой

1.9 Сводная ведомость основных технических параметров дороги

2. Проектирование дороги в плане

2.1 Проектирование плана трассы

2.2 Расчет элементов кривых в плане трассы

2.3 Вычисление элементов закругления плана трассы

2.4 Определение расстояния между вершинами углов

2.5 Расчет контроля трассы

2.6 Составление ведомости прямых и кривых

3. Проектирование продольного профиля

3.1 Определение отметок точек по горизонтали

3.2 Составление ведомости черных отметок по трассе

3.3 Проектирование продольного профиля

4. Поперечные профили земляного полотна

5. Расчет виража

6. Проектирование конструкций дорожных одежд

7. Подсчет объемов земляных работ

8. Ведомость подсчета расходных материалов

Введение

Автомобильный транспорт занимает одно из важных мест в экономике нашей страны. Удельный вес его в общем грузообороте страны увеличивается, а по количеству перевезенных грузов и пассажиров он занимает первое место. По сравнению с другими видами транспорта автомобильный транспорт обладает двумя специфическими особенностями. Для него, во-первых, характерны перевозки на небольшое расстояние по сравнению с железнодорожным, водным и воздушным транспортом и, во-вторых - доставка грузов от поставщика к потребителю.

Успешная работа автомобильного транспорта помимо технических и организационных аспектов перевозок. В значительной степени зависит от состояния автомобильных дорог и технических параметров. Большие уклоны и крутые повороты снижают скорость и полезную нагрузку автомобилей. Неровности, ямы и выбоины на проезжей части, помимо снижения скоростей и нагрузок вызывают преждевременный износ автомобилей. В целом состояние дорог существенно влияет на себестоимость перевозок и финансовые показатели автомобильных предприятий. Автомобильная дорога под влиянием природных условий и воздействия колес автомобилей изнашивается, ее необходимо периодически ремонтировать и непрерывно содержать в состоянии пригодном для нормальных движения. Автомобильные дороги общего пользования по техническим показателям делятся, согласно СНиП II-Д 5-72 на пять категорий. Основным показателем для отнесения дорог и той или другой категории является перспективная интенсивность движения. Автомобильные дороги представляют собой комплекс инженерных сооружений для непрерывного, удобного и безопасного движения автомобилей с расчетной нагрузкой и установленными скоростями. В этот комплекс входят земляное полотно, дорожная одежда, мосты, трубы и другие искусственные сооружения, обустройство дорог и защитные сооружения, здания и сооружения автосервиса, дорожных и автотранспортных служб. Параметры состояния элементов дороги и дорожных сооружений определяют ее технический уровень. Современные автомобильные дороги представляют собой сложные инженерные сооружения. Они должны обеспечивать возможность движения потоков автомобилей с высокими скоростями. Их проектируют и строят таким образом, чтобы автомобили могли реализовать свои динамические качества при нормальном режиме работы двигателя, чтобы на поворотах, подъемах и спусках автомобилю не грозили занос и опрокидывание. В течение всего года дорожная одежда должна быть прочной, противостоять динамически нагрузкам, передающимся на нее при движении автомобилей, быть ровной и нескользкой. Все автомобильные дороги страны по их народно-хозяйственному и административному значению делятся на:

1. общегосударственные;

2. республиканские;

3. местные, к которым относятся областные «краевые и автономно-республиканские», районные;

4. ведомственные и внутрихозяйственные.

Общегосударственные, республиканские и местные дороги образуют сеть дорог общего пользования и находятся в ведении дорожных органов, союзных республик и их местных организаций дорожной службы. Ведомственные и внутрихозяйственные дороги обслуживают перевозки отдельных организаций, и свободный проезд по ним может быть ограничен на всем протяжении или на отдельных участках путем установления шлагбаумов или запрещающих знаков.

К общегосударственным относятся дороги: соединяющие столицы государств, важнейшими промышленными и культурными центрами с населением 500 тыс. человек и более, а так же подъезды к этим центрам протяжением до 25 км и обходы этих центров.

К республиканским дорогам относят: соединяющие центры союзных республик и города с населением более 500 тыс. человек, с отдельными центрами областей и другими городами с населением 100-500 тыс. человек.

К местным областным, краевым и автономно-республиканским дорогам относят: соединяющие центры областей и крупных городов с населением 100-500 тыс. человек, с административными центрами районов и национальных округов, а так же со средними, малыми городами с населением 10-100 тыс. человек.

К местным районным дорогам относят: соединяющие центры районов, национальных округов, средние и малые округа с населением 10-100 тыс. человек, с центрами сельских и поселковых советов, центральными усадьбами совхозов и колхозов и их крупными отделениями населенных пунктов при них.

1. Климат, рельеф местности

Ивановская область расположена в центральной части Восточно-Европейской равнины. Территория большей части представляет собой полого-волнистую равнину, равномерно и неглубоко расчлененную долинами рек и оврагами. На Северо-западе проходит мореная грядка, являющаяся водоразделом реки Волги и реки Клязмы, на Юго-востоке и Востоке она понижается переходя в левобережье реки Клязмы в песчаную, слегка всхолмленную дюнами равнину и покрытую лесом. На Западе более всхолмленный край Юрьевского Ополья, изрезанного густой овражно-болотной сетью. На Севере полого-волнистая, местами заболоченная равнина. Климат умеренно-континентальный с легким летом «Средняя температура июля 18-19?С». Осадков 550-600 мл в год. Продолжительность вегетационного периода с температурой выше 5?С составляет 160-170 суток. Болота занимают 2,9% территории. В Ивановской области наиболее распространены разновидности подзолистых почв и болотные почвы на водоразделах северо-запада и севера области развиты дерново-сильно-и слабо-подзолистые почвы. В понижениях водоразделов подзолисто-глеевые и болотные почвы, в долинах рек - луговые заболоченные. На юго-западе плодородные дерновые, черноземно-видные почвы. По низменному левобережью реки Клязмы и в бассейне реки Лух и на левобережье реки Волги дерново-сильно подзолистые почвы. Ивановская область расположена в переходной полосе от тайги к смешанным лесам. Лесами занято около 1 млн га. Лесистость составляет 38%. Крупные лесные массивы сохранились на левобережье реки Волги и Южном и Тейновском районе. Еловые леса - в междуречье реки Волги и реки Луха. Сосновые боры - на песчаных и супесчаных почвах. Преобладающие породы: береза «35%», сосна «35%», осина «14%», ель «14%», луга занимают около 8% площади, преобладают суходольные луга. Много лугов заболочено.

Установление технических нормативов дороги

1.1 Определение перспективной интенсивности движения

N₀=N₁*K₁+N₂*K₂+N₃*K₃+N₄*K₄+N₅*K₅+N₆*K₆+N₇*K₇+N₈*K₈+N₉*K₉+N₁₀*K₁₀+N₁₁*K₁₁+N₁₂*K₁₂+N₁₃*K₁₃+N₁₄*K₁₄+N₁₅*K₁₅+N₁₆*K₁₆+N₁₇*K₁₇+N₁₈*K₁₈+N₁₉* N₀₌8*2.575+54*1.550+119*2.375+7*2.533+89*1.975+67*2.250+6*2.592+236*2.500+12*2.225+247*2.667+10*1.813+235*1.875+8*1.763+54*1.688+23*2.583+14*2.700+151*2.833+12*2.758+383*1=20.6+83.7+282.625+17.731+175.775+150.75+15.552+590+26.7+658.749+18.13+440.625+14.104+91.152+59.409+32.4+427.783+33.096+383=3521.881 авт/сут.

N₀-приведенная интенсивность движения

N₁, N₂, N_n- заданные интенсивности движения

K₁, K₂, K_n- коэффициенты приведения для различных автомобилей к легковому автомобилю.

1.2 Вычисление расчетной интенсивности движения к легковому автомобилю

N₂₀=N₀*=3521.881авт/сут.

Учитывая расчетную интенсивность движения устанавливаем техническую категорию проектируемой дороги:

Класс - автомобильная дорога обычного типа;

Категория - III (2 полосы)

1.3 Определение пропускной способности полосы движения и числа полос движения

Данные из справочника НИАТ:

А=авт/час - пропускная способность

Для III категории дороги расчетная скорость V=100км/ч

L=l₁+S_т+l₀+l_к - минимальное расстояние между автомобилями

l ₁ - путь пройденный автомобилем за время реакции водителя(t=1c - время реакции водителя)

l ₁===27.78м.

l ₀ - длина автомобиля

S_т - тормозной путь

l _k - расстояние между остановившимися автомобилями (от 5 до 10м)

S_t=Кэ*V²/254(ц + й)

Кэ - коэффициент сцепления с покрытием дороги, сухое асфальтобетонное покрытие.

Кэ_лег=1,2 К_гр=1,4

ц=0,5-коэфициент сцепления с покрытием дороги, сухое асфальтобетонное покрытие.

i- уклон местности i=0 (ровный участок)

Расчет для легкового автомобиля.

l₁=27.78 м

St_л=

L_л=27,78 м+94,49 м+4,735 м+10 м=137,005 м

А_л=

Расчет для грузового автомобиля.

St_гр=

L_гр=27,78 м+110,24 м+7,366 м+10 м=155,386 м

А_гр=

Определение числа полос движения.

n=б*N_прив/Z*P

б-коэффициент перехода от суточной интенсивности к часовой б=1

P=900_авт/ч- пропускная способность одной полосы движения (из таблицы)

Z=0.6-расчетный уровень загрузки движения

n=0,1* (2 полосы движения)

i_m

_ax=0.184-0.01=0.174%=174‰

Для МАЗ -5549

Pa=

Pw=

D=

i_max=0.11-0.02=0.090%=90‰

Для Икарус-280

Pa=

Pw=

D=

i_max=0.095-0.02=0.075%=75‰

1.6 Определение расстояния видимости на проектируемой дороге

1.6.1 Определение видимости поверхности дороги

Sв=l₁+St+l₀

Sв0,053+-расстояние видимости дороги

l₁-путь пройденный за время реакции водителя

St-тормозной путь

l₀-(5-10м)

l₁=V*t/3.6

V-скорость автомобиля

t-время реакции =1с

Для МАЗ 5549

St=

l₁=

Sв=8,3м+9,92м+10м=28м

Для Икарус-280

St=

l₁=

Sв=11,1м+17,6м+10м=38,7м39м

1.6.2 Определение видимости при обгоне

Sв=l₁+2*l₂+l₃+l₀

l₂=V₁*(St₁-St₂)/V₁-V₂ l₃/V₃=2*l_2/V₁ l₃=V₃/V₁*2*l₂

V₁=60км/ч V₂=30км/ч V₃=40км/ч

Для ВАЗ 2106

l₂=

l₃=

Sв=16,6м+2*49м+65,28м+10м=189,8190м

Для МАЗ 5549

l₂=

l₃=

Sв=8,3м+2*49,5м+79,2м+10м=196,5м

V₁=40км/ч V₂=30км/ч V₃=60км/ч

Для Икарус 280

l₂=

l₃=

Sв=11,1м+2*31м+93м+10м=176,1м176м

1.6.3 Определение видимости встречного автомобиля

Для ВАЗ 2106

Sв=2*l₁+St₁+St₂+l₀ (м)

Sв=2*2,5м+34м+9,92м+10м=103,92104

Для Икарус 280

l₁=(V₁+V₂)/3.6*t=(40км/ч+30км/ч)/3.6*1c=19,4м19м

Sв=2*19м+17,6м+9,92м+10м=75,5276м

Для МАЗ 5549

l_117v=(V₁+V₂)/3.6*t=(50км/ч+40км/ч)/3.6*1c=25м

Sв=2*25м+27,5м+17,6м+10м=105,1м

1.6.4 Определение боковой видимости автомобиля.

t=Sв/V_авт=S_бок/V_пеш

S_бок= V_пеш/V_авт*Sв

Для ВАЗ 2106

S_бок=17м

Для Икарус 280

S_бок=

Для МАЗ 5549

S_бок==

1.7 Определение минимального радиуса кривых в плане

1.7.1 Определение минимального радиуса кривой без учета виража

R_min=V²/127*(µ-i_n)

V-расчетная скорость движения (км/ч)

µ- коэффициент поперечной силы, принимаемый равным 0,15 для 2-5 категории дороги

i_n-поперечный уклон двускатного поперечного профиля проезжей части.

i_n=20‰

Для ВАЗ 2106

R_min=

Для МАЗ 5549

R_min=

Для Икарус 280

R_min=

1.7.2 Определение минимального радиуса кривой с учетом виража.

R_вир=V²/127*(µ-i_в)

i_в=40‰

Для ВАЗ 2106

R_вир=

Для МАЗ 5549

R_вир=

Для Икарус 280

R_вир=

1.7.3 Определение минимального радиуса в ночное время

R=30*Sв/2

Sв-расстояние видимости поверхности дороги

б-угол расхождения пучка света фар (б=2)

Для ВАЗ 2106

R=

Для МАЗ 5549

R=

Для Икарус 280

R=

1.8 Определение вертикальных кривых в продольном профиле

1.8.1 Определение радиуса вертикальной кривой выпуклой

R_вн=(Sв)²/2d

d-возвышение глаза водителя над поверхностью дороги

d=1,2-для ле6гкового автомобиля и грузового

Для ВАЗ 2106

R_вн=

Для МАЗ 5549

R_вн=

Для Икарус 280

R_вн=

1.8.2 Определение радиуса вертикальной кривой вогнутой

R_вогн=V²/13 К

К-коэффициент дополнительного центробежного ускорения. Из условий допустимой перегрузки рессор, чтобы центробежное ускорение не превышало 0,5-0,7 м/с²

Для ВАЗ 2106

R_вогн=

Для МАЗ 5549

R_вогн=

Для Икарус 280

R_вогн=

2.2 2.3 Расчет элементов кривых в плане трассы

Вычисление элементов закругления плана трассы.

Для 3-категории дороги назначаем R=600м. Измерив угол поворота б=68°30 определяем элементы кривой Т_кк К_кк Д_кк Б_кк

Из таблицы № 1 Митина «Для разбивки кривых на автомобильных дорогах.

При R=1м.

Т_кк=0,68088м К_кк =1,19555м Д_кк=0,16621м Б_кк=0,20979м

При R=600м.

Т_кк=408,528м К_кк =717,33м Д_кк=99,726 м Б_кк=125,874м

Контроль № 1

Д=2Т-К=2*408,528-717,33=99,726м

Из таблицы № 6 находим ?Т и ?Б

При R=600м. L=120м.

?Т=60,66м.

?Б=1,20м.

По формуле ?Д=2?Т-?L находим ?Д

?Д=2*60,66-120м=1,32м.

К_кк=рRб/180°

К_кк=

Т_ск= Т_кк+?Т=408,528+60,66=469,188м.

Б_ск= Б_кк+?Б=125,874+1,20=127,074м.

Д_ск= Д_кк+?Д=99,726+1,32=101,046м.

К_ск= К_кк+L=717,33+120=837,33м.

НЗ=_пкВУ-Т_ск=1200-469,188=730,812м.

НКК= _пкНЗ+L=730,812+120=1568,142м.

КЗ=_пкНЗ+К_ск=730,812+837,33=1568,142м.

ККЗ=_пкКЗ-L=1568,142-120=1448,142м.

Контроль № 2

_пкКЗ= _пкВУ+ Тск-Дск

_пкКЗ=1200+469,188-101,046=1568,142м.

Вычисления элементов закругления плана трассы по формулам.

Определение тангенса круговой кривой

Т_0кк=R*tgб/2

Т_0кк=600*tg

Биссектриса

Б_0кк=R/cosб/2-R

Б_0кк=600/cos

Круговая кривая.

К_0кк=рRб/180°

К_0кк=

Домер

Д_0кк=2Т_кк-К_кк

Д_0кк+2*408,52-717,33=99,72м.

L- Определяем по таблице СНИП 205.02-85

При R=600 L=120м.

Определяем параметры переходной кривой

C=R*L

C=600*120=72000м.

Угол между касательной в конце переходной кривой и тангенсом определяем по формуле

ф=L/2R

ф=

переводим рад > град

0,1 рад=5,73°

Координаты конца переходной кривой

x₀=L-L⁵/40C²+L⁹/3456C⁴

x₀=120-

+

y₀=L³/6C-L⁷/336C³+L¹¹/42240C⁵

y₀==4-2.85*10^-10+0.000000905=3.99999

Сдвижка Р определяется по формуле

Р=y₀-R*(1-cosф)

P=3.999-600(1-cos 5.73°)=3.999-2.999=1м.

Параметр t

t=x₀-R*sin ф

t=119.88-600*sin5.73=59.97м.

Дополнительный тангенс ?t

?t=x₀-R*sin ф+P*rg б/2

?t=119.88-600*sin 5.73°+1*tg =119.88-59.90444+0.680875=60.66м.

Приращение биссектрисы.

Б_р=Р/cosб/2

Б_р=

Основные элементы составной кривой.

Т_ск=Т_0кк+?t=408,52+60,66=469,18м.

Б_ск=Б_0кк+Б_р=12,87+1,20979=127,079м.

Центральная круговая

К₁=р*R*(б-2ф)/180°

К₁=

Длина составной кривой

К_ск=К₁=2*L

К_ск=597,3214,+2*120=837,33м.

Домер составной кривой

Д_ск=2Т_ск-К_ск

Д_ск=2*469,18-837,33=101,04м.

Контроль по домерам

Д_ск=Д_0кк-?Д

?Д=2*?t-L

?Д=2*60,66-120=1,32м.

Д_ск=99,72+1,32=101,04м.

Измерив угол поворота в=62°40 определяем элементы кривой Т_кк К_кк Д_кк Б_кк

Из таблицы № 1 Митина «Для разбивки кривых на автомобильных дорогах.

При R=1м.

Т_кк=0,60881м К_кк =1,09374м Д_кк=0,12388м Б_кк=0,16075м

При R=600м.

Т_кк=365,286м К_кк =656,244м Д_кк=74,328 м Б_кк=69,45м

Контроль № 1

Д=2Т-К=730,572-656,244=74,328м

Из таблицы № 6 находим ?Т и ?Б

При R=600м. L=120м.

?Т=60,58м.

?Б=1,18м.

По формуле ?Д=2?Т-?L находим ?Д

?Д=2*60,58-120м=1,16м.

К_кк=рRб/180°

К_кк=

Т_ск= Т_кк+?Т=365,286+60,58=425,866м.

Б_ск= Б_кк+?Б=96,45+1,18=97,63м.

Д_ск= Д_кк+?Д=74,328+1,16=75,508м.

К_ск= К_кк+L=7656,244+120=776,244м.

НЗ=_пкВУ-Т_ск=4100-425,866=3674,134м.

НКК= _пкНЗ+L=3674,124+120=3794,134м.

КЗ=_пкНЗ+К_ск=3674,134+776,244=4450,378м.

ККЗ=_пкКЗ-L=4450,378-120=4330,378м.

Контроль № 2

_пкКЗ= _пкВУ+ Тск-Дск

_пкКЗ=4100+4250866-75,508=4450,37м.

Вычисления элементов закругления плана трассы по формулам.

Определение тангенса круговой кривой

Т_0кк=R*tgб/2

Т_0кк=600*tg

Биссектриса

Б_0кк=R/cosб/2-R

Б_0кк=600/cos

Круговая кривая.

К_0кк=рRб/180°

К_0кк=

Домер

Д_0кк=2Т_кк-К_кк

Д_0кк+2*365,284-656,24=74,328м.

L- Определяем по таблице СНИП 205.02-85

При R=600 L=120м.

Определяем параметры переходной кривой

C=R*L

C=600*120=72000м.

Угол между касательной в конце переходной кривой и тангенсом определяем по формуле

ф=L/2R

ф=

переводим рад > град

0,1 рад=5,73°

Координаты конца переходной кривой

x₀=L-L⁵/40C²+L⁹/3456C⁴

x₀=120-+

y₀=L³/6C-L⁷/336C³+L¹¹/42240C⁵

y₀==4-2.85*10^-10+0.000000905=3.99999

Сдвижка Р определяется по формуле

Р=y₀-R*(1-cosф)

P=3.999-600(1-cos 5.73°)=3.999-2.999=1м.

Параметр t

t=x₀-R*sin ф

t=119.88-600*sin5.73=59.97м.

Дополнительный тангенс ?t

?t=x₀-R*sin ф+P*rg б/2

?t=119.88-600*sin 5.73°+1*tg =60.58м.

Приращение биссектрисы.

Б_р=Р/cosб/2

Б_р=

Основные элементы составной кривой.

Т_ск=Т_0кк+?t=365,284+60,58=425,86м.

Б_ск=Б_0кк+Б_р=96,45+1,17=97,62м.

Центральная круговая

К₁=р*R*(б-2ф)/180°

К₁=

Длина составной кривой

К_ск=К₁=2*L

К_ск=535,89+2*120=776,24м.

Домер составной кривой

Д_ск=2Т_ск-К_ск

Д_ск=2*425,86-776,24=75,50м.

Контроль по домерам

Д_ск=Д_0кк-?Д

?Д=2*?t-L

?Д=2*60,58-120=1,16м.

Д_ск=74,328+1,16=75,48м.

Производим расчет румбов

Определим азимуты углов

А 175°00

243°30

180°50

Так как углы находятся в 1 2 и 3 четвертях то расчет ведем по формулам

r ЮВ 5°00

ЮЗ 36°30

Юз 0°50

2.4 Определение расстояния между углов.

S₁= _пкВУ1 - _пкНТ=1200-0,00=1200м.

S₂= _пкВУ2- _пкВУ1+Д_ск1=4100-1200+101,046=3001,046м.

S₃= _пкКТ- _пкВУ2+Д_ск2=4800-4100+75,508=775,508м.

Определение длины прямого участка

Пр1= _пкНЗ- _пкНТ=730,81-0,00=730,81м.

Пр2= _пкНЗ ВУ2- _пкКЗ ВУ1=3674,13-1568,14=2105,99м.

Пр3= _пкКТ- _пкКЗ ВУ2=349,63м.

Контроль №3

Пр1+Пр2+Пр3+К_ск1+К_ск2 =S₁ +S₂+S₃-(Д_ск1-Д_ск2)

730,81+2105,99+349,63+837,33+776,24=1200+3001,046+775,508-(101,046+75,508)

4800,00=4800,00

Контроль № 1

Д=2Т-К=2*408,528-717,33=99,726м

Контроль № 2

_пкКЗ= _пкВУ+ Тск-Дск

_пкКЗ=1200+469,188-101,046=1568,142м.

Контроль №3

Пр1+Пр2+Пр3+К_ск1+К_ск2 =S₁ +S₂+S₃-(Д_ск1-Д_ск2)

730,81+2105,99+349,63+837,33+776,24=1200+3001,046+775,508-(101,046+75,508)

4800,00=4800,00

Схема закрепления трассы

Ведомость отметки земли