Московский ГуманитарныйТехникум Экономики и Права
Курсовая работа
«Проектирование трассы накарте и продольного профиля»
Москва — 2009
I. Определение категории дороги
1.Климатическая характеристика места положения трассы
1.1Описание расположения области
Вологодскаяобласть расположена на северо-востоке Восточно-Европейской равнины, рельефздесь холмистый — чередуются низменности (Прионежская, Молого-Шекснинская), гряды(Андогская, Белозерская, Кирилловская) и возвышенности (Андомская, Вепсовская,Вологодская, Галичская, Верхневажская). На востоке области — Северные Увалы.Для области характерен умеренно — континентальный климат с продолжительнохолодной зимой, относительно коротким теплым летом. Средняя температура январяна западе области -11°, на востоке -14°; июля соответственно +16° и +18°.Период с положительными температурами составляет 195-210 дней. Средняя годоваясумма осадков всех видов — 480-500 мм на востоке области и 560-600 мм — на западе, что намного больше величины испаряемости.
Почвы насевере подзолистые, на юге дернисто-подзолистые. Часто встречаютсяподзолисто-глеевые, дерново-карбонатные, болотные, аллювиальные почвы.
Основнаячасть территории области (81%) занята лесами. Таежные леса занимают 65%, болота- 12% территории Вологодской области. В составе лесов преобладают хвойныепороды -ель и сосна, на востоке появляются лиственница и пихта, повсеместно — береза, ольха, осина, разнообразный состав кустарников и трав. Общий запасдревесины оценивается в 1609 млн. куб.м, из них 843 млн. куб.м хвойные породы.
Полезныеископаемые. Геологическое строение Вологодской области определяет состав полезныхископаемых — преобладание нерудных и почти полное отсутствие рудных. Разведанысущественные запасы минерального сырья для обеспечения потребностипромышленности. В основном это строительные материалы: известняк, доломиты,мергель, песок, гравий. Широко распространены различные виды глин, торф,сапропель, поваренные соли, болотные железные руды.
1.2Среднемесячная температура по месяцам
Месяцы I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Среднемесячные температуры -11,8 -11,4 -6,4 2,1 9,5 14,4 16,9 14,7 9,0 2,5 -3,6 -9,2
1.3 Высотаснежного покроваМесяцы X XI XII I II I II III I II III I II III I II III I II III Высота, см • • 2 4 6 12 16 20 24 30 35 39 45 50 51 Месяцы III IV V VI I II III I II III I II III I II III Высота, см 52 53 52 37 22 7 • •
1.4Среднемесячное количество осадковМесяцы I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Кол-во осадков, мм 31 23 28 30 46 66 70 67 63 46 35 35
1.5Господствующее направление ветров
ЯнварьНаправление С СВ В ЮВ Ю ЮЗ З СЗ Повторяемость 12 5 4 16 16 20 13 14 Скорость ветра 5,2 4,0 4,9 6,0 5,8 5,9 5,1 5,0
ИюльНаправление С СВ В ЮВ Ю ЮЗ З СЗ Повторяемость 14 18 6 8 8 14 15 17 Скорость ветра 4,6 4,0 3,7 3,7 3,7 4,4 3,7 4,3
2. Определение категории дороги
Nпр = ∑Nлегkлег+ ∑Nгрузkгруз + ∑Nавтkавт Состав движения Интенсивность движения Расчетная скорость, км.ч k ∑N∙k в % от общей в авт.сут Легковые автомобили ВАЗ 16 677 95 1 677 ГАЗ 24 1015 90 1 1015 Грузовые автомобили ГАЗ 15 634 65 1.5 951 ЗИЛ 5 212 60 2.0 424 МАЗ 7 296 60 2.5 740 КАМАЗ 18 761 65 2.5 1902,5 Автобусы 15 635 50 2.0 1270 Все виды транспортных средств 100 4230
Nпр = 6979.5
6946.5
Дорога IIкатегории
II. Расчет параметров элементов плана и профиля с расчетнымисхемами
1.Определение ширины проезжей части
Вп=(а+с)/2+х+у,где Вп – ширина полосы движения
Определимширину полосы движения для автобуса:
х=у=(1+0,01*50)/2=0.75м, где
х – просветмежду идущими автомобилями
у –расстояние от кромки проезжей части до оси колеса автомобиля
а – габаритавтомобиля, м
с – ширинаколеи автомобиля, м
а=2,5м (дляавтобуса)
с=2,15м (дляавтобуса)
V=50м/c
Вп=(2.5+2.15)/2+0.75+0.75=3.825м
Впч – ширинапроезжей части, м
Впч=2*Вп;
Впч=2*3.825=7.65м
Bоб–ширинаобочины
Bоб=2,5м
Bзп–шириназемляного полотна
Bзп=2* Bоб+Впч
Bзп=2*2,5+7,65=12,65
Итоговаятаблица:Технический показатель Единицы измерения по СНиП 2.05.02-85 По расчету Принято Категория дороги - ΙΙ ΙΙ ΙΙ Число полос движения шт. 2 2 2 Ширина полосы движения м 3,75 3,875 3,75 Ширина проезжей части м 7,5 7,65 7,5 Ширина обочины м 3,75 2,5 3.75 Ширина земляного полотна м 15 12,65 15
2. Определениепредельного продольного уклона
Динамическийфактор автомобиля: D=(Pt-Pw)/G,
Pt – полнаясила тяги
Pw –сопротивление воздушной среды
G – весавтомобиля
imax=D-fv,где fv – коэффициент сопротивления качения
fv=f0*(1+0,01(v-50))
f0 дляасфальтобетона =0,01
fвазv=0,01*(1+0,01*(95-50))=0,0145
fгазv=0,01*(1+0,01*(90-50))=0,014 Dваз=0,06 Dгаз=0,08
fгазгрv=0,01*(1+0,01*(65-50))=0,0115 Dгаз гр=0,055
fзилv=0.01*(1+0.01*(60-50)=0,011 Dзил=0,03
fмазv=0,01*(1+0,01*(60-50))=0,011 Dмаз=0,03
fкамазv=0,01*(1+0,01*(65-50))=0,0115 Dкамаз=0,03
fавтv=0,01*(1+0,01*(50-50))=0,01 Dавт=0,04
iвазmax=0,0455
iгазmax=0,066
iгазгрmax=0,0435
iзилmax=0,019
iмазmax=0,019
iкамазmax=0,0185
iавтmax=0,03
Выбираеммаксимальное значение: imax=0,0185
3.Определение наименьших радиусов кривых в плане и продольном профиле.
3.1Определение наименьшего радиуса кривой в плане.
Rmin=v2/(127*(µ±iпопер)),
где µ — коэффициент поперечной силы
iпопер –поперечный уклон
Рассчитаемнаименьший радиус кривой без виража:
µ=0,07 iпопер=0,02V=95м/c
Rmin=1421 м
При значениирадиуса поворота меньше 2000 м для улучшения устойчивости автомобилярекомендуется устраивать вираж.
Определимнаименьший радиус кривой с виражом:
µ=0,15 iпопер=0,04V=95м/c
Rmin=374м
По СНиП дляΙΙ категории автомобильной дороги Rmin=800 м
3.2 Определение длины переходной кривой
Для обеспеченияплавности поворота при движении автомобиля с постоянной скоростью, равнойскорости на прямом участке, нужно чтобы центробежное ускорение нарасталопостепенно.
Lп.к.=v3/(47*I*Rвир)=v3/(23,5*Rвир)
Lп.к.=97,6 м
3.3 Определение расстояния видимости.
Дляобеспечения безопасности движения водителю должна быть обеспечена возможностьвидеть поверхность проезжей части на расстоянии S необходимое для остановкиавтомобиля.
Sп=lр+St+lзб
lp – путьпройденный автомобилем за время реакции водителя
lp=(v*tp)/3,6при v≥100 км/ч tp=2,4 с, при v
lp=(95*1,6)/3,6=42,2м
St –тормозной путь
St=(ke*v2)/(254*φ)
ke ––коэффициент надежности тормозов
ke= 1,2
φ –коэффициент продольного сцепления
φ=0.4
St=(1,2*9,52)/254*0.4=106.6
lзб – зазорбезопасности
lзб=5 м
Sп=106.6+42.2+5= 153.8м
По СНиП дляΙΙ категории автомобильной дороги Sп=250 м
3.4Определение радиусов вертикальных кривых в продольном профиле
а)Определение радиуса вертикальных выпуклых кривых:
Определяем изусловия обеспечения видимости поверхности дорожного покрытия
d – высотаглаза водителя легкового автомобиля над поверхностью дороги = 1,2 м
Rвып=S2п/(2*d)(м)
Rвып=2502/(2*1,2)=26041.6666=26042м
По СНиП дляΙΙ категории автомобильной дороги Rвып=15000 м
Выпуклаякривая
/>
б)Определение радиуса вертикальных вогнутых кривых:
Определяем изусловия видимости поверхности проезжей части дороги при свете фар.
Rвогн=Sп2/2*(hф+Sп*tgα)
α = 2-30
hф лег –высота фар автомобиля, м = 0,7 м
Rвогн=2002/2*(0,7+200*tg20)=3180 м
По СНиП дляΙΙ категории автомобильной дороги Rвогн=5000 м.
/> />
Вогнутая кривая
Итоговая таблица:№ Технические показатели ед. измерен. по СНиП по расчету принято 1 Категория дороги м ΙΙ ΙΙ ΙΙ 2 Ширина полосы движения м 3,75 3,825 3,75 3 Ширина проезжей части м 7,5 7,65 7,5 4 Ширина обочины м 3.75 3,75 5 Ширина земляного полотна м 15 12,65 15 6 Расчетная скорость км/ч 120 120 120 7 Наименьшее расстояние видимости м 250 153.8 250 8 Наименьшие радиусы кривых в плане Без виража м 2000 1421 2000 С виражом м 800 374 800 9 Наименьшие радиусы вып. и вогн. кривых Rвып м 15000 26042 15000 Rвогн м 5000 3180 5000 10 Длина переходной кривой м 120 97.6 120
III. Проектирование трассы на карте и продольного профиля
1. Требованияк нанесению трассы
1) Трассадолжна быть max приближена к воздушной линии;
2) Трассадолжна пересекать min число водных преград, автомобильных и железных дорог;
3) Прокладкатрассы должна вестись через непригодные для с/х нужд земли, в обход населенныхпунктов, лесных массивов и других ценных объектов;
4) Чтобыожидаемые объемы земляных работ были min должен учитываться рельеф местностипри прокладке линии.
5) В одномуровне разрешается устраивать пересечения дорог 2 категории с дорогами 4 и 5категории, а так же дорог 3,4 и 5 категорий между собой.
Нанесениевоздушной линии:
К=Lтр/Lвоз л=>1
К=12,35/12,1=1
Разбивкакруговых кривых:
Д – домер
Т – тангенс
К – кривая
Б –биссектриса
R – радиус
Р – прямаявставка
Д=2Т-К
Т=R*tgα/2
К=(π*R*α)/1800
Б=R*(sec(α/2)-1)=Т2/2*R
Итоговаятаблица:Показатели Единицы изм. Трасса 1 Длина воздушной линии м 12,1 2 Длина трассы м 12,35 3 Количество поворотов шт. 1 4 Количество пересечений (с ж/д, а/д, водными препятствиями) шт. 2 5 Количество мостов и путепроводов шт. 1
2. Проектированиепродольного профиля
2.1Определение отметок поверхности земли
Определяемотметки поверхности земли для всех пикетов, элементов закругления, а такжеточек на трассе, пересекаемых горизонтально и все пересечения.Точки Высотные отметки, м ПК 0+00 55,00 ПК 0+60 52,50 ПК 1+00 50,00 ПК 1+40 45,00 ПК 1+90 40,00 ПК 2+00 41,00 ПК 2+40 50,00 ПК 2+70 52,50 ПК 3+00 52,90 ПК 3+30 56,00 ПК 3+90 57,50 ПК 4+00 57,67 ПК 4+58 57,69 ПК 5+00 57,71 ПК 6+00 57,86 ПК 6+30 60,00 ПК 7+00 63,00 ПК 7+15 65,00 ПК 8+00 69,17 ПК 8+20 70,00 ПК 8+70 75,00 ПК 8+95 76,67 ПК 9+00 78,33 ПК 9+10 80,00 ПК 10+00 83,57 ПК 11+00 80,71 ПК 11+10 80,00 ПК 11+80 75,00 ПК 12+00 76,00 ПК 12+35 78,00
2.2Определение минимальной допустимой высоты насыпи из условий снегозаносимости
h = Hсн+∆hбр
Hсн – толщинаснежного покрова, м
Hсн = 0,53 м
∆hбр–минимальное возвышение бровки насыпи
∆hбр=0.7м
h = 0,55+0,7= 1,25м
2.3 Основныетребования к проектной линии
а) Дляпостроения проектной линии задаются руководящей рабочей отметкойснегозаносимости;
б) Впониженных точках рельефа, где предполагается скопление воды предусматриваютводопропускные трубы. Внутренним диаметром 1,5 м, внешним 2 м и высотой земли над трубой 0,5 м;
в) Наибольшийпродольный уклон должен быть не более допустимого;
г) Приналичии пересечения трассы с автомобильными или железнодорожными дорогамипроектируется путепровод./> />
/>2.4 Переход из выемки в насыпь
Хлев =(Нлев/(Нлев+Нпр))*L
2.5 Вогнутые и выпуклые кривые
/>
Б = Т2/2*R
Т = R*∆i/2
К = 2*Т
y = х2/2*R
III.Проектирование дорожной одежды
Nпр.общ. = ∑ki*Ni =634*0,055+212*0,111+296*0,563+761*0,498+635*0,288=786.9 авт/сут
Nр =f*Nпр.общ. = 0,55* Nпр.общ. = 0,55*786.9 = 432.8 авт/сут
kc =(qТсл-1)/(q-1)- коэффициент суммирования
kc =12
q = 1,02 –показатель изменения интенсивности движения по годам
Тсл = 10 лет– срок службы
Трдг = 145 –расчетное число расчетных дней в году, соответствующих определенному состояниюдеформации конструкции
kп = 1,49 –коэффициент учитывающий вероятность отклонения суммарного движения от среднегоожидаемого
∑Nр=0,7*Nр *Трдг*kп*kс/qTa-1
∑Nр=0.7*432.8*145*1.49*12/1.48=530712приложений
С = 3,20 –эмпирический параметр для расчетной нагрузки на ось
Определяемминимальный требуемый модуль упругости дорожной одежды
Емин=98,65*(lg(∑Nр)-C)
Емин=98.65*(lg(530712)-3.20)=249
kтрпр = 1,2 –требуемый коэффициент прочности
Еобщ = Емин*kтрпр = 249*1,2 = 298.8 мПа
мелкозернистый асфальтобетон, тип А, h=6 Е=3200 мПа
крупнозернистый пористый асфальтобетон h=8, Е=2000 мПа
щебеньизвестняковый, мелкозернистый, укрепленный битумом h=10, E=450
щебеньизвестняковый h=29, E=350
песок h=30,Е=130 мПа
грунт h=28,E=60 мПа
Список литературы
1. Бабков В.Ф., АндреевО.В. Проектирование автомобильных дорог ч. I и II, -М.: Транспорт, 1987.
2. Автомобильные дороги.Примеры проектирования. /Под. ред. В.С. Порожнякова -М.: Транспорт, 1983
3. СНиП 2.05.02-85Автомобильные дороги. Нормы проектирования. -М.: Госстрой СССР, 1986.
4. Справочникинженера-дорожника. Проектирование автомобильных дорог. -М.: Транспорт, 1989.
5. Антонов Н.М. и др.Проектирование и разбивка вертикальных кривых на автомобильных дорогах. -М.:Транспорт, 1968.