3 страница. Дорожная одежда - это искусственная конструкция в пределах про­езжей части

Дорожная одежда - это искусственная конструкция в пределах про­езжей части автомобильной дороги состоящая из дорожного покрытия и слоев основания, воспринимающая многократно повторяющееся воздей­ствие транспортных средств и погодно-климатических факторов, обеспе­чивающее передачу возникающих усилий на грунт земляного полотна.

Дорожная одежда воспринимает непосредственно вес автомобиля. Поверхность дороги должна быть ровная, не скользкая, прочная, безо­пасная.

Верхний слой покрытия проезжей части назначают и устраивают из наиболее прочных материалов, выдерживающих непосредственное дей­ствие колёс. На поверхности покрытий может быть устроен слой, уста­навливаемый по мере разрушения его из-за движения автомобилей.

Основание должно устраиваться из мелких, при чём нижний слой делают из более дешёвых материалов. Затем морозостойкий слой для от­вода воды.

Исходя из ТДК - IV выбрала тип покрытия -облегчённый; матери­ал для слоев дорожной одежды.

Расчет дорожной одежды допускаемому упругому прогибу.

Определяю расчетную приведенную интенсивность движения:

Np = Кпол * Σ Nm * р * Кприв, (26)

где, Кпол - коэффициент полосы;

Nm - общее число марок автомобилей;

р - процентное содержание автомобилей различных марок;

Кприв - коэффициент приведения.

Находим общее число различных марок автомобилей, исключая лег­ковые:

Кт = N20*р_л/100%, (27)

где N20 - интенсивность движения.

р_л - процентное содержание автомобилей различных марок в общем составе движения.

По таблице для ТКД определяем коэффициенты надежности и прочности (К_н= 0,85; К _пр=0,80).

Находим модуль упругости по формуле:

Е_общ=К_пр*Еф, (28)

где Етр - требуемый модуль упругости;

Кпр - требуемый коэффициент прочности.

Таблица 6 - Исходные данные для расчета дорожной одежды

Марка автомобиля	Процент­ное со­дер­жание, %	Коли­чество, шт	Коэффициент приведения	Доля т-го типа авто­мобилей в составе по­тока
Легковые
ГАЗ 53			0,07	0,29
ЗИЛ 130			0,36	0,33
МАЗ 500			1,00	0,11
КаМАЗ 5320			0,28	0,33
ЛиАЗ			0,58	0,12

Nm=2000*25 / 100%=500 шт.

Np=l*1500*(0.07*0.29+0.36*0.33+1.00*0.11+0.28*0.33+0.58*0.12)= =1500*0.4111 = 617ед/сут

По номограмме определяем требуемый модуль упругости на поверх­ности дорожной одежды: Етр=195МПа; Етабл=125МПа. Для расчета при­нимаем большее значение Етр=195МПа.

Еобщ=0,80* 195=156 МПа

Принимаем конструкцию дорожной одежды и назначаем минималь­ную толщину каждого слоя дорожной одежды исходя из требуемого мо­дуля упругости, определяем общую толщину верхних слоев дорожной одежды.

Конструктивные слои: 1. Покрытие:

а) плотный мелкозернистый асфальтобетон, тёплый, марка битума БНД 130/200;

б) Пористый асфальтобетон, тёплый, марка битума БНД 130/200;

2. Основание:

в) щебень фракционированный I-III класса прочности из горныхпрочных пород;

3. Дополнительный слой:

г) песок мелкий;

4. Грунт земляного полотна

д) суглинок непылеватый

По номограмме из пособия для расчета дорожной одежды выпол­няем расчёт слоев: 1 слой

Таблица - Ведомость слоев дорожной одежды варианта 1

№ слоя	Материал	Модуль упру­гости	Толщи­на	h/д	Еобш/Е	Е2/Е1	Общий модуль упру­гости
	Асфальтобетон мелкозернистый			0,09	0,1	0,1
	Асфальтобетон пористый			0,13	0,12	0,085	127,5
	Щебень фрак­ционированный			0,62	0,28	од	ПО
	Песок мелко­зернистый				0,52	0,13
	Грунт земляного полотна суглинок непылеватый

Ход расчетов аналогичен предыдущему расчету, только необ­ходимо изменить песок мелкозернистый на среднезернистый.

Таблица Ъ - Ведомость слоев дорожной одежды варианта 2

№ слоя	Материал	Модуль упруго­сти	Толщи­на	h/д	Еобщ/Е	Е2/Е1	Общий модуль упру­гости
	Асфальтобетон мелкозерни­стый			0,09	од	од
	Асфальтобетон пористый			0,13	0,12	0,085	127,5
	Щебень фрак­ционированный			0,62	0,28	од	ПО
	Песок средне-зернистый				0,43	0,13
	Грунт земляного полотна суглинок непылеватый

Экономическое сравнение вариантов

Определяем стоимость слоя песка по формуле:

Со = С + (h-20) *ΔС * 2,01 * i, (29)

где С - стоимость устройства 1 м слоя из песка толщиной 20 см (для мелкого С=0,91 р/м);

h - толщина слоя;

ΔС - стоимость изменения толщины слоя на 1 см (для мелкого на 0,08 р/м²);

i - индекс цен, он равен 537,22.

Со = 0,91 + (49 -20) * 0,08 * 2,01 * 537,22= 2506,07

3.5 Искусственные сооружения

Искусственное сооружения - наиболее сложная часть автомобиль­ных дорог. Их выполняют двух видов: возводимые над поверхностью мосты различных типов и водопропускные трубы, установленные через водотоки и другие препятствия, под поверхностью земли на пересечении с дорогой высоких холмов.

Дорога, переходя на местности, пересекает водотоки с постоянным течением воды (реки, ручьи) и периодически, возникающие после лив­ней, дождей и таяния снега временные водотоки, вызывающие тальвеги, овраги и другие понижения местности.

Для перехода через реки и ручьи в зависимости от расхода воды со­оружают мосты и водопропускные трубы.

Мостом называют сооружение, соединяющее участки дороги, прохо­дящие по обе стороны реки. Мосты состоят из опор и пролетного строе­ния.

Пролетное строение поддерживает проезжую часть, по которой про­ходит движение автотранспорта, и передает вес транспортных средств и вес собственной конструкции на опоры, построенные на прочных слоях грунтов, находящихся всегда в неизменном состоянии и залегающих ни­же границы промерзания грунтов.

При небольших расходах воды в паводок тальвеги или речные доли­ны пересекают насыпями, в которых устраивают трубы.

Все данные, полученные при расчете труб и мостов заносят в табли­цу.

3.5.1 Расчет искусственных сооружений.

Таблица 9 - Исходные данные для расчета трубы

Наименование искусственного сооружения	Ливневой район	Уклон лога,	Площадь водосбора, КМ^2	Грунт
труба			0,55	суглинок

Определяем ливневый расход:

Q_л= 16,7* а_ч* К_t* F* α*φ, (30)

где а_ч— часовая интенсивность ливня (0,75);

K_t – коэффициент перехода от часовой интенсивности ливня к рас­четной (3,02);

α - коэффициент потерь стока (0,6);

φ- коэффициент редукции (0,65);

F - площадь водосбора.

Q_л = 16,7* 0,75* 3,02* 0,55*0,6*0,65 = 8,11 м³/сек

Определяем расход талых вод по формуле:

Q_T=(F*h_p*K_o/(F+l)ⁿ)δ_l* δ₂, (30)

где h_p – расчётный слой суммарного стока талых вод (113):

h_p= h * Кр

К_о - коэффициент дружности половодья(0,01);

n- показатель степени для равнинных водосборов (0,17);

δ_l, δ₂ - коэффициенты учитывающие снижение расхода при наличии озёр, заболоченности (1,0).

Q_T=(0,55* 113*0,01 /(0,55 + 1)^0,17)1 * 1=0,57м³/сек

Определяем общий объём ливневого стока по формуле:

где а_ч- часовая интенсивность ливня (мм/мин);

K_t - коэффициент перехода от часовой интенсивности ливня к рас­четной (3,02);

α - коэффициент потерь стока (0,6);

φ- коэффициент редукции (0,65);

F - площадь водосбора.

5517,24 м³

Подбираем сечение и размеры водопропускной трубы для Q_P=Q_max

Получаем такие показатели для трубы как Н и V.

При выборе режима работы трубы следует учитывать, что наиболее безопасным является безнапорный режим (истечение воды свободное) с обеспечением возвышения высшей точки внутренней поверхности трубы над поверхностью воды, при котором возможно проплывание через трубу некрупных предметов. Или когда Н<1,2 d_тр

При d=2,0м, Н=2,06м, V=4,6м³/c

1,2*2,0-2,4 2,06<2,4 условие выполняется, труба работает в безнапорном режиме. Принимаем одноочковую трубу d=2,0м, Н=2,06м, V=4,6 м³/c

Определяем минимальную высоту насыпи при безнапорном режиме по формуле:

Н_min=Н_нас+Н_л, (33)

где Н_нас - высота насыпи;

Н_л - отметка лога(9160,7).

Н_нас = d+ δ + Δ+д/о, (54)

где d- диаметр трубы (2,0);

δ - толщина стенок трубы (0,2 м);

Δ - минимальная засыпка над трубой (0,5м);

д/о - толщина дорожной одежды (0,49 м).

Н_нас=2,0+0,2+0,5+0,49=3,19 м

H_min=3,19+160,7=163,89 м

Определяем длину водопропускной трубы: (35)

L=[((0.5*B+m*(Н_нac-d))/(l+m*i))+((0.5*B+m*(H_нac-d))/(l-m*i))+n]*l/sinα,

где В- ширина земляного полотна;

m - заложение откосов (1,5);

i - уклон трубы (в данном случае равен уклону лога);

n - толщина оголовка (0,35м);

а - угол пересечения оси трубы с осью автомобильной дороги.

L=[((0,5*10+l,5*(3.19-2))/(l+l,5*0,015))+((0.5*10+l,5*(3,19-2))/(l-l,5*0,015))+0,35]*l/sin90=13,97м.

Расчет малого моста

Таблица 10 - Исходные данные малых мостов

Наименование искусственного сооружения	Расчётный расход;	Kt	ач	F, км^2	α	φ	Vдоп
мост	(0,1)	4,5	0,62	0,56	0,6	0,65	3,0

Рисунок 2

ПК4 158,87 ПК4+60 156,56 ПК5 157,19

L лога=0,4 км

i_л=47%o

По значению отметок определяем величину поперечных уклонов левого и правого склонов:

i₁ = ПК4 - ПК4+60/ 60= 38,5%о

i₂ =ПК5 -ПК4+60/40= 15,75%о

Определяем ливневой расход по формуле:

Q_л= 16,7* а_ч* К_t* F* α*φ, (36)

где а_ч- часовая интенсивность ливня (0,62 мм/мин);

K_t - коэффициент перехода от часовой интенсивности ливня к расчетной (4,5);

α - коэффициент потерь стока (0,6);

φ - коэффициент редукции (0,65);

F - площадь водосбора (0,56 км).

Q_л =16,7 * 0,62* 4,5 * 0,56 *0,6 * 0,65=10,17 м³/сек

Определяем общий объём ливневого стока по формуле:

где а_ч- часовая интенсивность ливня (0,62 мм/мин);

K_t - коэффициент перехода от часовой интенсивности ливня к рас­четной (4,5);

α - коэффициент потерь стока (0,6);

φ - коэффициент редукции(0,65);

F - площадь бассейна (0,56).

= 3832,3 м³

Определяем модуль расхода:

(38)

где Q_p- расчетный расход воды, который равен Q_р= Q_л;

i_л - уклон лога.

м³/сек

Определяем бытовую глубину:

h_б=m *

где m - параметр учитывающий значение коэффициента шероховатости русла;

k - модуль расхода;

I - сумма котангенсов углов наклона поперечных склонов живого сечения, он равен:

I = (1/i_l) + (l/i₂)= (1/0,0385)+(1/0,01575)= 25,97+63,49=89,46

h_б= 0,49* 46,23/89,46=0,39 м

Определяем площадь живого сечения русла по формуле:

W= 0,5 * I *h_б² = 0,5*89,46*0,39² = 6,8 м²

Определяем гидравлический радиус по формуле:

R=0,5 * h_б - 0,5*0,39 = 0,18 м

При гидравлическом радиусе R=0,18 метров и коэффициенте шероховатости русла n= 0,04 скоростная характеристика W=6,9; при ук­лоне лога у сооружения i_л=0,047

Определяем бытовую скорость:

V_б= W * =1,52 м/сек

Находим расход воды:

Q=W*V_б= 6,8*1,52- 10,34 м³/сек

Сравниваем полученный расход с расчётным, разница должна быть не более 5%:

Q_p-Q<0.05*Q_p

2%<5%

Устанавливаем схему протекания воды под мостом:

(40)

где V_доп - допускаемая скорость;

а - корректив скорости;

g - ускорение силы тяжести.

h_б< 1,3*hk; 0,39 < 1,2 - условие выполняется, истечение свободное

Определяем глубину потока перед мостом по формуле:

H=hk+V²_доп/2gφ², (41)

Н= 0,92 + (3² / 2*9,81*0,85²) = 1,46 м

Определяем высоту проезжей части моста по формуле:

Нм = 0,88 * Н + h_кон + Н_л, (1,2)

где h_кон - конструктивная высота пролётных строений моста (1,01 м);

Н_л - отметка лога (156,56 м);

Н - глубина потока перед мостом (1,46 м).

Н_м-0,88 * 1,46+1,01 + 156,56= 158,85 м

Определяем длину моста по формуле:

L= в_о+ 2*m*H +Σd +2p*2g, (43)

где в_о-отверстие моста по дну;

Н - высота моста, (2,7 м);

d - ширина промежуточных опор, (0,35м);

р - расстояние от передней грани устоя до основания конуса,(0,1 м);

g -расстояние от задней грани устоя до откоса конуса,(0,15 м).

в_o = B_cp-m*h_б, (44)

m- заложение откосов (1,5);

h_б -бытовая глубина (0,39).

В_ср= Q / h_б*V_доп * Е, (45)

Q - расход воды(10,17 м³);

h_б - бытовая глубина;

V_доп – допускаемая скорость(3,0 м/с);

Е - коэффициент бокового сжатия струи (1).

В_ср-10,17/0,39*3*1 = 8,69 м;

в_о = 8,69-1,5*0,39=8,11 м;

L= 8,11+2*1,5*2,7 + 0,35+2*0,1+2*0,15=17,1 м.

3.6 Обустройство дороги

К обустройству дороги относятся технические средства организации дорожного движения (ограждения, знаки, разметка, сети освещения, све­тофоры).

Дорожные ограждения разделяются на две группы: ограждения барь­ерного и парапетного типа; конструкции перильного типа, сетки.

Барьерные ограждения состоят из стоек и горизонтального бруса или стальной ленты. Высота до 0,75м, они предназначены для предотвраще­ния съездов автомобилей с мостов, с дороги.

Конструкции перильного типа, ограждения и сетки, предназначены для организации пропуска пешеходов и для предотвращения выхода их на проезжую часть, высота перил 1,1м.

На обочинах дорог устанавливают направляющие устройства - сиг­нальные столбики, тумбы со светофорными элементами. Для безопасного движения и информации водителей и пассажиров наносят линию размет­ки и дорожные знаки.

При проектирование автомобильной дороги предусматривают соот­ветствующие оформление и озеленение с учётом природных, хозяйствен­ных особенностей районов прокладки дороги. Основное внимание уде­ляют зелёным насаждениям в виде рядовых, групповых и смешанных по­садок.

Много рядовые зеленные насаждения являются снегозащитными. Ширину полос определяют в зависимости от расчёта снегозаносимости и местных лесорастительных условий.

Озеленение не должно препятствовать видимости на кривых, на пе­реездах через железнодорожную дорогу, на подъездах к мостам, к выем­кам.

Декоративное однорядное или двухрядное озеленение предусматри­вают на участках дороги, где отсутствуют лесные насаждения. При одно­рядной посадке на 1 км требуется 400 саженцев, при двухрядном - 800.

На снегозаносимых участках следует проектировать снегозаносимую площадку. В среднем можно спланировать 9-12 рядов посадки с полевой стороны располагают живую изгородь из кустарников высотой 1м, а за ней на расстоянии 2м располагают вторую полосу кустарников высотой 1,5-2м. со стороны дороги снегозащитную полосу окаймляют живой из­городью из кустарников или плодовых деревьев.

Таблица 11 - Ведомость дорожных знаков

ПК+

Предуп­реждающие знаки

Знаки приоритета

Предписывающие

Запрещающие знаки

Знаки сервиса

Допол. инфор­мации

Кило­метро­вые

Слева

Справа

Слева

Справа

Слева

Справа

Слева

Справа

Слева

Справа

Слева

Справа

Слева

Справа

0+00

1.10

5.28

3+20

1.16.3

7+00

3.16

6.6

10+00

4.4

5.28

15+00

2.6

4.7

3.4

20+00

5.28

22+00

1.16.1

2.7

6.6

5.3

30+00

4.8

5.28

3.7 Охрана окружающей среды

Основным способом эксплуатации автомобильных дорог является пе­редвижение транспортных потоков, что вызывает основные виды загряз­нения окружающей среды.

Нарушение технико-эксплуатационных характеристик автомобильных дорог ведёт к росту всех экологически нормированных параметров и ве­роятности возникновения дорожно-транспортных происшествий. Поэто­му в процессе эксплуатации автомобильная дорога требует регулярных ремонтно-профилактических мероприятий. В их число входит проведе­ние работ по содержанию дорог, текущему, среднему и капитальному ремонтам.

Дорожное строительство часто бывает связано с большими объё­мами земляных работ. На автомобильных магистралях они составляют в зависимости от рельефа местности от 100 до 300 и более тыс.км на километр. Естественно, что такие работы и последующая эксплуата­ция дороги могут вносить значительные изменения в природу и слу­жить причиной нарушения сложившегося в ней экологического рав­новесия и даже активизации опасных явлений. Проектируя дорогу, в ряде случаев можно способствовать улучшению ландшафта, напри­мер, использованием в земляном полотне и дорожных одеждах нако­пившихся за много лет отвалов промышленных отходов металлурги­ческих шлаков, зольных отвалов и так далее. Многие побочные про­дукты промышленности при правильном использовании - сортировке и рациональном расположении в конструкции дороги - являются цен­ными строительными материалами. Нужно лишь учитывать, что чем неоднороднее материал и ниже его сопротивление нагрузкам привод­ным воздействиям, тем более внимательное отношение к нему и тех­нический контроль необходимый при строительстве.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Мной выполнен курсовой проект на тему «Проект участка автомобильной дороги».

Участок автомобильной дороги IV технической категории, находящийся в Беларуси Гродненской области, запроектирован согласно ТКП 45-3.03-19-2006(02250).

Пересечения и примыкания запроектированы в одном уровне.

Земляное полотно запроектировано с учётом категории дороги, высоты насыпи и глубины выемки, свойств грунтов, природных условий для Гродненской области, и особенностей инженерно-геологических условий участка строительства.

Для проектирования земляного полотна от переувлажнения поверхностными водами в проекте предусмотрены устройства водоотводных канав.

Конструкции дорожной одежды были рассчитаны исходя из транспортно-эксплуатационных требований для IV технической категории и с учётом интенсивности движения и состава автотранспортных средств. Из двух вариантов был выбран один, как более экономичный.

ЛИТЕРАТУРА

7. Антонов Н.М. Проектирование вертикальных кривых в продольном про­филе автомобильных дорог.- М.Транспорт, 1979.

8. Бабков В.Ф., Андреев О.В. Проектирование автомобильных дорог. 4.1. -М.: Транспорт, 1987

9. Бабков В.Ф. и др. Автомобильные дороги. Проектирование и строитель­ство / В.Ф. Бабков, В.К. Некрасова, Г.В. Щилиянова. - М.: Транспорт, 1973.

10. Геодезия: Учебник для вузов по специальности «Архитектура» /С.Ф. Бога-тов, В.Ф. Перфилов, Р.Н. Скогорева и др.- М.: Высш. шк., 1988.

11. Лавриненко Л.Л. Изыскания и проектирование автомобильных дорог.-М.: Транспорт, 1991.

12.Митин Н.А. Таблицы для подсчета объемов земляного по­лотна автомобильных дорог.- М.: Транспорт, 1977. В.Митин Н.А. Таблицы по разбивке горизонтальных и вертикальных круговых кривых и закруглений с переходными кривыми на автомобильных дорогах. - М.: Недра, 1978.

Дата добавления: 2015-07-19