ПРОЕКТИРОВАНИЕ УЧАСТКА АВТОМОБИЛЬНОЙ ДОРОГИ

Федеральное  агентство  по образованию

БПОУ  ВО  «Череповецкий строительный колледж имени А. А. Лепехина»

  Специальность 270831  «Строительство и  эксплуатация                   

                                                                        автомобильных дорог и аэродромов»

ПРОЕКТИРОВАНИЕ УЧАСТКА АВТОМОБИЛЬНОЙ ДОРОГИ

КП.270831.00.00.00.00 ПЗ

Руководитель:  Смирнова Н.О.,

преподаватель спец. дисциплин

Подпись_______________

Выполнил:    Чабриков А   ,

студент группы 301

Подпись_______________

ОБРАЗЕЦ ОФОРМЛЕНИЯ ТИТУЛЬНОГО ЛИСТА

Череповец

                                                               2016 г.                             

СОДЕРЖАНИЕ

Введение …………………………………………………………………….…… 3

1. Общие положения ……………………………………………….………….… 3

1.1. Цель и задачи курсового проекта ……………………………………….…. 3

1.2. Состав и оформление проекта ………………………………...………….... 3

2. Общая характеристика района проектирования дороги ………………..….. 4

3. обоснование расчетов технических нормативов ………………..……..…… 5

3.1. Установление класса и технической категории дороги ……………....….. 5

3.2. Определение ширины проезжей части с обоснованием необходимого числа полос движения …………………………………………………………... 8

3.3. Определение ширины земляного полотна с обоснованием ширины обочин …………………………………………………………………...……….. 9

3.4. Определение предельных продольных уклонов …………….…………... 10

3.5. Определение расстояний видимости ..…………………………………… 13

3.6. Определение минимальных радиусов кривых в плане ……………..…... 15

3.7. Кривые в продольном профиле ………………………………………..…. 18

3.8. Технические нормативы элементов трассы …………………………..…. 19

4. Проектирование вариантов трассы дороги в плане .……………………… 19

5. Проектирование продольного профиля ………………………………...…. 26

6. Проектирование поперечных профилей ………………………...………… 34

7. Назначение конструкции дорожной одежды …………………………..…. 36

8. Определение объемов земляных работ ……………………………..……... 39

Список литературы ……………………………………………………………. 40

Приложение 1…………………………………………………………………... 42

Приложение 2 …………………………………………………………………... 43

ОБРАЗЕЦ ОФОРМЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

Целью методических указаний является систематизация работы студентов над выполнением курсового проекта, облегчение их работы по подбору необходимых справочных данных, выполнению курсового проекта в должной последовательности с тем, чтобы он соответствовал по своему содержанию и объему рабочей программе по курсу «Участие в изысканиях и проектировании автомобильных дорог».

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1.    ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

Целью курсового проектирования является обобщение и закрепление теоретических знаний, полученных студентами при изучении соответствующих разделов курса «Изыскания и проектирование автомобильных дорог».

В процессе выполнения курсового проекта студент должен научиться грамотно выполнять технические расчеты, освоить навыки и методы проектирования автомобильных дорог, использовать в своей работе техническую, нормативную и справочную литературу.

При выполнении курсового проекта студент должен показать умение самостоятельной творческой работы при решении конкретных инженерных задач с учетом новейших достижений науки и техники в области проектирования и строительства автомобильных дорог в нашей стране и за рубежом.

1.2.    СОСТАВИОФОРМЛЕНИЕПРОЕКТА

Курсовой проект должен содержать следующие материалы:

− задание на выполнение курсового проекта;

− пояснительную записку с необходимыми расчетами и обоснованиями принимаемых решений;

− графический материал, содержащий продольный и поперечные профили автомобильной дороги по принятому варианту трассы, схему принятой конструкции дорожной одежды, конструктивный чертеж детали проекта.

Состав курсового проекта приведен в задании на проектирование.

Пояснительная записка должна быть написана на одной стороне листов формата А4 с угловыми штампами (рамкой) шрифтом Times New Roman, 14 пунктов, обычный. Выравнивание по ширине страницы. Интервал полуторный. Размер отступа с начала абзаца - 1,27 см.

Структурными элементами курсовой работы являются:

1)      титульный лист

2)      содержание;

3)      введение;

4)      основная часть (с главами и параграфами);

5)      заключение (выводы и предложения);

6)      библиографический список;

7)      приложения;

8)      графический материал

Наименование структурных элементов курсовой работы «СОДЕРЖАНИЕ», «ВВЕДЕНИЕ», «ЗАКЛЮЧЕНИЕ», «БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК», «ПРИЛОЖЕНИЯ» служат заголовками структурных элементов диссертации, выполняются прописными буквами и не имеют нумерации, которая используется лишь для заголовков в тексте основной части диссертации.

Наименование глав основной части выполняются прописными буквами по центру страницы. Заголовки внутри глав – параграфы располагаются по центру страницы, печатаются, начиная с прописной буквы и далее строчными буквами.

Главы и параграфы нумеруются арабскими цифрами. Точку в конце заголовка, располагаемого посредине строки, не ставят. Подчеркивать заголовки и переносить слова в заголовке недопустимо. Если заголовок включает несколько предложений, их разделяют точками, в конце последнего предложения в заголовке точка не ставится. Расстояние между заголовками структурных элементов, глав, параграфов основной части и текстом должно быть не менее двух интервалов.

Графический материал вычерчивается в чертежной программе     Компас 3D на бумаге формата А1 с угловыми штампами; профили вычерчиваются от руки на миллиметровой бумаге формата А3 с угловыми штампами.

При оформлении материалов курсового проекта необходимо учитывать требования ГОСТов и ЕСКД.

2Общая характеристика района проектирования дороги

В этом разделе необходимо дать краткое описание географического положения и природных условий района проектирования дороги (район проектирования приводится для каждого студента в задании к курсовому проекту).

Климат. Приводятся общие климатические характеристики, максимальная и минимальная температуры воздуха, глубина промерзания грунтов, строятся розы ветров по повторяемости и скорости ветра для осенне-зимнего периодов, указывается дорожно-климатическая зона и т.п.

Характеристику природных условий можно найти в СНиП 2.01.01–82 «Строительная климатология и геофизика», в СНиП 23-01–99 «Строительная климатология».

Рельеф местности. По топографической карте дается характеристика рельефа района проектирования дороги, устанавливаются высотные препятствия, низменности и т.п. с целью выбора наиболее целесообразного направления трассы дороги, при котором удастся проложить трассу дороги как можно ближе к «воздушной линии» с минимальными объемами земляных работ и искусственных сооружений.

Грунтово-геологическое строение местности. На основании задания к курсовому проекту и топографической карте необходимо описать типы грунтов, наличие оползней, устойчивость склонов и т.п.

Гидрологические условия. По карте следует установить наличие заболоченных участков, места постоянно действующих водотоков, участки с необеспеченным поверхностным стоком, глубину залегания грунтовых вод и т.п.

Растительность. Необходимо указать наличие лесов, парков, земель, занятых ценными угодьями, оценить их с точки зрения обеспечения видимости, снегозащитной роли и охраны окружающей среды.

Дорожно-строительные материалы. Следует описать обеспеченность местными дорожно-строительными материалами, которые необходимо использовать при строительстве автомобильной дороги (устройстве земляного полотна, дорожной одежды, искусственных сооружений). При отсутствии таких материалов в районе строительства дороги указывается наличие их месторождений в соседних областях.

3    ОБОСНОВАНИЕ РАСЧЕТОВ ТЕХНИЧЕСКИХ НОРМАТИВОВ

3.1. Установление класса и технической категории дороги

Перед тем, как установить техническую категорию проектируемой дороги, необходимо в соответствии с типами автомобилей (указаны в задании) установить их марки и показатели техническо-эксплуатационных характеристик (табл. 1).

Таблица 1.

                         N = N₁·K₁ + N₂·K₂ + ...+ N_n·K_n , прив. ед / сут,                            (1)

Nлег = 1400·1 + 980·1 + 1256·1=3636

                                   Nгруз = 200·1.3 + 450·2.3 + 700·1.8=2555

                                   N = N₁ + N₂=3636+2555=6191 прив. ед / сут

3.2  Определение ширины проезжей части с обоснованием необходимого числа полос движения

                                                                                
                               ,                                                                                 
 (2)

                                                Р = 2000авт./ч,                                               (3)

   x = y = 0,5 + 0,005V_р,                                    (4) 

   x = y = 0,5 + 0,005·80=0.9м                                  

                                                                          (5) 

       

                                                          

                                                          b_п.ч = П_г + П_л, м,                                           (6)

                                                         b_п.ч = П_г + П_л =4.06+3.4=7.46м

3.3 Определение ширины земляного полотна с обоснованием ширины обочин

                                                    В_з.п = b_п.ч + 2b_об, м,                                           (7)

                                                    В_з.п = 7.46+ 2×3.75=14.96

 

Таблица 6 - Геометрические элементы автомобильной дороги

Элементы автомобильной дороги	Показатель
	Число полос движения,n,шт.	Ширина проезжей части, ,м	Ширина обочин,, м	Ширина земляного полотна,, м
	1м	7,46м	3,75м	14,96м

3.4  Определение предельных продольных уклонов

                                                      Д = f ± i ± δ j, Н/м,                                           (8)

Расчет продольного уклона ведется для равномерного движения автомобиля с постоянной скоростью (δ·j = 0), в этом случае динамический фактор определяется по формуле

                                                                 Д = f ± i,                                                 (9)

Д для легкового 0,0757

Д для грузового 0,63

а предельный продольный уклон

                                                     

i_max = Д – f.                                                 (10)

(Л) = 0,0757

(Г)

Коэффициент сопротивления качению для усовершенствованных видов покрытий при скоростях движения меньше или равных 50 км/ч принимается постоянным, равным f = 0,007 … 0,012, при скоростях движения выше этого значения определяется по формуле

                                                f = f₀ [1 + 0,01 (V_р – 50)],                                     (11)

(Л) f=

(Г) f=

где V_р – расчетная скорость автомобиля, км/ч;

       f₀ – коэффициент сопротивления качению при V_р ≤ 50 км/ч.

Значения динамического фактора Д для легковых и грузовых автомобилей находятся по таблицам динамических характеристик в зависимости от расчетной скорости.

 

Таблица 7 - Динамический фактор Д для легкового автомобиля

n, об/мин	1-я передача	2-я передача	3-я передача	4-я передача	5-я передача
	V1, км/ч	D1	V2, км/ч	D2	V3, км/ч	D3	V4, км/ч	D4	V5, км/ч	D5
800	6,042	0,2549	11,266	0,1365	16,189	0,0946	23,346	0,0649	28,021	0,0534
1000	7,552	0,2682	14,082	0,1435	20,236	0,0993	29,182	0,0677	35,026	0,0554
1500	12,084	0,3012	22,532	0,1607	32,378	0,1104	46,692	0,0737	56,042	0,0587
2000	15,105	0,3183	28,165	0,1693	40,472	0,1157	58,365	0,0757	70,052	0,0589
2500	19,636	0,3364	36,614	0,1781	52,614	0,1203	75,874	0,0758	91,068	0,0561
3000	22,657	0,3433	42,247	0,1811	60,709	0,1211	87,547	0,0738	105,079	0,0522
3500	33,231	2,007	61,962	1,305	89,039	0,827	128,402	0,32	154,115	0,029
4000	40,783	0,2997	76,045	0,151	109,276	0,0892	157,585	0,0288	189,142	0,0061
4500	45,314	0,266	84,494	0,1306	121,417	0,0714	175,094	0,0087	210,157	0,003

Расчеты предельных продольных уклонов выполняются в табличной форме (табл. 9).

Таблица 9 - Расчеты предельных продольных уклонов, преодолеваемых автомобилями

Тип и марка автомобиля	Динамический фактор,Д,Н/Н	Расчетная скорость,,км/ч	Коэффициент сопротивления качению,	Предельный продольный уклон,,‰
ГАЗ 3102 УРАЛ 375 Н	0,0757 0,63	80км/ч 80км/ч	- -	0,0666 0,6209

Полученные значения предельных продольных уклонов проверяются по условиям сцепления. Динамический фактор по условиям сцепления рассчитывается при неблагоприятном для движения автомобилей мокром и грязном состоянии покрытия по формуле

                                                                                                                                                       (12)

(Г)

где φ₁ – коэффициент продольного сцепления автомобильной шины с  

              поверхностью дорожного покрытия (φ = 0,18 … 0,20);

     G_сц – часть веса, приходящаяся на ведущую ось автомобиля, Н (60% от

              полного веса автомобиля);

     G – полный вес автомобиля, Н (табл. 1);

     Рв – сопротивление воздуха, определяется по формуле

                                                                                
                                                                              (13)

(Л) Н

где V_р – расчетная скорость движения автомобиля, км/ч;

      F – лобовая площадь автомобиля, м², определяется приближенно по

            формуле F = 0,9·В·Н – для автобусов и грузовых автомобилей с

            кузовом типа фургон; F = 0,8·В·Н – для остальных типов автомобилей

            (В и Н – ширина и высота автомобиля, м);

       K – коэффициент обтекаемости автомобиля, кг/м³ (0,15…0,34 кг/м³ – для

             легковых автомобилей; 0,55…0,60 – для грузовых автомобилей;

             0,42…0,50 – для автобусов).

Продольный уклон, который может преодолеть автомобиль без пробуксовывания

                                                   i′_max = Д_сц – f.                                                  (14)

(Л)

(Г)

Расчеты выполняются в табличной форме (табл. 10).

Таблица 10 - Расчеты предельных продольных уклонов, преодолеваемых автомобилями по условиям сцепления

Тип и марка автомобиля	/G	Сопротивление воздуха,,Н	/G	Динамический фактор по условиям сцепления	Предельный продольный уклон,,‰
ГАЗ 3102 УРАЛ 375 Н	0,48 0,74	12,42 Н 32,82 Н	0,66 0,22	0,0535 0,079	0,0444 0,0699

Для движения автомобиля без пробуксовывания необходимо, чтобы выполнялось условие

                                                            i′_max > i_max.                                               (15)

(Л) 0,0666

(Г)

3.5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАССТОЯНИЙ ВИДИМОСТИ

                                                                                         (16)

                  (Л) S1 =  +  +5=32.25м

                  (Г) S1 =  +  +5=34.39м

                                                                                     (17)

                                              (Л)  = 2( + )+5=59.5м

                                             (Г)  = 2( + )+5=63.78м

                                               =75+5=80

                                               = L₁ + L₂ + L₃, м,                                               (18)

                                               = 476.8+263.04+739.84 = 1479.68

                                                  

                                                      (Л)=(22.8+7)=476.8

где  – расстояние между легковым и грузовым автомобилями в момент начала заезда на полосу встречного движения;

                                                 =22.2+ =22.8м

       – расстояние, которое пройдет легковой автомобиль за время принятия решения водителем об обгоне;

                                                 = =22.2

                                           

                                              (Л) =(9.44+7)=263.04м

где  – расстояние, на котором легковой автомобиль должен возвратиться на свою полосу движения;

                                                (Л) = + 5 = 9.44

                                               

                                                 (Л) = = 739.84м

                                                  

                                                     (Л) = 0.03 = 5м

                                                              (Г) =0.03 = 5м

Таблица 11. Расчетные расстояния видимости

Тип и марка автомобиля	Остановка автомобиля перед препятствием, , м	Торможение двух автомоб илей, двигающихся навстречу друг другу,  , м	Расстояние видимости из условия обгона ,  , м	Расстояние боковой видимости, , м
ГАЗ 3202 УРАЛ 375 Н	32,25 34,39	59,5 63,78

3.6. Определение минимальных радиусов кривых в плане

Наименьший радиус кривых в плане определяется по формуле

                                                                                             (19)

 

где V_р – расчетная скорость движения автомобиля, км/ч;

       μ – коэффициент поперечной силы;

      i_п.ч – поперечный уклон проезжей части, доли единиц.

При определении радиусов кривых в плане считается, что автомобиль движется по слегка увлажненному чистому покрытию и в этом случае μ = φ₂, где φ₂ – коэффициент поперечного сцепления.

Радиус кривой в плане без виража определяется для движения автомобиля по наружной относительно центра кривой полосе движения по формуле

                                                                                (20)

где φ₂ = 0,05 … 0,10;

       i_п.ч – принимается по [11, табл. 7] в зависимости от категории дороги, дорожно-климатической зоны и типа покрытия дорожной одежды.

Таблица 12 - Поперечные уклоны проезжей части (кроме участков кривых в плане, на которых предусматривается устройство виражей)

Радиус кривой в плане с виражом определяется по формуле

                                                                                 (21)

где φ₂ = 0,15 … 0,20;

      i_п.ч – принимается по табл. 13 в зависимости от категории дороги и радиуса кривой в плане.

Таблица 13 - Поперечные уклоны проезжей части на виражах

Примечание: Меньше значения поперечных уклонов на виражах соответствуют большим радиусам кривых, а больше - меньшим.

Если две соседние кривые в плане, обращенные в одну сторону, расположены близко одна от другой и прямая вставка между ними отсутствует или длина ее незначительна, односкатный поперечный профиль следует принимать непрерывным на всем протяжении.

В районах с незначительной продолжительностью снегового покрова и редкими случаями гололеда наибольший поперечный уклон проезжей части на виражах допускается принимать до 100 ‰.

На особо трудных участках по условиям застройки или рельефа местности допускается разработка индивидуальных проектов виражей с переменными поперечными уклонами (типа «ступенчатый вираж») и уширенной проезжей частью дорог.

Длина отгона виража определяется по формуле 

                                                                                                    (22)

где b_п.ч – ширина проезжей части, м;

       i_в – поперечный уклон виража, принимается по табл. 13;

       i_з – дополнительный уклон, возникающий при подъеме наружной кромки проезжей части над проектным уклоном (5%  – для дорог I и II категорий; 10% – для дорог III-IV категорий в равнинной местности и 20% – в горной местности).

Переход от двускатного профиля дороги к односкатному следует осуществлять на протяжении переходной кривой, а при отсутствии ее (при реконструкции дорог) - на прилегающем к кривой прямом участке, равном длине переходной кривой.

Виражи на многополосных дорогах I категории, как правило, следует проектировать с раздельными поперечными уклонами для проезжих частей разных направлений и необходимыми мероприятиями по отводу воды с проезжих частей и разделительной полосы.

Поперечный уклон обочин на вираже следует принимать одинаковым с уклоном проезжей части дороги. Переход от нормального уклона обочин при двускатном профиле к уклону проезжей части следует производить, как правило, на протяжении 10 м до начала отгона виража.

Минимальная длина переходной кривой определяется по формуле

                                                                                                (23)

где V_р – расчетная скорость движения автомобиля, км/ч;

      I – нарастание центробежного ускорения при движении автомобиля

на участке переходной кривой (I = 0,5 м/с³);  

     R_min – минимальный радиус кривой в плане с виражом, м.

Радиус, при котором видимость поверхности проезжей части будет соответствовать расчетному расстоянию видимости в ночное время, определяется по формуле

                                                                                          (24)

где S₁ – расстояние видимости поверхности дороги, м (п. 3.5);

       α – угол рассеивания пучка света фар, градусы (α = 2°).

Все рассчитанные значения радиусов кривых в плане сводятся в табл. 14.

Таблица 14.  Минимальные радиусы кривых в плане

                         3.7. Кривые в продольном профиле

Минимальный радиус вертикальной выпуклой кривой определяется из условия обеспечения видимости поверхности дорожного покрытия:

                                                                                        (25)

где S₁ – расстояние видимости поверхности дороги, м (см. п. 3.5);

       d – высота глаз водителя легкового автомобиля над поверхностью дороги (d = 1,2 м).

Минимальный радиус вертикальной вогнутой кривой определяется из условия обеспечения видимости поверхности проезжей части дороги в ночное время при свете фар:

                                                                         (26)

где S₁ – то же, что и в формуле (3.25);

      h_ф – высота света фар легкового автомобиля над поверхностью проезжей части (hф =0,75 м);

       α – то же, что и в формуле (3.24).

Радиус вертикальной вогнутой кривой из условия ограничения центробежной силы (за критерий принимается самочувствие пассажиров и перегрузка рессор):

                                                                                       (27)

где V_р – расчетная скорость легкового автомобиля, км/ч.

Результаты расчетов сводятся в табл. 15.

Таблица 15.  Минимальные радиусы вертикальных кривых

3.8. Технические нормативы элементов трассы

Полученные расчетом значения технических нормативов проектируемой автомобильной дороги за-

писываются в табл. 16. и сравниваются с нормативными значениями, выписанными из [9 – 11].

Таблица 16. Технические нормативы элементов трассы

4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ВАРИАНТОВ ТРАССЫ ДОРОГИ В ПЛАНЕ

Трассу дороги следует проектировать как плавную линию в пространстве, взаимно увязывая элементы плана, продольного и поперечного профилей между собой и с прилегающей местностью. Трасса должна удовлетворять условиям наименьшего ограничения и изменения скорости, обеспечения требований удобства и безопасности движения, хорошо вписываться в окружающий ландшафт местности и отвечать требованиям охраны окружающей среды.

Перед началом проектирования дороги в плане необходимо тщательно изучить топографическую карту местности (рельеф местности, наличие контурных и высотных препятствий). Выбор направления трассы определяется категорией дороги, особенностью рельефа местности, гидрологическими и иными условиями.

При проектировании трассы дороги между заданными пунктами определенные расчетом технические нормативы элементов трассы, принятые в табл. 16, следует рассматривать как минимально допустимые. Рекомендуется использовать нормативы, приведенные в СНиП 2.05.02-85 (п. 4.20*), когда это не вызывает роста объемов работ.

При назначении элементов плана и продольного профиля в качестве основных параметров следует принимать:

продольные уклоны - не более 30 ‰;

расстояние видимости для остановки автомобиля - не менее 450 м;

радиусы кривых в плане - не менее 3000 м;

радиусы кривых в продольном профиле:

выпуклых - не менее 70 000 м;

вогнутых - не менее 8000 м;

длины кривых в продольном профиле:

выпуклых - не менее 300 м;

вогнутых - не менее 100 м.

Переломы проектной линии в продольном профиле следует сопрягать кривыми.

Во всех случаях, где по местным условиям возможно попадание на дорогу с придорожной полосы людей и животных, следует обеспечивать боковую видимость прилегающей к дороге полосы на расстоянии 25 м от кромки проезжей части для дорог I и III категорий и 15 м для дорог IV и V категорий.

К плану трассы предъявляются следующие основные требования:

− трассу дороги следует проектировать кратчайшей по длине (как можно ближе к «воздушной линии») с наименьшими объемами земляных работ и соблюдением норм проектирования;

− пересечение трассой железных дорог следует проектировать преимущественно на прямых участках; угол между пересекающимися дорогами не должен превышать 60°;

− пересечения и примыкания автомобильных дорог в одном уровне, а также пересечения трассой дороги водотоков рекомендуется выполнять под углом, близким к прямому;

− промежуточные населенные пункты дороги I – III категории обходят на расстоянии не ближе 200 м от границы застройки с устройством подъездных дорог, дороги IV–V категорий желательно пропускать через населенные пункты;

− при обходе населенных пунктов дорогу следует, по возможности, прокладывать с подветренной стороны, ориентируясь на направление ветра в особо неблагоприятные с точки зрения загрязнения воздуха осенне-зимние периоды года в целях защиты населения от транспортного шума;

− под дорогу следует использовать худшие с точки зрения сельского хозяйства земли;

− леса и группы деревьев следует обходить только в степных районах, направление трассы дороги по возможности должно совпадать с направлением господствующих ветров в целях обеспечения естественного проветривания и уменьшения заносимости дороги снегом; трассу следует прокладывать с использованием существующих просек и противопожарных разрывов с учетом категории лесов;

− болота дорогами высоких категорий обходить не следует;

− не допускается проложение трассы дороги по государственным заповедникам и заказникам, а также зонам, отнесенным к памятникам природы и культуры;

− вдоль рек, озер и других водоемов трассу дороги следует прокладывать за пределами защитных зон;

− в районах размещения курортов, детских лагерей, домов отдыха и т.п. трассу дороги необходимо прокладывать за пределами санитарных зон.

При трассировании дороги следует соблюдать общие принципы ландшафтного проектирования:

– при обходе препятствий (контурных, высотных) направление трассы изменяют углом поворота, а перелом дороги для удобства и безопасности движения автомобилей смягчают вписыванием круговых и переходных кривых;

– вершины углов поворота необходимо располагать так, чтобы препятствие находилось внутри угла, а вершина угла была напротив препятствия, рекомендуется назначать углы поворота в пределах 5° … 25°;

– следует совмещать кривые в плане и продольном профиле, при этом кривые в плане должны быть на 100 – 150 м длиннее кривых в продольном профиле, а смещение вершин кривых должно быть не более 1/4 длины меньшей из них;

– следует избегать сопряжений концов кривых в плане с началом кривых в продольном профиле, расстояние между ними должно быть не менее 150 м;

– длину прямых в плане следует ограничивать, предельная длина прямых участков зависит от категории дороги и приведена в табл. 17;

Таблица 17

– радиусы смежных кривых в плане должны различаться не более чем в 1,3 раза, параметры смежных переходных кривых рекомендуется назначать одинаковыми;

– при углах поворота трассы до 8°, наименьший радиус круговой кривой назначают согласно таблице 18;

Таблица 18

Угол поворота, град	1	2	3	4
Наименьший радиус круговой кривой, м	30000	20000	10000	6000
Угол поворота, м	5	6	7 - 8
Наименьший радиус круговой кривой, м	5000	3000	2500

– не рекомендуется короткая прямая вставка между двумя кривыми в плане, направленными в одну сторону, при ее длине менее 100 м рекомендуется заменять обе кривые одной кривой большего радиуса, при длине 100 … 300 м прямую вставку рекомендуется заменять переходной кривой большего параметра; прямая вставка как самостоятельный элемент трассы допускается для дорог I и II категорий при ее длине более 700 м, дорог III и IV категорий – более 300 м;

– переходные кривые следует предусматривать при радиусах кривых в плане 2000 м и менее;

– нельзя допускать устройства кривых малого радиуса в конце затяжных спусков.

Трассирование дороги по карте выполняется в следующей последовательности:

− на карте соединяются начальная и конечная точки трассы дороги по прямой «воздушной линии»;

− намечаются «контрольные точки» (места обхода трассой дороги контурных и высотных препятствий, пересечения водоемов, существующих автомобильных и железных дорог);

− по предлагаемым направлениям трасс выявляются определяющие элементы рельефа и ситуации (лесные массивы, водные поверхности, сады, населенные пункты и т.п.);

− по каждому из вариантов прокладывается ось трассы в виде ломаной линии, последовательно нумеруются углы поворота вдоль трассы и измеряются с помощью транспортира, в точках перелома трассы дороги вписываются кривые максимального по возможности радиуса, производится разбивка трассы на пикеты и километры;

− составляется ведомость углов поворота, прямых и кривых; форма ведомости и ее размеры приведены в приложении 1.

Разбивка пикетажа ведется от начала трассы до вершины первого угла поворота (ВУ № 1), устанавливается его пикетажное значение (рис. 2). Для продолжения разбивки пикетажа определяются значения начала НК1 и конца КК1 первого закругления, выносятся пикеты на кривую и продолжается разбивка пикетажа до вершины следующего угла поворота.

Угол поворота α измеряется транспортиром, величина радиуса закругления R назначается исходя из условий рельефа местности и с учетом категории дороги. Параметры круговой кривой – тангенс Т, длина кривой К, биссектриса Б, домер Д находятся по таблицам или вычисляют по формулам.

Рисунок 2 - Схема разбивки трассы дороги

                                                                                                                   (28)

где R, м; α, град.

Рис. 3. Элементы закругления:

а – элементы круговой кривой;

б – элементы круговой кривой с переходными кривыми

Элементы закругления приведены на рис. 3, а.

Пикетажное значение начала НК1 и конца КК1 первого закругления определяется по схеме:

ПК ВУ № 1 – Т1 = ПК НК1;

ПК НК1 + К = ПК КК1.

Аналогично определяются пикетажные значения остальных закруглений.

Геометрическое положение точки начала кривой НК на трассе можно определить, если отложить от вершины угла поворота ВУ величину тангенса Т назад по ходу пикетажа, а положение точки конца кривой КК – вперед по ходу трассы. Пропущенные пикеты в пределах закругления расставляются по кривой с учетом масштаба карты.

При заполнении ведомости углов поворота, прямых и кривых величины Р_i – длина прямой вставки (м) и S_i – расстояние между вершинами углов (м) определяется по схемам (29) и (30), рис. 2:

Р1 = ПК НК1 – ПК НТ;

                                               Р2 = ПК НК2 – ПК КК1;                                     (29)

Р3 = ПК КТ – ПК КК2,

S1 = ПК ВУ № 1 – ПК НТ;

                                      S2 = ПК ВУ №2 – ПК ВУ № 1 + Д1;                          (30)

S3 = ПК КТ – ПК ВУ № 2 + Д2,

где ПК НТ, ПК НК – пикетажные положения начала и конца трассы;

      ПК НК и ПК КК – пикетажные положения начала и конца закруглений;

      ПК ВУ – пикетажные положения вершин углов;

      Д – величина домера для соответствующего угла поворота.

Проверяется правильность заполнения ведомости углов поворота, прямых и кривых, а также разбивки пикетажа по трассе:

                                       ΣР + ΣК = ΣS – ΣД = Lтр;

                                      Σ2Т – ΣК = ΣД.                                                   (31)

Переходные кривые следует предусматривать на автомобильных дорогах при радиусах кривых в плане менее 2000 м. Переходные кривые проектируются в следующей последовательности:

− по заданной величине угла поворота α и радиусу кривой R определяются элементы круговой кривой Т, К, Б, Д по формулам (28) или по таблицам;

− берется длина переходной кривой L_п.к из табл. 16;

− вычисляется угол φ, образованный касательной в конце переходной кривой и осью абсцисс (рис. 3, б), по формуле

                                    φ = (L_пк /2R) · 57,3;                                              (32)

– определяется возможность разбивки переходных кривых, т.е. должно соблюдаться условие α ≥ 2φ, если α < 2φ, то необходимо увеличить радиус R или уменьшить длину переходной кривой L_пк;

– вычисляются величины основных элементов закругления с переходными кривыми:

параметр переходной кривой            С² = L_п.к ·R;

координаты конца переходной         X_к = L_п.к – L_п.к⁵ / (40·С²),

кривой                                                 Yк = L_п.к³/(6·C)–L_п.к⁷/(336·С³);

величина сдвижки                              P = Y_к – R (1 – cosφ);

расстояние от начала переходной

кривой до середины круговой           t = X_к – R·sinφ;

кривой

тангенс переходной кривой               Т_п.к = (R + P) tg(α/2) + t;

составная длина круговой кривой     К_к = π R(α – 2φ) / 180;

полная длина закругления                  К_п.к = К_к + 2 L_п.к;

домер переходной кривой                  Д_п.к = 2·Т_п.к – К_п.к;

биссектриса переходной кривой        Б_п.к = Б_к.к + Р;

сокращение трассы за счет

вписывания переходных кривых       ΔS = Д_п.к – Д_к.к;

– устанавливается пикетажное положение характерных точек составной кривой по схемам:

                 

Разбивка переходных кривых производится способом абсцисс и ординат. Для этого вся длина переходной кривой делится на участки, и по табл. определяются необходимые для разбивки координаты X и Y. Координаты кривой записываются в табл. 19.

Таблица 19 - Координаты для разбивки переходных кривых

В пояснительной записке дается краткое техническое описание каждого из вариантов трассы с обоснованием (приводятся соображения по выбору радиусов закруглений, мест перехода через овраги,

водные препятствия, пересечений железных и автомобильных дорог, обхода населенных пунктов и т.д.). Дается сравнение вариантов трассы по технико-эксплуатационным показателям в форме табл. 20.

Таблица 20 - Технико-эксплуатационные показатели вариантов трассы

По данным табл. 20 вариант трассы, имеющий большее количество преимуществ, принимается для дальнейшего проектирования и оформляется на карте красным цветом, отклоненный вариант – черным.

5. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОДОЛЬНОГО ПРОФИЛЯ

Исходными данными для проектирования продольного профиля автомобильной дороги являются: принятый в п. 4 вариант трассы дороги; значения предельных продольных уклонов и радиусов вертикальных кривых, определенные в табл. 16 (рекомендуется использовать нормативы, приведенные в СНиП 2.05.02-85 п. 4.20* (п. 4 методички); высота снежного покрова, грунтовые и гидрологические условия, приведенные в задании к курсовому проекту.

При нанесении проектной линии следует руководствоваться следующими рекомендациями:

– указаниями, приведенными в п. 4;

– переломы проектной линии следует сопрягать вертикальными кривыми (вертикальные кривые устраивают при алгебраической разности смежных участков более 5 ‰ для дорог I и II категорий; 10 ‰ – для дорог III категории; 20 ‰ – для дорог остальных категорий), радиус кривых следует принимать возможно большим, но с учетом размещения тангенсов на элементах между точками перелома рельефа;

– с целью исключения «пилообразности» продольного профиля не следует чередовать участки спусков с последующими подъемами;

– не следует допускать длинные прямые вставки, предельная их длина приведена в [11, табл. 16];

Таблица 21 - Предельные длины прямых вставок в продольном профиле

– на одной кривой в плане не следует допускать нескольких вертикальных кривых;

– на длинных участках с общим подъемом не должно быть отдельных элементов с обратным уклоном («потеря высоты»);

– при длительных подъемах с уклоном, близким к максимальному, рекомендуется в начальной и конечной части подъема сделать уклоны меньшие, а в средней – равный максимальному, что будет больше соответствовать динамике движения автомобиля и рельефу местности;

– пересечения автомобильных дорог I – III категорий с железными дорогами следует проектировать в разных уровнях;

– пересечения IV и V категорий с железными дорогами в разных уровнях осуществляется при пересечении трех и более железнодорожных путей, при интенсивности движения поездов более 100 поездов в сутки и в случаях, когда не обеспечены нормы видимости: на неохраняемых пересечениях автомобильных дорог с железными дорогами в одном уровне должна быть обеспечена видимость, при которой водитель автомобиля, находящегося от переезда на расстоянии не менее расстояния видимости для остановки (согласно табл. 22), мог видеть приближающийся к переезду поезд не менее чем за 400 м, а машинист приближающегося поезда мог видеть середину переезда на расстоянии не менее 1000 м;

Таблица 22

Расчетная скорость, км/ч	Наибольшие продольные уклоны	Наименьшее расстояния видимости, м		Наименьшие радиусы кривых, м
		для остановки	встречного автомобиля	в плане		в продольном профиле
				основные	в горной местности	выпуклых	вогнутых
							основные	в горной местности
150	30	300	-	1200	1000	30 000	8000	4000
120	40	250	450	800	600	15 000	5000	2500
100	50	200	350	600	400	10 000	3000	1500
80	60	150	250	300	250	5000	2000	1000
60	70	85	170	150	125	2500	1500	600
50	80	75	130	100	100	15000	1200	400
40	90	55	110	60	60	1000	1000	300
30	100	45	90	30	30	600	600	200
Примечания Наименьшее расстояние видимости для остановки должно обеспечивать видимость любых предметов, имеющих высоту 0,2 м и более, находящихся на середине полосы движения, с высоты глаз водителя автомобиля 1,2 м от поверхности проезжей части.

– пересечения и примыкания автомобильных дорог в разных уровнях следует принимать: на дорогах I-а категории с дорогами всех категорий и на дорогах I и II категорий с дорогами II и III категорий; при пересечении дорог III категории между собой и их примыканиях при суммарной перспективной интенсивности движения более 8000 прив. ед./сут.

Проектирование дороги в продольном профиле осуществляется в следующей последовательности:

– вычерчивается продольный профиль поверхности земли по оси дороги, высота каждого пикета определяется методом интерполяции между смежными горизонталями по топографической карте;

– на «черный профиль» наносятся: грунтовый профиль, положение уровня грунтовых вод, расчетные горизонты воды у проектируемых мостов и труб, шурфы и скважины в характерных элементах рельефа (верхняя и нижняя части склонов, плато, понижения и т.п.), указываются вид и мощность слоев грунта;

– указывается положение «контрольных точек», через которые пройдет проектная линия: отметки головки рельсов пересекаемых железных дорог, отметки оси дорожной одежды пересекаемых автомобильных дорог; отметки проектной линии у мостов, путепроводов, водопропускных труб и т.д.

– наносятся руководящие отметки, равные рабочим отметкам начального и конечного пунктов;

– вычерчивается проектная линия, отнесенная к оси проезжей части, с учетом максимального и минимального уклона, в точках ее перелома вписываются вертикальные кривые;

– вычисляются и записываются на продольном профиле: отметки поверхности земли («черные отметки»), проектные «красные» отметки, пикетажное положение точек перехода из насыпи в выемку («нулевые точки», обозначаются на профиле синим цветом);

– проектируется водоотвод из кюветов, резервов, нагорных канав.

Минимальное возвышение бровки земляного полотна над поверхностью земли (руководящая отметка) определяется, исходя из следующих условий:

– обеспечение устойчивости и прочности верхней части земляного полотна и дорожной одежды возвышением поверхности покрытия над расчетным уровнем грунтовых вод, верховодки или длительно (более 30 суток) стоящих поверхностных вод, а также над поверхностью земли на участках с необеспеченным поверхностным стоком или над уровнем кратковременно (менее 30 суток) стоящих поверхностных вод. Значение руководящей отметки H_p должно быть не менее значений, указанных в табл. 23;

Таблица 23

Грунт рабочего слоя	Наименьшее возвышение поверхности покрытия, м, в пределах дорожно-климатических зон
	II	III	IV	V
Песок мелкий, супесь легкая крупная, супесь легкая	1,1 0,9	0,9 0,7	0,75 0,55	0,5 0,3
Песок пылеватый, супесь пылеватая	1,5 1,2	1,2 1,0	1,1 0,8	0,8 0,5
Суглинок легкий, суглинок тяжелый, глины	2,2 1,6	1,8 1,4	1,5 1,1	1,1 0,8
Супесь тяжелая пылеватая, суглинок легкий пылеватый, суглинок тяжелый пылеватый	2,4 1,8	2,1 1,5	1,8 1,3	1,2 0,8
Примечания: 1. Над чертой - возвышение поверхности покрытия над уровнем грунтовых вод, верховодки или длительно (более 30 суток) стоящих поверхностных вод, под чертой - то же, над поверхностью земли на участках с необеспеченным поверхностным стоком или над уровнем кратковременно (менее 30 суток) стоящих поверхностных вод. 2. За расчетный уровень грунтовых вод надлежит принимать максимально возможный осенний (перед промерзанием) уровень за период между восстановлениями прочности дорожных одежд (капитальными ремонтами). В районах, где наблюдаются частые продолжительные оттепели, за расчетный следует принимать максимально возможный весенний уровень грунтовых вод за период между капитальными ремонтами. В районах с глубиной промерзания менее толщины дорожной одежды за расчетный уровень следует принимать максимально возможный уровень грунтовых вод требуемой вероятности превышения в период его сезонного максимума. Положение расчетного уровня грунтовых вод следует устанавливать по данных разовых краткосрочных замеров на период изысканий и прогнозов, составляемых институтом ВСЕГИНГЕО. При отсутствии указанных данных, а также при наличии верховодки за расчетный допускается принимать уровень, определяемых по верхней линии оглеения грунтов. 3. Возвышения поверхности покрытия дорожной одежды над уровнем подземных вод или слабо- и среднезасоленных грунтах следует увеличивать на 20 % (для суглинков и глин - 30 %), а при сильнозасоленных грунтах - 40-60 %. 4. В районах постоянного искусственного орошения возвышение поверхности покрытия над зимне-весенним уровнем грунтовых вод в IV, V зонах следует увеличивать на 0,4 м, а в III зоне на 0,2 м.

– обеспечение условий снегонезаносимости дороги. В этом случае руководящая отметка определяется по формуле

                                               H_p = h_s + Δh, м,                                           (33)

 где h_s – расчетная высота снегового покрова (принимается по заданию), м;

       Δh – возвышение бровки насыпи над расчетным уровнем снегового покрова, необходимое для ее незаносимости (1,2 м – для дорог I категории; 0,7 м – II категории; 0,6 м – III категории; 0,5 м – IV категории; 0,4 м – V категории).

За руководящую рабочую отметку принимается максимальное значение H_p из двух условий.

При пересечении железной дороги проектируемой автомобильной дорогой в разных уровнях возвышение проектной линии над головкой рельса (габарит – Г) принимается не менее 5,5 … 6,5 м, конструктивная высота пролетных строений путепровода с учетом толщины защитного слоя, изоляции и дорожной одежды – h_кон = 1,0 … 1,1 м.

При проектировании автомобильной дороги, пересекающей существующие дороги в разных уровнях, минимальный габарит в свету (Г) над пересекаемой дорогой принимается: I – III категории – 5,0 м; IV–V категории – 4,5 м; конструктивная высота пролетных строений путепровода – h_кон = 0,9 … 1,1 м.

Минимально допустимая рабочая отметка насыпи у путепровода определяется по формуле

                                           H_p = Г + h_кон, м.                                              (34)

Минимально допустимая рабочая отметка насыпи у водопропускных труб определяется по формулам:

– при безнапорном режиме работы сооружения

                                           H_p = d + 2δ + Δ, м;                                         (35)

– при напорном режиме работы сооружения

                                               H_p = Н + Δ, м,                                            (36)

где d – внутренний диаметр трубы, м;

       δ – толщина стенок трубы (0,12…0,14 м – для труб круглого сечения; 0,20 … 0,30 м – для труб прямоугольного сечения);

       Δ – минимально допустимое возвышение бровки земляного полотна над уровнем подпертой воды (0,5 м – при безнапорном режиме работы сооружения; 1,0 м – при напорном и полунапорном режимах);

      Н – глубина подпертой воды перед трубой, м.

Минимально допустимая рабочая отметка насыпи у мостов вычисляется по формулам:

– для несудоходных рек

                                          H_p = Н_РУВВ + Г_п+ h_кон, м;                                 (37)

– для судоходных рек

                                       H_p = Н_РСУ + Г+ h_кон, м,                                        (38)

где h_кон – конструктивная высота пролетных строений моста (0,9…1,1 м – для несудоходных рек; для судоходных рек – 0,9…2,2 м в зависимости от пролета моста);

     Н_РУВВ – расчетный уровень высоких вод (принимается по карте), м;

     Н_РСУ – расчетный судоходный уровень, м (условно принимается средняя рабочая отметка между уровнем меженных вод и отметкой берега по карте), м;

    Г_п – подъем пролетных строений над расчетным уровнем высоких вод (принимается 0,75 м; при редком карчеходе – 1,5 м; при интенсивном карчеходе – 2,0 м);

    Г – судоходный габарит принимается в зависимости от класса реки по СНиП 2.05.03 – 84 (16,0 м – для I класса рек; 14,5 м – II класса; 13,0 м – III класса; 11,5 м – IV–V классов; 9,0 м – для VI класса).

После определения руководящей рабочей отметки и установления высотного положения контрольных точек вычисляются рабочие отметки (разность между проектной «красной» отметкой по оси земляного полотна и отметкой земли по оси проектируемой дороги). Положительные отметки, соответствующие насыпи, записываются над проектной линией продольного профиля, отрицательные отметки, соответствующие выемке, – под проектной линией.

Для обеспечения водоотвода от земляного полотна по боковым канавам на всей протяженности каждого участка канавы – от водораздела до выхода к искусственному сооружению или до места сброса воды из канав – устраивается уклон канавы в одну сторону (величина уклона должна быть не менее 3 … 5 ‰). Необходимо использовать каждую возможность отвода воды из канав в сторону от дороги в пониженные места, устраивая отводные русла с уклоном не менее 2 ‰. Желательно, чтобы отвод воды от боковых канав в сторону или в искусственное сооружение осуществлялся не реже, чем через 500 м. Не допускается пропуск воды по боковым канавам из насыпи в выемку. Тип укрепления канавы зависит от ее уклона и вида грунта, принимается по табл. 24.

Таблица 24

Методы проложения проектной линии:

- по обертывающей проектировке. Проектная линия по возможности наносится параллельно поверхности земли, отступая на пересечениях пониженных мест рельефа. Метод применяется в условиях равнинного и слабохолмистого рельефов местности, когда уклоны местности меньше предельно допустимых для данной категории дороги. Высота насыпи определяется в зависимости от уровня грунтовых и поверхностных вод, типа грунтов;

- по секущей проектировке. При такой проектировке необходимо по возможности соблюдать баланс земляных работ в смежных насыпях и выемках. Метод применяется при холмистом и сильно пересеченном рельефах местности и благоприятных грунтово-геологических условиях. Таким методом в основном проектируются дороги высоких категорий с большой интенсивностью движения.

В курсовом проекте возможно сочетать оба метода.

Проектная линия в продольном профиле наносится методом тангенсов (прямыми участками с вписыванием в их переломы вертикальных кривых) с использованием таблиц для разбивки вертикальных кривых [5, 6]. Элементы вертикальных кривых можно вычислить по упрощенным формулам:

– длина вертикальной кривой

                                          К = R (i₁ – i₂), м,                                             (39)

где R – радиус вертикальной кривой, м;

     (i₁–i₂) – алгебраическая разность сопрягаемых уклонов, в долях единиц;

– тангенс вертикальной кривой

                                                    Т = К / 2, м;                                           (40)

– биссектриса вертикальной кривой

                                                   Б = Т²/2 R, м.                                          (41)

Ордината любой точки вертикальной кривой (рис. 4), откладываемая от касательной (тангенса) или продолжения уклона определяется по уравнению

                               Y = X²/2R, м,                            (42)

где X – расстояние от начала кривой до данной точки, определяется совместным решением

уравнения (42) и уравнением линии поверхности земли в продольном профиле:

                                                              Y = а ± i₀ X, м,                                      (43)

где i₀ – уклон поверхности земли, откуда получается следующая зависимость:

                                                  X= R·i₀ ±√R²·i₀² – 2·R·a , м.                              (44)

С помощью уравнения (42) определяют величины поправок рабочих отметок за счет вписывания вертикальных кривых.

Этот метод рекомендуется применять в условиях равнинного или горного рельефов местности. В этом случае графу «Уклоны и вертикальные кривые» в таблице-сетке заменяют графой «Уклоны и расстояния».

Возможно также нанесение проектной линии методом Н.М. Антонова (вертикальными кривыми, сопрягающимися друг с другом прямыми вставками) с использованием специальных шаблонов и таблиц. Этот метод рекомендуется применять в условиях пересеченного холмистого рельефа местности.

Расстояние до «нулевой точки» от ближайшего пикета в случае постоянного продольного уклона на проектной линии (на прямом участке) находится по формуле

                                                                                    (45)

где h_лев и h_пр – рабочие отметки земляного полотна предыдущего и последующего пикетов, м;

        L – расстояние между рабочими отметками, м.

На вертикальной кривой местоположение «нулевой точки» определяется по формуле

                                      l= R·i₀ ±√R²·i₀² – 2·R·a , м.                                (46)  

  где i₀ – уклон поверхности земли;

        R – радиус вертикальной кривой, м;

        а – отрезок вертикали, проходящей через вершину вертикальной кривой, м (рис. 4).

В этом случае расстояние откладывается не от предыдущего пикета вперед, а от вершины вертикальной кривой назад.

При нанесении проектной линии следует также помнить, что:

– на открытой местности с сильными метелями выемки рекомендуется избегать, а высоту насыпи следует назначать на 0,5 … 0,8 м выше высоты снежного покрова;

– следует избегать мелких выемок большой протяженности, так как такие выемки будут сырыми и снегозаносимыми;

– в выемках расположение проектной линии на горизонтальной площадке не допускается;

– в равнинной местности и на болотах проектную линию можно располагать на горизонтальной площадке, предусматривая мероприятия по отводу воды от земляного полотна;

– искусственные сооружения возможно размещать на любых элементах плана и продольного профиля трассы при условии, что они не должны нарушать ее зрительной плавности.

Продольный профиль вычерчивается на миллиметровой бумаге или ватмане листа стандартного формата с рамкой и боковым штампом. На профиле красным цветом наносятся все проектные решения, фактические данные – черным цветом. В пояснительной записке необходимо дать описание продольного профиля, что является «контрольными точками», чем вызвано введение вертикальных кривых и т.п.

Продольный профиль вычерчивается в соответствии с ГОСТ Р 21.1701–97. Система проектной документации для строительства. Правила выполнения рабочей документации автомобильных дорог, пример оформления, масштабы вертикального профиля, размеры и вид таблицы-сетки, расположенной под продольным профилем приведены там же. Условные обозначения, применяемые для вычерчивания плана и продольного профиля автомобильной дороги, приведены в ГОСТ 21.1207–97. Система проектной документации для строительства. Условные графические обозначения на чертежах автомобильных дорог.

Более подробно проектирование плана трассы и продольного профиля автомобильной дороги рассмотрено в учебниках:

·          Автомобильные дороги (примеры проектирования) / под ред. В.С. Порожнякова. – М. : Транспорт, 1983. – 303 с.

·          Миронов, А.А. Основы проектирования автомобильных дорог / А.А. Миронов, М.Г. Новосельцев. – Челябинск : Уральский филиал МАДИ (ТУ), 2001. – 125 с. 

6. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПОПЕРЕЧНЫХ ПРОФИЛЕЙ

Исходными данными для проектирования поперечных профилей являются: размеры земляного полотна, установленные в табл. 16; климатические условия района проектирования, грунтовые и гидрогеологические условия, приведенные в задании к курсовому проекту; рельеф местности; продольный профиль.

Конструкция земляного полотна принимается на основе решений по продольному профилю с учетом типовых поперечных профилей по «Земляное полотно автомобильных дорог общего пользования. Типовые материалы для проектирования 503-0-48.87.– М. : Союздорпроект, 1987.» и требований СНиП 2.05.02–85*. Автомобильные дороги, п. 6. В зависимости от высоты насыпи или глубины выемки на продольном профиле (в таблице-сетке) указывается тип поперечного профиля из «Земляное полотно автомобильных дорог общего пользования. Типовые материалы для проектирования 503-0-48.87.– М. : Союздорпроект, 1987.».

В пояснительной записке дается краткая характеристика каждого применяемого типа поперечного профиля земляного полотна, его местоположение на продольном профиле (например, тип 1, H_н < 3,0 м,        ПК 10+ 23 … ПК 12 + 27).

Один из типов поперечного профиля в насыпи и выемке привязывается на продольном профиле к конкретным пикетам и вычерчивается согласно «Земляное полотно автомобильных дорог общего пользования. Типовые материалы для проектирования 503-0-48.87.– М. : Союздорпроект, 1987.». На профиле красным цветом наносятся все проектные решения, остальные данные вычерчиваются черным цветом, указываются рабочие отметки, отметки земли (берутся с продольного профиля), размеры элементов поперечного профиля берутся из табл. 16, величины поперечных уклонов проезжей части приведены в табл. 12, крутизна откосов земляного полотна в зависимости от вида грунтов принимается по табл. 25, 26), вид поперечного сечения боковых канав (кюветов), их размеры и глубина определяются по «Земляное полотно автомобильных дорог общего пользования. Типовые материалы для проектирования 503-0-48.87.– М. : Союздорпроект, 1987», крутизна откосов кюветов – по табл. 27.

Таблица 25 -  Крутизна откосов насыпей на прочном основании

Таблица 26 – Крутизна откосов выемок, не относящихся к объектам индивидуального проектирования

Таблица 27 - Крутизна откосов кюветов

Грунт откоса	Крутизна откоса при высоте волны без набега, м
	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6
Песок мелкий	1:5	1:7,5	1:10	1:15	1:20	1:25
Супесь легкая	1:4	1:7	1:10	1:15	1:20	1:20
Суглинок, глина	1:3	1:5	1:7,5	1:10	1:15	1:15

Все типы поперечных профилей вычерчиваются на миллиметровой бумаге или ватмане листа стандартного формата с рамкой и боковым штампом, используемые масштабы приведены в ГОСТ Р 21.1701–97. Система проектной документации для строительства. Правила выполнения рабочей документации автомобильных дорог.

7. НАЗНАЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ ДОРОЖНОЙ ОДЕЖДЫ

Конструкция дорожной одежды принимается на основании категории дороги, климатических характеристик района проектирования, грунтовых и гидрогеологических условий, продольного профиля автомобильной дороги. В соответствии с требованиями СНиП 2.05.02–85. Автомобильные дороги    (п. 7) и серии 3.503-71/88.0 «Дорожные одежды автомобильных дорог общего пользования. Материалы для проектирования» определяются тип дорожной одежды по виду покрытия, минимальная толщина слоев и виды материалов.

В курсовом проекте по указанной серии необходимо выбрать не менее двух вариантов дорожной одежды (жесткий и нежесткий типы дорожной одежды).

Для назначения конструкции дорожной одежды необходимо определить количество расчетных автомобилей группы «А» в сутки на одну наиболее загруженную полосу N_р. Величина N_р соответствует приведенной интенсивности движения на последний год срока службы, которая определяется по формуле   

                                                               (47)

где f_пол – коэффициент, учитывающий число полос движения и распределение движения по ним определяется для первой полосы движения от обочины (1,0 – для одной полосы движения; 0,55 – для двух полос движения; 0,50 – для трех полос движения; 0,35 – для четырех полос движения);

        n – общее число различных марок транспортных средств в составе транспортного потока (за исключением легковых автомобилей);

       N_m – число проездов в сутки в обоих направлениях транспортных средств m-й марки (за исключением легковых автомобилей), согласно заданию к курсовому проекту;

      S_{m сум} – суммарный коэффициент приведения воздействия на дорожную одежду транспортного средства m-й марки к расчетной нагрузке определяется по табл. 28.

Различают следующие элементы дорожной одежды:

Покрытие - верхняя часть дорожной одежды, воспринимающая усилия от колес транспортных средств и подвергающаяся непосредственному воздействию атмосферных факторов.

По поверхности покрытия могут быть устроены слои поверхностных обработок различного назначения (слои для повышения шероховатости, защитные слои и т.п.).

Основание - часть конструкции дорожной одежды, расположенная под покрытием и обеспечивающая совместно с покрытием перераспределение напряжений в конструкции и снижение их величины в грунте рабочего слоя земляного полотна (подстилающем грунте), а также морозоустойчивость и осушение конструкции.

Следует различать несущую часть основания (несущее основание) и дополнительные слои основания. Несущая часть основания должна обеспечивать прочность дорожной одежды и быть морозоустойчивой.

Дополнительные слои основания - слои между несущим основанием и подстилающим грунтом, предусматриваемые при наличии неблагоприятных погодно-климатических и грунтово-гидрологических условий. Эти слои совместно с покрытием и основанием должны обеспечивать необходимые морозоустойчивость и дренирование конструкции и создавать условия для снижения толщины вышележащих слоев из дорогостоящих материалов. В соответствии с основной функцией, которую выполняет дополнительный слой, его называют морозозащитным, теплоизолирующим, дренирующим. К дополнительным слоям и прослойкам относят также гидро- и пароизолирующие, капилляропрерывающие, противозаиливающие и др. Дополнительные слои устраивают из песка и других местных материалов в естественном состоянии или укрепленных органическими, минеральными или комплексными вяжущими, из местных грунтов, обработанных вяжущими, из укрепленных смесей с добавками пористых заполнителей и т.д., а также из различного рода специальных индустриально выпускаемых материалов (геотекстиль, пенопласт, полимерная пленка и т.п.).

При применении дополнительных слоев в проекте необходимо учитывать технологические проблемы, связанные с движением по ним построечного транспорта.

Классификация дорожных одежд и покрытий приведена в табл. 28.

Таблица 28

Рабочий слой земляного полотна (подстилающий грунт) - верхняя часть полотна в пределах от низа дорожной одежды до 2/3 глубины промерзания, но не менее 1,5 м от поверхности покрытия.

По величине N_р, а также в зависимости от дорожно-климатической зоны, грунта рабочего слоя земляного полотна и степени местности по характеру и степени увлажнения по Серии 3.503-71/88.0. «Дорожные одежды автомобильных дорог общего пользования. Материалы для проектирования» окончательно принимается два типа дорожной одежды.

Конструкция дорожной одежды вычерчивается на поперечном профиле земляного полотна на миллиметровой бумаге или ватмане листа стандартного формата с рамкой и боковым штампом, используемые масштабы приведены в ГОСТ Р 21.1701–97 «Система проектной документации для строительства. Правила выполнения рабочей документации автомобильных дорог». Пример оформления чертежа конструкции дорожной одежды приведен в Серии 3.503-71/88.0. «Дорожные одежды автомобильных дорог общего пользования. Материалы для проектирования».

8. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЕМОВ ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ

Исходными данными для определения объемов земляных работ являются рабочие отметки продольного профиля и поперечные профили земляного полотна.

Объем земляных работ определяется в зависимости от типа поперечного профиля, высоты рабочих отметок насыпи или выемки, с учетом крутизны заложения откосов, глубины кюветов и наличия растительного слоя грунта по Митин, Н.А. «Таблицы для подсчета объемов земляного полотна автомобильных дорог» / Н.А. Митин. – М. : Транспорт, 1977. – 544 с.

Если разность смежных рабочих отметок (Н1 – Н2) составляет 0,5 м и более, то необходимо учитывать призматоидальную поправку к вычисленным объемам земляных работ согласно приложению 2.

Если ширина проектируемого земляного полотна не соответствует табличной ширине, то вводят поправку на разность этих величин:

                                  ΔV1 = [(B₁ – B) (H₁ + H₂)/2] L, м³,                    (48)

где B₁, B – принятая и табличная ширина земляного полотна соответственно, м;

        H₁, H₂ – смежные рабочие отметки, взятые с продольного профиля, м;

       L – расстояние между этими отметками, м.

Объемы земляных работ можно вычислить как для призматоида с трапециидальными основаниями по формулам:

                           V = Fср L + (m/12) (H₁ – H₂)2 L, м³;                        (49)

– для насыпей

                           Fср = В (H₁ + H₂)/2 + m (H₁ + H₂)2/4, м²;               (50)

– для выемок

                        Fср = 2 Кк + В₀ (H₁ + H₂)/2 + (H₁ + H₂)2/4, м²,          (51)

где H₁, H₂, L, – то же, что и в формуле (48);

      В – ширина земляного полотна, м;

       В₀ – ширина земляного полотна с учетом ширины кюветов, м;

       Кк – площадь поперечного сечения кювета, м²;

       m – крутизна откосов.

Первое слагаемое в формуле (49) дает основной объем, второе – поправку на разность отметок (призматоидальная поправка). Для откосов 1:3 при разности рабочих отметок до 0,5 м и для откосов 1:1,5 при разности рабочих отметок до 1,0 м эту поправку можно не учитывать.

Объемы подсчитываются для всего протяжения продольного профиля с точностью до 1 м³ в табличной форме (табл.29).

Таблица 29 Ведомость попикетного подсчета объемов земляных работ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Основная литература

1. Бабков, В.Ф. Проектирование автомобильных дорог / В.Ф. Бабков, О.В. Андреев. – М. : Транспорт, 1987. – Ч. 1. – 368 с.

2. Большая советская энциклопедия. – М. : Советская энциклопедия, 1976. – 689 с.

3. Автомобильные дороги (примеры проектирования) / под ред. В.С. Порожнякова. – М. : Транспорт, 1983. – 303 с.

4. Миронов, А.А. Основы проектирования автомобильных дорог / А.А. Миронов, М.Г. Новосельцев. – Челябинск : Уральский филиал МАДИ (ТУ), 2001. – 125 с.

5. Ганьшин, В.Н. Таблицы для разбивки круговых и переходных кривых / В.Н. Ганьшин, Л.С. Хренов. – М. : Недра, 1985. – 430 с.

6. Митин, Н.А. Таблицы для разбивки кривых на автомобильных дорогах / Н.А. Митин. – М. : Недра, 1978. – 469 с.

7. Проектирование и разбивка вертикальных кривых на автомобильных дорогах (описание и таблицы) / Н.М. Антонов, Н.А. Боровиков, Н.Н. Бычков, Ю.Н. Фриц. – М. : Транспорт, 1968. – 200 с.

8. Митин, Н.А. Таблицы для подсчета объемов земляного полотна автомобильных дорог / Н.А. Митин. – М. : Транспорт, 1977. – 544 с.

Нормативные документы

9. ГОСТ Р 52398–2005. Классификация автомобильных дорог. Основные параметры и требования. – М. : Стандартинформ, 2006.

10. ГОСТ Р 52399–2005. Геометрические элементы автомобильных дорог. – М. : Стандартинформ, 2006.

11. СНиП 2.05.02–85*. Автомобильные дороги. – М. : ФГУП ЦПП, 2005. – 54с.

12. СНиП 2.01.01–82. Строительная климатология и геофизика. – ЦИТП Госстроя СССР, 1983.

13. СНиП 23-01–99. Строительная климатология. – М. : ФГУП ЦПП, 2000.

14. ГОСТ Р 21.1701–97. Система проектной документации для строительства. Правила выполнения рабочей документации автомобильных дорог. – М. : Госстрой России, 1997.

15. ГОСТ 21.1207–97. Система проектной документации для строительства. Условные графические обозначения на чертежах автомобильных дорог. – М. : Госстрой России, 1997.

16. Земляное полотно автомобильных дорог общего пользования. Типовые материалы для проектирования 503-0-48.87.– М. : Союздорпроект, 1987.

17. Дорожные одежды автомобильных дорог общего пользования. Материалы для проектирования. Серия 3.503-71/88.0.– М. : Союздорпроект, 1988.

18. ОДН 218.046–2001. Проектирование нежестких дорожных одежд. – М. : ФГУП «Информавтодор», 2001.

19. Методические рекомендации по проектированию жестких дорожных одежд. – М. : ФГУП «Информавтодор», 2004.

Приложение 1 – Ведомость углов поворота

          Приложение 2  

Таблица