Расчет приведенной интенсивности движения и назначение технической категории дороги

1. Расчет приведенной интенсивности движения и назначение

 технической категории дороги

Первоначально для выполнения курсового необходимо определить техническую категорию дороги в соответствии с нормативом СП 34.13330-2012. Автомобильные дороги (в учебном пособии табл. 1.1).

Назначенную перспективную среднесуточную на 20-й год интенсивность движения (задание, в таблице столбец 4) необходимо перевести в приведенную к легковому автомобилю, используя коэффициенты приведения к легковому автомобилю в соответствие с нормативом СП 34.13330-2012. Автомобильные дороги (в учебном пособии табл. 1.2).

Расчет производим по форме, представленной в табл. 1. В соответствие с заданием, во второй столбик таблицы записываем данный по количеству автомобилей в потоке в зависимости от типа автомобиля и его грузоподъемности. В третьем столбике записываем данные по перспективной интенсивности движения по типу автомобилей от заданной интенсивности (авт./сут). В четвертый столбик записываем коэффициенты приведения в зависимости от типа автомобиля и его грузоподъемности в соответствие с табл. 1.2. В пятом столбике производим расчет приведенной интенсивности движения по формуле (1.2).

Приведение транспортного потока к расчетному легковому автомобилю производят по формуле

N_пр= S( N_i ∙ К_прi),                                                     (1)

где N_пр – приведенная интенсивность движения (ед./сут); N_i – количество автомобилей i-й грузоподъемности; К_прi – коэффициент приведения (табл. 1.2).

Таблица 1 –  Расчет приведенной интенсивности движения

Состав транспортного потока	Кол–во автомоб., ‰	Перспективная интенсивность движения Ni, авт./сут	Кпр	Приведенная интенсивность движения, ед./сут, Кпр∙ Ni
Легковые автомобили Автобусы Грузовые, груз.,т: до 2 2 до 6 от 6 до 8 от 8 до 14 свыше 14	40 5 10 15 5 10 15	400 50 100 150 50 100 150	1,0 2,5 1,3 1,4 1,6 1,8 2,0	400 125 130 210 80 180 300
	S = 100	S = 1000		S = 1425

Приведенная интенсивность движения N_T = 1425 ед./сут соответствует IV категории дороги.

2. Расчет и обоснование технических нормативов

В соответствие с назначенной технической категорией назначаем расчетную скорость по СП 34.1330-2012 (в уч-м пособие табл.1.4).

1. Определение допустимого радиуса горизонтальных кривых в плане.

Наименьший допустимый радиус горизонтальных кривых в плане без устройства виража вычисляем расчетом при заданной скорости движения V_р по формуле

,                                                    (2)

где m – коэффициент поперечной силы (уч. пос. табл. П.1.1); из условия обеспечения удобства езды пассажиров за расчетное значение можно принять m = 0,15 [СП табл. 5.2]; i_поп – поперечный уклон проезжей части, i_поп = 0,020 (табл. П.1.6).

2. Определение радиуса кривой при устройстве виража.

Для повышения безопасности и удобства движения на горизонтальных кривых в плане при радиусе R ≤ 3000 м для дорог I технической категории и при радиусе R ≤ 2000 м для дорог II – V технических категорий обычно предусматривают устройство виража, тогда минимальный радиус кривой находится по формуле

,                                             (3)

где i_в – поперечный уклон проезжей части на вираже, для расчета можно принять i_в = 0,06 (табл.П.1.7) [23, табл. 5.17].

3. Определение наименьшего расчетного расстояния видимости.

Наименьшее расчетное расстояние видимости вычисляется по двум схемам:

а) поверхности дороги – это расстояние S₁, на котором водитель может остановить автомобиль перед препятствием на горизонтальном (i_пр = 0) участке дороги, м:

,                                          (4)

где V_р – расчетная скорость движения, км/ч; К_Э – коэффициент эксплуатационного состояния тормозов, К_Э = 1,2; l_З – расстояние безопасности, l_З = 5 – 10 м; j – коэффициент продольного сцепления шины, зависит от состояния покрытия, в расчетах принято j = 0,5 для случая влажного покрытия; i_пр – продольный уклон участка дороги; t  – время реакции водителя, t = 1 – 2 с;

б) встречного автомобиля – расстояние видимости S₂, складывается из суммы остановочных путей двух автомобилей, м:

S₂ = 2S_1.                                                                                               (5)

4. Радиусы вертикальных кривых определяют:

а) радиусы выпуклых кривых – из условия обеспечения видимости дороги по формуле

,                                                     (6)

где h₁ – возвышение глаза водителя над поверхностью дороги, h₁ = 1,2 м;

б) радиусы вогнутых кривых – из условия ограничения величины центробежной силы, допустимой по условиям самочувствия пассажиров и перегрузки рессор:

,                                                        (7)

где в – величина нарастания центробежного ускорения; при разработке норм на проектирование вертикальных кривых в России принимают в = 0,5 – 0,7 м/с².

Для расположения проезжей части на необходимом уровне от поверхности грунта сооружают земляное полотно (насыпь или выемку). В заключение данного раздела составляют таблицу технических нормативов (табл. 2), в которую заносят данные расчета основных элементов и параметров  по формулам с (1) по (7), а также нормативные значения [23, табл. 5.2, 5.3, 5.5, 5.12, 5.16]. В учебном пособии это таблицы П.1.2., П.1.4, П.1.5. Для проектирования принимаются наибольшие значения из расчетных и рекомендуемых [23].

Таблица 2 –  Основные параметры и нормы

Показатели	Ед-цы измер.	Получено расчетом	Рекомендует СП 34.13330	Принято в проекте
1. Перспективная среднесуточная интенсивность движения Приведенная интенсивность движения	авт./сут ед./сут
2. Расчетная скорость движения автомобилей	км/ч
3. Число полос движения	шт.
4. Ширина полосы движения	м
5. Ширина проезжей части	м
6. Ширина обочин	м
7.Ширина земляного полотна обочин	м
8. Наименьшая ширина укрепленной полосы обочины	м
9. Наибольший продольный  уклон	‰
10. Наименьшая расчетная видимость: а) поверхности дороги S1, б) встречного автомобиля S2	м м
11. Наименьший радиус кривых в плане: а) без устройства виража, б) с устройством виража	м м		> 2000
12.Наименьшие радиусы вертикальных кривых: а) выпуклых Rвып, б) вогнутых Rвог	м м

3. План трассы

1. В соответствии с вариантом задания приступаем к работе с картой (папка "Задание", "Карты"). Карту необходимо распечатать и работать на ней карандашом.

Карта в масштабе 1:10000 (в 1 см - 100 м).

По карте необходимо определить расстояния S₁^" между началом трассы (точка А) и вершиной угла поворота и расстояние S₁^"" от вершины угла поворота до конца трассы (В). Измеренные длины переводим в масштаб, например: 7,7 см - 770 м, 9,9 см - 990 м В зависимости от направления трассы необходимо измерить угол поворота α_пр или α_л.

Записываем данные:

Пример 1: S₁^" = 770 м;

S₁^"" =  990 ;

α_пр(л) =  30º.

Для назначения радиуса круговой кривой необходимо выписать значения элементов круговых кривых, используя данные из таблиц Митина "Элементы горизонтальных кривых для разбивки трассы" при единичном значение радиуса R = 1,0 м. В учебном пособие открываем таблицу Приложения 4.

Определяем значения Т, К, Д, Б для значения угла поворота α = 30° при R = 1 м, используя прил. 4 [17]:

Т = 0,26795;

К = 0,52360;

Д = 0,01230;

Б = 0,03528.

Из двух значений расстояний между вершинами углов поворота (S₁^" и S₁^"" ) принимаем меньшее:

Меньшее значение S₁^" = 770 м нужно разделить на значение тангенса от единичного радиуса. Получаем максимально допустимое значение радиуса:

R_{max доп} = 770: 0,26795= 2873,67 м. Назначаем радиус R = 2500 м.

Проектирование при значение R>2000 для дорог III-V тех. категорию без переходной кривой (учебное пособие рис. 1.1).

Пересчитываем значения элементов круговых кривых для назначенного значения радиуса R=2500 м:

Тп = 0,26795∙2500 = 669,875; Значения не округлять!!!!!!!

Кп = 0,52360∙2500 = 1309; Значения не округлять!!!!!!!

Дп = 0,01230∙2500 = 30,75; Значения не округлять!!!!!!!

Бп = 0,03528∙2500 = 882.      Значения не округлять!!!!!!!

Пример 2: S₁^" = 470 м;

S₁^"" =  990 ;

α_пр(л) =  30º.

Определяем значения Т, К, Д, Б для значения угла поворота α = 30° при R = 1 м, используя прил. 4 [17]:

Т = 0,26795;

К = 0,52360;

Д = 0,01230;

Б = 0,03528. 

Из двух значений расстояний между вершинами углов поворота (S₁^" и S₁^"" ) принимаем меньшее:

Меньшее значение S₁^" = 470 м нужно разделить на значение тангенса от единичного радиуса. Получаем максимально допустимое значение радиуса:

R_{max доп} = 470: 0,26795= 1754,059 м. Назначаем радиус R = 1500 м.

Проектирование при значение R≤2000 для дорог III-V тех. категорию с переходной кривой (учебное пособие рис. 1.3). Переходная кривая назначается по СП 34.13330-2012 (в учебном пособие П.1.3). При значение R = 1500 м переходная кривая l =100 м.

Пересчитываем значения элементов круговых кривых для назначенного значения радиуса R=1500 м:

Тп = 0,26795∙1500 = 401,925;   Значения не округлять!!!!!!!

Кп = 0,52360∙1500 = 785,4; Значения не округлять!!!!!!!

Дп = 0,01230∙1500 = 18,45; Значения не округлять!!!!!!!

Бп = 0,03528∙1500 = 52,92. Значения не округлять!!!!!!!

При  проектировании круговой кривой с переходной по схеме рис.1.3 элементы полного закругления вычисляют по формулам

Т_п = Т +∆Т; К_п = К + l; Б_п = Б + ∆Б; Д_п = 2Т_п – К_п.                    (8)

Значения ∆Т, ∆Б определяем в зависимости от величины радиуса и переходной кривой по таблицам Митина (в учебном пособии Приложение 5 "Элементы переходных кривых"). Значение  ∆Д можно определить ∆Д=2∆Т - l, тогда величину найдем Д_п = Д +∆Д. Проверка:  Значения Д_п, рассчитанные по двум формулам (Д_п = 2Т_п – К_п и Д_п = Д +∆Д), должны быть одинаковы.

Выписываем значения ∆Т и ∆Б для R = 1500 и l =100 м:

∆Т = 50,07;

∆Б = 0,29.

Рассчитываем элементы полного закругления с переходной кривой:

Тп = 401,925 + 50,07 = 451,995;         Значения не округлять!!!!!!!

Кп = 785,4 + 100 = 885,4;                     Значения не округлять!!!!!!!

Бп = 52,92 + 0,29 =53,21;                     Значения не округлять!!!!!!!

Дп = 2Т_п – К_п = 2∙451,995 - 885,4 = 903,99 - 885,4= 18,59  Значения не округлять!!!!!!!

∆Д = 2∆Т - l =2∙50,07 - 100 = 0,14, тогда

 Д_п = Д +∆Д= 18,45 + 0,14 = 18,59.                  Проверка верна!!!

2. Расчет элементов плана трассы. Ведомость углов поворота

Рассчитываем главные точки закруглений кривых, элементы Плана трассы и вносим значения в ведомость углов поворота (таблица 3). Шаг проектирования в масштабе 1:1000 соответствует 100 м = 1ПК (пикет).

1) Назначаем пикетное положение начала трассы НТ ПК 0+00,00. Вносим в строке НТ столбцы 2 и 3 значения 0+00,00;

2) Положение вершины угла поворота ВУ соответствует длине S₁^", выраженной в ПК  (пример: S₁^" = 570 м, тогда ВУ ПК 5+70,00). Вносим данные в строке ВУ в столбцы 2 и 3;

3) В строке ВУ записываем значения угла поворота (столбец 4 или 5 в зависимости от вида угла - левый или правый); записываем значения элементов круговой кривой - то что умножали на подобранный радиус (строка ВУ, столбцы 6,7,8,9,10);

4) заполняем в строке ВУ столбцы элементов переходных кривых:

-  в случае R>2000 в столбцах 11,12,13,14 ставим прочерки;

- в случае R≤2000 записываем свои значения ∆Т, ∆Д, ∆Б и l  в столбцы с 11 по 14;

5) заполняем столбцы элементов полного закругления Т_п, Кп, Бп и Дп в столбцах с 15 по 18:

- в случае R>2000 значения элементов круговой кривой (столбцы с 6 по 10) переписываются в эти столбцы;

- в случае R≤2000 записываем полученные значения элементов полного закругления, рассчитанных по формуле 8;

6) чтобы определить положение начала кривой (НК), нужно от ВУ отложить на карте по 1 и 2 направлениям в масштабе значение Тп влево, сделать карандашом засечку. Теперь рассчитываем значение начала кривой:

 ПКНК = ПКВУ – Т_п .                                                      (9)

Записываем полученное значение в строке ВУ в столбцах 19 и 20.Значения не округлять!!!!!!!

7) положение точки конца кривой ПККК определяют, откладывая значение полного тангенса Т_п от вершины угла  в направлении к концу трассы. Ее пикетажное значение вычисляем по формулам

ПККК= ПКНК + К_п ,                                                          (10)

ПККК= ПКВУ + Т_п – Д_п .                                                  (11)

Полученное значение записываем в строке ВУ в стобцы 21 и 22;

8) Затем угол, в который будет вписана кривая, делят пополам, из вершины угла откладывают значение биссектрисы Б_п и плавной линией соединяют точки НК, СК и КК. Пикет середины кривой СК определяют по формуле

ПКСК = ПКНК +  .                                                    (12)

Положение середины кривой СК в ведомость углов поворота не вносится, оно необходимо будет для более точной разбивки на пикеты трассы;

9) в столбец 23 вносим значения расстояний от начала трассы до ВУ (S₁^") и от ВУ до конца трассы (S₁^"");

10) определим длину трассы (КТ) как разность суммы всех расстояний между вершинами углов поворота  и всех домеров:

ПККТ = S S_i – S Д_пⁿ,                                                    (13)

Записываем в строку КТ столбцы 2 и 3;

10) определяем длину прямой вставки Р₁ (столбец 24). Для первого участка трассы прямая вставка Р₁ равна пикету начала кривой ПКНК (м). Для последующего направления трассы прямая вставка Р₂ равна пикету конца трассы минус пикет конца первой кривой:

Р₂ = ПККТ – ПККК.                                                                 (13)

11) проверяем длину трассы вторым способом: сумма всех прямых вставок и сумма всех кривых:

                     = Lтр.                                                   (14)

12) чтобы запроектированную трассу можно было точно воспроизвести на местности, ее ориентируют относительно сторон света. Азимут первой линии А₁ определяют по значению дирекционного угла ДУ₁, который измеряют на карте транспортиром по ходу часовой стрелки между северным направлением вертикальной линии сетки карты и линией трассы. Азимуты последующих линий трассы:

А_п = А_{п –1} ±  α,                                                          (15)

где А_п – азимут последующих линий; А_п – азимут предыдущей линии; α – угол поворота трассы: знак плюс, если угол поворота правый; знак минус, если – левый.

Полученные значения азимутов записываем в столбец 25.

Рис.1. – Определение магнитных азимутов

Рассчитываем все проверки. Записываем их.

Таблица 3 –  Ведомость углов поворота, прямых и кривых

Элемент трассы	Положение ВУ	Величина угла, град	Элементы круговой кривой, м	Элементы переходной кривой, м	Элементы полного закругления, м	Главные точки закругления	Элементы прямых
ПК	+	aл	aп	R	T	K	Б	Д	L	DT	DБ	DД	Tп	Кп	Бп	Дп	НК	КК	Расстояние м/у ВУ- Si, м	Длина прямой вставки- Рi, м	Азимуты	Румбы линий
ПК	+	ПК	+
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25	26
Нт
ВУ
Кт

                 ∑  ∑                                                                       ∑  ∑                                           ∑        ∑

Проверка расстояний:                                  Проверка направлений:

1) = Lтр (м),                           = Азн – Азк

2)  = L

Теперь необходимо разбить трассу с учетом кривой на пикеты: первое направление от начала трассы до вершины угла плворота разбиваем в масштабе заданном на пикеты через 100 м (на карте через 1 см). Делаем засечки на карте карандашом. Затем для разбивки на пикеты по кривой необходимо подписать (рисунок 2) пикетажные положения из ведомости углов поворота начала кривой (НК), середины кривой (СК), конца кривой (КК) и конца трассы (КТ). С учетом изменения длины по кривой расстояние между пикетами уже не будет 100 м (1 см), разбиваем на глаз, но в соответствие с покетажными положениями.

Рисунок 2 – Разбивка трассы на пикеты, оформление плана трассы

 

После разбивки плана трассы заполняют таблицу технических показателей трассы (табл.4).

1. Средний радиус кривых определяют по формуле

,                                                          (16)

где åК – сумма всех кривых, м; åa – сумма углов поворота, рад.

2. Коэффициент развития трассы:

К_{р тр} = L_тр / L_возд,                                                     (17)

где L_тр – длины трассы между заданными пунктами, м; L_возд – длина трассы по воздушной линии, м (см. табл. 1.7).

Таблица 4 –  Технические показатели трассы

План трассы выполняется в соответствии с ГОСТ 21.701-2013 "Правила оформления рабочей документации автомобильных дорог" (в папке "Нормативы").

4. Продольный профиль

4.1. Определение отметок поверхности земли

При проектировании продольного профиля необходимо установить линии фактической поверхности земли по оси дороги, т. е. начертить «черную линию».

При подробных технических изысканиях местности продольный профиль вычерчивают по данным нивелировочных журналов. При работе с топографической картой необходимо предварительно определить отметки пикетных и плюсовых точек путем интерполяции отметок горизонталей. Плюсы назначают во всех точках изменения крутизны склона, характеризующегося резким изменением густоты горизонталей, на пересечениях железных и автомобильных дорог, в логах суходолов, оврагов, рек и др.

Если известны отметки двух соседних горизонталей, промежуточную отметку можно определить, исходя из подобия треугольников (рис.3, а), измерив заложение, т. е. расстояние между горизонталями по карте.

При расположении пикетной и плюсовой точек между горизонталями ее отметку определяют по интерполяции (способ нахождения промежуточных значений величины). Из подобия треугольников имеем:

=,   x = ,                                             (18)

где x – искомое превышение точки над горизонталью с меньшей отметкой, м; h – высота сечения между горизонталями (по данным карты или по заданию), м; b – расстояние от точки до горизонтали с меньшей отметкой; l – расстояние между рассматриваемыми точками, м.

Аналогичным образом определяют отметки пикетов или плюсовых точек при различном сочетании горизонталей и положения трассы (рис. 3,б, в, г).

             

Рисунок 3 – Схема к расчету отметок точек методом интерполяции

Отметки плюсовых точек подошвы обрыва и в середине реки находят относительно бровки обрыва, отметка которой определена экстраполяцией (нахождение значений вне заданного интервала), вычитая высоту обрыва, а для середины реки – высоту обрыва и глубину реки (рис.1.9 и 1.10).

Рисунок 4 – Схема определения отметок методом экстраполяции

в замкнутой горизонтали

Рисунок 5 – Схема определения отметок методом экстраполяции

за пределами горизонталей

4.2. Расчет рекомендуемых рабочих отметок

Для проектирования проектной линии продольного профиля (так называемой красной линии) необходимы следующие основные данные:

– максимально допустимый продольный уклон, минимальные радиусы выпуклых и вогнутых вертикальных кривых;

– рекомендуемая рабочая отметка земляного полотна;

– контрольные (фиксированные) отметки.

По заданному району строительства при назначении типов местности по увлажнению необходимо определить дорожно-климатическую зону (ДКЗ) по СП 34.13330-2012 (Приложения Б, стр 89).

По условиям увлажнения верхней толщи грунтов различают три типа местности [СП]:

1-й – сухие участки;

2-й – сырые участки с избыточным увлажнением в отдельные периоды года (менее 30 сут);

3-й – мокрые участки с постоянным избыточным увлажнением (более 30 суток).

Для определения типов местности по увлажнению необходимо проверить два условия:

1) уклон местности должен быть больше 2 ‰;

2) разница h_гв - h_пр в зависимости от грунтов должна быть больше или равна: для глин 2,0, для суглинков 1,5, супеси 1,0.

Таблица 5 – Условия для определения типа местности увлажнения

Тип местности по увлажнению	1-е условие	2-е условие
I	+	+
II	- +	+ -
III	-	-

1. Для обеспечения устойчивости и прочности верхней части земляного полотна и дорожной одежды рекомендуемую рабочую отметку земляного полотна устанавливают из двух условий по таблице

а) возвышение поверхности покрытия над расчетным уровнем грунтовых вод, верховодки или длительно (более 30 суток) стоящих поверхностных вод (3-й тип местности по характеру увлажнения) определяют по формуле (рис.6):

h_peк  = h₁ – h_гв+ i₁,                                                    (19)

где h₁ – наименьшее возвышение поверхности покрытия над уровнем грунтовых вод (м), в зависимости от вида грунта и дорожно-климатической зоны, должно соответствовать требованиям табл. 5 [СП, табл. 7.3]; h_гв – глубина залегания грунтовых вод (по заданию или по данным изысканий); b – ширина проезжей части, м; i_пр – поперечный уклон проезжей части в тысячных долях (0,02);

Δh

hсн

Рисунок 6 –  Определение рекомендуемой рабочей отметки насыпи

б) возвышение поверхности покрытия над поверхностью земли на участках с необеспеченным поверхностным стоком или над уровнем кратковременно (менее 30 суток) стоящих поверхностных вод (1-й и 2-й типы местности по характеру увлажнения) определяется по формуле

h_рек = h₂+ i₁,                                                             (20)

где h₂ – наименьшее возвышение поверхности покрытия над уровнем поверхности земли согласно табл. 5 [СП, табл. 7.3].

Таблица 5 – Наименьшее возвышение поверхности покрытия

 

Грунт рабочего слоя	Дорожно-климатическая зона
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 мягкий пылеватый, суглинок тяжелый пылеватый	2,4 1,8	2,1 1,5	1,8 1,3	1,2 0,8

Примечание. Над чертой – возвышение поверхности покрытия над уровнем  грунтовых вод, верховодки или длительно (более 30 суток) стоящих поверхностных вод h₁; под чертой – то же, над поверхностью земли на участке с необеспеченным поверхностным стоком или над уровнем кратковременно (менее 30 суток) стоящих поверхностных вод h₂.

2. Земляное полотно на участках дорог, проходящих по открытой местности, по условиям снегонезаносимости во время метелей следует проектировать в насыпи h_peк, высота которой находится по формуле

h_рек =  h_сн + Δh + аi₂ +  i₁,                                          (21)

где h_сн – расчетная высота снегового покрова с вероятностью превышения 5 %, м, принимаемая по [СНИП Климатология] или по данным наблюдений; Δh – возвышение бровки земляного полотна над расчетным уровнем снегового покрова (м), принимается по рекомендациям [СП, п. 6.33]: 1,2 м – для дорог I категории; 0,7 м – для дорог II категории; 0,6 м – для дорог III категории; 0,5 м – для дорог IV категории; 0,4 м – для дорог V категории; а – ширина обочины, м; b – ширина проезжей части дороги, м; i₁ (0,02)  и  i₂ (0,04) – поперечные уклоны проезжей части и обочины, в тысячных долях.

В расчет принимается рекомендуемая рабочая отметка, наибольшая из двух условий: обеспечивающая  одновременно нормальный водно-тепловой режим дорожной конструкции и снегонезаносимость дороги, рассчитанных по формулам 19, 20, 21.

К контрольным фиксированным отметкам относятся:

а) отметки осей проезжей части существующих автомобильных дорог, к которым примыкает проектируемый участок дороги;

б) отметки головки рельса пересекаемых железных дорог в одном уровне;

в) отметки искусственных сооружений (трубы, мосты, путепроводы).

Контрольные точки позиций а) и б) определяют по журналу нивелирования либо по картам. Трубы устанавливают в пониженных местах, анализируя рельеф местности. Данные принимаются с продольного профиля (черные отметки).

Минимальную высоту насыпи над трубами (рис. 4) вычисляют по формуле

H_min = d +  + h₃ + h_до,                                                       (22)

где d – отверстие трубы: диаметр круглой или высота прямоугольной трубы, м; δ – толщина стенки трубы, δ =0,12– 0,20 м; h_З – минимальная толщина засыпки над трубой, не менее 0,5 м; h_до – толщина дорожной одежды, м).

Длина трубы рассчитывается по формуле

L_тр = В + 2 (h_нас – d)×m + b_огол,                                    (23)

где В – ширина насыпи по верху; h_нас – рабочая отметка насыпи; d – диаметр (высота трубы); m – заложение откосов насыпи у трубы, принимается 1:1,5; b_огол – толщина оголовка трубы (рис. 4).

4.3. Оформление продольного профиля

Продольный профиль оформляется выполняется в соответствии с ГОСТ 21.701-2013 "Правила оформления рабочей документации автомобильных дорог" (в папке "Нормативы"). Продольный профиль вычерчивается в следующих масштабах:

1) горизонтальный 1:5000 (в 1 см : 50 м);

2) вертикальный 1:500 (в 1 см : 5 м);

3) грунтовый 1: 100 (в 1 см : 1 м).

Длину миллиметровки принимаем  "длина трассы в _˟ 2 + 15 см".

В левом нижнем углу вычерчиваем шапку в соответствие с рисунком 5 (ГОСТ 21.701-2013 "Правила оформления рабочей документации автомобильных дорог"). 

1. В строках «Пикеты», « Элементы плана », «Километры» производят обозначение пикетов, километровых столбов. В соответствии с ведомостью углов поворота вычерчивают трассу в виде прямых и кривых по оси дороги. Производят привязку начала и конца кривой до ближайшего пикета (с одной стороны). Подписывают числовые значения радиусов и переходных кривых, длины прямых вставок, а также наносят ситуационный план трассы (по 50 м вправо и влево от оси).

2. Заполняют строку «Расстояние, м», в которой отмечают положение пикетов и плюсовых точек.

3. В строке «Отметки земли, м» подписывают отметки на пикетах и плюсовых точках, снятых с карты или из журнала нивелирования по оси трассы (фактические отметки земли).

4. Вычерчивают продольный профиль фактической земли. Для этого нужно рассчитать условный горизонт (УГ). Определяют условный горизонт УГ для вычерчивания профиля отметок земли и проектной линии: линия земли должна располагаться на расстоянии 8 – 13 см от верха линии сетки, что составляет с учетом вертикального масштаба 1:500 – 40 – 65 м, превышение между самой высокой отметкой земли H_max и самой низкой H_min должно быть примерно 25 м, если H_max – H_min > 25 м, принимают условный горизонт с H_max – H_min = 25 м:

УГ = H_min – 45.                                               (24)

Рисунок 5 – Таблица продольного профиля

На примере продольного профиля  (рисунок 6) Вы должны представить данные по трем нижним графам и, в соответствии с УГ, представить фактический профиль земли (черные отметки).

5. Просьба ко всем студентам!!!! Как только вы подготовили фактический продольный профиль, сканируйте его и высылайте мне на утверждение будущей проектной линии. Это обязательное условие!!! 

Далее приступаем к проектированию проектной линии методом Тангенсов.

Рисунок 6 – Продольный     профиль

4.4. Проектирование проектной линии

Продольный профиль проектируют в виде плавной линии, состоящей из прямолинейных участков и вертикальных кривых. Проектирование продольного профиля заключается в нанесении проектной линии и вычислении проектных и рабочих отметок.

При проектировании продольного профиля стремятся обеспечить:

1) устойчивость земляного полотна и дорожной одежды в течение круглого года при изменениях температуры и погодных условий;

2) наименьшую стоимость строительства и эксплуатации дороги;

3) удобство и безопасность движения автомобилей и пассажиров;

4) наименьшую стоимость перевозки грузов и пассажиров.

Отметки проектной линии при проектировании и реконструкции автомобильных дорог общего пользования и городских дорог относятся к оси дороги.

В продольном профиле проектную линию наносят как по обертывающей (в насыпи – для равнинного рельефа), так и по секущей (как в насыпи, так и в выемке – для пересеченной местности). Во всех случаях проектирования нужно добиваться, по возможности избегая устройства высоких насыпей и глубоких выемок, особенно для дорог низших технических категорий (IV,V).

Проектирование по обертывающей заключается в том, что проектную линию наносят, следуя очертанию поверхности земли, с соблюдением рекомендуемых рабочих отметок и уклонов.

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

1)  максимально допустимые продольные уклоны: для II категории 40‰, для III - 50‰;

2) расстояние видимости для остановки автомобиля не менее 450 м;

3) минимально допустимые радиусы горизонтальных кривых в плане: для II категории Rгор = 800 м, для III - Rгор = 600 м;

4) минимальные допустимые  радиусы кривых в продольном профиле:

- выпуклых: для II категории Rвып = 15000 м, для III - R вып = 10000 м;

- вогнутых: для II категории Rвог = 5000 м, для III - R вог = 3000 м;

5) минимально допустимые длины кривых в продольном профиле:

выпуклых – не менее 300 м;

вогнутых – не менее 100 м [СП].

Проектную линию наносят двумя способами: по обертывающей и по секущей. При равнинном рельефе - по обертывающей, при пересеченном рельефе - по секущей. Описание представлено в учебном пособии разделы 1.4.3.

Проектирование проектной линии методом Тангенсов представлено в разделе 1.4.5 учебного пособия.

Далее при завершении проектирования проектной линии приступаем к расчету рабочих отметок (разница между проектными и фактическими).

Затем в графе поперечного профиля в соответствии с рабочими отметками разбить на типовые поперечные профили. В учебном пособие (Приложении 8) представлены чертежи поперечных профилей.

Тип 1. Насыпи до 3 м с заложением откосов 1:4(3): 1а - при высоте насыпи  до 1,2 м устраивают боковые кюветы; 1б - при высоте от 1,2 до 3,0 м.

Тип 2. Насыпь до 6 м с заложением откосов 1:1,5.

Тип 3. Насыпь до 12 м с переменным заложением откосов: высоте насыпи до 6 м 1:1,5, а выше 6 м – 1:1,75.

Тип 4. Выемка до 1 м.

Тип 5. Выемка более 1 м.

5. Проектирование поперечных профилей

В соответствии с ГОСТ 21.701-2013 "Правила оформления рабочей документации автомобильных дорог" необходимо представить типовые поперечные профили.  В учебном пособие (Приложении 8) представлены чертежи поперечных профилей.

6. Расчет объемов земляных работ

Подсчитанные объемы земляных работ составляют профильный объем земляных работ V_проф, м³, т. е. объем насыпей V_н и выемок V_в вместе:

V_проф = V_н  + V_в .                                                             (25)            

Оплачиваемый объем V_опл равен объему насыпи  с учетом коэффициента относительного уплотнения грунта К_оу плюс  объем кавальера V_кав (учитывается, если объем выемки больше объема насыпи):

V_опл = V_н К_оу + V_кав,                                                    (26)

где К_оу – коэффициент относительного уплотнения [СП], V_кав – объем кавальеров.

Коэффициент уплотнения грунта – отношение плотности скелета грунта в конструкции к максимальной плотности скелета того же грунта при стандартном уплотнении по #M12291 1200031048ГОСТ 22733-2002#S.

Расчет объемов земработ производим в таблицах EXSEL папка "4 Земработы" в соответствии с рабочими отметками.