Изыскания и проектирование автомобильных дорог
Министерство образования науки РФ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
ИНСТИТУТ АРХИТЕКТУРЫ И СТРОИТЕЛЬСТВА
ВОЛГОГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра изысканий и проектирования транспортных сооружений
Курсовой
проект
На тему:
«Изыскания и проектирование автомобильных дорог»
Выполнили ст.
гр. АД-1-14
Шашлов Н.А.
Проверил: ст. преподаватель
Попов В. М.
Волгоград
2016 г
Раздел 1. Обоснование параметров проектируемой
дороги
.1 Общая характеристика района проектирования
автомобильной дороги
Оренбургская область находится
в глубине единого Евроазиатского материка. Оренбургская область протянулась
вдоль южной кромки Уральского хребта на семьсот пятьдесят километров. Область
входит в состав Приволжского федерального округа, граничит с Самарской и
Челябинской областями, республиками Татарстан и Башкортостан, а также тремя
регионами Республики Казахстан.
Площадь - 124 тыс.кв.км
Численность постоянного
населения на 1 января 2006 года - 2137,9 тыс.человек
Областной центр - город
Оренбург (551,6 тыс.чел.)
Климат Оренбургской области
<#"902445.files/image001.gif">
- ось проезжей части; 2 - кромка
проезжей части; 3 - бровка земляного полотна; 4 - подошва насыпи; а - ширина
обочины; в - ширина кузова автомобиля; с - поперечная база колёс автомобиля; х,
у - зазор безопасности; П - ширина полосы движения; В п.ч.- ширина проезжей
части; В з.п - ширина земляного полотна
В з.п=2*П+2*а=2*3,75+2*4,46=16,41 м
а - по СНиП для II=3.75 м
х=у=0,5+0,005*Vp;
Vp=120 км/ч
=>
х=у=1,1П=
+х+у=
+1,1+1,1=4,46
м
.4 Определение видимости на
автодороге
а) Видимость поверхности дороги, по
схеме одиночного торможения:
l0 -
расстояние безопасности; l1 - путь пройденный автомобилем за
время реакции водителя; k - коэффициент эксплуатационного
состояния тормозов; Sт - тормозной путь
т= 
= 
= 136,06 м
ᵠпр= 0,5; i=0;
k=1.2= 
= 
= 33,3 мпд
= 136,06+33,3+10=179,36 м
б) Видимость встречного автомобиля,
по схеме обгона.
l1=путь пройденный
за время решения водителем идти на обгон; l2=путь
пройденный от момента начала обгона до выравнивания со вторым автомобилем; l5=путь
пройденный автомобилем 3 за время манёвра автомобиля 1
3=10 м.
l1=
= =
33.3 м
l2 = 
ST1 = 
=
=
136,06 м=
=
=
27,56 м2=
=
186м
l5= 2* l2
= 186*2=372 м.
Sва= l1+4*l2+l0;
Sва= 890,06 м
.5 Расчет минимальных радиусов на дороге в плане
а) Без устройства виража
=
=
=1259,84м
=0,020(по СНиП т.7)
б) С устройством виража
=
Расчет минимальных радиусов вертикальных кривых
а) Выпуклые кривые
d=1,2
б) Вогнутые кривые
=2215,38 м
Параметры автодорог:
|
|
Параметр
|
По
СНиП
|
По
расчету
|
Принято
|
|
1
|
Интенсивность
движения, авт/сут
|
>3000
|
3950
|
3950
|
|
2
|
120
|
-
|
120
|
|
3
|
Число
полос движения,шт
|
2
|
-
|
2
|
|
4
|
Ширина
полос движения, м
|
3,75
|
4.46
|
3,75
|
|
5
|
Ширина
разделительной полосы
|
|
|
|
|
6
|
Ширина
проезжей части, м
|
7,5
|
8,92
|
7,5
|
|
7
|
Ширина
обочины, м
|
3,75
|
-
|
3,75
|
|
8
|
Минимальная
ширина укрепления обочины по типу основной дорожной одежды
|
0,5
|
0
|
0,5
|
|
9
|
Максимальной
допустимый уклон
|
40
|
40
|
40
|
|
10
|
Минимальное
расстояние видимости а)поверхности б)встречных автомобилей
|
250
450
|
179,36
890,06
|
250
890,06
|
|
11
|
Минимальный
допустимый радиус кривых в плане, м
|
800
|
|
800
|
|
12
|
Минимальный
допустимый радиус в продольном профиле, м а)выпуклые б)вогнутые
|
15000 5000
|
82521,54 2215,38
|
15000 5000
|
Раздел 2. Проектирование дорог в плане
. Необходимо обеспечить минимальную длину
трассы (воздушная линия).
. Обходить населенные пункты.
. Избегать пересечения с автомобильными и
железными дорогами.
Если невозможно избежать пересечения с ад, то
пересечение необходимо выполнить под углом не менее 
При
этом пересечения устраиваются в двух уровнях, если: III
кат с III при
условии, что интенсивность (
Путепроводы имеют
габарит 
в
остальных случаях пересекаются в одном уровне, тогда надо обеспечить подход к
существующей дороге в нулевых отметках: I-III
кат. с ж/д в разных уровнях.
. По возможности обходить: лес,болота и
овраги.
. Избегать пересечение с водными
преградами.
. Учитывать рельеф местности
(расположение горизонталей)
. Необходимо запроектировать два варианта
дороги.
Первый вариант трассы:
Трасса проложена в
северо-западном направлении. Ее длина составляет 7405 м, запроектировано 2 угла
поворота. Величина углов поворота составляет 46000000` и 44000000` градусов. На
своём протяжении трасса пересекает на ПК 33+25 дорогу, необходимо
запроектировать путепровод. Так же трасса проходит через реку на ПК20+50,в
месте пересечения запроектирован мост, также на в местах понижения рельефа
располагаем трубы, а в частности на ПК15+00,ПК26+00,ПК39+00,ПК51+20,
ПК55+00.Трасса проходит по равниной местности. Видимость в плане обеспечена.
Конец трассы на ПК 74+05.
Второй вариант трассы:
Трасса проложена в
северо-западном направлении. Длина составляет 7742 м, запроектировано 4 угла
поворота. Величина углов поворота составляет
64000000`,45000000`,25000000`,19000000`. На своём протяжении трасса пересекает
на ПК26+50 дорогу, необходимо предусмотреть путепровод, на ПК13+00 пересекает
реку, необходимо запроектировать мост. Трасса частично проходит по пересечённой
местности. Видимость в плане обеспечена. Конец трассы на ПК 77+42
|
Параметры
|
Значение
преимущества
|
|
I
|
II
|
I
|
II
|
|
1.
Длина трассы в м. 2. Коэффициент развития трассы  3.
Количество углов поворотов 4. Минимальный радиус кривой в плане (  )
5 Средний радиус кривой 6 Пересечение с ЖД и АД а) в одном уровне б) в 2-х
уровнях 7. Пересечение с : а) лесами б) болотами в) оврагами 8. Пересечение с
искусственными сооружениями: а) трубы б) мосты 9. Максимальный продольный
уклон местности:  10. Длина
участка дороги с
|
7742
1,1 4 800 1400 - 1 - - - 5 1 0,052 1050
|
+
+ + + + + + + + + + + + +
|
-
- - - - + + + + + + + - -
|
Вывод:
По результатам сравнения 2-х вариантов трассы
выбираем вариант №I для
дальнейшего проектирования т.к. он имеет больше преимуществ.
Раздел 3. Проектирование продольного профиля АД
Соблюдаем все контрольные точки :
а) фиксированные - пересечения с АД, ЖД,
реками,Hр.р.
б) полуфиксированные - места установки труб и min
и max значения насыпи и
выемки. (Нчр+dтрубы +1м)
Проектируем красную линию в виде ломаной с
отрезками не менее 3-х пикетов.
В местах пересечения ЖД и АД учитываем габариты
пересечения, либо устраиваем пересечение в нулевых отметках: АД 4,5-6 м; ЖД
6,5-7,5 м.
.1 Проектная линия
)ПК0=157,5
ПК3=160,0=(160-157.5)/300=0.008
ПК3=157,5+300*0,008=159,9
)ПК3=159,9
ПК8+50=157,5=(159,9-157,5)/550=0,004
ПК8+50=159,9-0,004*550=157,7
)ПК8+50=157,7
ПК14+65=159,5=(159,5-157,7)=0,003
ПК14+65=157,7+0,003*615=159,5
4)ПК14+65=159,5 ПК22+20=148,0
I4=(159.5-148.0)/755=0.015
ПК22+20=159,5-0,015*755=148,2
)ПК22+20=148,2 ПК33+25=175,5
I5=(175,5-148,2)/1105=0,025
ПК33+25=0,025*1105+148,2=175,8
)ПК33+25=175,8
ПК39+00=164,0=(175.8-164.0)/575=0.021
ПК39+00=175,8-0,021*575=163,73
7)ПК39+00=163,73 ПК46+75=177,0
I7=(177.0-163.73)/755=0.017
ПК46+75=163,73+0,017*755=176,9
)ПК46+75=176,9 ПК52+50=172,5
I8=(176.9-172.5)/575=0.008
ПК52+50=176,9-0,008*575=172,3
)ПК52+50=172,3
ПК60+65=177,5=(177,5-172,3)/815=0,006
ПК60+65=172,3+0,006*815=177,2
10)ПК60+65=177,2 ПК70+50=170,0
I10=(177,2-170,0)/985=0,007
ПК70+50=177,2-0,007*985=170,3
)ПК70+50=170,3 ПК74+05=158
I11=(170,3-158)/355=0,035
ПК74+05=170,3-0,035*355=157,87
.2 Расчёт вертикальных кривых
;
K=R*(
;
;
Для вогнутых кривых принимаем R=5000
м. Для выпуклых R=15000 м.
)
R=15000
Т=90 м; К=180 м; Б=0.27м.
) 
R=5000
Т=17.5 м; К=35 м; Б=0.03 м.
) 
R=15000
Т=135 м; К=270 м; Б=0.6 м.
) 
R=5000
Т=100 м; К=200 м; Б=1.0 м.
) 
R=15000
Т=345м; К=690 м; Б=3.96 м.
) 
R=5000
Т=95 м; К=190 м; Б=0.9 м.
) 
R=15000
Т=187.5 м; К=375 м; Б=1.17 м.
) 
R=5000
Т=35 м; К=70 м; Б=0.12 м.
) 
R=15000
Т=97.5 м; К=195 м; Б=0.32 м.
) 
Т=210м; К=420 м; Б=1.47 м.
.3 Расчёт кривых в плане
Первый вариант трассы
ВУ1=ПК 28+25.00
=46000000`
Тз=Т+∆Т=427,47+50,174м
Б=0,8636*1000=86,36м
Бз=Б+∆Б=86,36+0,452=86,812м
К=0,802852*1000=802,85
Кз=К+∆К=802,85+100=902,85м
Д=0,04609*1000=46,09м
Дз=(2Т-∆К)+Д=46,438м
R=1000 м
Проверка:
ВУ2=ПК 54+78,21
=44000000`
Т=0,40403*2000=808,06м
Б=0,07853*2000=157,06м
К=0,76794*2000=1535,88м
Д=0,04012*2000=80,24м
R=2000 м
Проверка:
ПККТ=ПК74+05,00
Второй вариант трассы
ВУ1=ПК 10+50,00
=64000000`
Т=0,62487*800=499,896м
Тз=Т+∆Т=499,896+60,456=560,352м
Б=0,17918*800=143,344м
Бз=Б+∆Б=143,344+0,89=144,234м
К=1,11701*800=893,608м
Кз=К+∆К=893,608+120=1013,608м
Д=0,13273*800=106,184м
Дз=(2Т-∆К)+Д=0,912+106,184=107,096м
R=800 м
Проверка:
ВУ2=ПК19+78,256
=45000000`
Т=0,41421*800=331,368м
Тз=Т+∆Т=331,368+60,3=391,668м
Б=0,08239*800=65,912м
Бз=Б+∆Б=65,912+0,815=66,727м
К=0,78540*800=628,32м
Кз=К+∆К=628,32+120=748,32м
Д=0,04302*800=34,416м
Дз=(2Т-∆К)+Д=0,6+34,416=35,016м
R=800 м
Проверка:
ВУ3=ПК 35+84,908
=25000000`
Т=0,22169*2000=443,38м
Б=0,02428*2000=48,56м
К=0,43633*2000=872,66м
Д=0,00705*2000=14,1м
R=2000 м
Проверка:
ВУ4=ПК 51+39,188
=19000000`
Т=0,16734*2000=334,68м
Б=0,01391*2000=27,82м
К=0,33161*2000=663,22м
Д=0,00307*2000=6,14м
R=2000 м
Проверка:
ПККТ=ПК77+42,73
Раздел 4. Проектирование поперечных профилей
земляного полотна
а) Выбор типов поперечных профилей по принятому
варианту трассы.
Поперечный профиль земляного полотна зависит от
высоты насыпи и глубины выемки.
На продольном профиле получились поперечные
профили следующих типов:
·
насыпи
Тип 1
Насыпь возводится из грунта боковых резервов или
из привозного грунта.
:m
- зависит от категории дороги, для второй категории дороги 1:4.
Тип 2 
Возводится из привозного грунта, при
необходимости для водоотвода устраиваются кюветы.
Тип 3 
Возводится из привозного грунта.
Раздел 5. Конструирование и расчёт дорожных
одежд нежесткого типа
Исходные данные:
Район проектирования: Оренбургская область, III
- дорожно-климатическая зона
Категория дороги: II
техническая категория
Интенсивность движения 3950 авт/сут, из них:
. Легковых автомобилей… 30%
. Грузовые:
до 2 т………………….6%
-5 т………………….. 30%
-8 т…………………...25%
>8 т…………………….5%
. Автобусы………………….4%
Грунт земляного полотна: суглинок лёгкий
Заданный коэффициент надёжности Кн=0,95
Тип дорожной одежды: капитальный
Необходимый коэффициент требуемой прочности
)Прогиб: 
=1,17
) при расчёте на сдвигоустойчивость и растяжение
при изгибе:
=1,00
Задана группа расчётной нагрузки А1 (Qрасч=50кН;
р=0,60 МПа; D=37; c=3.55)
Последовательность расчёта:
.1 Определение толщины щебёночного слоя
Определяем расчётное количество автомобилей:
Nрасч=Кпол*Nприв
Где Кпол - коэффициент полосности для двух
полосной дороги; Nприв-
количество приведённых автомобилей в сутки.
Количество приведённых автомобилей в сутки
определяем в зависимости от коэффициента приведения для данного состава
движения. Расчёт ведём в табличной форме.
|
Тип
автомобиля
|
%
|
Nфакт
|
Si
|
Nприв
|
|
Легковые
автомобили
|
35
|
1185
|
-
|
-
|
|
Грузовые
автомобили Лёгкие(1-2т) Средние(2-5т) Тяжёлые(5-8т) Очень тяжёлые(>8т)
Автобусы
|
6
30 25 5 4
|
237
1185 987,5 197,5 158
|
0,05
0,20 0,70 1,25 0,70
|
11,85
237 691,25 246,875 110,6
|
|
Всего:
|
100
|
3950
|
-
|
1297,58
|
Nрасч=0,55*1297,58
расч. авт./сут
Определяем суммарное число приложений расчётной
нагрузки к точке на поверхности дорожной одежды за срок службы по следующей
формуле:
где Kc
- коэффициент суммирования, применяется в зависимости от срока службы и
показателей изменчивости интенсивности движения; Тсл - расчётный срок службы; q
- показатель изменения интенсивности движения, принимается в зависимости от
категории дороги; Трдг - расчётное число расчётных дней в году, соответствующих
определённому состоянию деформативности конструкции дорожной одежды. kн
- коэффициент, учитывающий вероятность отклонения суммарного движения от
среднеожидаемого в зависимости от категории дороги и капитальности.
Используя таблицы и приложения пособия, мы
получим:
=17,2; 
=15;
=1,02;
=135;
=1,49
Определяем Еобщ=Еmin*Kтрпр
Мпа
Еобщ= 253*1,2=303,6 МПа
Определяем модули упругости принятых материалов.
Он определяется в зависимости от расчётной влажности грунта Wp
По полученному значению Wp
и ΣNp
Егр = 44,6 МПа
Сгр = 0,0072
φ = 6,10
Битум: БНД 90/130
|
№
|
Мат.
сл.
|
h,
см
|
Расч.
по доп. прог.
|
Расч.
По сдвиг.
|
Расч.на
раст.при изг.
|
|
|
|
|
|
Е
|
R0
|
α
|
m
|
|
1
|
а/б
плотный
|
6
|
2400
|
1200
|
3600
|
5,0
|
5,4/6,3
|
9,5
|
|
2
|
а/б
пористый
|
10
|
1400
|
800
|
2200
|
4,0
|
6,3/7,6
|
7,80
|
|
3
|
ч/щ
|
10
|
600
|
500
|
-
|
-
|
-
|
-
|
|
4
|
щеб.
фр
|
х
|
400
|
400
|
-
|
-
|
-
|
-
|
|
5
|
пес.ср.зер
|
25
|
120
|
120
|
-
|
-
|
-
|
-
|
|
6
|
суг.
лёгк.
|
-
|
Егр
= 44,6МПааа
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
)  =
44,6/120=0,37
 = 25/37=0,67
 = 0, 59 * 120 =
70,8 МПа
) 
 = 
Сверху вниз:
)  =
304/2400=0,127
 = 6/37=0,162
 = 0,095 * 2400 =
228 МПа
)  =
228/2400=0,63
 = 10/37=0,27
 = 0,105 * 1400 =
147 МПа
) = 147/600=0,245
 = 0,27
 = 0,175*600=105
МПа
) = 70,8/400=0,177
= 0,26
 = 0,3= 37 * 0,3 =
11,1 = 12см
Так как слой толщиной 12см не выдерживает
проверок,принимаем его равным 20см.
Для дальнейшего расчета толщина щебенистого слоя
принимается равной 20 см, из фракционного щебня с расклинцовкой поверху.
5.2 Расчет по условию сдвигоустойчивости
подстилающего грунта
Определям Еср всей конструкции:
Еср = 442 МПа
Находим отношение  =
439/44,6=9,91
 = 71/37=1,92
По номограмме определяем t
t = 0,02125
Т = t * р = 0,02125 *
0,6 = 0,01275
Определяем предельную величину активного
напряжения сдвига в той же точке. Для этого вычисляем γср
γср = 0,00195
 =2*(0,0072+0,1*0,00195*71*tg )=0,017
0,017≥0,01275
Вывод: сдвига в подстилающем грунте не
произойдёт, и принятая дорожная одежда приемлема для дальнейших расчётов.
5.3 Расчет конструкции дорожной одежды на
сопротивление монолитных слоев усталостному разрушению от растяжения при изгибе
Находим Еср:
Еср = 2725 МПа
Находим отношение суммы h к Д:
 = 0,432
 = 2725/147=18,54
По номограмме находим δ
= 1,85 МПа
δz =
1,85*0,6*0,85=0,944 МПа= 7,8 * 0.225 * 0.8 * (1 - 0.1 * 1.71) = 1.15
,994 <1,15
Вывод: разрушения покрытия не произойдет и
принимаемая конструкция дорожной одежды проходит по всем критериям прочности.
.4 Проверка принятой конструкции дорожной одежды
на морозоустойчивость
Д.о. морозоустойчива, если соблюдается
условие:пуч<lдопдоп = 4 смпуч = 4,635*0,53*1*1,3*0,98*1,1 = 3,29
,29<4
Вывод: принятая конструкция дорожной одежды
проходит проверку на морозоустойчивость.
Раздел 6. Расчет водопропускной трубы на ПК 34
Площадь водосбора F
= 2,187 км2
.1 Расход ливневого стока
Расход от ливневого стока определяется по
следующей формуле:
Qл = 16,7 * aчасF
α
φ
aчас = 0,90
F = 2,187
α = 0,62
φ = 0,46
Qл = 16,7 * 0,90 *
1,67* 2,187 * 0,62 = 15,66 м3/с
.2 Расход талых вод
Расход талых вод определяется следующим
способом:
Подберем отверстие круглой безнапорной трубы для
пропуска расхода
Q=15,66 м3/с.
Принимаем трубу прямоугольного сечения, безнапорного режима работы размером 2х2
метра.
Глубина воды перед трубой = 2,99м
Скорость на выходе из трубы = 6,30 м/сек
Похожие работы на - Изыскания и проектирование автомобильных дорог
|