Реферат: Проект автомобильной дороги Солнечный-Фестивальный
АВТОМОМОБИЛЬНАЯ ДОРОГА,ТРАССА, ПРОДОЛЬНЫЙ ПРОФИЛЬ, ПОПЕРЕЧНЫЙ ПРОФИЛЬ, ПРИРОДНО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ,ТЕХНИЧЕСКИЕ НОРМАТИВЫ, ТРАНСОРТНАЯ СЕТЬ, РУКОВОДЯЩИЕ ОТМЕТКИ.
В курсовой работе рассмотрены вопросы проектированияосновных элементов автомобильной дороги Солнечный — Фестивальный в Хабаровскомкрае. Проектирование выполнено в соответствии с требованиями СНиП 2.05.02 – 85.
Для заданных начального иконечного пунктов участка трассы предложен вариант трассы. Для которогопроизведены расчеты направлений, углов поворота, элементов закруглений, разбитпикетаж и составлена ведомость элементов плана трассы. Продольный профильзапроектирован в основном по обёртывающей в насыпях — м.
Детально запроектированпоперечный профиль земляного полотна на ПК-15, для которого произведенынеобходимые расчеты параметров земляного полотна и резервов, определены площадипоперечного сечения и вычислены ширины постоянного и временного отводов земли.
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1ТРАНСПОРТНО – ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
1.1.Экономикарайона проектирования
1.2.Транспортнаясеть
2ТЕХНИЧЕСКИЕ НОРМАТИВЫ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ
2.1.Общиетребования
2.2.Техническиенормативы СНиП
2.3.Расчеттехнических нормативов
2.3.1.Максимальныйпродольный уклон
2.3.2.Минимальноерасстояние видимости поверхности дороги
2.3.3.Минимальноерасстояние видимости встречного автомобиля
2.3.4.Минимальныйрадиус выпуклой вертикальной кривой
2.3.5.Минимальныйрадиус вогнутой вертикальной кривой
2.3.6.Минимальныйрадиус кривой в плане
3ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПЛАНА ТРАССЫ
3.1.Описаниепредложенного варианта трассы
3.2.Вычислениенаправлений и углов поворота
3.3.Расчетэлементов закруглений
3.4.Вычислениеположения вершин углов поворота
3.5.Вычислениепикетажных положений и длин прямых вставок
3.6.Основныетехнические показатели трассы
4ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОДОЛЬНОГО ПРОФИЛЯ
4.1.Определениеруководящих отметок поверхности земли по оси трассы
4.2.Определениеотметок поверхности земли по оси трассы
4.3.Проектнаялиния продольного профиля
4.4.Определениеотметок по ломаной линии продольного профиля
4.5.Расчетвертикальной кривой на ПК
4.6.Определениеположения точек с нулевыми отметками
5ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПОПЕРЕЧНОГО ПРОФИЛЯ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА
5.1.Типыпоперечных профилей земляного полотна
5.2.Расчетпоперечного профиля на ПК
5.2.1.Исходныеданные для проектирования
5.2.2.Определениегеометрических параметров поперечного профиля земляного полотна
5.2.3.Расчетгеометрических параметров резерва
5.2.4.Определениеширины полосы отвода
5.2.5.Расчетплощадей поперечного сечения
ВВЕДЕНИЕ
Автомобильная дорога«Солнечный- Горный» предназначена для осуществления грузовых и пассажирских перевозокмежду поселками Солнечный – Горный Хабаровского края.
Строительствоавтомобильной дороги Солнечный — Горный позволит решить ряд проблем, одна изкоторых – возможность добраться из с. Бирофельд, а также сёл Опытное поле,Алексеевка, Димитрово, Красивое и др. в Аэропорт и населенные пункты, докоторых по нашей дороге будет доехать гораздо быстрее. Благодаря чему можно значительно сэкономить время и горючее.
1. ТРАНСПОРТНО – ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
1.1.Экономика районапроектирования
Хабаровский край – однаиз крупнейших административных территорий Российской Федерации. Его площадь –787,6 тыс.кв. км (4.6 % территории России). Край простирается с севера на югпочти на 1800 км. Его северная точка – в 430 км от Северного полярного круга, аюжная оконечность находится на параллели южнее Ростова-на – Дону.
Край был основан в 1938г. И первоначально включал территории современной Магаданской (выделена в 1953г.) Камчатской (выделена в 1956 г.) и большей части Амурской (выделена в 1948г.) областей, а также Еврейскую автономную область (выделена в 1993 г.).
Располагаясь в центрероссийского Дальнего Востока, он имеет общие сухопутные и морские границы иудобные транспортные связи со всеми административно-территориальнымиобразованиями региона, граничит с Китаем.
Долгое время Хабаровскийкрай формировался как восточный форпост страны. Это выразилось впреимущественном развитии тяжелой индустрии с большим удельным весом оборонныхотраслей и инфраструктурой, обслуживающей армию и военно-морской флот. Всовременных условиях важнейшими факторами экономического и социального развитиякрая выступают преимущества его экономико-географического положения,значительные природные ресурсы, созданный здесь крупный хозяйственный комплекс.
Велики и разнообразныминерально-сырьевые и топливно-энергетические ресурсы. Сырье для цветной ичерной металлургии представлено значительными запасами железных, марганцевых,комплексных титаносодержащих руд, разведанными запасами оловянных, оловянно-полиметаллическихи золото-серебрянных руд, единственным на Дальнем Востоке Кондерскимместорождением платины. Среди топливно-энергетических ресурсов выделяютсякаменные угли Буреинского бассейна. Во многих районах края выявленыресурсы бурого угля. Обширные площади на суше и на шельфе Охотского и Японскогоморей считаются перспективными для поисков нефти и газа.
Хабаровский край - крупнейший в стране лесосырьевой район. Запас древесины в лесахгосударственного значения составляет 25% запаса Дальнего Востока и 6.4% — России.
Важное место в лесныхресурсах занимает лекарственно-техническое сырьё (элеутерококк, аралия,лимонник), пищевое (ягоды, грибы, лесные орехи), медоносы. В богатых охотничьихугодьях главным образом, лесных, обитает более20 видов пушных и 7 видовкопытных промысловых зверей, множество птиц.
1.2.Транспортная сеть
Важнейшее значение дляэкономики Хабаровского края и, в особенности его южных районов, имеетТранссибирская железнодорожная магистраль, участок которой протяженностью 250км проходит по территории края. К магистрали примыкает ряд железнодорожныхветок, которые соединяют Транссибирскую Магистраль с Байкало-Амурскоймагистралью, Чегдомынским угольным бассейном, промышленными предприятиямиКомсомольска-на-Амуре и лесозаготовительными предприятиями в отрогахСихотэ-Алиня.
Важную роль в обеспечениилесодобывающих предприятий и приграничных районов играют речные перевозки порекам Хор и Уссури. Хотя в крае достаточно сильно развиты авиационныеперевозки, в южных районах они используются незначительно.
Важное значение втранспортной системе Дальневосточного региона имеет первая очередьсовмещенного мостового перехода через реку Амур в Хабаровске и строительствоавтомобильной дороги Лидога-Ванино с выходом перевозок на порт Японского моря.
2 ТЕХНИЧЕСКИЕ НОРМАТИВЫ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ
2.1 Общие требования
Если позволяют условия приложения трассы,независимо от категории автомобильной дороги необходимо при назначенииэлементов плана и продольного профиля руководствоваться рекомендациями п.4.20СНиП 2.05.02 – 85, которые приведены в таблице 1.
На автомобильных дорогах3 – й категории в переломы продольного профиля требуется вписывать вертикальныекривые при алгебраической разности уклонов 10 и более промилле. Длина прямыхвставок не должна превышать для 3 – й категории 2000м.
Таблица2.1. Рекомендуемые технические нормативы Наименование норматива Значение норматива Продольный уклон, промилле Не более 30 Расстояние видимости для остановки автомобиля, м Не менее 450 Радиус кривой в плане, м Не менее 3000 Радиус выпуклой вертикальной кривой, м Не менее 70000 Радиус вогнутой вертикальной кривой, м Не менее 8000 Длина выпуклой вертикальной кривой, м Не менее 300 Длина вогнутой вертикальной кривой, м Не менее 1002.2.Технические нормативы СНиП
Проектируемая автомобильная дорогаСолнечный — Горный по СНиП 2.05.02-85 отнесена к 3 — й категории, для которойрасчетная скорость принята 100 км/ч. По величине расчетной скорости назначенытехнические нормативы на проектирование элементов плана трассы, продольного ипоперечного профилей, которые приведены в таблице 2.
Таблица 2.2 Рекомендуемыетехнические нормативы
Наименование норматива Значение норматива 1.Категория дороги 3 2.Расчетная скорость, км/ч 100 3.Число полос движения, штук 2 4.Ширина полосы движения, м 3,5 5.Ширина проезжей части, м 7,0 6.Ширина обочины, м 2,5 7.Укрепленная полоса обочины, м 0,5 8.Ширина земляного полотна, м 12.0 9.Дорожно-климатическая зона 2 10.Тип покрытия Усовершенствован. 11.Поперечный уклон проезжей части, ‰ 20 12.Материал укрепления обочин гравий 13.Поперечный уклон обочин, ‰ 40 14.Наименьший радиус кривой в плане, м 600 15.Расстояние видимости для остановки автомобиля, м 200 16.Расстояние видимости встречного автомобиля, м 350 17.Наибольший продольный уклон, ‰ 50 18.Наименьший радиус выпуклой вертикальной кривой, м 10000 19.Наименьший радиус вогнутой вертикальной кривой, м 30002.3.Расчет технических нормативов
2.3.1 Максимальный продольный уклон
Для расчетамаксимального продольного уклона принят автомобиль ЗИЛ – 130, которыйрекомендуется в качестве эталонного транспортного средства для оценки проектныхрешений при проектировании автомобильных дорог.
Принимая скорость движенияавтомобиля по дороге постоянной, из уравнения движения автомобиля получимрасчетную формулу для вычисления величины максимального продольного уклона
i(max) = D– f (2.1)
где D – динамический фактор автомобиля; f – коэффициент сопротивления качению.
Динамический фактор дляавтомобиля ЗИЛ – 130 принят по динамической характеристике для 3 – й передачи,так как более мощные 1 и 2 передачи предназначены для движения автомобиля сместа и выполнения маневров в сложных дорожных условиях. Для 3 – й передачиавтомобиля ЗИЛ – 130 значение динамического фактора имеет максимальное значениеD = 0,105. Коэффициент сопротивлениякачению для автомобильной дороги 3 – й категории с асфальтобетонным покрытиемпринят равным 0,020. Тогда максимальный продольный уклон равен
i(max) = 0,105 – 0,020 = 0,085 или 85 ‰. (2.2)
2.3.2. Минимальноерасстояние видимости поверхности дороги
Расстояние видимости поверхности дорогиопределяется на горизонтальном участке дороги. Для обеспечения безопасностидвижения минимальное расстояние видимости поверхности дороги должно быть неменее расчетной величины тормозного пути для остановки автомобиля передвозможным препятствием. Отсюда минимальное расстояние видимости дорогиопределяется по расчетной формуле для оценки величины тормозного пути:
Sn = V/3,6+V²/ (85·(j + f)) +10 =100/3,6 + 100²/[85·(0,45 + 0,02) +10] = 288м, (2.3)
где Sn – минимальноерасстояние видимости поверхности дороги, м; j — коэффициентпродольного сцепления, который для нормальных условий увлажненногоасфальтобетонного покрытия принят равным 0,45; V – расчетнаяскорость движения, принятая для 3 – й категории автомобильной дороги 100 км/ч; f –коэффициент сопротивления качению, принятый для асфальтобетонного покрытияравным 0,02.
2.3.3. Минимальное расстояние видимостивстречного автомобиля
Минимальное расстояние видимостивстречного автомобиля определяется из условия обеспечения торможения двухавтомобилей движущихся навстречу друг другу, то есть равно удвоенной длинетормозного пути:
Sа = 2·Sn = 2·288 = 57
6м. (2.4)
2.3.4. Минимальный радиус выпуклойвертикальной кривой
Минимальный радиус выпуклой кривойопределяется из условия обеспечения видимости поверхности дороги днем.Расчетная формула получается подстановкой расстояния видимости поверхностидороги в уравнение выпуклой вертикальной кривой. Значение минимального радиусавыпуклой вертикальной кривой вычисляется по формуле
R(вып) = Sn²/ (2·Hr) = 288²/ (2·1,2) = 34 560м, (2.5)
где Sn – минимальноерасстояние видимости поверхности дороги, которое равно 288 м ( см. п. 2.3.2); Hr –возвышение глаз водителя над поверхностью дороги, принимаемое 1,2 м.
2.3.5. Минимальный радиус вогнутойвертикальной кривой
Минимальный радиус вогнутой кривойвыполняется по двум критериям: обеспечение видимости поверхности дороги ночьюпри свете фар и ограничение перегрузки рессор.
Расчет минимального радиуса вогнутойкривой из условия обеспечения видимости выполняется по формуле
R(вогн) = Sn²/ 2·[Hф + Sn·Sin(a/2)] = 288·288/ [2·(0,7+ 288·0,0175)] =7 242м, (2.6)
где Hф – возвышениецентра фары над поверхностью дороги, принимаемое 0,7 м; a — угол рассеивания света фар, принимаемый равным двум градусам.
Определение минимального радиуса вогнутойвертикальной кривой из
условия ограничения перегрузки рессорвыполняется таким образом, чтобы перегрузка рессор составляла не более 5% отобщей силы тяжести
транспортного средства. Из равенствадопустимой перегрузки рессор и величины центробежной силы величина минимальногорадиуса вогнутой вертикальной кривой определяется так:
R(вогн) = 0,157·V² = 0,157·100·100 = 1 570м. (2.7)
Из полученных результатов расчетов вкачестве расчетного минимального радиуса вертикальной вогнутой должна бытьпринята наибольшая, которая обеспечивает соблюдение обоих критериев и в данномслучае равна 7 242 м.
2.3.6. Минимальный радиус кривой в плане
Минимальный радиус кривой в планеопределяется из условия восприятия центробежной силы при движении транспортногосредства по закруглению, то есть требуется обеспечить устойчивость автомобиляпротив заноса и опрокидывания, а также комфортные условия движения.
Расчетная формула:
R(min) = V²/ [127·(m + i(поп)]= 100²/ [127·(0,1 + 0,02) = 656 м, (2.8)
где m – коэффициентпоперечной силы (рекомендуется принимать равным 0,1); i(поп) –поперечный уклон проезжей части, который для асфальтобетонного покрытияпринимается равным 0,02.
3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПЛАНАТРАССЫ
3.1. Описание предложенного проекта
Трассирование выполняется на заданнойтопографической карте местности масштаба 1:10 000 с сечением горизонталей через2,5 м. Для определения координат вершин углов, начала и конца трассы накилометровой сетке карты назначены условные координаты.
Заданный участок трассы между точками А иБ автомобильной дороги
Солнечный — Горный расположен в овраге.Начальная точка трассы А задана на левом склоне холма. Конечная точка Бнаходится на правом склоне оврага.
Основное направление трассы — восточное.На первом километре трасса располагается в овраге и имеет южное направление. НаПК 5 + 34,14 трасса поворачивает налево. Поворот трассы осуществляется позакруглению с радиусом кривой 1000 м.
На ПК 32 +51,23 трасса поворачиваетнаправо. Поворот трассы осуществляется по закруглению с радиусом кривой 800 м.
3.2 Вычисление направлений и угловповорота
По топографической карте в системеусловных координат путем непосредственных графических измерений определеныординаты xи абсциссы y вершин улов поворота, начала НТ и конца КТ трассы,которые приведены в таблице 3.3
Таблица 3.3 Координаты углов поворота,начала и конца трассы
Вершина
угла
поворота
Координаты, м х у НТ 2525 472 ВУ 1 1278 472 ВУ 2 765 2975 КТ 226 3295Длина воздушной линии между началом иконцом трассы
LВ = [(Xнт — Xкт)² + (Yнт – Yкт)²]½ = [(2525 – 226)² + (472 –3295)²]½ = = 3640 (м). (3.9)
Расстояние между началом трассы и вершиной1 – го угла поворота
S1 = [(Xнт X1)² + (Yнт — Y1)²]½ = [(2525- 1278)² + (472 – 472)²]½ = =1247 (м). (3.10)
S2 = [(X1 X2)²+ (Y1 – Y2)²]½ = [(1278 — 765)² + (472 — 2975)²]½ = =2555(м). (3.11)
Расстояние между вершиной 2 – го углаповорота и концом трассы
S3 = [(X2 Xкт)²+ (Y2 – Yкт)²]½ = [(765 — 226)² + (2975 — 3295)²]½ = = 624 (м). (3.12)
Дирекционный угол и румб направления НТ — ВУ1:
D01 = Arccos [(X1 Xнт)/ S1] = [(1278- 2525)/1247] = Arccos (-1) или 180º (3.13)
r01 = СВ: 180º
Дирекционный угол и румб направления ВУ1– ВУ2:
D12 = Arccos[(X2 X1)/ S2] = [(765 — 1278)/ 2555] = Arccos (-0,2008) или (-78º42’) (3.14)
r12 = ЮВ:101º18’
Дирекционный угол и румб направления ВУ2 –КТ:
D2N = Arccos [(Xкт X2)/ S3] = [(226- 765)/624] =Arccos (-0,8638) или
(-30º26’) (3.15)
r2N= СВ: 149º24’
r12 = (-78o42’), т.к дирекционный угол отрицательный и линияВУ2 –КТ имеет юго – восточное направление. Полученное значение дирекционногоугла необходимо вычесть из 180º.Тогда окончательно положительноенаправление дирекционного угла будет
D12 = 180º — 78o42’= 101º18’ (3.16)
r12= ЮВ: 68º10’ (3.17)
Величина 1 – го угла поворота:
U1 = D12 – D01 = 101º18’ — 180º = -78º42’ (3.18)
Величина 2 – го угла поворота:
U2 = D2N – D12 =149º34’ — 101º18’ = 48º16’ (3.19)
Проверка 1. Разность сумм левых и правых углов поворота должнабыть равна разности дирекционных углов начального и конечного направленийтрассы:
SUлев- SUправ= D2N – D01; (3.20)
(-78°42’ + 48º16’) = (149º34’ — 180°)
— 30o26’= — 30o26’
3.3 Расчет элементов закруглений
Элементы 1 – го закругления:
Угол поворота U1= 78º42’; радиус круговой кривой R1 =1000 м.
Тангенс закругления
Т1 = R1·Tg(U1/2) = 1000 · Tg(78º42’/2) = 819,95 (м) (3.21)
Значение угла поворота в градусах:
U1 = 78º + 42’/60´ = 78,7º (3.22)
Кривая закругления:
K1 = R1 ·p· U1/180º = 1000 · 3.1416 ·78,7º/180º = 1373,58 (м). (3.23)
Домер закругления:
Д1 = 2·Т1 – К1 = 2·819,95 – 1373,58 =266,32 (м). (3.24)
Биссектриса закругления
Б1 = R1·[(1/Cos(U1/2))–1] = 1000·[(1/Cos(78,7º/2)-1] = 293 (м). (3.25)
Элементы 2 — го закругления
Угол поворотаU2=48º16’; радиус круговой кривой R2 =800 м.
Тангенс закругления
Т2 = R1·Tg(U2/2) = 800 · Tg(48º16’/2) =358,45 (м). (3.26)
Значение угла поворота в градусах:
U2 = 48º - 1´/60´ =48,27º (3.27)
Кривая закругления:
K2 = R2 ·p· U2/180º = 800 · 3.1416·48,27º/180º = 673,98 (м). (3.28)
Домер закругления:
Д2 = 2·Т2 – К2 = 2·364,14 – 673,98 =42,92 (м). (3.28)
Биссектриса закругления
Б2 = R2·[(1/ Cos(U2/2))–1] = 800·[(1/Cos(48º16’/2)-1]= 76, (м). (3.29)
Проверка 2. Две суммы тангенсов за вычетом суммы кривых должныбыть равны сумме домеров:
2·ST-SK = SД; (3.30)
2·(819,95 + 358,45) – (1373,58 + 673,98) =266,32 + 42,92
309,24 = 309,24
3.4 Вычисление положения вершин углов поворота
Пикетажное положение начала трассы принятоL(HT) = ПК 0+ +00,00.
Пикетажное положение вершины 1 – го углаповорота:
L(ВУ1)= L(HT) + S1 = 00,00 + 1247 = 1247 (м) (3.31)
или ПК 12 +47
Пикетажное положение вершины 2 – го углаповорота:
L(ВУ2)= L(ВУ1) + S2 – Д1=1247 + 2555 – 266,32 = 3535,68 (3.32)
или ПК 35 + 35,68
Пикетажное положение конца трассы
L (КТ) = L (ВУ2) + S3 – Д2 = 3535,68 + 624 – 42,92 =4116,76 (м) (3.33)
или ПК 41 + 16,76
Длина трассы
Lт = L(КТ) – L(НТ) = 4116,76 – 00,00 = 4116,76(м) (3.34)
Проверка 3. Сумма расстояний между вершинами углов поворота завычетом суммы домеров должна быть равна длине трассы:
SS — SД = Lт; (3.35)
(1247 + 2555 + 624) – (266,32 + 42,92) =4116,76
4116,76 = 4116,76
3.5 Вычисление пикетажных положений и длин прямыхвставок
Пикетажное положение начала 1 – гозакругления:
L(НК1) = L(ВУ1) – T1 = 1247 – 819,95 = 427,05(м) (3.36)
или ПК 4 + 27,05
Пикетажное положение конца 1 – гозакругления:
L(КК1) = L(НК1) + К1 = 427,05 + 1373,58 = 1800,63(м) (3.37)
или ПК 18+ 0,63
Пикетажное положение начала 2 - гозакругления:
L(НК2) = L(ВУ2) – T2= 3535,68 - 358,45 = 3177,23 (м) (3.38)
или ПК 31 + 77,23
Пикетажное положение конца 2 – го закругления:
L(КК2) = L(НК2) + К2 = 3177,23 + 673,98 = 3851,21 (м) (3.37)
или ПК 38 + 51,21
Длина 1 – й прямой вставки:
Р1 = L(НК1) – L(НТ)= 427,05 – 00,00 = 427,05 (м) (3.38)
Длина 2 – й прямой вставки:
Р2 = L(НК2) – L(КК1)= 3177,23 – 1800,63 = 1376,6 (м) (3.39)
Длина 3 – й прямой вставки:
Р3 = L(КТ) – L(КК2)= 4116,76 – 3851,21 = 265,55 (м) (3.40)
Проверка 4. Сумма прямых вставок и кривых должна быть равнадлине трассы:
SR + SK = Lт; (3.41)
(427,05 + 1376,6 + 265,55) + (1373,58 +673,98) = 4116,76
4116,76 = 4116,76
3.6 Основные технические показатели трассы
Полученные в п.п. 3.2 и 3.5 результатырасчета элементов плана трассы систематизированы в таблице 3.4 – ведомостиуглов поворота прямых и кривых.
Коэффициент развития трассы:
Кр = Lт/ Lв =4116,76/ 3640 = 1,13 (3.42)
Протяженность кривых с радиусом менеедопустимого для 3 – й категории автомобильной дороги Rдоп = 600 м –нет.
Протяженность кривых в плане с радиусомменее 2000 м, для которых требуется устройство переходных кривых и виражей,составляет
Lпкв = К1 + К2 = 1373,58 + 673,98 = 2047,56(м). (3.43)