Проект дороги в сложных условиях

Проект дороги в сложных условиях

Министерство образования и науки РФ

Казанский Государственный Архитектурно-Строительный Университет

Кафедра "изысканий и проектирования автомобильных дорог"

Курсовой проект

Проект дороги в сложных условиях

Выполнил: ст. гр. 7АД 501

Топьянов И.П.

Проверил: Терегулова Э. Р.

Казань 2011

Содержание

Введение

1. Характеристика района реконструкции автомобильной дороги

2. Технические нормативы проектирования транспортной развязки

. Выбор вариантов транспортных развязок

.1 Клеверный лист

.2 Распределительное кольцо с двумя путепроводами

.3 Сравнение вариантов транспортных развязок по способу движения

.4 Сравнение вариантов по пропускной способности

.5 Сравнение вариантов по показателю аварийности

. Расчет геометрических элементов транспортной развязки

. Водоотвод

Список использованных источников

автомобильный дорога транспортный развязка

Введение

Создание в нашей стране разветвленной сети автомобильных дорог и непрерывный рост автомобильного парка вызывает необходимость расширения, строительства новых и реконструкцию существующих пересечений и примыканий автомобильных дорог, обеспечивающих достаточную пропускную способность, удобство и безопасность движения.

В настоящее время известно большое количество самых разнообразных схем пересечений, примыканий и разветвлений автомобильных дорог в одном и разных уровнях. В каждом конкретном случае выбор схемы узла автодорог производят на основании технико-экономических сравнений возможных вариантов.

Транспортная развязка обеспечивает четкую организацию движения транспортных потоков и позволяет резко увеличить пропускную способность пересечения или примыкания. Однако создание таких развязок влечет за собой резкое увеличение стоимости строительства, требует дополнительного отвода земель для размещения узла и многое другое.

. Характеристика района реконструкции автомобильной дороги

Район строительства: Санкт-Петербург

География

Область расположена в центре европейской части России. Большая часть лежит в междуречье Волги и Клязьмы. Площадь - 21 437 км² (одна из самых маленьких областей России, больше только Калининградской). Граничит с Владимирской, Нижегородской, Костромской и Ярославской областями. Протяженность территории с севера на юг - 158 км, с запада на восток - 230 км.

Климат

Влажный, морской климат Санкт-Петербурга с тёплым летом и необычно умеренной для такой географической широты зимой объясняется влиянием Гольфстрима. На протяжении большей части года преобладают дни с облачной, пасмурной погодой, рассеянным освещением. Суммарный приток солнечной радиации здесь в 1,5 раза меньше чем на юге Украины, и вдвое меньше чем в Средней Азии. За год в Санкт-Петербурге бывает в среднем 62 солнечных дня. Средняя температура июля составляет 18,1 °C, января - −6,1°C. Как правило, температура в центральных районах города выше, чем на окраинах и в ближайших пригородах, разница температур может достигать 10 °C.

Температура воздуха

Средняя температура воздуха в Санкт-Петербурге, по данным многолетних наблюдений, составляет +4,3 °C. Самый холодный месяц в городе - февраль со средней температурой −7,9 °C, в январе −7,7 °C. Самый тёплый месяц - июль, его среднесуточная температура +17,8 °C. Сравнительно небольшая амплитуда <#"563462.files/image001.gif">

Рис. 1. Роза ветров

. Технические нормативы проектирования транспортной развязки.

Главная дорога с интенсивностью движения 7500авто/сутки.

Второстепенная дорога с интенсивностью движения 3200 авто/сутки.

Пересечение осуществляется под углом 90°

Для определения категории дороги рассчитывается интенсивность движения с учётом ежедневного прироста подвижного состава за 20 лет.

 (1)

где

 - текущая интенсивность движения, авто/сутки;

 - ежегодный прирост интенсивности, %;

 - количество лет на перспективу;  лет.

Состав движения транспортного потока главной дороги с учетом коэффициентов приведения интенсивности движения транспортных средств к легковому автомобилю:

легковые автомобили: 40% → 3000 авто/сутки

грузовые с нагрузкой на ось 4 т: 15% → 1125 · 1,75 = 1968 авто/сутки

т: 10% → 750 · 2 = 1500авто/сутки

т: 15% → 1125 · 2,5 = 2812 авто/сутки

т: 10% → 750· 2.7 = 2025 авто/сутки

автобусы: 10% → 750 · 2,7 = 2025 авто/сутки

S интенсивность: 13330 авто/сутки

Состав движения транспортного потока второстепенной дороги с учетом коэффициентов приведения интенсивности движения транспортных средств к легковому автомобилю:

легковые автомобили: 40% → 1280авто/сутки

грузовые с нагрузкой на ось 4 т: 15% → 480 · 1,75 = 840 авто/сутки

т: 10% → 320 · 2 = 640авто/сутки

т: 15% → 480 · 2,5 = 1200авто/сутки

т: 10% → 320· 2.7 = 864 авто/сутки

автобусы: 10% → 320 · 2,7 = 864 авто/сутки

S интенсивность: 5688 авто/сутки

 авто/сутки

авто/сутки

Главная дорога относится к I технической категории, второстепенная дорога относится ко II технической категории.

Распределение интенсивности на развязке.

Главная дорога:

прямо: 78 % → 18226 авто/сутки

влево: 12 % → 2804 авто/сутки

вправо: 10 % → 2337 авто/сутки

Второстепенная дорога:

прямо: 70 % → 6980 авто/сутки

влево: 15 % → 1496 авто/сутки

вправо: 15 % → 1496 авто/сутки

Технические нормативы.

Таблица 2.

3. Выбор вариантов транспортных развязок

.1 Клеверный лист

Клеверный лист является в настоящее время наиболее распространенным типом пересечения автомобильных дорог в разных уровнях. Его применяют при пересечении двух автомагистралей между собой, а также при пересечении автомагистралей с дорогами более низких категорий.

При пересечении по типу клеверного листа в центре устраивают путепровод, а пересекающиеся дороги соединяют между собой съездами.

В нашем случае число съездов равно восьми. При этом четыре съезда служат для поворотов вправо и четыре - влево.

Все съезды клеверного листа вливаются в проезжие части пересекающихся дорог с правой стороны, что находится в полном соответствии с основным принципом проектирования автомагистралей, согласно которому ответвления и присоединения дорог на автомагистралях должны устраиваться с правой стороны (по ходу движения).

Преимущество клеверного листа по сравнению с некоторыми другими типами транспортных развязок заключается в возможности проектирования правоповоротных съездов с использованием кривых большого радиуса при небольших продольных уклонах, что позволяет допускать на этих съездах высокие скорости движения. Достоинством клеверного листа является также наличие только одного путепровода.

.2 Распределительное кольцо с двумя путепроводами

Распределительное кольцо с двумя путепроводами применяют при пересечении автомагистрали с второстепенной дорогой. При этом скоростной поток автомагистрали проходит по прямой, а пересекаемый поток второстепенной дороги - по кольцу. Здесь на кольце происходит смешения не только поворачивающих потоков, но и поворачивающих потоков с основным потоком второстепенной дороги, и, кроме того, основной поток второстепенной дороги вынужден проходить по кольцу, что приводит к большому перепробегу.

Преимуществами данной транспортной развязки являются меньшее количество путепроводов и более низкая строительная стоимость.

.3 Сравнение вариантов транспортных развязок по способу движения

Таблица 3.

3.4 Сравнение вариантов по пропускной способности

Оценка пропускной способности выбранных вариантов делается на основе сопоставления часовой пиковой интенсивности движения на наиболее загруженных участках развязки с пропускной способностью этих участков.

Для типа пересечения "клеверный лист".

 (2)

где

 - суточная интенсивность автомобилей в одном направлении.

авт/час

По ОДН определяем интенсивность движения по правой стороне основной магистрали.

 авт/час

Пропускная способность одной полосы для главной дороги составляет авт/час.

Коэффициент загрузки:

 (3)

Где  - пиковая часовая (критическая) интенсивность за час, авт/час;

 - пропускная способность, авт/час.

Тогда коэффициенты загрузки на подходах к развязке со стороны главной дороги равны:

 - для крайней правой полосы;

 для всей главной дороги.

Часовая пиковая интенсивность на правоповоротных съездах №2(4) и левоповоротных съездах №5(7) по формуле (2) будут равны:

 авт/час

 авт/час

Пропускная способность съездов будет составлять для этих съездов 876авт/час и 1051авт/час.

Тогда коэффициенты загрузки для правоповоротных съездов №2(4) и левоповоротных съездов №5(7) по формуле (3):

 авт/час

 авт/час

Расчет часовой пиковой интенсивности для участка переплетения 1 по формуле (2):

авт/час

Тогда по ОДН на участке переплетения авт/час

Пропускную способность крайних полос в пределах развязки на участках переплетения потоков можно определять по методике "коэффициентов снижения" по формуле:

где  - пропускная способность;

 - пропускная способность одной полосы при .

Для участка переплетения 1 главной дороги c примыканием левоповоротного съезда второстепенной дороги:

авт/час

Коэффициент загрузки для участка переплетения 1:

Аналогично и для пресечения по типу "кольцо с двумя путепроводами".

Сравнение вариантов по пропускной способности

Таблица 4.

3.5 Сравнение вариантов по показателю аварийности

Удобство движения и безопасность на пересечениях и примыканиях автомобильных дорог зависит от числа и вида конфликтных точек, их взаимного расположения, угла пересечения потоков движения и интенсивности движения на пересекающихся, сливающихся и разветвляющихся направлениях движения. Степень обеспеченности безопасности движения оценивается показателем аварийности.

Показатель аварийности транспортной развязки определяется по формуле:

 (4)

где

 - возможное количество ДТП на транспортной развязке;

 - коэффициент годовой неравномерности движения;

 - интенсивность движения по правой полосе дороги, авто/сут;

 - интенсивность движения по съезду, авто/сут.

 (5)

где

 - степень опасности данной точки.

 (6)

где

 - относительная аварийность конфликтной точки, число ДТП на 10 млн.авт;

 - интенсивности движения по основной полосе, авт/сут;

 - интенсивности движения по второстепенному направлению, авт/сут;

Тип пресечения "клеверный лист":

Участок разветвления Р1= Р8 правоповоротного съезда второстепенной дороги:

интенсивность движения по основной полосе авт/сут;

интенсивность движения по второстепенному направлению авт/сут;

относительная аварийность конфликтной точки (для участков с переходно-скоростными полосами);

коэффициент годовой неравномерности движения принимаем равным ;

Тогда степень опасности точки Р1:

Участок разветвления Р2= Р7 правоповоротного съезда главной дороги:

интенсивность движения по основной полосе авт/сут;

интенсивность движения по второстепенному направлению авт/сут;

относительная аварийность конфликтной точки (для участков с переходно-скоростными полосами);

коэффициент годовой неравномерности движения принимаем равным ;

Тогда степень опасности точки Р2:

Участок разветвления Р3= Р6 левоповоротного съезда главной дороги:

интенсивность движения по основной полосе авт/сут;

интенсивность движения по второстепенному направлению авт/сут;

относительная аварийность конфликтной точки (для участков с переходно-скоростными полосами);

коэффициент годовой неравномерности движения принимаем равным ;

Тогда степень опасности точки Р3:

Участок разветвления Р4= Р5 левоповоротного съезда второстепенной дороги:

интенсивность движения по основной полосе авт/сут;

интенсивность движения по второстепенному направлению авт/сут;

относительная аварийность конфликтной точки (для участков с переходно-скоростными полосами);

коэффициент годовой неравномерности движения принимаем равным ;

Тогда степень опасности точки Р4:

Участок слияния C1= C8 правоповоротного съезда главной дороги с второстепенной дорогой:

-          интенсивность движения по основной полосе авт/сут;

-          интенсивность движения по второстепенному направлению  авт/сут;

-          относительная аварийность конфликтной точки  (для участков с переходно-скоростными полосами);

Тогда степень опасности точки C1:

Участок слияния C2= C7 правоповоротного съезда второстепенной дороги с главной дорогой:

-          интенсивность движения по основной полосе авт/сут;

-          интенсивность движения по второстепенному направлению авт/сут;

-          относительная аварийность конфликтной точки  (для участков с переходно-скоростными полосами);

-          коэффициент годовой неравномерности движения принимаем равным ;

Тогда степень опасности точки C2:

Участок слияния C3= C6 левоповоротного съезда главной дороги с второстепенной дорогой:

-          интенсивность движения по основной полосе  авт/сут;

-          интенсивность движения по второстепенному направлению авт/сут;

-          относительная аварийность конфликтной точки  (для участков с переходно-скоростными полосами);

-          коэффициент годовой неравномерности движения принимаем равным ;

Тогда степень опасности точки C3:

Участок слияния C4= C5 левоповоротного съезда второстепенной дороги с главной дорогой:

-          интенсивность движения по основной полосе  авт/сут;

-          интенсивность движения по второстепенному направлению авт/сут;

-          относительная аварийность конфликтной точки  (для участков с переходно-скоростными полосами);

-          коэффициент годовой неравномерности движения принимаем равным ;

Тогда степень опасности точки C4:

Общее число происшествий:

авт/сут.

Показатель аварийности транспортной развязки по типу пересечения "клеверный лист" по формуле (4):

Тип пресечения "кольцо с двумя путепроводами":

Участок слияния C1= C6 правоповоротного съезда второстепенной дороги с главной дорогой:

-          интенсивность движения по основной полосе  авт/сут;

-          интенсивность движения по второстепенному направлению авт/сут;

-          относительная аварийность конфликтной точки (участков с переходно-скоростными полосами);

-          коэффициент годовой неравномерности движения принимаем равным ;

Тогда степень опасности точки C1:

Участок слияния C2= C5 двух потоков при движении по съезду машин второстепенной дороги и право- и левоповоротных машин главной дороги:

-          интенсивность движения по основной полосе  авт/сут;

-          интенсивность движения по второстепенному направлению авт/сут;

-          относительная аварийность конфликтной точки (для участков с переходно-скоростными полосами для полупрямых левоповоротных съездов);

-          коэффициент годовой неравномерности движения принимаем равным ;

Тогда степень опасности точки C2:

Участок слияния C3= C4 двух потоков при движении по съезду машин главной дороги и право- и левоповоротных машин второстепенной дороги:

-          интенсивность движения по основной полосе авт/сут;

-          интенсивность движения по второстепенному направлению авт/сут;

-          относительная аварийность конфликтной точки (для участков с переходно-скоростными полосами для полупрямых левоповоротных съездов);

-          коэффициент годовой неравномерности движения принимаем равным ;

Тогда степень опасности точки C3:

Участок разветвления Р1= Р6 правоповоротного съезда главной дороги с второстепенной дорогой:

-          интенсивность движения по основной полосе  авт/сут;

-          интенсивность движения по второстепенному направлению  авт/сут;

-          относительная аварийность конфликтной точки разветвления (для участков с переходно-скоростными полосами);

-          коэффициент годовой неравномерности движения принимаем равным ; Тогда степень опасности точки Р1:

Участок разветвления Р2= Р5 двух потоков при движении по съезду машин второстепенной дороги и правоповоротных машин на главную дорогу:

-          интенсивность движения по основной полосе  авт/сут;

-          интенсивность движения по второстепенному направлению  авт/сут;

-          относительная аварийность конфликтной точки разветвления (для участков с переходно-скоростными полосами для полупрямых левоповоротных съездов);

-          коэффициент годовой неравномерности движения принимаем равным ;

Тогда степень опасности точки Р2:

Участок разветвления Р3= Р4 двух потоков при движении по съезду машин главной дороги и правоповоротных машин на второстепенной дорогу:

-          интенсивность движения по основной полосе  авт/сут;

-          интенсивность движения по второстепенному направлению  авт/сут;

-          относительная аварийность конфликтной точки разветвления (для участков с переходно-скоростными полосами для полупрямых левоповоротных съездов);

-          коэффициент годовой неравномерности движения принимаем равным ;

Тогда степень опасности точки Р3:

Общее число происшествий:

авт/сут.

Показатель аварийности транспортной развязки по типу пересечения "клеверный лист" по формуле (4):

Расчет сводим в таблицу 5:

Таблица 5.

Коэффициенты относительной аварийности

Вывод: по результатам сравнения вариантов по удобству движения, пропускной способности и по коэффициентам относительной аварийности выбирается транспортная развязка по типу "полный клеверный лист".

4. Расчет геометрических элементов транспортной развязки

Тип транспортной развязки - "полный клеверный лист".

Исходные данные:

-          угол пересечения ;

-          коэффициент полного сцепления ;

-          коэффициент продольного сцепления ;

-          разность отметок бровок земляного полотна дорог в месте их пересечения  м;

-          поперечный уклон проезжей части пересекающихся дорог ;

-          продольные уклоны на дорог в пределах транспортной развязки ;

На левоповоротных съездах:

-          расчетная скорость переменная:  км/ч  м/с,  км/ч  м/с

-          максимальный продольный уклон ;

-          уклон виража ;

-          продольный уклон отгона виража ;

-          ускорение автомобиля в пределах переходной кривой  м/с2;

На правоповоротных съездах:

-          расчетная скорость постоянная:  км/ч  м/с,

-          поперечный уклон проезжей части на прямолинейном участке ;

-          уклон виража ;

-          продольный уклон отгона виража ;

-          степень нарастания центробежного ускорения  м/с3;

Рис 4. Расчетная схема транспортной развязки по типу "полный клеверный лист".

Расчет левоповоротного съезда, соответствующего углу a=900.

Рис 5. Расчетная схема левоповоротного съезда.

Радиус горизонтальной кривой (при коэффициенте поперечной силы ):

 (7)

 м

Принимаем  м.

Определяется длина переходной кривой по формуле:

 (8)

 м

Длина совмещенного участка  м.

Длина отгона виража:

 (9)

 м

Длина переходной кривой в плане должна быть больше суммы длин совмещенного участка и отгона виража ( м)

 (10)

м > 72,5м условие выполнено.

Угол поворота переходной кривой по формуле:

(11)

.

Центральный угол круговой кривой:

(12)

Тогда длина круговой кривой равна:

 (13)

 м

Длину левоповоротного съезда в плане:

 (14)

 м

Определяется длина левоповоротного съезда в плане, в пределах которой может осуществляться его самостоятельное проектирование.

(15)

 м

Так как на левоповоротном съезде вертикальные кривые совпадают с горизонтальными, для определения радиусов вертикальных кривых нужно найти расстояние видимости.

, , , :

Рис 6. Продольный профиль левоповоротного съезда.

 (16)

 м;

 (17)

 м;

 (18)

 м

 м(19)

Минимальную длину съезда для проектирования в продольном профиле определяем по формуле:

 (20)

 м;

(21)

.89м > 269м. Следовательно найденная длина левоповоротного съезда в плане является достаточной для проектирования съезда в продольном профиле. Так как длина съезда в плане намного превышает длину съезда в профиле, то можно увеличить радиусы вертикальных кривых и уменьшить максимальный продольный уклон.

Выбираются следующие значения:

 м,  м, , тогда  м.

Вычисляются координаты конца переходной кривой:

 (22)

 м

 (23)

 м

Определяем угол:

(24)

Расстояние АВ:

 (25)

Расчет правоповоротного съезда, соответствующего углу a=900.

Рис 7. Расчетная схема правоповоротного съезда.

Скорость на правоповоротных съездах 80 км/ч; тогда радиус съезда равен:

 (26)

 м

где

 - уклон виража;

 - коэффициент поперечной силы.

Длина переходной кривой:

 (27)

 м

Параметр  м2

Длина совмещенного участка м

Длина отгона виража:

 (28)

Длина переходной кривой в плане должна быть больше суммы длин совмещенного участка и отгона виража

( м).

 (29)

м > 92м условие выполнено.

Угол поворота переходной кривой по формуле:

(30)

Координаты конца переходной кривой:

 (31)

 м

 (32)

 м

а) Левоповоротный съезд. Расчетная скорость на круговой кривой 50 км/ч. Ширина проезжей части  м, ширина обочины с внешней стороны  м. Рабочая отметка в точке F принимается  м. Коэффициент заложения откоса з.п назначаем .

б) Правоповоротный съезд. Расчетная скорость 80 км/ч. Ширина проезжей части  м, ширина обочины с внешней стороны  м. Рабочая отметка в точке  принимается  м. Коэффициент заложения откоса з.п назначаем .

Расстояние между подошвами откосов принимается  м.

 (33)

 м

Рис 8. Схема для определения расстояния FG.

 (34)

 (35)

 м

 (36)

 м

 (37)

 м

Находим центральный угол круговой кривой:

 (38)

Тогда длина круговой кривой равна:

 (39)

 м

Тогда длина составной кривой равна:

 (40)

 м

Находим тангенс круговой кривой для угла поворота :

 (41)

 м

Вычисляем дополнительный тангенс:

 (42)

 м

Тогда составной тангенс кривой:

 (43)

 м

 (44)

 м

Полная длина правоповоротного съезда:

 (45)

 м

5. Водоотвод

Водоотвод на пересечении осуществляется при помощи кюветов и водопропускных железобетонных труб расположенных на следующих пикетах:

Второстепенная дорога:

-          ПК60+80, диаметр трубы 1,5м;

-          ПК63+50, диаметр трубы 1,5м;

-          ПК69+20, диаметр трубы 1,5м;

-          ПК72+50, диаметр трубы 1,5м.

На съездах:

-          съезд №3 - ПК7+20, диаметр трубы 1,0м;

-          съезд №4 - ПК1+80, диаметр трубы 1,0м;

-          съезд №7 - ПК2+20, диаметр трубы 1,0м;

-          съезд №8 - ПК4+10, диаметр трубы 1,0м.

Список использованных источников

         Пересечение и примыкание автомобильных дорог в разных уровнях: Методические указания к выполнению курсового проекта для студентов специальности 270205 / Сост.: О.А. Логинова, Е.А. Вдовин. - Казань: КГАСУ,2010. - 27с.

         Порожняков В.С. Автомобильные дороги (примеры проектирования) 1983 год

         Гохман В.А. " Пересечение и примыкание автомобильных дорог". Учебное пособие для автодорожных специальностей ВУЗов 2-е издание. Высшая школа 1989г.

4        СНиП 2.05.02 - 85. Автомобильные дороги. Госстрой СССР- М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986.-56с.

         Антонов Н.М. "Проектирование и разбивка вертикальных кривых А/д" Изд. "Транспорт" М. 1968г.

6        СНиП 2.01.01-82. Строительная климатология и геофизика. Госстрой СССР. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1983. - 109 с.

         Бобков Р.Ф. Проектирование автомобильной дороги.