Проектирование автомобильных дорог в Пермском крае

Проектирование автомобильных дорог в Пермском крае

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

КИРОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОЛЛЕДЖ СТРОИТЕЛЬСТВА ЭКОНОМИКИ И ПРАВА

(филиал ФГБОУ ВО «Московский государственный университет геодезии и картографии»

Специальность 08.02.05 Строительство и эксплуатация автомобильных дорог и аэродромов

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по МДК 01.01 Изыскание и проектирование

ПМ.01 Участие в изыскании и проектировании автомобильных дорог и аэродромов

На тему: «Проектирование автомобильных дорог в Пермском крае»

г. Киров

г.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

РАЗДЕЛ 1. ОБЩИЕ ДАННЫЕ

1.1 Характеристика района строительства

1.1.1 Инженерно-геологическая характеристика района

1.1.2 Характеристика движения и его перспективы на ближайшие года       

1.1.3 Техническая категория автомобильной дороги

1.1.4 Сводная таблица основных норм проектирования автомобильной дороги

1.2 План трассы

1.2.1 Проектирование оси трассы на карте

1.2.2 Расчет закруглений оси трассы

1.3 Таблица эксплуатационно - технических характеристик

РАЗДЕЛ 2. СТРОИТЕЛЬНЫЕ РЕШЕНИЯ

2.1 Земляное полотно

2.1.1 Определение рекомендуемой рабочей отметки насыпи

2.1.2 Описание продольного профиля

2.1.3 Проектирование поперечных профилей земляного полотна        

2.1.4 Ведомость попикетных объемов земляных работ

2.2 Дорожная одежда

2.2.1 Назначение дорожной одежды

2.2.2 Расчет конструкции дорожной одежды

2.3 Малые водопропускные сооружения

2.3.1 Определение расчетного расхода воды от дождевых паводков

2.3.2 Определение расчетного расхода

2.3.3 Определение расчетного расхода талых вод по СНиП 2.01.14-83

2.3.4 Определение сбросного расхода воды в сооружении с учетом аккумуляции

2.5 Сводная ведомость объемов работ для устройства земляного полотна

2.4 Обустройство автодороги       

2.5 Охрана труда

2.6 Охрана окружающей среды

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ

Современные автомобильные дороги представляют собой сложные инженерные сооружения. Они должны обеспечить возможность безопасного движения как одиночных автомобилей с расчетными скоростями, так и транспортных потоков с высоким уровнем удобства даже в самые неблагоприятные периоды года. Их проектируют и строят таким образом, чтобы автомобили могли реализовать свои динамические качества при нормальном режиме работы двигателя, чтобы на поворотах, подъемах и спусках автомобилю не грозили занос или опрокидывание.

В течение всего года дорожная одежда должна быть прочной, противостоять динамическим нагрузкам, передающимся на нее при движении автомобилей, быть ровной и нескользкой.

Современные автомобильные дороги обслуживают массовые пассажирские и грузовые перевозки. Они стали местом повседневной работы миллионов водителей, ими пользуются пассажиры автобусов и многочисленные туристы. Все это делает необходимым предъявлять к автомобильным дорогам столь же обязательные высокие архитектурно-эстетические требования, как и к любому инженерному сооружению массового использования.

Автомобильные дороги - наиболее капиталоемкие и в тоже время рентабельные сооружения.

Проектирование автомобильных дорог должно быть направлено на достижение ими высоких транспортно-эксплуатационных качеств при минимуме строительных затрат.

От проектировщиков требуется творческий подход и умение находить в каждом конкретном случае технически грамотное и экономически целесообразное решение. Необходимо учитывать влияние на автомобильную дорогу природных факторов и движение транспортных средств.

РАЗДЕЛ 1. ОБЩИЕ ДАННЫЕ

.1 Характеристика района строительства

Проектируемый участок расположен на территории Пермского края.

Район проложения трассы автодороги относится к III дорожно-климатической зоне, которая характеризуется умеренно-континентальным климатом с умеренно-холодной зимой и жарким летом.

Средняя годовая температура воздуха в районе строительства +5,4°С. Самым теплым месяцем является июль со средней температурой воздуха +19,3°С, самый холодный месяц - январь со средней температурой воздуха

,6°С. Направление ветра юго-западное, скорость ветра 4,4 м/с.

Участок автомобильной дороги расположен на равнине. Поверхность района сильно изрезана авражно-балочной сетью.

Абсолютные отметки колеблются от 120 до 205 м.

Почвы представлены черноземами выщелоченными и оподзоленными суглинистого состава.

Растительность - луговые степи, лесостепи и сельскохозяйственные угодья на их месте.

По характеру и степени увлажнения район проложения трассы автомобильной дороги относится к I типу местности.

Поверхностный сток обеспечен за счет естественного уклона местности и устройства кюветов для отвода воды в искусственные водоотводные сооружения.

1.1.1 Инженерно-геологическая характеристика района

В геологическом строении принимают участие четвертичные, палеогеновые и меловые отложения.

Грунты четвертичного возраста представлены современными аллювиальными и нижне-верхнечетвертичными песчано-глинистыми отложениями.

Палеогеновые грунты представлены Суглинками и глинами. Отложения верхнемелового возраста - мергелями глинистыми.

Гидрогеологические условия характеризуются наличием вод современного аллювиального и мелового водоносных горизонтов, гидравлически связанных между собой. Меловой водоносный горизонт местами напорный.

Геологический разрез изучен до глубины 7,0м и представлен техногенными грунтами, современными аллювиально-пролювиальными и нижне-среднечетвертичными покровными отложениями.

Грунты преобладающие:

Растительный грунт - 0,2 м; Суглинок легкий - 3,9 м; Суглинок тяжелый - 3,8 м.

Уровень грунтовых вод в районе проектирования автомобильной дороги - 3,0 метра.

1.1.2 Характеристика движения и его перспективы на ближайшие года

По проектируемому участку осуществляется движение транспортных средств с интенсивностью 4050 автомобилей в сутки, согласно 2013 году.

Ежегодный рост интенсивности движения составляет 2%.

По проектируемой дороге выявлены следующие объемы перевозок:

Таблица 1.1

Строительство участка автомобильной дороги будет осуществлять ДРСУ Пермского края, Департамента строительства и эксплуатации автодорог Пермского края.

1.1.3 Техническая категория автомобильной дороги

Техническую категорию автомобильной дороги определяем по СНиП 2.05.02-85 по показателю перспективной среднегодовой суточной интенсивности движения автомобилей и автобусов в обоих направлениях за перспективный расчетный период - 20 лет.

Среднегодовая суточная интенсивность движения на перспективный срок 20 лет:=N1(1+2.0)20=4050(1+0,02)=6018 авт/сут,

где p - среднегодовой прирост интенсивности движения автомобилей. Так как 3000<N20=6018 авт/сут<7000, то техническая категория дороги по СНиП 2.05.02-85 - II.

1.1.4 Сводная таблица основных норм проектирования автомобильной дороги

Основные технические нормативы и технико-экономические показатели (ТЭП) приведены в таблице 1.2.

Таблица 1.2

1.2 План трассы

.2.1 Проектирование оси трассы на карте

Современная автомобильная дорога должна обеспечивать удобное, безопасное и экономичное движение автомобилей и в тоже время обладать высокими эстетическими качествами.

Обеспечение этих требований достигается соблюдением принципов ландшафтного проектирования и требований СНиП 2.05.02-85.

В соответствии с заданием на карте в масштабе 1:10000 запроектированы 2 варианта трассы между заданными направлениями. При нанесении вариантов трассы учитывались требования СНиП 2.05.02-85 для II технической категории. Радиусы кривых в плане принимаем не менее 800м, продольные уклоны - не более 40%.

Рисунок 1.1 - Проектирование оси трассы на карте

1.2.2 Расчет закруглений оси трассы

I вариант трассы имеет общее направление на северо-восток. Длина трассы составляет 15,17 км; Трасса имеет 5 углов поворота, в углы поворота вписаны круговые кривые радиусом R=2010м, средняя величина углов поворота составляет 43,6°.

Коэффициент удлинения трассы:

Kудл= ==1,08,

где Lтр - длина трассы, км;возд - длина воздушной линии, км.

Для обеспечения отвода воды от насыпи предусмотрено устройство железобетонных труб диаметром от 1 до 2 метров, при пересечении рек запроектированы мосты длиной 100 и 150 метров.вариант трассы имеет общее направление на северо-восток. Длина трассы в этом случае составляет L=14,14 км, трасса также имеет 5 углов поворота, в углы вписаны круговые кривые радиусом R=2010 м, средняя величина углов поворота составляет 21,2°.

Коэффициент удлинения трассы:

Кудл= ==1,01

Для обеспечения отвода воды от насыпи предусмотрено устройство железобетонных труб диаметром от 1 до 2 метров, при пересечении рек запроектированы мосты длиной 100 и 95 метров.

Направление вариантов трассы обусловлено обходом населенного пункта и положением мостовых переходов.

В результате проектирования плана трассы была составлена ведомость углов поворота, прямых и кривых (табл. 1.3)

Таблица 1.3

Ведомость углов поворота прямых и кривыхВариант

Ведомость углов поворота прямых и кривыхВариант

1.3 Таблица эксплуатационно-технических характеристик

На ЭВМ был произведен расчет средней скорости хода одиночного грузового автомобиля по двум вариантам трассы методом Бельского с использованием следующих формул:

V= - при движении по вертикальной кривой;= - при движении по прямому участку;

По полученным результатам строим графики изменения скорости хода одиночного грузового автомобиля в прямом и обратном направлении по длине трассы для двух вариантов. Графики представлены на листах 4 и 5.

Важнейшим показателем, характеризующим транспортно-эксплуатационное состояние автомобильной дороги, является безопасность движения.

В качестве критерия безопасности движения в большинстве случаев принимают количество дорожно-транспортных происшествий, приходящихся на определенный участок автомобильной дороги. Участки дорог, на которых возникают дорожно-транспортные происшествия, отличаются по своим характеристикам и качественному состоянию транспортного потока, поэтому абсолютное количество дорожно-транспортных происшествий не может являться критерием, по которому можно производить сравнение разных дорог. Для проведения оценки безопасности движения по сопоставимым показателям используется метод коэффициентов аварийности.

В качестве критериев оценки безопасности движения принят итоговый коэффициент аварийности, который представляет собой произведение частных коэффициентов аварийности, учитывающих относительное влияние интенсивности движения, элементов плана и продольного профиля на количество дорожно-транспортных происшествий (ДТП):

Китог=К1*К2*К3*…*К16, (6.3)

Где К1*К2*К3*…*К16 - частные коэффициенты аварийности, равные отношению количества ДТП на участке дороги с различными элементами плана и продольного профиля к количеству ДТП на эталонном горизонтальном прямом участке дороги с проезжей частью шириной 7,5м, шероховатым покрытием и укрепленными обочинами шириной 3,5м.

Таблица 1.4

РАЗДЕЛ 2. СТРОИТЕЛЬНЫЕ РЕШЕНИЯ

.1 Земляное полотно

.1.1 Определение рекомендуемой рабочей отметки насыпи

Рекомендуемые рабочие отметки насыпи определяются из двух условий:

по обеспечению снегозаносимости дороги

по обеспечению нормального воднотеплового режима земляного полотна

По первому условию рекомендуемая рабочая отметка определяется по формуле:

р1 = hсн+∆h,

где hсн - расчетная толщина снежного покрова, hсн = 0,40 м;

∆h -превышение бровки земляного полотна над рассчетной толщиной снежного покрова, ∆h = 0,50 м.р1 = 0,40+0,50 =0,90 м.

По второму условию формула для определения рекомендуемой рабочей отметки зависит от типа местности по увлажнениюр2 = h1 - С1iоб + hдо ,

где h1 - минимально допустимое превышение верха дорожной одежды над поверхностью грунта, h1 = 1,1 м;

С1 - ширина обочины, С1 =2,5 м;об - уклон обочины, iоб = 40 ‰;до - толщина дорожной одежды, hдо = 0,6 м.р2 = 1,1 - 2,5·0,04 + 0,6 = 1,6 м.

Принимаем большее значение: hр =1,6 м.

2.1.2 Описание продольного профиля

По двум вариантам трассы вычерчиваем на миллиметровке продольные профили поверхности земли по оси автодороги (листы 2-3)

Верхнюю горизонтальную линию продольного профиля совмещаем с линией условного горизонта, выше которой в принятом масштабе (1:500) откладываем высотные значения каждого пикета определяется методом интерполяции непосредственно по топографической карте.

На “черный” профиль наносятся также грунтовый профиль, расчетные горизонты воды у проектируемых искусственных сооружений.

При проектировании продольного профиля автодороги были использованы нормативы для II технической категории (по СНиП 2.05.02-85):

минимальный радиус выпуклости кривых: R=15000м;

минимальный радиус вогнутых кривых: R=5000м;

максимальный продольный уклон: imax=40%.

Руководящая рабочая отметка(Hp) определяется, исходя из двух условий:

по условию расположения поверхности покрытия над уровнем грунтовых вод или над поверхностью земли с необеспеченным стоком:=1,4 (по СНиП 2.05.02-85)

по условию снегонезаносимости земляного полотна:

Hp=hs+Δh=0,85+0,7=1,55м, (5.1)

где hs - расчетная высота снегового покрова с вероятностью превышения 5%, hs =0,85м (по СНиП 2.05.02-85 для Пермском области);

Δh - возвышение бровки насыпи над расчетным уровнем снегового покрова, необходимое для ее снегонезаносимости, Δh=0,7м (по СНиП 2.05.02-85 для II технической категории).

Так как 1,55м>1,4 м, то за руководящую отметку принимаем Hp=1,55м.

Проектирование продольного профиля осуществлено по методу Антонова. Проектные линии проложены по обертывающей.

2.1.3 Проектирование поперечных профилей земляного полотна

На основе альбома типовых поперечных профилей земляного полотна 503-0-48.87 в соответствии с рекомендациями СНиП 2.05.02-85 были разработаны следующие типы профилей земляного полотна:

Рисунок 2.1 - Тип 1. Насыпь высотой до 3м

Тип 2. Насыпь высотой до 6м.

Рисунок 2.2 - Тип 2. Насыпь высотой до 6м

Рисунок 2.3 - Тип 3. Насыпь высотой до 12м

Рисунок 2.4 - Тип 4. Выемка глубиной до 6м

На ЭВМ был произведен подсчет объемов земляных работ.

По I варианту объем земляных работ составил 493707м3, по II варианту - 579171м3.

2.1.4 Ведомость попикетных объемов земляных работ

ВЕДОМОСТЬ ПОДСЧЕТА ОБЪЕМОВ ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ

ВАРИАНТ № 1

----------------------------------------------------------------

| ПИКЕТ | ОБЪЕМ НАСЫПИ | ОБЪЕМ ВЫЕМКИ |

----------------------------------------------------------------

3075 0

2744 0

2768 0

2627 0

2609 0

3075 0

3062 0

3197 0

3066 0

3276 0

Итого на километр: 29498 0

----------------------------------------------------------------

| ПИКЕТ | ОБЪЕМ НАСЫПИ | ОБЪЕМ ВЫЕМКИ |

----------------------------------------------------------------

3249 0

2749 0

2905 0

3089 0

2686 0

2929 0

3664 0

4014 0

3826 0

3464 0

Итого на километр: 32575 0

----------------------------------------------------------------

| ПИКЕТ | ОБЪЕМ НАСЫПИ | ОБЪЕМ ВЫЕМКИ |

----------------------------------------------------------------

4137 0

5051 0

5151 0

4722 0

4583 0

4395 0

2764 0

881 0

377 0

0 1868

Итого на километр: 32060 1868

----------------------------------------------------------------

| ПИКЕТ | ОБЪЕМ НАСЫПИ | ОБЪЕМ ВЫЕМКИ |

----------------------------------------------------------------

0 3289

0 3020

0 3079

0 2254

1070 0

2944 0

2983 0

3062 0

2919 0

3039 0

Итого на километр: 16017 11642

----------------------------------------------------------------

| ПИКЕТ | ОБЪЕМ НАСЫПИ | ОБЪЕМ ВЫЕМКИ |

----------------------------------------------------------------

2864 0

2849 0

2950 0

2648 0

3183 0

3881 0

2436 0

1985 0

3926 0

6246 0

Итого на километр: 32966 0

----------------------------------------------------------------

| ПИКЕТ | ОБЪЕМ НАСЫПИ | ОБЪЕМ ВЫЕМКИ |

----------------------------------------------------------------

9832 0

11786 0

11291 0

8295 0

4266 0

2763 0

2891 0

2878 0

3432 0

3668 0

Итого на километр: 61102 0

----------------------------------------------------------------

| ПИКЕТ | ОБЪЕМ НАСЫПИ | ОБЪЕМ ВЫЕМКИ |

----------------------------------------------------------------

2878 0

2987 0

3752 0

4126 0

3778 0

3241 0

2917 0

2829 0

3049 0

3142 0

Итого на километр: 32699 0

----------------------------------------------------------------

| ПИКЕТ | ОБЪЕМ НАСЫПИ | ОБЪЕМ ВЫЕМКИ |

----------------------------------------------------------------

3169 0

2832 0

2939 0

3079 0

3360 0

5051 0

6617 0

7208 0

8551 0

11298 0

Итого на километр: 54105 0

----------------------------------------------------------------

| ПИКЕТ | ОБЪЕМ НАСЫПИ | ОБЪЕМ ВЫЕМКИ |

----------------------------------------------------------------

14624 0

13077 0

6849 0

3763 0

3526 0

2864 0

2863 0

2914 0

2791 0

2906 0

Итого на километр: 56178 0

---------------------------------------------------------------

| ПИКЕТ | ОБЪЕМ НАСЫПИ | ОБЪЕМ ВЫЕМКИ |

----------------------------------------------------------------

3165 0

3320 0

2744 0

2598 0

3026 0

3373 0

3652 0

4577 0

4051 0

1389 0

Итого на километр: 31895 0

Итого по варианту: 480197 13510

ВЕДОМОСТЬ ПОДСЧЕТА ОБЪЕМОВ ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ

ВАРИАНТ № 2

----------------------------------------------------------------

| ПИКЕТ | ОБЪЕМ НАСЫПИ | ОБЪЕМ ВЫЕМКИ |

----------------------------------------------------------------

3062 0

3349 0

3450 0

3787 0

4283 0

3768 0

3251 0

3252 0

2727 0

2042 0

----------------------------------------------------------------

| ПИКЕТ | ОБЪЕМ НАСЫПИ | ОБЪЕМ ВЫЕМКИ |

----------------------------------------------------------------

2099 0

2788 0

3196 0

3682 0

3882 0

3709 0

4010 0

3658 0

3288 0

3300 0

Итого на километр: 33612 0

----------------------------------------------------------------

| ПИКЕТ | ОБЪЕМ НАСЫПИ | ОБЪЕМ ВЫЕМКИ |

----------------------------------------------------------------

3413 0

3678 0

2907 0

1672 0

1766 0

2628 0

3143 0

3279 0

3236 0

3444 0

Итого на километр: 29167 0

----------------------------------------------------------------

| ПИКЕТ | ОБЪЕМ НАСЫПИ | ОБЪЕМ ВЫЕМКИ |

----------------------------------------------------------------

3986 0

3601 0

2904 0

3607 0

4377 0

7443 0

20670 0

34071 0

26316 0

12081 0

Итого на километр: 119055 0

----------------------------------------------------------------

| ПИКЕТ | ОБЪЕМ НАСЫПИ | ОБЪЕМ ВЫЕМКИ |

----------------------------------------------------------------

6224 0

1636 0

0 5354

0 13931

0 18612

0 16644

0 10534

0 3504

837 0

3198 0

Итого на километр: 11895 68579

----------------------------------------------------------------

| ПИКЕТ | ОБЪЕМ НАСЫПИ | ОБЪЕМ ВЫЕМКИ |

----------------------------------------------------------------

3641 0

3633 0

3521 0

3495 0

2680 0

1108 0

334 0

946 0

3195 0

2792 0

Итого на километр: 25346 0

----------------------------------------------------------------

| ПИКЕТ | ОБЪЕМ НАСЫПИ | ОБЪЕМ ВЫЕМКИ |

----------------------------------------------------------------

1951 0

3146 0

3888 0

6545 0

8203 0

6490 0

5520 0

4702 0

3440 0

3186 0

Итого на километр: 47071 0

----------------------------------------------------------------

| ПИКЕТ | ОБЪЕМ НАСЫПИ | ОБЪЕМ ВЫЕМКИ |

----------------------------------------------------------------

2796 0

2807 0

3503 0

3693 0

3767 0

9726 0

13612 0

10371 0

6558 0

3973 0

Итого на километр: 60807 0

----------------------------------------------------------------

| ПИКЕТ | ОБЪЕМ НАСЫПИ | ОБЪЕМ ВЫЕМКИ |

----------------------------------------------------------------

2500 0

2574 0

3794 0

3782 0

3958 0

3498 0

2906 0

3089 0

3611 0

3824 0

Итого на километр: 33536 0

----------------------------------------------------------------

| ПИКЕТ | ОБЪЕМ НАСЫПИ | ОБЪЕМ ВЫЕМКИ |

----------------------------------------------------------------

3609 0

3566 0

3698 0

3992 0

3663 0

3051 0

2674 0

2354 0

2912 0

1820 0

Итого на километр: 31340 0

Итого по варианту: 510592 68579

2.2 Дорожная одежда

.2.1 Назначение дорожной одежды

Требуется запроектировать дорожную одежду на дороге II технической категории в Пермском крае.

Заданный уровень надежности Кн=0,95. Срок службы дорожной одежды Тсл - 15 лет. Грунт земляного полотна - глина. Тип местности по условиям увлажнения - 2.

Интенсивность движения на начало эксплуатации дороги для грузовых автомобилей Nо гр= 1370 авт./сут.; Nо авт=180 авт./сут.

Состав движения для грузовых автомобилей: 2т -24%; 4т - 22%; 6т - 20%; 8т - 19%; 10т - 15%. Рост интенсивности движения p=4%.

Дорога находится в III дорожно-климатической зоне.

Принимаем для расчета дорожной одежды расчетную нагрузку группы А1, характеризующуюся нормативной статической нагрузкой на ось 100 кН, нормативной статической нагрузкой на покрытие Qрасч=50 кН, удельное давление колеса на покрытие p=0,6 МПа, расчетный диаметр следа движущегося колеса Dд=37 см, неподвижного D=33 см.

Для проектируемой дороги рассмотрим три варианта конструкций дорожных одежд нежесткого типа. При назначении вариантов будем учитывать типовые конструкции дорожных одежд, наличие местных дорожно-строительных материалов. Первый из вариантов рассчитаем вручную с использованием нормативной и учебной литературы, а второй и третий с использованием программного комплекса “РАДОН 2.1”. Окончательный выбор варианта осуществим на основе технико-экономического сравнения.

Примем следующую конструкцию дорожной одежды:

покрытие - верхний слой: асфальтобетон плотный I марки, тип А, на битуме БНД 60/90, укладываемый в горячем состоянии, h1=6 см;

Верхний слой основание: асфальтобетон крупнозернистый пористый на битуме БНД 60/90, укладываемый в горячем состоянии, h2=8 см;

Нижний слой основание: щебень по заклинке (толщину слоя h4 необходимо определить расчетом);

Дополнительный слой основания - песок средней крупности, h5=25 см;

Грунт земляного полотна - глина.

Расчетную влажность грунта Wp определяем по формуле

, (8.6)

где - среднее многолетнее значение относительной влажности грунта в долях от границы текучести, ;  - поправка на особенности рельефа, для равнинных районов ;  - поправка на конструктивные особенности проезжей части и обочин, ;  - поправка на влияние суммарной толщины стабильных слоев, ; t - коэффициент нормированного отклонения, принимаемый в зависимости от требуемого уровня надежности t=1,71.

.

При расчетной влажности , модуль упругости грунта земляного полотна Е=35,4 МПа, , с =0,016 МПа.

Таблица 2.2 - Характеристика материала

2.2.2 Расчет конструкции дорожной одежды

Расчетная схема

Рисунок 2.5

а) Находим общий модуль упругости

на поверрхности второго слоя:

по номограмме на рис. 3.5/13/ находим отношение E'общ/E1=0,06=>/общ=0,06*3200=192 МПа;(8.1.8)

б) определим общий модуль упругости на поверхности третьего слоя:

по номограмме находим: E"общ/E2=0,07=>E"общ=2000*0,07=140 Мпа (8.1.11)

в) Определим общий модуль упругости на поверхности четвертого слоя:

по монограмме: E"'общ/E4=0,52=> E"'общ=0,52*120=62,4 МПа

г) определим необходимую толщину третьего слоя:

по номограмме находим: h3/Dд=0,72=> h3=37*0,72=27 см

д) Общая толщина дорожной одежды:д.о.=6+8+27+25=66см

Расчетная схема

Рисунок 2.6

а) Определяем средний модуль упругости:

Eср=

Мпа(8.1.19)

Принимаем Eср=385 МПа.

б) определяем активное напряжение сдвига в грунте от временной нагрузки по номограмме на рис. 3.8/13/:

при φ=16°; τ=0,018 МПа; p=0,6 Мпа;

τн=τ*р=0,018*0,6=0,0108 Мпа;

в) определим активное напряжение сдвига в грунте от собственного веса дорожной одежды по монограмме на рис. 3.10/13/:

для hд.о.=66см и φ=16° τb=0,0005 МПа;

г) суммарное напряжение сдвига:

Т=τ*р+ τb =0,0108+0,0005=0,0113 МПа

д)Определим допускаемое напряжение сдвига в грунте: Тдоп=Сгр*К1*К2*К3=0,016*0,6*0,84*1,5=0,0121 МПа

е) >Кпр=1,01

Таким образом, прочность на сдвиг в грунте земполотна обеспечена.

Расчет сопротивления сдвигу в песчаном слое основания.

Расчетная схема

Рисунок 2.7

а) определим средний модуль упругости слоев дорожной одежды, расположенных выше слоя песка:

Еср=МПа;

б) находим активное напряжение сдвига в слое песка от временной нагрузки по монограмме на рис. 3.8/13/:

и при φ=40° по номограмме находим τ=0,017 МПа;

активное напряжение сдвига в песчаном слое:

τп=τ*р=0,017*0,6=0,0102 МПа;

в) активное напряжение сдвига в песчаном слое от массы дорожной одежды(τb):

при hд.о.=41см и φ=40° находим по номограмме на рис. 3.10/13/:

τb = - 0,0029 МПа

г) суммарное активное напряжение сдвига в песчаном слое:

Т= τп+τb=0,0102-0,0029=0,0073 МПа;

д) допустимое напряжение сдвига в песчаном слое:

Тдоп=С4* К1*К2*К3=0,005*0,6*0,84*6=0,0151 МПа;

е) коэффициент прочности по сдвигу в песчаном слое:

Ксдв=>Кпр=1,01;

Следовательно, устойчивость на сдвиг в песчаном слое обеспечена.

Расчет асфальтобетонного покрытия на растяжение при изгибе.

Расчетная схема

Рисунок 2.8

а) Находим средний модуль упругости двухслойного асфальтобетона:

Еср= МПа;

б) Находим растягивающее напряжение в асфальтобетоне, при

по монограмме на рис. 3.13/13/ δr=2,4 МПа;

тогда δr = δr *р=2,4*0,6=1,44 МПа;

в) определяем допустимое растягивающее напряжение для нижнего слоя асфальтобетона:доп=R(1-t* σR)*Ку*Кm=1,6(1-1,71*0,1)*1*1=1,46 Мпа;

где R=1,6 МПа (/13/, табл.3.2.); t=1,71 (/13/, табл. 2.8); σR=0,1; Ку=1,1(/13/, рис. 3.1); Кm=1,0;

г) коэффициент прочности на растяжение при изгибе в слое асфальтобетона:

>Кпр=1,0

Таким образом, устойчивость на растяжение при изгибе в слое асфальтобетона обеспечена.

Расчет конструкции дорожной одежды (II и III варианта)

Принимаем следующую конструкцию дорожной одежды по II варианту:

покрытие - мелкозернистый плотный асфальтобетон, тип А, марка 1, укладываемый в горячем состоянии, на битуме БДН-60/90, толщиной 5 см;

Верхний слой основания - крупнозернистый пористый асфальтобетон на битуме БДН-60/90, укладываемый в горячем состоянии, толщиной - 6см;

Промежуточный слой основания - черный щебень, укладываемый способом заклинки, толщиной - 10см;

Нижний слой основание: фракционный щебень по заклинке, толщиной - 15 см;

Песок среднезернистый - 30 см;

Принимаем следующую конструкцию дорожной одежды по III варианту:

покрытие - мелкозернистый плотный асфальтобетон, тип А, марка 1, укладываемый в горячем состоянии, на битуме БДН-60/90, толщиной 5 см;

Верхний слой основания - крупнозернистый пористый асфальтобетон на битуме БДН-60/90, укладываемый в горячем состоянии, толщиной - 6см;

Промежуточный слой основания - щебень по пропитке, толщиной - 25см;

Песок среднезернистый - 30см;

2.3 Малые водопропускные сооружения

На проектируемом участке дороги предусмотрено устройство водопропускных труб и малых мостов. Произведем расчет водопропускной трубы, расположенной на ПК 25+00 на I варианте трассы.

2.3.1 Определение расчетного расхода воды от дождевых паводков

Определим угол русла:

Ip===0,009,

где Н1 - отметка водораздельной точки в вершине главного лога (по карте), м; Н2 - отметка дна лога в месте пересечения его трассой автодороги (по карте)м; L - длина главного лога(по карте);

Средний уклон водосбора:===0,025,

где Δ=0,005 км - цена деления между смежными горизонталями;∑S=21,5 км - сумма длин всех горизонталей в пределах площади водосборного бассейна(по карте); F=4,3125 км2 - площадь водосборного бассейна(по карте).

Сборный коэффициент стока:

φ===0,471,

где φ0 =0,66 - сборный коэффициент стока для водосборов с F=10км2 и ib=50%.(/8/, табл. П.2); С2=1,3 - эмпирический коэффициент; n6=0,11; n5=0,6 - параметр, который принимается по табл. П.2./8/.

Гидроморфологическая характеристика водостока:

Фр===18,97, (4.1.4)

где mp - гидравлический параметр русла, mp=11(/8/, табл. П.4); m=1/3 (/8/, табл. П.4); H1%=130мм - суточный слой осадков с вероятностью превышения Р=1% (/8/, табл.П.3).

Максимальный расход воды от дождевых паводков Qp% с вероятностью превышения P%=2% (для автодорог II категории):

Qp%=q1%*φ*H1%*δ*λp%*F=0,096*0,471*130*1*0,83*4,3125=21,04м3/с, (4.1.5)

где q1%=0,96 - максимальный модуль стока при вероятности превышения p=1%, выраженный в долях от произведения(φ*H1%) при δ=1(/8/, табл.П.1); λp%=0,83 - переходный коэффициент (/8/, табл.П.6, рис. П.2); δ=1 - коэффициент, учитывающий снижение максимального стока рек, зарегулированных приточными озерами.

2.3.2 Определение расчетного расхода

Определим расчетную интенсивность ливня по формуле:

арасч= ачас*Кt=0,89*1,19=1,06 мм/мин,

где ачас=0,89мм/мин - интенсивность ливня часовой продолжительности(/8/, табл.П.9); Кt=1,19 - коэффициент перехода от интенсивности ливня часовой продолжительности к интенсивности ливня расчетной продолжительности t (/8/, табл.П.10)

Тогда расчетный расход воды от ливневого стока определяется по формуле:Л=16,7*арасч*F*2*φp=16,7*1,06*4,31*0,55*0,39=16,3 м3/с, (4.2.2)

где φp===0,39 - коэффициент редукции; (4.2.3)

λ=0,55 - коэффициент потерь стока (/8/, табл.П.8)

Объем ливневого стока:==м3(4.2.4)

2.3.3 Определение расчетного расхода талых вод по СНиП 2.01.14-83

Определим расчетный слой стока по формуле:р=Кp*h0=2,32*70=162мм, (4.3.1)

где Kp=2,32 - модульный коэффициент стока (/8/, рис.П.4); h0=70мм - средний слой стока (/8/, рис.П.4)

Определим расчетный расход талых вод по формуле:

Qт=м3/с,(4.3.2)

Где h0=0,02 - коэффициеннт дружности половодья для лесостепей зоны; δ1=δ2=1 - коэффициенты, уситывающие снижение максимальных расходов в заболоченных бассейнах и в залесенных бассейнах соответственно.

Сравнивая расход от талых вод с расходами от ливневых вод, делаем вывод, что растет водопропускного сооружения будем производить, принимая за расчетный расход от ливневых вод, как наибольший.

Если образование пруда перед сооружением невозможно, то отверстие водопропускного сооружения может быть определено по табл. П.12/8/. Для пропуска расхода, расчитанного по методике СНип 2.01.14-83(Q2%=21,04 м3/с) по таблице П.12 может быть принята двухочковая труба диаметром 2,0м с расходом 11*2=22м3/с, глубиной воды на выходе - 4,5м/с. По таблице П.14/8/ определим тип укрепления за трубой - одиночное мощение на щебне, размер камня 25см.

2.3.4 Определение сбросного расхода воды в сооружении с учетом  аккумуляции

Если образование пруда перед искусственным сооружением возможно, то расчет будем вести с учетом аккумуляции воды перед трубой. За расчетный расход примем значение, вычисленное по формуле СНиП 2.01.14-83.

Рисунок 2.9

Коэффициенты заложения склонов лога m1 и m2 определим, используя данные, полученные по карте:

m1=; (4.4.1)=(4.4.2)

Рис. 4.4. Схема лога у сооружения

Вычислим: К0= (4.4.3)

где iЛ=0,00125 - уклон лога у сооружения (по карте)

Принимаем объем пруда Wпр=W и находим максимально возможный подбор перед сооружением по формуле:=(4.4.4)

Диаметр трубы подберем по рисунку П.7/8/. На горизонтальной оси откладываем Qс=21,04 м3/с, на вертикальной - H3=1,85. Полученные точки соединения прямой, которая пересекает графики пропускной способности водопропускных труб с различным диаметром. Выбираем двухочковую трубу, работающую в безнапорном режиме с диаметром 2,0м. Подпор перед трубой - Hn=0,2м, скорость воды на выходе ихз трубы -Vвых=2,8м/с. Сбросный расход воды в трубе - 4м3/с, тип укрепления за трубой - одиночное мощение на щебне, размер камня 25см.

Результаты расчета

Расчет произведен в соответствии со СНИП 2.01.14-83

Таблица 2.3

2.5 Сводная ведомость объемов работ для устройства земляного полотна

2.4 Обустройство автодороги

дорога карта одежда проектирование

К обустройству дорог относятся технические средства организации дорожного движения (ограждения, знаки, разметка, направляющие устройства, сети освещения, светофоры, системы автоматизированного управления движением), озеленение, малые архитектурные формы.

На проектируемом участке трассы предусмотрена установка километровых знаков(14шт), сигнальных столбиков(72шт) и барьерного металлического энергопоглощающего ограждения с шагом стоек 3м на ПК 36+20-38+25, ПК 39+15-ПК41+70, ПК 64+25-ПК66+45, ПК 77+50-ПК 79+75(Σ=905м).

Также необходимо предусматривать оформление и озеленение трассы с учетом соблюдения принципов ландшафтного проектирования, охраны природы, обеспечения естественного проветривания дорог, защиты придорожных территорий от шума.

А так же необходимо применение дорожной разметки в соответствии с требованиями ГОСТ 23457-86 и ГОСТ 13508-74.

2.5 Охрана труда

Охрана труда предусматривает обеспечение здоровых и безопасных условий труда: санитарных норм и правил, техники безопасности.

Соблюдение производственной санитарии при дорожном строительстве ввиду его большой протяженности и нередко оторванности от населенных пунктов имеет особое значение и обеспечивается оборудованием на линейных работах передвижных, а на остальных - стационарных санитарно-бытовых помещений.

Требования по технике безопасности для большинства строительных работ, в том числе по организации строительных площадок, установке и эксплуатации строительных машин, эксплуатации инструментов, земляным работам, строительству мостов и труб, монтажным работам, электромонтажным работам и другим распространяются на строительно-монтажные организации независимо от их подчиненности.

Главнейшие мероприятия по технике безопасности дорожного строительства: изучение всеми работниками правил техники безопасности и охраны труда по всему комплексу дорожно-строительных работ; выделение ответственных за соблюдение правил безопасности лиц; проведение перед началом работ вводного инструктажа; обучение рабочих технике безопасности; Напоминание о правилах путем красочных плакатов; ограждение движущихся частей стационарных машин; оборудование самоходных дорожно-строительных машин звуковой и световой сигнализацией ( для ночного времени передней и задней); ограждение мест работы дорожных машин, а также их стоянок, особенно в ночное время; обеспечение рабочих специальной одеждой, обувью, а также средствами индивидуальной защиты (очки, респираторы и т.д.), специальное, предварительное обучение верхолазов, рабочих, занятых на погрузо-разгрузочных работах, монтажников; перевозка людей только на оборудованных для этой цели автомобилях.

До начала работ по строительству автомобильной дороги место проведения работ ограждают и оформляют объезд, по которому направляют движение.

Ввиду работы бульдозеров, автогрейдеров, катков, асфальтоукладчиков и грузовых автомобилей, доставляющих строительные материалы, намечают безопасные места для их работы, а также схему вывода и входа в зону работ.

В ночное время место работ должно быть освещено переносными прожекторами и фонарями. Запрещается работать на землеройно-транспортных машинах при неисправном звуковом сигнале. Катки должны быть оборудованы механизированным устройством для смазки фальцев (при укатке асфальтобетонного покрытия).

При одновременной и совместной работе двух и более машин дистанция между ними должна быть не менее 10 метров.

Двигатели бульдозеров, автогрейдеров, катков, асфальтоукладчиков и других машин могут включать только их машинисты, соблюдая соответствующие правила техники безопасности.

Перед пуском асфальтоукладчика необходимо убедиться в исправности конвейерного питателя. Перед опусканием навесной части асфальтоукладчика необходимо убедиться в отсутствии людей сзади машин. Во избежание ожогов при загрузке бункера смесью нельзя находиться около его боковых стенок.

При подогреве выглаживающей плиты разжигать форсунку можно только факелом на длинном пруте и не прикасаться к разогретому кожуху над выглаживающей плитой. При изменении направления движения катка, асфальтоукладчика и других машин необходимо подавать предупредительный сигнал.

Смесь, прилипшую к стенкам и дну кузова, разгружают с помощью специальных скребков или лопаток с ручкой длиной не менее 2 метров.

2.6 Охрана окружающей среды

Все инструменты, применяемые для отделки асфальтобетонного покрытия из горячей смеси, подогревают в передвижной жаровне (на колесах). Запрещается подогревание инструмента на кострах. Нельзя выполнять работы перед движущимися катками, автомобилями и другими машинами.

При работе с асфальтобетонными смесями с добавками полимеров необходимо повышенное внимание к соблюдению правил техники безопасности и не допускать сопротивления открытых частей тела с асфальтобетоном.

Бригада рабочих, занятая на постройке автомобильной дороги, должна быть обеспечена передвижным вагоном, который служит укрытием в непогоду, местом хранения аптечки, бака с питьевой водой, инструментов.

При длительных перерывах в работе технику очищают, осматривают механизмы и устраняют неполадки. Машины ставят на тормоза в одну колонну. С обеих сторон колонны машин устанавливают ограждения с красными сигналами: днем - флаги, ночью - фонари.

При опускании элемента запрещается направлять и поворачивать его руками. Поворачивать поднятый элемент следует только при помощи оттяжек. Горизонтальное перемещение элементов при помощи оттяжек запрещается.

Во время подъема элемента запрещается находиться под стрелой крана и в зоне ее поворота. Подходить к элементу для его точной установки на место разрешается только после того, как зазор между нижней поверхностью элемента и местом его установки не будет превышать 5-10 см.

Точная установка элемента на место должна производиться при помощи ломиков во время положения элемента на весу. Свободный конец ломика при этом не должен находиться против рабочего.

Использование земель осуществляется в соответствии с требованиями [2] и направлено на обеспечение сохранности экологических систем.

Строительные и эксплуатационные организации, в ведении которых находятся земельные участки, занятые под строящуюся или эксплуатируемую автомобильную дорогу, проводят мероприятия по:

сохранению почв;

защите земель от водной и ветровой эрозии, селей, подтопления, заболачивания, вторичного засоления, иссушения, уплотнения, загрязнения химическими веществами, захламления отходами производства и потребления, в результате которых происходит деградация земель;

защите полосы отвода автомобильных дорог от зарастания деревьями и кустарниками, сорными растениями, ликвидации последствий загрязнения и захламления земель

рекультивации нарушенных земель.

В соответствии с Федеральным законом от 24 апреля 1995 г. N 52-ФЗ <http://docs.cntd.ru/document/9011346> [6] любая деятельность, влекущая за собой изменение среды обитания объектов животного мира и ухудшение условий их размножения, нагула, отдыха и путей миграции, осуществляется с соблюдением требований, обеспечивающих охрану животного мира.

При строительстве автомобильных дорог разрабатываются и осуществляются мероприятия, обеспечивающие сохранение путей миграции объектов животного мира и мест их постоянной концентрации, в том числе в период размножения и зимовки. При необходимости осуществляется строительство ограждений от попадания диких животных на автомобильную дорогу или строятся переходы для животных через автомобильную дорогу.

Независимо от видов особо охраняемых природных территорий, в целях охраны мест обитания редких, находящихся под угрозой исчезновения и ценных в хозяйственном и научном отношении объектов животного мира, выделяются защитные участки территорий и акваторий, имеющие местное значение, но необходимые для осуществления их жизненных циклов (размножения, выращивания молодняка, нагула, отдыха и миграции и других).

На особо охраняемых природных территориях разрешается строительство автомобильных дорог, только после проведения расчетов экологического воздействия и если они не нарушают жизненные циклы объектов животного мира.

Заключение

Запроектированный участок дороги дал выход в районы Пермского края и населенные пункты, которые располагаются рядом с участками строительства.

При проектировании дороги были получены высокие транспортно-эксплуатационные качества при минимуме строительных затрат.

Эта автодорога обеспечивает безопасное движение как одиночных автомобилей с расчетной скоростью, так и транспортных потоков с высоким уровнем удобства, даже в самые неблагоприятные периоды года.

В данном проекте предусмотрено наилучшее сочетание элементов автомобильной дороги с ландшафтом местности и наименьшим отрицательным воздействием на окружающую среду.

Запроектированная дорога позволяет осуществлять движение по ней в любое время года независимо от погодных факторов; в то время, как по существовавшей до нее грунтовой дороге движение во многом зависело от погоды.

Таким образом, данный проект позволил значительно улучшить условия движения, повысить безопасность и скорость.

Список использованной литературы

1.       Большая Советская Энциклопедия. - М.:1976.

.        СНиП 2.01.01-82. Строительная климатология и геофизика.- М.:ЦИТП Госстроя СССР, 1983, -136с.

.        СНиП 2.05.02-85. Строительные нормы и правила. Автомобильные дороги.-М.: Госстрой СССР. Стройиздат. 1985, - 36с.

.        Инструкция по проектированию дорожных одежд нежесткого типа ВСН 46-83.М.: Транспорт,1985.-68с.

.        Справочник инженера-дорожника. И проектирование автомобильных дорог.-М.: Транспорт, 1989.-436с.

.        ГОСТ Р 21.1701-97. Система проектной документации для строительства. Правила выполнения рабочей документации автомобильных дорог.-М.: Госстрой России,1997.-29с.

.        Методические указания по оформлению чертежей в курсовых и дипломных проектах/Воронеж. гос. арх.-строит. акад.; Сост.: В.И. Резванцев, В.К. Батурин, А.В. Еремин, Воронеж,2012.-30с.

.        Расчет малых водопропускных сооружений: методические указания для индивидуальной работы, курсового и дипломного проектирования по дисциплине «Проектирование автомобильных дорог»/Воронеж. гос. арх.-строит. акад.; Сост.: В.И. Резванцев, И.А. Гладышева, Т.В. Самодурова, А.И. Найденов, Воронеж,1996.-45с.

.        В.М. Лисов. Мосты и трубы: Учеб. пособие. Воронеж: изд-во ВГУ, 1995.-328с.

.        СНиП 2.05.03-84. Мосты и трубы/Госстрой СССР.- М.: Стройиздат, 1985.-199с.

.        Антонов Н.М. Проектирование и разбивка вертикальных кривых на автомобильных дорогах.- М.: Транспорт,1968.-468с.

.        Земляное полотно автомобильных дорог общего пользования. Типовые материалы для проектирования 503-0-48.87.М.: Союзпроект, 1987.-55с.

.        Резванцев В.И., Харченко В.А., Гладышева И.А. Конструирование и расчет нежестких дорожных одежд: Учеб. пособие.- Воронеж: ВПИ, 1988.-169с.

.        Бабков В.Ф., Андреев О.В. Проектирование автомобильных дорог, ч.1.-М.:Транспорт,1987.-367с.

.        Каталог конструкций дорожных одежд для ЦНР. Воронеж, 1993.-150с.

.        Технико-экономическое сравнение конструкций дорожных одежд: методические указания для студентов 4-5 курсов/Воронеж. инж.-строит. ин-т.; Сост.: Н.Т. Лунарев, Г.А. Расстегаева. Воронеж, 1990.-17с.

.        Расчетные нормативы для составления проектов организации строительства. 4.3.-М.: Изд-во литературы по строительству, 1971.-225с.

.        УПСС. Укрупненные показатели стоимости строительства. Автомобильные дороги.-М.: Стройиздат, 1983.-56с.