Реферат: Основы проектирования автомобильных дорог

--PAGE_BREAK--<shape id="_x0000_i1057" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37797.files/image063.wmz» o:><img width=«192» height=«63» src=«dopb180633.zip» v:shapes="_x0000_i1057">
<shape id="_x0000_i1058" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37797.files/image065.wmz» o:><img width=«243» height=«48» src=«dopb180634.zip» v:shapes="_x0000_i1058">
Динамический фактор, определяемый по графикам динамических характеристик расчетного автомобиля при максимальном режиме работы двигателя на прямой передаче, равен 0.04. Следовательно, соблюдается условие Д<Д1, и величина предельного продольного уклона будет найдена по формуле
<shape id="_x0000_i1059" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37797.files/image067.wmz» o:><img width=«261» height=«39» src=«dopb180635.zip» v:shapes="_x0000_i1059">
Определение минимального радиуса выпуклых вертикальных кривых.
1.     Из условия видимости поверхности покрытия автодороги.
<shape id="_x0000_i1060" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37797.files/image069.wmz» o:><img width=«304» height=«77» src=«dopb180636.zip» v:shapes="_x0000_i1060">


    где Sп – расстояние видимости поверхности покрытия, м; d – высота глаз водителя над поверхностью покрытия, принимаем d=1.2.
2.Из условия видимости встречного автомобиля.
<shape id="_x0000_i1061" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37797.files/image071.wmz» o:><img width=«268» height=«71» src=«dopb180637.zip» v:shapes="_x0000_i1061">
       где S0– расстояние видимости встречного автомобиля, м.
Определение минимального радиуса вогнутых вертикальных кривых.
1.           Из условия видимости дороги в ночное время.
<shape id="_x0000_i1062" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37797.files/image073.wmz» o:><img width=«324» height=«95» src=«dopb180638.zip» v:shapes="_x0000_i1062">
где Sп – расстояние видимости поверхности проезжей части дороги в ночное время при свете фар; hф – высота фар над поверхностью покрытия, в расчетах принимается hф=0.8 м; α – угол рассеивания света, α=20.
2.           Из условия нагрузки на рессоры.
<shape id="_x0000_i1063" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37797.files/image075.wmz» o:><img width=«175» height=«63» src=«dopb180639.zip» v:shapes="_x0000_i1063">
где a – допускаемое центробежное ускорение, не дающее перегрузку рессор, a=0.5 м/с2.
В расчетах используется большее значение радиуса вертикальной выпуклой и вертикальной вогнутой кривой.
Техническая норма
Данные
Принятые в проекте
  По расчету
По СниП
2.05.02-85
  Число полос движения
2
2
2
  Ширина полос движения
4,25
3,5
4,25
  Ширина обочин
2,5
2,5
2,5
  Ширина земляного полотна
13,5
12
13,5
  Наибольший продольный уклон
35
60
35
  Расстояние видимости:
поверхности дороги
встречного автомобиля
117.88
200
200
225.27
350
350
Радиус кривой в плане
840
600
840
  Радиус вертикальных кривых:
выпуклых
вогнутых
5789.87
10000
10000
2431.35
3000
3000
3.     ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПЛАНА ТРАССЫ АВТОМОБИЛЬНОЙ ДОРОГИ
Положение геометрической оси автомобильной дороги на местности называется трассой. Поскольку трасса при обходе препятствий, на подъемах на холмы и спусках в понижения местности меняет свое направление в плане и продольном профиле, она является пространственной линией.
Графическое изображение проекции трассы на горизонтальную плоскость, выполненное в уменьшенном масштабе, называется планом трассы.
Трасса автомобильной дороги должна проходить в заданном направлении через обозначенные (корреспондирующие) пункты. В данном курсовом проекте эти пункты обозначены точками А и Б. В данном курсовом проекте для сравнения предлагаю принять два варианта трасс: «северный» вариант и «южный» вариант. Каждый из запроектированных вариантов насчитывает три угла поворота. Различают следующие геометрические элементы закругления: угол α, радиус R, тангенс Т, длину кривой К, домер Д, биссектрису Б.
Т= Rtg α/2;  К=πRα/180;   Д=2Т-К;
По приведенным формулам можно напрямую найти все элементы круговой кривой. Для определения основных геометрических элементов закруглений с переходными кривыми необходимо воспользоваться следующими формулами:
— тангенс Т=Т0+ΔТ;, где Т0 — тангенс круговой кривой(по формуле; ΔТ-расстояние от начала переходной кривой до начала круговой кривой(табличная величина);
— биссектриса Б=Б0+ρ, где Б0 — биссектриса круговой кривой(по формуле; ρ- сдвижка круговой кривой(табличная величина);
— длина всей кривой Кз=К0+2L, где К0 — длина круговой кривой при угле поворота γ=α-2β, где β- центральный угол круговой кривой, оставшийся после разбивки клотоид, L- длина переходной кривой.
Пикетажное положение главных точек закругления определяют согласно формулам:
            ПК НЗ = ПК ВУ – Т;                
ПК НКК = ПК НЗ + L;             
ПК КЗ = ПК ВУ + Т – Д = ПК НЗ + К;       
ПК ККК = ПК КЗ – L.              
Проверку выполнения расчетов проводят по формулам:
ПК КТ =ΣК + ΣП;                 
ПК КТ = ΣS – ΣД;                
Σαлев – Σαпр = Азн – Азк,             
где: ΣП- сумма длин прямых вставок, м; ΣS- сумма длин всех прямых участков трассы между вершинами углов, м; ΣД- сумма домеров, м; ΣК- сумма длин кривых участков трассы, м; Σαлев — сумма левых углов поворота; Σαпр — сумма правых углов поворота; Азн — азимут начального направления трассы; Азк — азимут конечного направления трассы.
После всех вычислений необходимо провести сравнение по двум вариантам трассы. Сравнение проводят по таким показателям как:
Коэффициент удлинения трассы К= L/L0,         
где L – длина трассы по варианту, м.; L0– длина трассы по воздушной линии, м.
Количество углов поворота на <metricconverter productid=«1 км» w:st=«on»>1 км. трассы находят по формуле
             N = n / L,         
где n – количество углов поворота по всему варианту трассы; L – длина варианта трассы, км.
Среднее значение угла поворота
где α – значение угла поворота, град.; n – количество углов поворота по варианту трассы.
Кроме этих показателей варианты трасс сравнивают по длине, количеству искусственных сооружений, количеству пересечений в одном уровне.
Трасса№1
Угол№1α=75° R=100м вписываем две симметричные клотоиды (биклотоида)    
T=146,654; K=261,799; D=31.509; A=114.411;L=130.900;t=64.526; ρ=7.031
X=125.402;Y=27.696
ПК НЗ = ПК ВУ – Т=444-146.654=297.343                
ПК КЗ = ПК ВУ + Т – Д = 444+146.654-31.509=559.14
        ПК КЗ = ПК НЗ + К=297.343+261.799=559.14       
Угол№2 α=48° R=600м вписываем круговую с двумя переходными
T=267.1372 K=502.4 Б=56,78 Д=31,87
<shape id="_x0000_i1064" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37797.files/image077.wmz» o:><img width=«188» height=«59» src=«dopb180640.zip» v:shapes="_x0000_i1064">
                                             <shape id="_x0000_i1065" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37797.files/image079.wmz» o:><img width=«147» height=«34» src=«dopb180641.zip» v:shapes="_x0000_i1065">
А=268,32  <shape id="_x0000_i1066" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37797.files/image081.wmz» o:><img width=«331» height=«35» src=«dopb180642.zip» v:shapes="_x0000_i1066">
                                       <shape id="_x0000_i1067" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37797.files/image083.wmz» o:><img width=«322» height=«32» src=«dopb180643.zip» v:shapes="_x0000_i1067">
<shape id="_x0000_i1068" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37797.files/image085.wmz» o:><img width=«84» height=«27» src=«dopb180644.zip» v:shapes="_x0000_i1068">  <shape id="_x0000_i1069" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37797.files/image087.wmz» o:><img width=«81» height=«33» src=«dopb180645.zip» v:shapes="_x0000_i1069"> 
Сдвижкой можно пренебречь  <shape id="_x0000_i1070" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37797.files/image089.wmz» o:><img width=«327» height=«36» src=«dopb180646.zip» v:shapes="_x0000_i1070">
Tк=T+t=267.137+57.196=324.333
Бк=56,78  <shape id="_x0000_i1071" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37797.files/image091.wmz» o:><img width=«196» height=«33» src=«dopb180647.zip» v:shapes="_x0000_i1071">   К0=376,8 Кз=376,8+240=616,8
Д=2Т-К=31,866
ПК НЗ = ПК ВУ – Т=2962,491-324,333=2638,158                
ПК НКК=2758,158   ПК КЗ = ПК ВУ + Т – Д = 2962,491+324,333-31,866=3254,958
ПК ККК=3134,958 ПК КЗ = ПК НЗ + К=2638,158+616,8=3254,958       
Угол№3α=29° R=600м вписываем круговую кривую с двумя переходными
Т=155,170 К=303,53 Б=19,74 Д=6,81
<shape id="_x0000_i1072" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37797.files/image077.wmz» o:><img width=«188» height=«59» src=«dopb180640.zip» v:shapes="_x0000_i1072">


<shape id="_x0000_i1073" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37797.files/image079.wmz» o:><img width=«147» height=«34» src=«dopb180641.zip» v:shapes="_x0000_i1073">
А=268,328 X0=119,88 Y0=3.99 ρ=0.71 t=57.26
Tк=T+t=155.170+57.26=212.43
Бк=19,74 γ=29-12=17° К0=177,93 Кз=177,93+240=417,93
Д=2Т-К=6,93
ПК НЗ = ПК ВУ – Т=4360,625-212,43=4148,195
ПК КЗ = ПК ВУ + Т – Д =4360,625+212,43-6,93=4566,125
ПК КЗ = ПК НЗ + К=4148,195+417,93=4566,125
ПК НКК=4268,195
ПК ККК=4446,125
Трасса№2
Угол№1 α=90° вписываем две симметричные клотоиды(биклотоида).
R=200м Кп=2, Т=374,02 К=628,318 Д=119,722 А=250,662 Б=111,29
 t=153.904 ρ=20.116 Xк=295,326 Yк=78,694
ПК НЗ = ПК ВУ – Т=444-374,02=69,98
ПК КЗ = ПК ВУ + Т – Д =444+374,02-119,722=698,298
ПК КЗ = ПК НЗ + К=69,98+628,318=698,298
Угол№2 α=13° R=800м вписываем круговую с двумя переходными
Т=91,148 К=181,422 Б=5,175 Д=0,874 β=4,5° 13°>9°
А=309,83 X0=119.96 Y0=2.998 ρ=0,532 t=57.2
Тк=148,348 Б=Б0=5,175 γ=13-9=4° К0=55,82 Кз=55,82+240=295,82
Д=0,876
ПК НЗ = ПК ВУ – Т=2084,278-148,348=1935,93
ПК НКК=1935,93+120=2055,93
ПК КЗ = ПК НЗ + К=1935,93+295,82=2231,75
ПК КЗ = ПК ВУ + Т – Д =2084,278+148,348-0,876=2231,75
ПК ККК=2055,93+55,82=2111,75
Угол№3 α=53° R=650 вписываем круговую и две переходные кривые
Т=324,078 К=600,961 Б=76,31 Д=47,195 β=5,5° 53°>11°
А=279,284 X0=119.897 Y0=3.69 ρ=0.697 t=57.59 Tк=381,67 Бк=76,31
γ=53-11=42° К0=476,233 Кз=716,233 Д=47,1188
ПК НЗ = ПК ВУ – Т=4331,44-381,67=3949,7641
ПК НКК=4069,7641
ПК КЗ = ПК НЗ + К=3949,7641+716,233=4665,9971
ПК КЗ = ПК ВУ + Т – Д =4331,44+381,6759-471188=4665,9971
ПК ККК=4545,9971
Расчет конца трассы и проверку расчета проведем по формулам ПК КТ =ΣК + ΣП =1640,371+3015,9122=4656,2832 ПК КТ = ΣS – ΣД =4656,2833
Т.е. ПК КТ =46+56
Σαлев – Σαпр =66
Азн – Азк =66
Подсчитаем показатели трассы, необходимые для сравнения по формулам
Коэффициент удлинения трассы К= L/L0=1,18
Количество углов поворота на <metricconverter productid=«1 км» w:st=«on»>1 км. трассы N = n / L =0,6442
Среднее значение угла поворота
       <shape id="_x0000_i1074" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37797.files/image093.wmz» o:><img width=«159» height=«64» src=«dopb180648.zip» v:shapes="_x0000_i1074"> 
Сравнение вариантов трассы по эксплуатационно-транспортным показателям
Показатели
Значения показателей по вариантам
Преимущества и недостатки вариантов
Второй
Первый
Второй
Первый
Длина трассы, м
4656,2832
5323,194
+
—
Коэффициент удлинения трассы
1,18
1,35
+
—
Количество углов поворота
3
3
+
+
Количество углов поворота на <metricconverter productid=«1 км» w:st=«on»>1 км трассы
0,64
0,56
—
+
Сумма углов поворота, град
1560
1520
—
+
Среднее значение угла поворота, град
520
50,60
—
+
Количество искусственных сооружений:
-                                       труб
-                                       мостов
2
2
3
2
+
+
—
+
Количество пересечений в одном уровне
1
1
+
+
После сравнения вариантов трассы второй вариант оказался предпочтительнее.

4.          РАСЧЕТ НЕПРАВИЛЬНОГО ПИКЕТА
Неправильным пикетом отрезок длиной не равной <metricconverter productid=«100 м» w:st=«on»>100 м, а также точка, обозначающая конец такого отрезка. При изысканиях и проектировании автомобильных дорог неправильные пикеты принимаются в пределах 50…..150 м. L1=ПКобщ-ПККПКз=5323,694-4566,125=757,569
  L2=5323.694-4665.9971=657.69
L1-L2=99.87м
Таким образом, неправильный пикет равен 99,87м.

5.     ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОДОЛЬНОГО ПРОФИЛЯ АВТОМОБИЛЬНОЙ ДОРОГИ
Продольным профилем автомобильной дороги называют развернутую в плоскости чертежа проекцию оси дороги на вертикальную плоскость, изображенную в уменьшенном масштабе. Продольный профиль показывает линию фактической поверхности земли и линию проектируемой поверхности дорожного покрытия по оси дороги, линию ординат от точек переломов фактической поверхности земли и точек сопряжения элементов проектной линии продольного профиля.
Нанесение черного профиля производится по отметкам отдельных пикетов. Отметки пикетов определяются методом интерполяции и методом экстраполяции.
Метод интерполяции применяется в том случае, если пикет расположен между двумя соседними горизонталями. Метод экстраполяции используется, когда пикет находится внутри замкнутой горизонтали.
Проектную линию на продольный профиль наносят по обертывающей или по секущей. В данном курсовом проекте применяется смешанный способ нанесения проектной линии из-за сложного рельефа и невозможности использовать какой-то один способ нанесения. Нанесение проектной линии начинают с назначения контрольных, или опорных высотных точек, и установления необходимых возвышений земляного полотна в зависимости от грунтово-гидрологических условий местности и условий снегонезаносимости дороги в зимнее время. Эти возвышения принято называть руководящими рабочими отметками. Поскольку в данном проекте предусмотрено устройство двух безнапорных водопропускных трубы, то для них необходимо определить контрольную отметку по формуле:
H = d + δ + h,               (5.1)
где d – высота или диаметр трубы в свету; δ – толщина стенки трубы, принимается <metricconverter productid=«0.2 м» w:st=«on»>0.2 м.; h – толщина засыпки над трубой (принимается равной толщине дорожной одежды).
Так как диаметр труб одинаковый, то величина контрольной отметки у всех трех труб будет одинаковой и равной:
H = 1 + 0.2 + 0.75 = <metricconverter productid=«1,95 м» w:st=«on»>1,95 м.
Необходимую высоту насыпей на участках дорог, проходящих по открытой местности, по условию снегонезаносимости зимой во время метелей можно определить по формуле:
H = hн + hсп,  где H – высота незаносимой насыпи; hн – расчетная высота снежного покрова (принята равной <metricconverter productid=«0.67 м» w:st=«on»>0.67 м.);          
hсп – возвышение бровки насыпи над рачетным уровнем снегового покрова, необходимое для ее незаносимости (принята равной <metricconverter productid=«0.6 м» w:st=«on»>0.6 м.).
H = 0.67 + 0.6 = 1.27м.
Минимальная отметка проезжей части мостов при свободном протекании воды
Hmin=РГВ+hб+hр+hдо=146+1+0,5+0,75=148,25
При нанесении проектной линии в дальнейшем будем придерживаться контрольной отметки над трубой, равной <metricconverter productid=«1,95 м» w:st=«on»>1,95 м., а в качестве руководящей примем отметку, полученную из условия снегонезаносимости, равную <metricconverter productid=«1.27 м» w:st=«on»>1.27 м.
На продольном профиле данного курсового проекта проектную линию будем наносить методом тангенсов, при котором проектную линию проектируют сопрягающимися прямыми участками с последующим вписыванием в их переломы вертикальных кривых. При определении элементов вертикальной кривой (Т, К, Б) будем использовать формулы:
T = R(i1 – i2) / 2;      
К = 2Т;          
Б = Т2 / 2R,          
где i1 и i2 – уклоны сопрягаемых участков (в тысячных).
Первая вертикальная кривая находится на пикете ПК 33+00 – вогнутая с радиусом R = <metricconverter productid=«3000 м» w:st=«on»>3000 м.; i1 = 0.003; i2 = 0.035. Найдем элементы кривой:
T = 3900(0.035 – 0.003) / 2 = <metricconverter productid=«48 м» w:st=«on»>48 м.
К = <metricconverter productid=«96 м» w:st=«on»>96 м.
Б = 21.452 / 2 3900 = <metricconverter productid=«0.384 м» w:st=«on»>0.384 м.
Вторая вертикальная кривая находится на пикете ПК 10+00 – выпуклая с радиусом R = <metricconverter productid=«10000 м» w:st=«on»>10000 м.; i1 = 0.035; i2 = 0.032. Найдем элементы кривой:
T = 10000(0.035 – 0.032) / 2 = <metricconverter productid=«15 м» w:st=«on»>15 м.
К = <metricconverter productid=«30 м» w:st=«on»>30 м.
Б = 15²/ 2 10000= 0.011м.
При переходе проектной линии из выемки в насыпь (или наоборот) необходимо знать пикетажное значение точки перехода (нулевой точки). В случае постоянного продольного уклона проектной линии (на прямом участке) расстояние до нулевой точки от ближайшего пикета находится по формуле:
<shape id="_x0000_i1075" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37797.files/image095.wmz» o:><img width=«135» height=«45» src=«dopb180649.zip» v:shapes="_x0000_i1075">       
где НЛЕВ и НПР рабочие отметки земляного полотна предыдущего и последующего пикетов; L – расстояние между рабочими отметками, м.
Исходные данные для определения положения нулевых точек:
НЛЕВ(ПК 10)= <metricconverter productid=«2,02 м» w:st=«on»>2,02 м.; НПР(ПК 11)= <metricconverter productid=«0,48 м» w:st=«on»>0,48 м.; L = <metricconverter productid=«100 м» w:st=«on»>100 м.
<shape id="_x0000_i1076" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37797.files/image097.wmz» o:><img width=«182» height=«44» src=«dopb180650.zip» v:shapes="_x0000_i1076">
НЛЕВ(ПК 12)= <metricconverter productid=«1,84 м» w:st=«on»>1,84 м.; НПР(ПК 13)= <metricconverter productid=«0.68 м» w:st=«on»>0.68 м.; L = <metricconverter productid=«100 м» w:st=«on»>100 м.
<shape id="_x0000_i1077" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37797.files/image099.wmz» o:><img width=«214» height=«51» src=«dopb180651.zip» v:shapes="_x0000_i1077">
НЛЕВ(ПК 21+11)= <metricconverter productid=«2,3 м» w:st=«on»>2,3 м.; НПР(ПК 22+31)= 0,39м.; L = 120м.
<shape id="_x0000_i1078" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37797.files/image101.wmz» o:><img width=«229» height=«53» src=«dopb180652.zip» v:shapes="_x0000_i1078">
НЛЕВ(ПК22+31)= 0,39м.; НПР(ПК22+69)=2,38м.; L=38 м
<shape id="_x0000_i1079" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37797.files/image103.wmz» o:><img width=«206» height=«50» src=«dopb180653.zip» v:shapes="_x0000_i1079">
НЛЕВ(ПК27)= 1,5м.; НПР(ПК29)=3,32м.; L=200м
НЛЕВ(ПК31)= 2,79м.; НПР(ПК32)=1,1м.; L=100м
<shape id="_x0000_i1080" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37797.files/image105.wmz» o:><img width=«203» height=«49» src=«dopb180654.zip» v:shapes="_x0000_i1080">
НЛЕВ(ПК39+59)= 2,33м.; НПР(ПК40)=2,63м.; L=41м
<shape id="_x0000_i1081" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37797.files/image107.wmz» o:><img width=«192» height=«45» src=«dopb180655.zip» v:shapes="_x0000_i1081">

НЛЕВ(ПК43)= 1,77м.; НПР(ПК45)=1,5м.; L=200м
<shape id="_x0000_i1082" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37797.files/image109.wmz» o:><img width=«216» height=«50» src=«dopb180656.zip» v:shapes="_x0000_i1082">
При проектировании продольного профиля необходимо обеспечить продольный водоотвод, в систему которого входят боковые канавы (кюветы) и резервы. Отвод воды осуществляется в пониженные места рельефа или в водопропускные искусственные сооружения (трубы, мосты и др.). Продольный уклон кювета равен продольному уклону соответствующего участка проектной линии.

6.           ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПОПЕРЕЧНЫХ ПРОФИЛЕЙ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА АВТОМОБИЛЬНОЙ ДОРОГИ
Изображение в уменьшенном масштабе сечения земляного полотна вертикальной плоскостью, перпендикулярной к оси дороги, называют поперечным профилем. Для данного курсового проекта были выбраны следующие характерные поперечные профили: для насыпи – ТИП 2, ТИП 3, ТИП 4; для выемки – ТИП 8
Расчет поперечных профилей и их привязка к местности заключаются в нахождении проектных отметок земляного полотна и фактических отметок земли. При расчете отметок подошвы насыпи с учетом поперечного уклона местности особое внимание следует обращать на нахождение расстояния X' и Х1 и Х2. Расстояние X' определяется по формуле:
    продолжение
--PAGE_BREAK--