Башкирский государственный аграрный

БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА

Природообустройства,

Строительства и гидравлики

СД. С. 02 АВТОМОБИЛЬНЫЕ ДОРОГИ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К выполнению курсового проекта

для студентов очного и заочного обучения

Специальность 280402 Природоохранное обустройство территорий

Уфа – 2010

УДК 325.7

ББК 39.31

А 22

Рекомендовано к изданию методической комиссией факультета землеустройства и лесного хозяйства (протокол № 4 от 28.01.2010 г.)

Составитель: ст. преподаватель Сакаев Р.А.

Рецензент: профессор Ишбулатов М.Г.

Ответственный за выпуск: заведующий кафедрой природообустройства, строительства и гидравлики Мустафин Р.Ф.

 

ВВЕДЕНИЕ

Дисциплина «Автомобильные дороги» призвана выработать у студентов понимание особенностей проектирования, строительства и эксплуатации автодорог IV и V категорий в соответствии с автотранспортной политикой Башкортостана, развивающейся в следующих направлениях:

- строительство новых дорог, городских улиц и транспортных сооружений с учётом прогрессивного опыта;

- реконструкция старых дорог, мостов и иных инженерных сооружений, а также повышение уровня их обустройства;

- повышение безопасности автодорог и увеличение их пропускной способности;

- совершенствование содержания дорог и улиц в любое время года и сохранение их транспортно-эксплуатационных качеств.

Методические указания содержат краткие пояснения для выполнения курсового проекта в соответствии с данными задания.

Выполнение проекта осуществляется студентом с учётом действующих нормативных документов и современных требований к дорогам применительно к условиям Башкортостана.

 

 

Планы автомобильных дорог общего пользования.

 

На инженерно-топографическом плане территории между указанными пунктами студентом намечается трасса автомобильной дороги, как её ось. Графическое изображение проекции трассы дороги на горизонтальную плоскость называется планом трассы, на котором показывают и приводят:

— ситуацию и, при необходимости, рельеф местности;

— «красные» линии (при необходимости);

— координатную сетку;

— геодезические знаки (например, реперы, пункты геодезических сетей местного значения);

— линии бровок земляного полотна и линии кромок проезжей части автомобильной дороги;

— станции магистрального геодезического хода (вершины углов поворота);

— пикеты и указатели километров;

— начало и конец переходных и круговых кривых;

— числовые значения элементов кривых: углы поворота, радиусы, тангенсы, суммар­ные длины круговых и переходных кривых;

— водоотводные сооружения (например, кюветы, лотки, водосбросы, быстротоки, ка­навы) с уклоноуказателями и отметками дна в местах перелома продольного профиля;

— откосы насыпей и выемок;

— границы типов дорожной одежды;

— контуры существующих и проектируемых зданий и сооружений (без координацион­ных осей), примыкающих к автомобильной дороге, и их порядковые номера (внутри кон­тура — в правом нижнем углу);

— существующие и проектируемые инженерные коммуникации с указанием высоты надземных и глубины подземных коммуникаций и их обозначения;

— переезды через железнодорожные пути;

— искусственные сооружения;

— транспортные развязки;

— радиусы кривых по кромке проезжей части дорог в местах их взаимного пересечения;

— снего- и/или пескозадерживающие защитные устройства;

— защитные лесонасаждения;

— порядковые номера (на полках линий-выносок) переездов, искусственных сооруже­ний, транспортных развязок, снегозадер­жи­вающих и других сооружений;

— привязки к указателям километров или пикетам пересекаемых автомобильных до­рог, железнодорожных путей и инженерных коммуникаций в местах их пересечений с проектируемой автомобильной дорогой;

— границу полосы отвода земель;

— наименование конечных пунктов проектируемых и существу­ю­щих автомобильных и железных дорог (направление на конечные пункты указывают стрелками);

— указатель направления на север стрелкой с буквой «С» у острия (в левом верхнем углу листа).

Привязанные к дороге здания и сооружения (например, жилые дома, здания дорожной службы, искусственные сооружения, переезды) включают в ведомость зданий и сооружений, выполняемую по форме, рисунок 1.

Рисунок 1 - Ведомость зданий и сооружений, привязанных к дороге

Поперечные профили конструкций земляного полотна

И дорожной одежды.

 

Поперечные профили конструкций земляного полотна и дорожной одежды выполняют без боковика.

На поперечном профиле конструкции земляного полотна показывают:

— ось проектируемой автомобильной дороги;

— линию фактической поверхности земли (условно);

— контур проектируемого земляного полотна с указанием крутизны откосов, а при реконструкции, кроме того, контур существующего земляного полотна;

— ширину земляного полотна и его элементов;

— ширину проезжей части, разделительной полосы, обочин и укрепительных полос;

— направление и величину уклонов верха земляного полотна и поверхности дорожной одежды;

— конструкцию дорожной одежды (схематично);

— элементы укрепления обочин, откосов и водоотводных сооружений (схематично) с указанием обозначения документации, необходимой для его выполнения;

— контур и величину срезки плодородного слоя, удаления торфа и замены непригод­ного грунта;

— дренажные устройства и их обозначения (схематично);

— выносные элементы (узлы, фрагменты);

— границу полосы отвода земель (при необходимости).

Поперечные профили конструкций земляного полотна, различающиеся конфигурацией, высотой насыпи или глубиной выемки, крутизной откосов или другими показателями, обозначают: Тип 1, Тип 2 и т.д.

Номер типа поперечного профиля конструкции земляного полотна указывают в таблице-сетке под продольным профилем автомобильной дороги.

При выполнении совмещенного чертежа плана и продольного профиля дороги на поперечных профилях соответствующего типа указывают условия применения данного типа или границы участков дороги, на которых применен этот тип конструкции.

Пример — Тип 1 (насыпь до 2 м) или

Конструкцию дорожной одежды показывают, как правило, на выносном элементе, на изображении которого показывают:

— элементы конструкции дорожной одежды проезжей части, обочин, укрепительных полос соответствующими условными графическими обозначениями. Выносные надписи к многослойной конструкции дорожной одежды выполняют по ГОСТ 21.101;

— границы участков автомобильной дороги, на которых применены различные типы дорожной одежды.

На застроенной территории типы конструкций дорожной одежды указывают в ведомости автомобильных дорог, подъездов и проездов рисунок 3.

Рисунок 3 – Ведомости автомобильных дорог

 

При наличии нескольких типов конструкций дорожной одежды (различающихся между собой материалами слоев или другими характеристиками) им присваивают обозна­чения: Тип А, Тип Б и т.д., а при необходимости приводят условия их применения.

Симметричные поперечные профили конструкций земляного полотна и дорожной одежды изображают до оси симметрии.

Примеры оформления поперечного профиля конструкций земляного полотна приведены на рисунке 4.

Пример оформления поперечного профиля конструкции земляного полотна и дорожной одежды автомобильной дороги с нежестким покрытием приведен на рисунке 5.

 

а) б)

в)

г)

 

Рисунок 4 - Примеры оформления поперечного профиля конструкций земляного полотна автомобильной дороги: а - тип 2 (насыпь до 2 м); б - тип 1 (насыпь до 1 м); в - тип 3 (насыпь до 6 м); г - тип 4 (выемка до 5 м).

Рисунок 5 - Пример оформления узла элементов конструкции земляного полотна и дорожной одежды автомобильной дороги, тип Б (на застроенной территории)

Рисунок 6- Пример оформления поперечного профиля конструкции земляного полотна и дорожной одежды автомобильной дороги с нежестким покрытием (тип А)

Расчётные нагрузки.

 

При расчётах одежд автомобильных дорог в качестве параметров, характеризующих нагрузки, действующие на них, и повторяемость нагрузок, учитываем:

- воздействие неподвижного транспортного средства, при этом пользуемся средним расчётным давлением «Р, МПа», колеса и расчётным диаметром «D_Н, см», круга, равновеликого следу колеса неподвижного транспортного средства;

- воздействие движущегося транспортного средства, пользуясь давлением «Р, МПа», расчётным диаметром «D_Н, см» следа колеса движущегося транспортного средства, а также приведённой расчётной интенсивностью воздействия нагрузки N_Р, авт/сутки.

В курсовом проекте вид дорожного покрытия для дороги назначаем, исходя из категории проектируемой дороги, при перспективной интенсивности движения на i-й год Ni (авт/сут) и средним составом транспортного потока по типам автомобилей, согласно, данных задания.

Расчёт дорожного покрытия выполняем по упругому прогибу.

Грунт земляного полотна – берём из задания.

Тип местности по характеру увлажнения – определяется данными задания на проектирование.

Местный материал – щебень из прочных осадочных пород.

За расчётную нагрузку принимаем автомобиль группы «Б», максимальная нагрузка на ось – 60 кН; Р = 0,5 МПа; Д = 32 см.

Требуемый уровень надёжности для заданной категории дороги определяется типом дорожной одежды.

 

Определения геометрических параметров труб.

Данный расчёт выполняется в курсовом проекте с целью определения геометрических параметров труб, обеспечивающих пропуск максимальных расходов, как талых вод, так и дождевых паводковых вод с расходами обеспеченностью 1%, формируемых на водосборах временных водотоков, русла которых пересекает трасса реконструируемой дороги. К числу таких водотоков относятся: низины, овраги, балки. Водопропускные трубы выполняются, как без фундамента, так и на сборном фундаменте.

Расчёт ведём на пропуск талых и дождевых вод.

При гидравлическом расчёте водопропускных труб под насыпями дорог необходимо определить условия, в каких они работают, а также определить влияние длины труб на их пропускную способность, то есть, выяснить к каким трубам относится данный объект: к коротким трубам или длинным.

Влияние длины водопропускных труб на их пропускную способность в настоящем проекте оцениваем для случая i≈0 согласно выражению:

4·Н ≤ l ≤ (64 - 163·m)·Н,

где Н – напор на входе в трубу, м;

m – коэффициент расхода;

m = m_σ + (0,385 - m_σ)·F_σ,

где m_σ = 0,300 – коэффициент расхода, зависящий от очертания стенок входного оголовка водопропускной трубы, согласно, принятой схемы её входной части, выпущенной из откоса насыпи «с неплавным входным оголовком»;

F_σ = ;

;

где ω_Н - сечение трубы, вычисляемое при глубине, равной напору над порогом – Н, м;

Ω=Н·В – площадь сечения подводящего русла;

где В - ширина потока на входе водопропускной трубы.

Допускаем возможную предельную глубину воды над порогом водопропускной трубы равной диаметру трубы.

Для уточнения полученного заключения о влиянии длины водопропускной трубы на её пропускную способность используем выражение:

4∙Н≤ l ≤ (106 - 270∙m)∙h_К;

где h_К, м – критическая глубина в трубе, определённая по графикам А.М.Латышенкова для расхода в трубе Q_ТР = 1,0 м³/с;

Участок автомобильной дороги на выбранном студентом участке дороги характеризуется следующими параметрами:

- водосборная площадь низины – А, км2;

- длина низины по тальвегу - L, км;

- уклон по тальвегу низины - I,‰;

- уклон склона низины – I_СК,‰;

- леса занимают площадь - F_Л, км² или % площади водосбора;

- болота на территории низины отсутствуют.

Максимальные мгновенные расходы воды дождевого паводка определяем в курсовом проекте по формуле предельной интенсивности стока:

Q_Р%= ·φ·Н_1%·δ·λ_Р%·А;

где - максимальный модуль стока ежегодной вероятности превышения Р=1%, выраженный в долях от произведения (φ·Н_1%) при δ=1, определяемый в зависимости от гидрометрической характеристики русла низины - Ф_Р, продолжительности склонового добегания τ_СК, (мин.), и района, принимаемого по приложению 22 СНиП 2.01.14-83;

Н_1%, мм – максимальный суточный слой осадков вероятностью превышения Р=1%, определяемый по данным ближайших к бассейну низины метеорологических станций, имеющих наибольшую длительность наблюдений (м/ст. Уфа);

φ - сборный коэффициент, определяемый по формуле:

φ = ,

где С₂ - эмпирический коэффициент;

φ₀– сборный коэффициент стока для водосбора, площадью «А», равной 10 км², со средним уклоном водосбора I_В, равным 50‰; n₆; n₅;

Продолжительность бассейнового добегания низины определяется по формуле:

τ_Б = 1,2·(τ_Н)^1,1 + τ_СК;

где τ_Н – продолжительность руслового добегания потока воды по тальвегу низины вычисляем по зависимости:

τ_Н = ;

где τ_СК – 60 мин - продолжительность склонового добегания принимаем согласно СНиП 2.01.14-83 как для лесной зоны при заболоченности водосборного бассейна менее 20%.

По приложению 21 СНиП 2.01.14-83 по полученным значениям Ф_Р и τ_СК определяем ,м³/с.

Проверяем возможность пропуска расхода талых вод обеспеченностью - 1%.

Выполняем расчёт расхода 1% обеспеченности талых вод по формуле:

.

где К₀– параметр, характеризующий дружность половодья;

n₁– показатель степени редукции отношения q_Р/h_Р в зависимости от площади водосбора;

h_1%– расчётный слой суммарного стока половодья 1% обеспеченности;

А – площадь водосбора низины, км²;

А₁=1 км² – дополнительная площадь водосбора, принимаемая по приложению 8 СНиП 2.01.14-83;

δ=1 – коэффициент, учитывающий снижение максимального расхода воды при наличии на водотоке прудов и водохранилищ;

δ₁= - коэффициент, учитывающий снижение максимального расхода воды в залесённых водосборных бассейнах;

где: А_Л=13% - залесённость водосбора низины в верхней его части;

α₁ = 1,0, n₂ = 0,22, принимаются по приложению 13 СНиП 2.01.14-83.

δ₁= =0,56;

δ₂ – коэффициент, учитывающий снижение максимального расхода воды в заболоченных водосборных бассейнах;

μ - коэффициент, учитывающий неравенство статистических параметров слоя стока и максимальных расходов, принимаем по приложению 7 СНиП 2.01.14-83.

Статистические параметры слоя стока определяем согласно указаниям СНиП 2.01.14-83.

Коэффициент вариации рассчитываем по зависимости:

,

где α - параметр, определяемый по данным аналогов низины,

.

А=0,17 км² – площадь водосбора низины до расчётного створа.·

.

По приложению 11 СНиП 2.01.14-83 берём поправочный коэффициент k, так как площадь водосбора низины меньше 50 км².

Если размеры водопропускной трубы, определённые по максимальному расходу дождевого паводка 1% обеспеченности, удовлетворяют и пропуску талых вод этой же обеспеченности, то она может пропустить расход, определяемый по формуле:

Q_ТР. =m·b_К·Н·(2gН)^0,5,м³/с,

где b_К – средняя ширина потока в трубе в сечении с критической глубиной, определяемой по графику проф. А.А. Угинчуса, в зависимости от .

 

БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА

Природообустройства,

Строительства и гидравлики