Описание продольного профиля автомобильных дорог

Продольные профиля запроектированы с учётом плавности трассы.

Проектная линия состоит из сопрягающихся вертикальных кривых (выпуклых и вогнутых) различных радиусов, которые больше нормативных.

Обе трассы запроектированы в насыпях. В пониженных участках, где необходим пропуск воды, расположены трубы. Устройство кюветов не требуются.

Вариант 1:

Длина трассы: 4607,6 м.

Минимальные радиусы вертикальных кривых:

Выпуклый: 5575,4 м.

Вогнутый: 2201,1 м.

Максимальный продольный уклон i_max: 53,7 ‰.

Длина участка с максимальным уклоном: 244,0 м.

Максимальная рабочая отметка насыпи: 10,48 м.

Вариант 2:

Длина трассы: 4645,9 м.

Минимальные радиусы вертикальных кривых:

Выпуклый: 5000 м.

Вогнутый: 2099,2 м.

Максимальный продольный уклон i_макс: 50,7⁰/₀₀

Длина участка с максимальным уклоном: 310,8 м.

Максимальная рабочая отметка насыпи: 11,33 м.

 

1
2
Расчет руководящей отметки

Так, как в зоне вечной мерзлоты преобладают вечномерзлые грунты, высоту насыпи определяем расчетом на устойчивость насыпи №4 ВСН 84-89 (Теплотехнический расчет)

При проектировании по первому принципу осадка в процессе эксплуатации дороги не допускается.

В этом случае

Н = Н_к,                                                                         (1)

где Н – высота насыпи, м;

Н_к - глубина оттаивания конструкции, включающей земяное полотно и дорожную одежду

Для конструкции насыпи, состоящей из двух или трех слоев с резко отличающимися теплофизическими характеристиками, глубину сезонного оттаивания каждого слоя рассчитывают по формулам:

верхнего (дорожная одежда)

 

,                                                       (2)

 

нижнего (материал основания или грунт земляного полотна)

 

,                                                              (3)

 

нижнего (грунт земляного полотна или основания)

 

,                                                              (4)

где , ,  - глубина сезонного оттаивания соответственно верхнего и нижних слоев, м;

,  ,  - нормативная глубина сезонного оттаивания первого, второго и третьего слоев, определяемая по СНиП 2.02.04-88 или по картам (рис. 1, 2, 3, 4 прил. 4, ВСН 84-89);

 - поправочный коэффициент на расчетную влажность материала дорожной, одежды и грунта насыпи, принимается по графикам на картах (см. рис. 1, 2);

 - коэффициент, учитывающий интенсивность оттаивания материала дорожной одежды; принимают для песка - 1,0, песка крупного чистого - 1,05, песка с гравием - 1,13, гравия и гальки - 1,21, щебня и дресвы - 1,25, асфальтобетона - 1,30, цеметобетона - 1,37.

Влажность слоев дорожной одежды и грунта насыпи при определении значения  в расчетах принимают близкой к оптимальной, %:

· асфальтобетонное покрытие - 1

· основание под покрытие: песчаное – 6, щебеночное – 4, из гравийно-галечникового и щебенистого грунта – 5

· из песка: мелкого и среднего - 8, пылеватого – 10, из супеси – 12, из суглинка – 15, из глины – 20.

С учетом формул (2)- (4) глубину сезонного оттаивания конструкции насыпи определяют по методу эквивалентных слоев:

 

при двух слоях

;                                                    (5)

при трех слоях

;                                 (6)

,  - толщина первого (верхнего) и второго слоев, м.

 

Автомобильную дорогу в республике Бурятия проектируют с асфальтобетонным покрытием. По данным изысканий, грунт основания супесь легкая имеет влажность 12 %.

Дорожная одежда включает двухслойный асфальтобетон толщиной 10 см. на щебеночном с заклинкой фракционированным мелким щебнем основании толщиной 29 см., подстилающем слое гравийной смеси С-3 39 см.

Расчет ведут по формуле (6) настоящего приложения.

Поскольку насыпь состоит из трех слоев, то определяют глубину оттаивания каждого слоя:

 

верхнего (покрытие) – по формуле (2),

где =3,2 м (по рис.1 прил. 4, ВСН 84-89), поправочный коэффициент на влажность (1%) =1,1, =1,30:

 

м

нижнего (основание) – по формуле (3), где =3,2 м (по рис.1 прил. 4, ВСН 84-89), поправочный коэффициент на влажность (6%) =0.98:

м

Нижнего (грунт земляного полотна) – по формуле (4), где =2.8 м (по рис.3 прил. 4, ВСН 84-89), поправочный коэффициент на влажность (7%) глинистого грунта, =0.94:

м

По формуле (6) настоящего приложения находим рабочую отметку для трехслойной конструкции

 

м

Искусственные сооружения

Проектирование, строительство и эксплуатация искусственных сооружений

– сложный и взаимосвязанный процесс. В зависимости от условий рельефа местности расходы на их постройку составляют до 10-15% общей стоимости автомобильной дороги, а иногда, например, в горной местности их стоимость может достичь 25%.

Чаще всего на автомобильных дорогах искусственные сооружения представлены малыми мостами и водопропускными трубами.

Водопропускная труба – искусственное сооружение, предназначенное для пропуска под насыпями автомобильных дорог небольших постоянно или периодически действующих водотоков. Иногда могут использоваться как путепроводы для прогона скота.

По сравнению с малыми мостами трубы имеют ряд преимуществ: непрерывность земляного полотна и, следовательно, повышенную комфортабельность проезда, меньшую стоимость и трудоемкость строительства, малые эксплуатационные расходы.

На автомобильных дорогах для строительства труб используют железобетон, бетон, металл, камень.

По форме поперечного сечения трубы могут быть круглыми, прямоугольными, овалоидальными и арочными, а по количеству отверстий в одном сооружении одно, двух и многоочковыми. Очертание и форму поперечного сечения труб принимают на основании гидравлического расчета с безнапорным, полунапорным или напорным режимами протекания потока с такой скоростью, которая бы не размывала насыпь и грунт тальвега перед трубой и на выходе за ней.

С целью регулирования водного потока, обеспечения плавности его протекания и предотвращения продольных смещений (растяжений) элементов трубы при оползаниях откосов насыпи входные и выходные участки труб оборудуются оголовками: портальными, раструбными, обтекаемыми и воротниковыми. Наиболее простыми по конструкции являются портальные оголовки, выполняемые в виде подпорной стенки. Портальные оголовки не обеспечивают плавного протекания воды, вследствие чего их применяют только при малых расходах воды. Раструбные оголовки имеют портальную стенку и откосные крылья переменной высоты, расположенные под углом а = 18-22° к оси трубы. Если откосные крылья выполняют постоянной высоты и их устанавливают параллельно друг другу (а=0), такие оголовки называют коридорными. Обтекаемые оголовки выполняют в форме усеченного конуса или усеченной пирамиды. В практической деятельности для прямоугольных труб одну или несколько первых секций устанавливают более высокими, чем нормальные секции. Вместе с откосными крыльями такая конструкция оголовка обеспечивает плавное протекание воды.

В круглых трубах лучшие условия протекания воды обеспечивают раструбные оголовки в сочетании с коническими звеньями. Воротниковые оголовки изготавливают в виде сборного железобетонного звена трубы, срезанного наклонно в соответствии с углом откоса насыпи и окаймленного поясом ­ воротником. Общий вид насыпи с воротниковой конструкцией оголовка трубы достаточно эстетичен, но вследствие низких гидравлических показателей воротниковые оголовки применяют только при малых расходах воды и небольшой скорости течения.

Металлические трубы в большинстве случаев без оголовков, ограничиваясь наклонной срезкой конца трубы параллельно откосу насыпи или удлиняя трубу до основания откосов насыпи.

Ведомость труб

Водопропускные сооружения (трубы) устанавливают при пересечении автомобильной дороги оврагов и ручьёв. Также водопропускные трубы устраивают в пониженных формах рельефа, куда собирается вся вода с площади водосбора. Именно для этих целей установлены водопропускные трубы, ведомости которых представлены ниже.

Вариант 1

Таблица 6

№п/п	Пикет	Угол	Отметка по верху трубы	Описание	Диаметр трубы, м
1	18+0.0	90	163.46	металл	1,5
2	28+0.1	90	181.16	металл	1,5
3	32+0.0	90	178.38	металл	1,5
4	35+0.0	90	176.04	металл	1,5
5	40+0.2	90	160.64	металл	1,5

 

 

Вариант 2

Таблица 7

№п/п	Пикет	Угол	Отметка по верху трубы	Описание	Диаметр трубы, м
1	11+0.0	90	171.18	металл	1,5
2	18+0.0	90	163.55	металл	1,5
3	36+0.0	90	167.04	металл	1,5
4	40+0.0	90	156.81	металл	1,5