Проектирование кюветов. 
Проектирование автомобильных дорог

Кюветы необходимо устраивать в выступах, на участках низких насыпей и нулевых отметках, там, где высота насыпи меньше глубины кювета.

Дно кювета располагают параллельно проектной линии ниже бровки земляного полотна на глубину кювета h_к. Положение начала (конца) кювета определяют следующим образом.

Находим разность отметок оси дороги и бровки обочины:

?У = i_п (0,5b₁ + c) + i_o (a — c)=0,02*(0,5*6+0,5)+0,04(2−0,5)=0,13 м где i_п, i_o — поперечные уклоны проезжей части и обочины;

bширина проезжей части двухполосной дороги;

a, c — ширина обочины и укрепленной полосы.

Вычисляют высоту насыпи, при которой начинается (заканчивается) кювет:

h_нк = h_к + ?У= 0,8+0,13=1,02.

Проектирование кюветов включает:

• 1. проектирование продольного профиля дна кювета;
• 2. назначение укрепления кюветов.

Для предотвращения разрыва дно и стены кювета укрепляют. Принимают такие типы укрепления в зависимости от продольного уклона:

• 1) засев трав с планировкой при уклонах до 20‰;
• 2) одерновка откосов и укрепление дна гравием (щебнем) при продольных уклонах дна до 30‰;
• 3) мощение откосов и дна камнем, бетонными плитами при уклоне 30−50‰;
• 4) перепады, быстротоки при уклоне >50‰.

Поперечные профили земляного полотна и проезжей части

Поперечные профили земляного полотна проектируем одновременно с продольным профилем дороги.

В курсовом проекте представляем типовые поперечные профили земляного полотна в соответствии с рабочими отметками, видом грунта с учетом обеспечения устойчивости откосов, требований безопасности движения, незаносимости дороги снегом, минимальной стоимости строительства.

• 1. Типовые поперечные профили насыпей:
• 1) низкие насыпи высотой до 2м. Заложение откосов 1: 4 — 1: 3 назначается по условиям безопасности движения. Нормы предусматривают крутизну откоса 1: 3 для дорог ЙV категории.
• 2) высокие насыпи высотой от 2 м до 12м. Крутизна откосов назначается минимальной по условиям их устойчивости: m₁ = 1,5 при мелких и пылеватых песках.

Для повышения устойчивости откоса нижнюю его часть при высоте насыпи более 6м проектируют более пологой (m₂ = m₁ + 0,25).

7. Проектирование дорожной одежды Дорожная одежда включает покрытие, основание и дополнительный слой основания. При этом, если — грунты земляного полотна — пылеватые, то дополнительный слой основания является дренирующим и устраивается на всю ширину земляного полотна. При песчаных грунтах, супесях и при первом типе местности дополнительный слой основания является подстилающим и устраивается на ширину проезжей части и укрепительных полос.

=0,002*0,58+0,6*0,26+5,5*0,07+1,5*0,09=0,677.

Величину приведенной интенсивности движения при проведении титульных экономических обследований.

Величину приведенной интенсивности движения на последний год срока службы дорожной одежды Np (ед/сут) определяют по формуле 1.6.11:

.

где f_пол — коэффициент, учитывающий число полос движения и распределение движения по ним (f_пол=0,55);

Nm — число проездов в сутки в обоих направлениях транспортных средств в физических единицах на конец срока службы.

N_m = 1150*(1+0,01*2,1)⁸⁻¹ = 1330 авт/сут.

S_{m cум} — суммарный коэффициент приведения воздействия на дорожную одежду транспортного средства т-й марки к расчетной нагрузке Q_расч.

Выполненный расчет позволяет назначить уровень надежности материла покрытия, который необходимо обеспечить на стадии подбора состава (рис1. 5.1). Интенсивность 1330 выходит за пределы графика. Поэтому принимаем минимальное значение 0,7 .

Определим суммарное число воздействий расчетного автомобиля за срок службы по формуле 1.6.12.

Коэффициент суммирования Кс определим по формуле 1.6.13.

где q — показатель изменения интенсивности движения данного типа автомобиля по годам.

q=1+0.01p=1+0.01*2,1=1.021.

Расчетное число расчетных дней в году (Т_рдг) за проектный срок службы конструкции (Т_сл) устанавливают по данным специальных исследований. Расчетным считается день, в течение которого сочетание состояния грунта земляного полотна по влажности и температуре асфальтобетонных слоев конструкции обеспечивают возможность накопления остаточной деформации в грунте земляного полотна или малосвязных слоях дорожной одежды и верхних слоях асфальтобетона. Значение Т_рдг южного дорожно-климатического района составит 130дней.

Значения коэффициента, учитывающего вероятность отклонения суммарного движения от среднего ожидаемого принимаем из таблицы 6.2.3.

В нашем случае k_n=1,31.

Тогда:

В соответствии с заданием принимаем грунт земполотна в виде супеси тяжелой пылеватой. Для Брестской области области по рис. 1.7.6 назначаем третий климатический район.

Назначим в качестве основного источника увлажнения атмосферные осадки, что соответствует схеме увлажнения № 1 (Табл. 3 Приложения 3),. По таблице относительной нормативной влажности грунта (Табл. 2 Приложения 3), уровня надежности 0.85, третьего климатического района, первой схемы увлажнения относительная нормативная влажность для глины составит 0.67.

По формуле (1.7.1) определим влажность грунта с учетом неоднородности. Параметр (t) по таблице 1.7.1. составит 1.06.

Wр = Wтаб (1+0,1t) =0.67(1+0.1×1.06)=0.74.

По таблице расчетных значений характеристик грунтов (табл. 1 Приложения 3) определим расчетные характеристики для суглинка тяжелого:

• — модуль упругости — 180 МПА
• — угол внутреннего трения — 41
• — силу внутреннего сцепления — 0.02 МПа

Таблица 1.7.2.

Значения расчетных характеристик.

Таблица 1.10.1.

Минимально допустимый требуемый модуль упругости дорожной одежды.

Конструкция дорожной одежды в целом удовлетворяет требованиям прочности и надежности по величине упругого прогиба при условии 1.10.4:

Е_об > Е_тiп,.

где Е_об — общий расчетный модуль упругости конструкции, определяемый расчетом с помощью номограммы 1.7.8, МПа;

Е_тiп — минимальный требуемый общий модуль упругости конструкции, Мпа по 1.10.5 или табл.1.10.1;

К^тр_пр — требуемый коэффициент прочности дорожной одежды по критерию упругого прогиба, принимается в зависимости от требуемого коэффициента надежности.

Величину минимального требуемого общего модуля упругости конструкции дорожной одежды при N_р > 410⁴ (авт) Е_тiп (МПа) вычисляют по формуле 1.10.5:

Е_min = 98,65 [lg(N_р) — c] =98,65* (lg437988- 3,55)=206,3МПа где N_р — суммарное расчетное число приложений нагрузки за срок службы дорожной одежды.

с — коэффициент, зависящий от группы нагрузки (для группы нагрузки А₁ с=3,55).

Независимо от результата расчета по формуле (1.10.5), требуемый модуль упругости дорожной одежды должен быть не менее указанного в таблице 1.10.1.

Ефакт> Е тр Т.к. по таблице 1.10.1. для нагрузки А₁ и дороги IV-ой категории значение Е_тр=180Мпа, примем: Е_тр= Е_min=206,3 МПа.

Значение К^тр_пр примем по табл. 1.4.2. В нашем случае оно составит 0.85.

Окончательно принимаем Е_общ= К^тр_пр * Е _тр =206,3*0.85=175,4 МПа Ведем расчет общего модуля упругости снизу вверх.

120 МПа < 190 МПа, следовательно конструкцию необходимо усилить за счет увеличения толщин нижних слоев.