Проектирование автомобильной дороги общего пользования

КУРСОВАЯ РАБОТА по дисциплине: «Проектирование автомобильных дорог»

тема: «Проектирование автомобильной дороги общего пользования»

Содержание Введение

1. Природные условия и экономическая характеристика области

2. Определение перспективной интенсивности движения и категории дороги. Обоснование нормативов на проектирование

3. Проектирование двух вариантов трассы (в системе «CREDO»)

4. Проектирования продольных профилей по вариантам (в системе «CREDO»)

5. Конструирование земляного полотна (в системе «CREDO»)

6. Проектирование дорожных одежд (в системе «RADON»)

7. Проектирование малых искусственных сооружений (в системе «CREDO «)

8. Анализ условий и безопасности движения (в системе «CREDO»)

9. Определение объемов земляных работ

10. Технико-экономическое сравнение вариантов трассы Список литературы Введение Современные автомобильные дороги представляют собой сложные инженерные сооружения. Они должны обеспечивать возможность передвижения потоков автомобилей с высокими скоростями. Их проектируют и строят так, чтобы автомобили могли реализовать свои динамические качества, чтобы на поворотах, подъемах и спусках автомобилю не угрожал занос или просыпания, чтобы дорога обеспечивала плавность и безопасность движения автомобиля, комфортность водителя и пассажиров. На протяжении всего года дорожная одежда должен быть прочным и устойчивым, противостоять динамическим нагрузкам, которые передаются на нее при движении автомобилей, быть ровной и не скользкой.

Инженеры-проектировщики должны уметь назначать конструктивные элементы дорог, обеспечивать удобство, Безопасность и экономичность грузовых и пассажирских перевозок; предусматривать широкое использование местных строительных материалов и побочных продуктов промышленности; уметь выбирать наиболее оптимальное решение для заданных конкретных условий, Учитывать психофизиологические особенности восприятия водителями и пассажирами дорожных условий, они предоставляют водителям всю необходимую информацию, обеспечивая при этом высокую пропускную способность и исключить возможность серьезных дорожно-транспортных происшествий.

1. Природные условия и экономическая характеристика области дорога трасса земляной движение По данным из сайта ru.wikipedia.org [1], Автономная Республика Крым — автономная республика в составе Украины, расположенная на большей части полуострова Крым. Имеет морскую границу с Россией (Краснодарский край) на востоке. Основные отрасли — промышленность (более 530 крупных и средних предприятий). По состоянию на 1 февраля 2012 года население АРК составляло 1 962 810 человек. При проведении последней на данный момент всеукраинской переписи (2001 год) население АРК составляло 2 024 056 человек, из них 58,5% русских, 24,3%украинцев, 12,1% крымских татар, 1,4% белорусов, 0,5% татар, 0,4% армян, по 0,2% евреев, поляков, молдаван, азербайджанцев, по 0,1% узбеков, корейцев, греков, немцев, мордвы, чувашей, цыган, болгар, грузин и марийцев. В АРК проживают также эстонцы, караимы, крымчаки и другие народности.

Общая характеристика автомобильных дорог АР Крыма, по данным сайта www.ukravtodor.gov.ua [2], сведена в таблице.

2. Определение перспективной интенсивности движения и категории дороги. Обоснование нормативов на проектирование По заданию, интенсивность в исходном году составляет 1843 авт/сут.

Исходя из интенсивности движения, в соответствии с ДБН В.2.3−4:2007 [3], проектируемая дорога соответствует ІІІ категории.

Исходя из категории дороги, по принимаем основные нормативы на проектирование (табл. 2.1).

Таблица 2.1- Основные нормативы на проектирование

3. Проектирование двух вариантов трассы В соответствии с принятой в настоящее время методике сравнения вариантов по критерий оптимальности принимают минимум приведенных строительных и эксплуатационных затрат.

При прокладке трассы необходимо стремиться приближаться к линии воздушного направления и точки слияния потоков; обходить населенные пункты; водотоки, автомобильные и железнодорожные дороги пересекать под прямым углом; пытаться обойти зеленые массивы или пересекать их в самом узком месте.

Описание первого варианта трассы:

Дорога III технической категории проектируется из пункта, А в пункт В и имеет длину 3769,93 м. Воздушная линия составляет 3670 м. Первый угол поворота имеет радиус 1000 м, находится на ПК 8+40 и составляет -30,3°. Второй угол поворота имеет радиус 1000 м, находится на ПК 18+11,75 и составляет -39°. Третий угол поворота имеет радиус 3000 м, находится на ПК 30+83,78 и составляет -26°. На ПК 4+00, ПК 9+50, ПК 22+00, ПК 29+70 пересекает участки, на которых будут спроектированы водопропускные трубы. На ПК 16+30 и ПК 25+00 — мосты. На ПК 15+00 и ПК 31+00 — пересечение с дорогами в одном уровне. Трасса идёт в обход населённых пунктов, не пересекает ценных сельско-хозяйственных угодий.

Описание второго варианта трассы:

Дорога III технической категории проектируется из пункта, А в пункт В и имеет длину 3976,37 м. Воздушная линия составляет 3670 м. Первый угол поворота имеет радиус 3000 м, находится на ПК 17+65 и составляет -11°. Второй угол поворота имеет радиус 900 м, находится на ПК 34+33,22 и составляет -68°. На ПК 3+70, ПК 9+30, ПК 22+00, ПК 24+00, ПК 26+80, ПК 27+70, ПК 28+30, ПК 37+60 пересекает участки, на которых будут спроектированы водопропускные трубы. На ПК 16+60 будет возводиться малый мост. На ПК 34+50 — пересечение с дорогой в одном уровне. Трасса идёт в обход населённых пунктов, не пересекает ценных сельско-хозяйственных угодий.

4. Проектирование продольных профилей по вариантам Проектируя продольный профиль, необходимо придерживаться таких основных требований во время нанесения на него проектной линии:

1 .Проектную линию согласовывают с отметками контрольных точек (отметками начала и конца трассы, минимальными отметками земляного полотна возле мостов, труб, путепроводов и др.)

2. Уклон проектной линии не должен превышать нормативного продольного уклона.

3. На равниной и малопересеченной местности проектную линию прокладывают в насыпи с соблюдением определённых условий и учётом толщины снежного покрова.

4. Радиусы кривых в продольном профиле не должны быть меньше нормативных для соответствующей категории дороги.

Нанося проектную линию на продольный профиль, устанавливают высотное положение контрольных точек и намечают положение проектной линии, увязывая её с рельефом, ситуацией, геологическими, гидрогеологическими и другими местными условиями.

Расчеты выполняем согласно.

Расчет контрольных отметок над трубами и настила мостов производится по формулам 4.1 и 4.2 соответственно:

где — отметка лога, м;

— диаметр трубы из расчета искусственных сооружений, м;

— толщина стенки трубы,=0,1 м;

— минимальная засыпка над трубой, =0,5 м;

УВВ — уровень высокой воды, принимаем, м;

— подпор, =1,0 м;

— зазор от уровня высоких вод до низа пролётного строения, =1,0 м;

— высота пролётного строения, 5−10% от длины пролётного строения, принимаем =1,0 м.

Первый вариант:

ПК 4+00: м;

ПК 9+50: м;

ПК 22+00: м;

ПК 29+70: м;

ПК 16+30: м;

ПК 25+00: м.

Второй вариант:

ПК 3+70: м;

ПК 9+30: м;

ПК 22+00: м;

ПК 24+00: м;

ПК 26+80: м;

ПК 27+70: м;

ПК 28+30: м;

ПК 37+60: м;

ПК 16+60: м;

Руководящая отметка.

Минимальное возвышение бровки земляного принимаем 1,0 м.

5. Конструирование земляного полотна Поперечные профили земляного полотна являются поперечными сечениями дороги и представляют собой схематический чертёж конструкции земляного полотна вместе с дорожной одеждой и системой водоотвода. При проектировании профилей необходимо придерживаться требований к земляному полотну автомобильных дорог. Полотно должно:

1 .Обеспечивать безопасность движения транспортных средств;

2 .Сохранять проектную форму и нужную прочность на протяжении срока эксплуатации;

3 .Не нарушать ландшафт местности;

4.Не заноситься снегом.

На основании опыта строительства и теоретических обоснований разработаны и принимаются при проектировании типичные поперечные профили земляного полотна у насыпи высотой и выемке глубиной до 12 м. Эти поперечные профили отвечают требованиям прочности и стойкости земляного полотна, которые гарантируют прочность и ровность дорожной одежды.

В проекте приняты такие типовые профили земляного полотна:

тип 1 — насыпь до 1 м;

тип 2 — насыпь до 6 м;

тип 3- насыпь до 12 м;

тип 4- выемка до 1 м;

тип 5- выемка до 12 м.

Распечатки поперечных профилей приведены по варианту № 1.

6. Проектирование дорожных одежд Проектирование дорожной одежды нежесткого типа являет собой единственный процесс конструирования и расчета дорожной конструкции (системы дорожная одежда плюс рабочий слой земляного полотна) на прочность, морозоустойчивость и осушение с технико-экономическим обоснованием вариантов с целью выбора наиболее экономического при данных условиях.

Задачи конструирования дорожной одежды нежесткого типа:

— выбор типа покрытия;

— назначение количества конструктивных слоев (дополнительного основания);

— размещение слоев в конструкции и предыдущее назначение их толщины;

— предварительная оценка необходимости назначения дополнительных морозозащитных мероприятий с учетом дорожно-климатической зоны, типа почвы рабочего слоя земляного полотна и схемы увлажнения рабочего слоя на разных участках;

— предварительная оценка необходимости назначения мероприятий для осушения конструкции, а также для повышению трещиностойкости конструкции;

— оценка целесообразности укрепления или улучшения верхней части рабочего слоя земляного полотна.

Дорожные одежды рассчитываются по трем предельным состояниям:

1) По допускаемому упругому прогибу.

2) По сдвигу в грунтах земляного полотна и слоях из малосвязных материалов.

3) По сопротивлению растяжению при изгибе монолитных слоев.

7. Проектирование малых искусственных сооружений Искусственные сооружения представлены водопропускными трубами и малыми мостами. Определим на карте характеристики водосборных бассейнов труб и внесем их в таблицу 7.1. Длину трубы определяем по формуле 7.1

где — ширина земляного полотна, м;

— рабочие отметки определенные на продольном профиле, м.

Первый вариант:

м;

м;

м;

м.

Второй вариант:

м;

м;

м;

м;

м;

м;

м;

м;

Диаметр труб берем с расчетов программы ГРИС.

Таблица 7.1 — Характеристики водосборных бассейнов труб

По результатам расчета принимаем двухочковую трубу.

Габарит для мостов принимаем 11 м.

Распечатки расчетов программы ГРИС приведены для max и min площадей водосборных бассейнов по варианту № 1.

8. Оценка условий и безопасности движения Анализ проводится по следующим показателям:

1. Расчётная скорость (скорость транспортного потока);

2. Коэффициент безопасности;

3. Коэффициент аварийности;

По эпюре скорости видно, что транспортный поток по всей длине трассы движется с приблизительно равной скоростью, то есть безопасность по этому показателю обеспечена. Распечатки эпюр по выше перечисленным показателям приведены для варианта № 1.

9. Определение объемов земляных работ Объемы земляного полотна автомобильной дороги подсчитывают для определения:

— общего количества земляных работ на строительстве и складывания проекта организации работ;

— нужного количества машин, оборудования и рабочей силы, и сметной стоимости работ,

— срока строительства,

— ежедневного или периодического измерения произведенных земляных работ.

При подсчете объемов земляного полотна автомобильных дорог, берут рабочие отметки из продольного профиля, а также типовые или снятые в характерных точках трассы поперечного профиля.

Объёмы земляных работ рассчитывают по таблицам в зависимости от типа поперечного профиля.

Распечатки объёмов земляных работ приведены для варианта № 1

10. Технико-экономическое сравнение вариантов трассы В проектах автомобильных дорог каждое техническое решение должно быть обосновано технико-экономическими расчетами, в частности требуется обоснованный выбор трассы дороги, продольного профиля, конструкции земляного полотна, конструкции дорожных одежд и т. д. Для технико-экономического обоснования выбора трассы дороги и конструкций её отдельных сооружений необходимы следующие исходные данные: категория дороги, тип покрытия, интенсивность движения и темп её ежегодного прироста, состав движения, планы, продольные профили дороги и объёмы работ по вариантам.

Расчет выполняем согласно.

Определение капиталовложений на строительство автомобильной дороги (земляного полотна, искусственных сооружений и дорожной одежды) выполняется по формуле 10.1

где — стоимость дорожной одежды;

— стоимость земляного полотна;

— стоимость искусственных сооружений.

Стоимость дорожной одежды определяем по формуле 10.2

где — ширина проезжей части, м; - длинна трасы, м;

— стоимость 1 м² дорожной одежды, определяется как сумма стоимости каждого конструктивного слоя, =258,7 грн./м²

Стоимость земляного полотна определяем по формуле 10.3

где — стоимость 1 м³ земляных работ (а = 2 2, 1 грн);

— дальность транспортировки грунта;

— профильный объем земляных работ, определяется по сокращенной ведомости объёмов земляных работ, м³.

Стоимость возведения искусственных сооружений определяем поформуле 10.4

где — стоимость строительства труб, определяется по формуле 10.5;

— стоимость строительства малых мостов, определяется по формуле

где — стоимость 1 погонного м трубы, зависит от диаметра и количества очков, O1,25 — 2•3,2 тыс. грн., O1,5 — 2•6,0 тыс. грн.;

— сумма длин всех труб одинакового диаметра, м;

— площадь моста, м²;

— стоимость 1 м² моста, =9,2 тыс. грн.;

— дополнительные затраты, =115 тыс. грн.;

— количество мостов.

Определим затраты на строительство а/д по формуле 10.1:

Расчет единовременных затрат выполняется по формуле 10.7

где — стоимость строительства;

— стоимость капитальных ремонтов;

— капиталовложения в автомобильный транспорт;

— дополнительные капиталовжения в автомобильный транспорт;

— потери народного хозяйства.

Стоимость капитальных ремонтов определим по формуле 10.8

где — стоимость одного капитального ремонта в процентах от стоимости строительства, =42%;

— доля капитального ремонта относимая на увеличение инвентарной стоимости в процентах, =36%;

— сроки между капитальными ремонтами, =15 лет;

— число капитальных ремонтов за срок службы дороги =35 лет, =2;

— норматив для приведения разновременных затрат, =0,08;

i — порядковый номер капитального ремонта.

Капиталовложения в автомобильный транспорт определяется по формуле 10.9

где — интенсивность в исходном году, авт/сут;

— длина трасы, км;

— средние удельные капиталовложения в подвижной состав, тыс. грн.;

— средняя продолжительность работы автомобиля на линии, ч;

— доля легковых автомобилей личного пользования, =0,45;

— средняя техническая скорость автомобиля в исходный год, определяется по эпюре скорости, км/ч.

и — отдельные показатели которые входят в форту, определяются по формулам 10.10 и 10.11 соответственно

где — капитальные вложения в один списочный автомобиль, соответствующий j-й модели, определяются как сумма удельных капиталовложений в предприятия автомобильного транспорта и удельных капиталовложений в подвижной состав, тыс. грн.;

— число типов автомобилей в составе движения;

— доля различных типов автомобилей в составе движения, причем для легковых автомобилей следует учитывать только долю автомобилей, принадлежащих государственным, кооперативно-колхозным и общественным организациям, т. е.;

— время автомобиля в наряде;

— коэффициент использования парка.

Значения, и сведены в таблицу 10.1.

Таблица 10.1 — Значения, и

Приведенные к расчетному году суммарные дополнительные капиталовложения в автомобильный транспорт определяем за срок службы дороги по формуле 10.12

где — коэффициент прироста интенсивности и объёма перевозок, =0,03;

— функция увеличения стоимости за срок службы дороги, =16,68.

Потери народного хозяйства от изъятия сельскохозяйственных угодий определим по формуле 10.13

где — площадь занимаемая дорогой и ее сооружениями, из ведомости отвода земель, Га;

— средняя нормативная стоимость земли, =390тыс. грн./Га.

Определим суммарные единовременные затраты:

Расчет текущих затрат выполняется по формуле 10.14

где — затраты на текущие ремонты;

— затраты на капитальные ремонты;

— затраты на перевозку грузов и пассажиров;

— потери от дорожно-транспортных происшествий;

— потери от пребывания в пути грузов и пассажиров;

— ущерб, наносимый окружающей среде.

Расходы на текущий ремонт и содержание дороги определим по формуле 10.15

где — ежегодные затраты на текущий ремонт дороги в процентах от стоимости ее строительства.

Расходы на капитальный ремонт дороги определим по формуле 10.16

где — стоимость капитального ремонта в процентах от стоимости строительства дороги;

— доля капитального ремонта, относимая к возмещению износа в процентах.

Затраты на перевозку грузов и пассажиров вычислим по формуле 10.17

где — длина дороги, км;

— интенсивность движения в расчетном году, авт./сут;

— средняя себестоимость перевозок, к./авт. км.

Интенсивность движения в расчетном году определим по формуле 10.18

где — темп ежегодного прироста интенсивности движения;

— расчетный год эксплуатации дороги.

Средняя себестоимость перевозок определяется по формуле 10.19

где — средние значения переменных затрат, к./авт. км;

— коэффициент влияния дорожных условий на переменные затраты;

— средние значения постоянных затрат, к./авт.ч.;

— средние значения часовой заработной платы водителей, к./ч.;

— средняя скорость движения автомобилей в расчетном году,, км/ч.

Значения, и определяются по формулам 10.20, 10.21 и 10.22 соответственно

где — доли отдельных моделей автомобилей в общем составе движения, для легковых автомобилей учитывать лишь долю автомобилей, принадлежащих государственным, кооперативно-колхозным и общественным организациям и предприятиям;

— переменные затраты для автомобилей различных моделей, к./авт. км;

— постоянные затраты для различных моделей автомобилей к./авт.ч.;

— часовая заработная плата водителей с начислениями для автомобиля модели j, к./ч.;

Значения, и сведены в таблицу 10.2.

Таблица 10.2 — Значения, и

Потери от дорожно-транспортных происшествий вычислим по формуле 10.23

Потери, связанные с пребыванием пассажиров в пути, определяют из уравнения 10.24

где 0,365 — коэффициент, учитывающий число дней в году и перевод гр. к тыс. гр.;

— средняя величина потерь народного хозяйства в расчете на 1 чел.ч. пребывания в пути, включая потери от транспортной усталости, грн;

— длина дороги по вариантам, км;

и — интенсивность движения в расчетном году соответственно всех легковых автомобилей и автобусов, авт/сут.;

и — средние технические скорости движения в расчетном году легковых автомобилей и автобусов,, , км/ч;

и — среднее число пассажиров в легковых автомобилях и автобусах.

Значения, , и определим по формулам 10.25, 10.26, 10.27 и 10.28 соответственно

где, и — доли автомобилей в составе движения легковых автомобилей государственных, кооперативно-колхозных и общественных предприятий и организаций, легковых автомобилей личного пользования и автобусов;

— теоретическая вместимость легкового автомобиля и автобуса, чел.;

— коэффициенты использования вместимости легкового автомобиля и автобуса;

— коэффициенты использования пробега легкового автомобиля и автобуса.

Расходы связанные с ущербом, который вызывают автомобильные дороги окружающей среде, которые отнесены к одному году, принимают в размере 0,7% от капиталовложений в автомобильную дорогу по формуле 10.29

Суммарные текущие затраты в расчетном году равняются Суммарные приведённые затраты определяем по формуле 10.30

где — нормативный коэффициент сравнительной эффективности капиталовложений, принимаемый для автомобильных дорог равным 0,12.

Вывод: для строительства принимаем 1 вариант трасы, так как

Заключение

Проектируя продольный профиль, необходимо придерживаться таких основных требований во время нанесения на него проектной линии:

1 .Проектную линию согласовывают с отметками контрольных точек (отметками начала и конца трассы, минимальными отметками земляного полотна возле мостов, труб, путепроводов и др.)

2. Уклон проектной линии не должен превышать нормативного продольного уклона.

3. На равниной и малопересеченной местности проектную линию прокладывают в насыпи с соблюдением определённых условий и учётом толщины снежного покрова.

4. Радиусы кривых в продольном профиле не должны быть меньше нормативных для соответствующей категории дороги.

Нанося проектную линию на продольный профиль, устанавливают высотное положение контрольных точек и намечают положение проектной линии, увязывая её с рельефом, ситуацией, геологическими, гидрогеологическими и другими местными условиями.

Список использованой литературы

1. ru.wikipedia.org

2. www.ukravtodor.gov.ua

3. Державні будівельні норми України. Автомобільні дороги. Споруди транспорту. ДБН. В.2.3−4-2008р.

4. Методичні вказівки до курсового проекту з дисципліни «Проектування автомобільних доріг «. Коваленко Л. О., Батракова А. Г. — Харків ХНАДУ 2010

5. Методические указания к технико-экономическим расчетам в курсовых и дипломных проектах по дисциплине «Изыскания и проектирование дорог». Занузданый П. П., Галкина Н. Г., Школяренко И. А. — Харьков ХНАДУ 2012.