Проектирование автомобильных дорог (стр. 7 из 15)
– по наименьшему возвышению поверхности покрытия над поверхностью земли (для первого типа местности по характеру увлажнения):
, (75)гдеhпокр. над пов. – наименьшее возвышение поверхности покрытия над поверхностью земли для данного грунта и дорожно-климатической зоны, м;
– по наименьшему возвышению поверхности покрытия над уровнем грунтовых вод или длительно стоящих вод (для второго типа местности по характеру увлажнения):
, (76)гдеhпокр. над угв – наименьшее возвышение покрытия над уровнем грунтовых вод или длительно стоящих вод (определяется по СНиП 2.05.02-85), м;
– по наименьшему возвышению бровки насыпи над расчётным уровнем снегового покрова (для третьего типа местности по характеру увлажнения):
, (77)гдеhбр. над ур. снега – наименьшее возвышение бровки насыпи над расчётным уровнем снегового покрова, м;
b – ширина обочины, м;
iоб – уклон обочины, ‰.
Рисунок 9 – Расчет рекомендуемой рабочей отметки
Наносить проектную линию следует, не превышая наибольшие продольные уклоны и руководствуясь значением рекомендуемой рабочей отметки.
При технической возможности и экономической целесообразности рекомендуется принимать: продольные уклоны < 30 ‰; расстояние видимости > 450 м; R вып. кривых > 70 000 м; Rвогн. кривых > 8000 м; L вып. кривых > 300 м; L вогн. кривых > 100 м.
В места переломов проектной линии вписываются вертикальные кривые методом тангенсов (рисунок 10).
Рисунок 10 – Расчет элементов вертикальных кривых
Рассчитываются высотные отметки пикетов и плюсовых точек для прямых участков проектной линии автомобильной дороги:
1. Определяются высотные значения точек перелома красной линии:
, (78)гдеHi – высотная отметка расчётной точки, м;
Hi-1 – высотная отметка предыдущей точки с известной высотной отметкой, м;
ii – уклон проектной линии (с учётом знака), ‰;
li – расстояние между расчётной точкой и предыдущей точкой с известной высотной отметкой, м.
Разбивка вертикальных кривых производится по таблицам или упрощенным формулам.
Длина вертикальных кривых:
, (79)где(i1-i2)– алгебраическая разность уклонов. Уклоны выражаются дробью.
Тангенс кривой:
. (80)Биссектриса:
. (81)Ордината любой точки, откладываемая от касательной (тангенса), или продолжения уклона для выпуклой кривой – вниз, для вогнутой – вверх:
, (82)гдеX – расстояние от начала кривой, м.
Для облегчения проектирования вертикальных кривых созданы специальные шаблоны (пользование ими значительно ускоряет работу).
2. Определяется пикетажное положение точек начала и конца вертикальной кривой.
3. Определяются высотные значения точек начала и конца вертикальной кривой (по значениям уклонов и расстояниям ломанной проектной линии).
4. Рассчитываются высотные отметки вершины кривой, пикетажное положение вершины кривой, высотные отметки вертикальной кривой на каждом пикете и высотные отметки плюсовых точек (начал, середин и концов круговых кривых, начал и концов переходных кривых);
5. Определяются чёрные отметки точек начал, вершин и концов вертикальных кривых.
6. Определяются рабочие отметки:
. (83)Положительные рабочие отметки записываются над проектной линией, отрицательные – под проектной линией.
На продольный профиль наносятся точки перехода из выемки в насыпь (нулевые точки).
Расчёт пикетажного положения нулевых точек производится по формуле:
, (84)гдеxлев – расстояние от ближайшей точки, лежащей на прямом участке красной линии слева от точки пересечения красной и чёрной линий продольного профиля, м;
hлев – рабочая отметка точки, лежащей на прямом участке красной линии слева от точки пересечения красной и чёрной линий продольного профиля, м;
hпр – рабочая отметка точки, лежащей на прямом участке красной линии справа от точки пересечения красной и чёрной линий продольного профиля, м;
l – расстояние между точками с известными рабочими отметками, лежащими на прямом участке красной линии справа и слева от точки пересечения красной и чёрной линий продольного профиля, м.
В случае, если точка пересечения проектной линии с чёрной линией продольного профиля лежит на вертикальной кривой, её пикетажное положение определяется путём совместного решения системы уравнений вертикальной кривой и прямого участка чёрной линии с известными высотными отметками и продольным уклоном.
Графическое изображение продольного профиля является одним из основных проектных документов, на основе которых строится дорога. Чертеж продольного профиля оформляют в строгом соответствии с установленными правилами. Продольный профиль вычерчивается в соответствии с требованиями ГОСТ Р 21.1701-97 [18].
Рисунок 11 – Продольный профиль трассы автодороги
3.6 Проектирование поперечного профиля дороги
Поперечным профилем называется изображение в уменьшенном масштабе сечения дороги вертикальной плоскостью, перпендикулярной к оси дороги (рисунок 12).
Поперечные профили земляного полотна принимают на основе решений по продольному профилю с учетом типовых поперечных профилей для наиболее характерных точек трассы (высокая насыпь, глубокая выемка, раскрытая выемка, низкая насыпь, полунасыпь-полувыемка и т. д.) [8], требований СНиП 2.05.02-85, рельефа местности, почвенно-грунтовых, геологических, гидрологических и климатических условий, а также дорожно-климатического районирования территории РФ и типа местности по характеру увлажнения.
Рисунок 12 – Поперечные профили земляного полотна: а) в насыпи; б) в выемке); в) на косогоре
В пояснительной записке дается характеристика каждого применяемого поперечного профиля земляного полотна, его местоположение (указывается пикет и плюс) и привязываются к продольному профилю.
Отдельные, наиболее характерные поперечные профили земляного полотна, необходимо вынести на лист графической части проекта. В этом случае на чертеже поперечного профиля должны быть указаны: «красная» и «черная» отметки, уклоны и ширина обочин и проезжей части, заложение откосов насыпей и выемок, кюветов, резервов и т. д. Поперечные профили вычерчиваются в масштабе 1:100 или 1:200.
3.7 Проектирование дорожных одежд
Дорожной одеждой называется конструкция проезжей части, выполненная в виде одного или нескольких слоев для создания ровной и прочной поверхности. Верхние слои дорожной одежды, в которых возникают значительные напряжения сжатия и сдвига от тяжелых автомобилей, устраиваются из материалов, обладающих достаточной прочностью при всех колебаниях температуры и влажности. В нижних слоях можно максимально использовать местные каменные материалы.
Расчет нежестких дорожных одежд при кратковременном действии нагрузки следует выполнять по трем критериям прочности: упругому прогибу всей конструкции, сопротивлению сдвигу в грунте и в слабосвязных слоях одежды, растяжению при изгибе слоев одежды из грунтов и каменных материалов, обработанных неорганическими вяжущими.
Расчет нежестких дорожных одежд на длительное действие нагрузки следует выполнять по сдвигу в грунте и в слабосвязных слоях одежды.
В данном проекте необходимо выполнить расчет по допустимому упругому прогибу всей конструкции.
Тип дорожного покрытия выбирается по категории в соответствии с [13, табл. 27].
Расчет выполняется согласно методики представленной в [19], в следующей последовательности:
1. Вычисляем суммарное расчетное количество приложений расчетной нагрузки за срок службы:
, (85)гдеNр – приведённая интенсивность на каждый год срока службы, авт./сут. Величина приведенной интенсивности на последний год срока службы Np определяется по формуле:
, (86)гдеfпол – коэффициент, учитывающий число полос движения и распреде-ление движения по ним, определяемый по таблице 11 (при числе полос 4 и более fпол=0,25);
Таблица 11 – Значение коэффициента, учитывающего число полос движения
| Число полос движения | Значение коэффициента fполдля полосы (от обочины) | ||
| 1 | 2 | 3 | |
| 1 | 1,00 | - | - |
| 2 | 0,55 | - | - |
| 3 | 0,5 | 0,5 | - |
| 4 | 0,35 | 0,2 | - |
| 6 | 0,3 | 0,2 | 0,05 |
Примечания:
– порядковый номер полосы считается справа по ходу движения в одном направлении;
– для расчета обочин принимают fпол = 0,01;
– на многополосных дорогах допускается проектировать одежду переменной толщины по ширине проезжей части, рассчитав дорожную одежду в пределах различных полос в соответствии со значениями Np, найденными по формуле (86);