Дипломный проект - Проектирование и строительство автомобильной дороги - файл n1.doc

Дипломный проект - Проектирование и строительство автомобильной дороги
скачать (5559.5 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc5560kb.07.07.2012 04:33скачать

n1.doc

  1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11


ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение 2

Глава I. Природные условия 5

Глава II. Технические нормативы 12

Глава III. Дорожно-строительные материалы 15

Глава IV. Проектирование конструкций дорожной одежды 19

Глава V. Гидравлический расчет мостов и труб 44

Глава VI. Расчет вариантов проектных решений 48

Глава VII. Проект организации строительства 49

Глава VIII. Расчет экономической эффективности

капитальных вложений 52

Глава IX. Транспортная развязка 55

Глава X. Сметная часть 64

Глава IX. Охрана труда 86

Литература 89



введение
Автомобильный транспорт представляет собой одну из важнейших отраслей народного хозяйства. На его долю приходится более 80% объема грузовых перевозок и более 90% объема перевозок пассажиров, выполняемых всеми видами транспорта.

Автомобиль как транспортное средство используется не только в системе автомобильного транспорта, не только для обслуживания народнохозяйственных перевозок. В составе транспортных потоков движется большое количество автомобилей и мотоциклов, принадлежащих гражданам и используемых в личных целях. В СНГ, как и в других странах мира, автомобиль находит широкое применение для хозяйственных и деловых поездок, для поездок к местам кратковременного и длительного отдыха и пр. Происходит процесс автомобилизации, суть которого заключается в быстром росте автомобильного парка и в проникании автомобиля во все сферы экономической и социальной деятельности человека.

Производственная работа автомобильного транспорта, эффективное использование личных автомобилей требуют наличия развитой сети благоустроенных автомобильных дорог. Дорожная сеть наиболее развита в европейской части СНГ и совершенно недостаточна в восточных и северо-восточных районах страны. За период с 1950 по 1990 гг. протяженность автомобильных дорог с твердым покрытием возросла более чем в 5 раз (железных дорог – только на 50%), однако темпы прироста сети значительно уступают темпам роста автомобильного парка.

Развитие автомобильного транспорта как в экономическом, так и в социальном аспекте – явление положительное. Есть все основания полагать, что уровень автомобилизации в будущем будет возрастать. Однако наряду с неоспоримыми положительными последствиями автомобилизации современное общество испытывает и ее отрицательные последствия.

Наиболее острой проблемой, вызванной этими последствиями, является аварийность. По данным Всемирной ассоциации дорожных конгрессов и Международной дорожной федерации на автомобильных дорогах всех континентов ежегодно гибнут более 200 тыс. человек, а потери от аварийности во многих странах составляют около 1% национального дохода.

Автомобиль является одним из основных источников загрязнения окружающей среды продуктами сгорания топлива и одним из основных источников транспортного шума.

Расход топлива автомобилями стал одной из причин чрезмерного расходования энергетических ресурсов, в частности нефтепродуктов. Если в промышленно развитых странах транспорт потребляет 12-17% всех энергетических ресурсов, то на долю автомобильного транспорта из этого количества приходится 50-60%.

Обеспечение эффективных мероприятий по повышению безопасности дорожного движения, уменьшение его отрицательного влияния на окружающую среду – все это является сложной социально-экономической и технической задачей. Решается она путем строительства новых дорог, реконструкции существующих, путем повышения транспортно-эксплуатационного уровня уже сложившейся сети дорог.

В последние десятилетия во многих странах как следствие развития дорожного движения наблюдается значительная модификация дорожной инфраструктуры. Создается сети автомобильных магистралей и скоростных дорог; строятся дороги-дублеры и кольцевые обходы агломераций; спрямляются трассы дорог, уширяются проезжие части и пр.

Инженерное оборудование автомобильных дорог в значительной степени способствует стабилизации режимов движения транспортных средств, безопасности, экономичности и комфортабельности дорожного движения, смягчению отрицательного воздействия транспортных потоков на окружающую среду. Чем выше категория дороги и чем больше интенсивность движения на ней, тем существеннее роль инженерного оборудования в организации дорожного движения.

Задача данного проекта – проектирование дороги II технической категории, проходящей в Московской области. Проектирование вызвано тем, что существующая сеть автомобильных дорог уже не способна обеспечить пропуск современного количества автомобилей с учетом того, что современная дорога должна обеспечивать и удобство движения автомобилей на всем пути следования независимо от погодных условий и времени года.

Скопление автомобилей на дорогах и улицах, увеличение интенсивности и плотности движения влечет за собой снижение скорости, способствует образованию заторов, что в свою очередь увеличивает себестоимость перевозок, снижает производительность работы автомобильного транспорта.

Чем выше транспортно-эксплуатационный уровень автомобильных дорог, тем в меньшей степени проявляются отрицательные последствия автомобилизации.

Глава I. Природные условия

Описание природных условий района проектирования дороги
Климат

Московская область расположена во II дорожно-климатической зоне – зоне лесов с избыточным увлажнением грунтов. Характеризуется избыточным увлажнением грунта вследствие значительного количества выпадающих осадков, малой испаряемости и высокого расположения уровня грунтовых вод. Коэффициент увлажнения по проф. Г.Н.Высоцкому (отношение выпадающих за год осадков к испарению за тот же период) для II зоны превышает 1. Лето теплое: среднесуточная температура воздуха наиболее жаркого месяца (июля) составляет +18С; зимы умеренные со среднесуточной температурой наиболее холодного месяца (января) -8С. Отрицательные температуры воздуха бывают с 10 ноября до 28 марта, а расчетная длительность периода отрицательных температур Т = 138 сут.

Абсолютный максимум температуры воздуха в году достигает +37С, а минимум -43С. Следовательно амплитуда температуры составляет 80С.

Для района проложения новой дороги характерен умеренно континентальный климат с мягкой зимой и сравнительно нежарким летом.

Средняя длительность периода отрицательных температур (ниже 0С) Т = 138 сут., следовательно период без заморозков 227 сут. За вычетом дней вероятного простоя из-за дождя его плановая продолжительность составит 206 сут. Наибольшая толщина снежного покрова наблюдается в конце февраля и равна 38 см. Средняя за зиму (из наибольших декадных) высота снежного покрова составляет 33 см, а число дней со снежным покровом до 137.

Средняя декадная высота снежного покрова по постоянной рейке





XI

XII

I

II

III

IV

2

5

8

11

16

19

22

31

29

32

34

33

32

26

17

7


Эти данные позволяют планировать продолжительность и трудоемкость дорожных работ по снегоочистке, которые требуются как в период временного содержания дороги до ее сдачи в постоянную эксплуатацию, так и в последующий период работы дороги. Одновременно возникает вопрос о планировании противогололедных мероприятий. Расчетное число дней в году с гололедом равно 45, и еще 45 дней с изморозью, когда резко понижается сцепление колес автомобиля с покрытием. Так как на покрытии дороги II категории не допускается образование снежно-ледяной корки, должны быть обеспечены постоянные снегоочистка и снегоуборка. Поэтому следует планировать россыпь противогололедной смеси песка с солями из расчета 90 дней в году.

В районе проектирования дороги возможно образование льда на проводах, отложения которого достигают диаметра 45 мм, а во время изморози – 60 мм. В этих условиях для обеспечения надежного энергоснабжения и связи вместо воздушных проводных линий следует по возможности прокладывать подземные кабели в полосе отвода. В период строительства дороги желательно вместо проводной связи применять радиосвязь. Впрочем, повторяемость гололеда на проводах диаметром 16-20 мм не превышает 0,2%, а изморози на проводах диаметром более 20 мм – 4%.

Нормативная глубина промерзания суглинистых грунтов на открытых возвышенных местах Нпр = 140 см. Следовательно, глубина заложения фундаментов зданий и искусственных сооружений должна быть не менее 140 + 50 = 190 см. Под снежным покровом глубина промерзания уменьшается до 132 см. Климатический параметр, используемый в расчете необходимого возвышения бровки земляного полотна (по Н.А. Пузакову) над уровнем воды



Учитывая наличие гололеда, поперечный уклон виража не следует назначать более 60‰.

При проектировании снегозадерживающих насаждений необходимо учитывать преобладающие направления и скорости ветра зимой, а при выборе места положения асфальтобетонных заводов и размещении зданий линейной дорожной службы и зданий предприятий обслуживания движения – те же данные летнего периода. Знать расчетную скорость ветра необходимо также для расчета прочности и устойчивости дорожных знаков и оборудования дороги.

Для рассматриваемого района основным фактором, определяющим режим ветра в холодный период года, является западно-восточный перенос, обусловленной общей циркуляцией атмосферы. Зимой направление ветра определяется юго-западной периферией сибирского антициклона. С сентября по апрель в 35-45% времени наблюдаются южные и юго-западные ветры. Ветры северных румбов зимой повторяются лишь в 15% случаев.

Данные о направлении и скорости ветра


Станция – 45 Сельскохозяйственная Академия.

Зимой направление ветра определяется юго-западной периферией сибирского антициклона. С сентября по апрель в 35-45% времени наблюдаются южные и юго-западные ветры.





С

СВ

В

ЮВ

Ю

ЮЗ

З

СЗ

Январь

9

7

7

15

16

20

13

13

И
юнь

17

10

10

8

6

11

16

22




Месяцы

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Скорость ветра, м/сек

3,0

3,1

2,9

2,6

2,4

2,4

2,3

2,1

2,4

2,8

3,0

3,1





Средняя скорость ветра зимой на 0,8-1,2 м/сек больше, чем летом. Минимум скорости ветра наблюдается ночью, а максимальная около 13-14 час. Кроме средних скоростей ветра, дополнительной характеристикой являются повторяемости скоростей различных величин. Значительная повторяемость умеренных ветров (от 10 до 30%) в зависимости от защищенности места.

Число дней с метелями составляет 26. Количество снега, приносимого за зиму на 1 м снегозадерживающей полосы (удельное снегосное), равно 70-75 м3/м. Исходя из этого щиты заборов следует устанавливать не ближе 50 м от бровки земляного полотна.
Средняя месячная и годовая скорость ветра (м/сек)


I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

Год

3

3,1

2,9

2,6

2,6

2,4

2,3

2,1

2,4

2,8

3

3,1

2,7


Вероятность ветра различной скорости по направлениям (%)





С

СВ

В

ЮВ

Ю

ЮЗ

З

СЗ

Январь

5,4

4,2

4,6

7,8

8,6

12,4

8,4

7,3

Июнь

9

5,5

5,6

4,7

4,3

7,5

10,5

11,6


Среднее число дней с сильным ветром ( 15 м/сек)


I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

Год

0,4

0,2

0,4

0

0,3

0,5

0,4

0,2

0,2

0,8

0,2

0,3

4



Наибольшее число дней с сильным ветром





I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

Год

8

4

5

4

5

5

4

4

3

6

5

6

32


За год выпадает 582 мм осадков преимущественно в виде летних дождей: среднее число осадков в январе равно 31 мм, в июле достигает 79 мм.
Среднее количество осадков, приведенное к показателям осадкомера (мм)


I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

Год

31

30

34

34

50

66

79

72

57

50

41

38

582


Территория проложения дороги относится к шестому ливневому району. Район стока талых вод будет первый.

Рельеф


Рассматриваемая территория расположена в центральной части обширной Русской равнины. Поверхность ее слабоволнистая, прорезанная многочисленными долинами рек, оврагами и грядами холмов. Холмы покрыты растительностью и имеют устойчивые склоны. Это позволяет оценить рельеф как равнинный слабопересеченный, т.е. трудных участков не имеется и потому для проектирования следует принимать основные расчетные скорости.

В понижениях рельефа и на поймах рек сток затруднен, местами местность заболочена, встречаются места с временным высоким уровнем грунтовых вод (верховодка).

Геологическое строение местности, гидрология, грунты


Территория в районе проложения дороги представлена древней платформой с доверхнепротерозойским фундаментом, возрастом более 1600 млн. лет. На платформе расположен чехол (плита) на молодой платформе. В основном встречаются мелкозернистые пылеватые пески рыхлого сложения, разно- и среднезернистые плотные пески с прослойками мягкопластичной глины, представляющими собой водоупор под песчаными водоносными слоями.

Ниже приведены основные показатели этих грунтов по данным лабораторных проб и характеристики их теплопроводности, необходимые для расчета морозозащитных слоев дорожной конструкции.


Показатели

Пески мелкозернистые пылеватые

Пески средне- и разнозернистые

Глины мягкопластичные

Суглинки легкие пылеватые

Плотность , т/м3

1,50

1,60

1,68

1,55

Естественная влажность W, %

20

20

26,2

27,3

Угол внутреннего трения , град

27

32

17

19

Сцепление с, МПа





0,015

0,018

Коэффициент фильтрации Х1, м/сут

4,1-4,8

8,6-10,0





Температура льдообразования tл, С

0,6

0,4

1,6

0,8

Коэффициент теплопроводности мерзлого грунта , Вт/(м-С)

2,76

3,16

2,79

2,20


Болота исключительно низинные, заполненные рыхлым торфом, лежащим на песках минерального дна толщиной 3-5 м. Торф – тросниково-осоковый губчато-волокнистого строения плотностью 0,15 г/см3, содержит более 60% волокон крупнее 0,24 мм. Коэффициент пористости 6-6,6, модуль осадки 380 мм/м, относительное сжатие под нагрузкой 0,05 МПа составляет 0,3, зольность торфа 10%, угол внутреннего трения 20, сцепление 0,05 МПа. Торф может быть использован в противопучинных слоях как теплоизолирующий материал и для планировки песчаных обочин и откосов земляного полотна.

Необходимое возвышение низа дорожной одежды в местах избыточного постоянного увлажнения над уровнем воды получим, зная  = 71 см2/сут и глубину промерзания песков hпр = 140 см. Необходимое возвышение над уровнем грунтовых или длительного стояния поверхностных вод

Н = hпр + hзап = 140 + 20 = 160 см.

Водоснабжение придорожных зданий трудностей не вызывает, вода повсеместно пригодна для питья и практически не минерализована.

В то же время следует остерегаться загрязнения грунтовых и поверхностных вод противогололедными солями или загрязненными водами, стекающими с проезжей части, особенно на территории АЗС и СТО. Обязательна постройка очистных сооружений, позволяющих сбрасывать осветленную воду.

Растительность

В районе проектирования дороги распространены широколиственно-хвойные и осиново-березовые подтаежные леса. Древесные и кустарниковые насаждения на дороге могут предназначаться для технических целей (предохранение дорог от снежных заносов, создание защиты от резких порывов ветра в местах выхода дороги из зоны затишья на открытое место), а также для архитектурно-художественного оформления дороги. В лесах можно получить крупномерный посадочный материал 10-20-летнего возраста для озеленения дороги. Можно также получить сеянцы хвойных и лиственных деревьев и черенки отпрысновых пород, пригодных для снегозадерживающих и декоративных придорожных насаждений.

В местных лесах преобладают дуб, береза, липа, осина, ель, клен, ольха, на сухих пригорках растет сосна. Деловая древесина может быть заготовлена в ближайших придорожных лесополосах во время их расчистки: с 1 км шести-восьмирядных полос в ходе очистки, необходимой для улучшения снегозадержания и повышения жизнеспособности лесопосадок, получают 75-200 м3 леса, а из них до 60% деловой древисины, т.е. 45-120 м3. Для распиловки пригодна береза бородавчатая и ясень зеленый, кроме которых в придорожных полосах имеются вяз, тополь канадский, дуб черенчатый, клен остролистный и ясенелистный. Часть из них может быть пересажена из лесополос в декоративные группы у проектируемой дороги.

При оценке влияния природных факторов на условия строительства и последующей работы автомобильной дороги следует учитывать обратную зависимость – изменение природных условий в результате постройки дороги. Так, например, вырубка растительности на полосе отвода и расчистка придорожной полосы способствует ее осущению, более глубокому промерзанию грунта зимой и более быстрому оттаиванию весной. Пересечение болота насыпью, сжимающий торф, может прервать просачивание грунтовых вод и изменить процесс заболачивания.

Глава II. Технические нормативы
Технические нормативы для дороги II категории взяты из СНиП 2.05.02-85.


Технические нормативы

Ед. измерения

По СНиП 2.05.02-85

Расчетная скорость

км/ч

120

Число полос движения

шт.

2

Ширина полосы движения

м

3,75

Ширина проезжей части

м

7,5

Ширина обочин

м

3,75

Наименьшая ширина укрепленный полосы обочины

м

0,75

Ширина земляного полотна

м

15

Поперечный уклон

%0

20

Наибольший продольный уклон

%0

40

Наименьшие расстояния видимости:







для остановки

м

250

встречного автомобиля

м

450

Наименьший радиус кривых

м

800

Наименьший радиус выпуклых кривых

м

15000

Наименьший радиус вогнутых кривых

м

5000

Предельная длина прямой в плане

м

3500

Поперечный уклон обочин

%0

40

Поперечный уклон виража

%0

30



Ведомость углов поворота прямых и кривых (вариант №1)


Углы

Кривые

Прямые



угла

Положение вершин

Величина угла

Элементы круговой кривой

Начало

кривой

Конец

кривой

Расстояние между

вершинами углов, S

Длина прямой, Р

ПК

+

лево, 

право, 

R

Т

К

Б

Д

ПК

+

ПК

+

1

10

00

52



1500

731,60

1361,36

168,90

101,84

2

68

16

30

1000

268,40

2700

1677,22

2

37

00

40



800

291,18

558,50

51,94

23,86

34

09

39

67

1640

428,52

3

53

40



98

800

920,30

1368,34

419,40

472,26

44

20

57

88

2000

396,44

4

63

40

81



800

683,26

1130,98

258,07

235,55

66

57

77

88







сумма



















4419,18




833,51













7340

2770,58


Проверка:

Р + К = 7189,76

Тн + S - Д = 7189,75

Ведомость углов поворота прямых и кривых (вариант №2)


Углы

Кривые

Прямые



угла

Положение вершин

Величина угла

Элементы круговой кривой

Начало

кривой

Конец

кривой

Расстояние между

вершинами углов, S

Длина прямой, Р

ПК

+

лево, 

право, 

R

Т

К

Б

Д

ПК

+

ПК

+

1

21

40

41



1800

672,98

1280,04

121,70

65,92

14

67

27

47

2140

1467,02

2470

1211,16

2

46

10

36



1800

585,86

1130,98

92,63

40,74

40

24

51

55

2630

2044,14

сумма



















2411,02

106,66
















7240

4722,32


Проверка:

Р + К = 7133,34

S - Д = 7133,34
Глава III. Дорожно-строительные материалы

Для покрытия автомобильных дорог II технической категории применяют двухслойные асфальтобетонные покрытия.

Верхний слой – плотный асфальтобетон мелкозернистый типа А марки I на вязком битуме БНД60/90.

Нижний слой – пористый крупнозернистый асфальтобетон из смеси марки I на вязком битуме БНД60/90.


Характеристики

Плотный а/б
мелкозернистый типа А из смеси марки I

Пористый
крупнозернистый а/б из смеси марки I

Предел прочности при сжатии

при t = 50С не менее, МПа

0,9

0,7

Предел прочности при сжатии

при t = 20С не менее, МПа

2,5

1,8

Предел прочности при сжатии

при t = 0С не менее, МПа

11

11

Остаточная пористость, % по объему

6

10

Водонасыщение, % по объему

5

9

Коэффициент водостойкости после длительного водонасыщения не менее

0,85

0,7

Набухание от объема не более, %

0,5

1



Зерновой состав минеральной части смесей




Тип смеси

Массовая доля, % дерен минерального материала мельче, мм

20

15

10

5

2,5

1,25

0,63

0,315

0,14

0,071

Плотная мелкозернистая типа А

95-100

78-100

60-100

35-50

24-38

17-28

12-20

9-15

6-11

4-10

Пористая крупнозернистая

70-100

57-100

45-76

27-65

18-50

10-38

7-28

4-22

3-15

2-8


Температура смеси при выпуске из смесителя и укладке в конструктивный слой должна соответствовать:


Вид смеси

Марка битума

Температура смесей, С

При выпуске из

смесителя

В асфальтоукладчике при укладке в конструктивный слой, не ниже

горячие

БНД 60/90

140-160

120


Требования к материалам, применяемым в качестве минерального порошка


Наименование показателя

Нормы по видам материалов

Измельченные основные металлические шлаки

Зола уноса и

золошлаковые

смеси

Пыль уноса

цементных

заводов

Зерновой состав, % по массе, не менее:










мельче 1,25 мм

100

100

100

мельче 0,315 мм

90

55

90

мельче 0,071 мм

70

35

70

Пористость, % по объему не более

40

45

45

Набухание образцов из смеси минерального порошка с битумом, % по объему, не более

2,5



2,5

Коэффициент водостойкости образцов из смеси порошка с битумом, не менее

0,7

0,6

0,8

Показатель битумоемкости, г, не более

100

100

100

Содержание водорастворимых соединений, % по массе, не более



1

6

Влажность, % по массе, не более

1,0

2,0

2,0


Содержание битума в смесях:


Вид а/б типа А




Плотный

5-6% от массы минеральной части

Пористый

4,5-6% от массы минеральной части


Асфальтобетонную смесь приготавливают смешением в смесительных установках в нагретом состоянии щебня (гравия), природного или дробленного песка, минерального порошка и нефтяного дорожного битума. Смеси должны выдерживать испытание на сцепление битума с минеральной частью смесей. При отсутствии сцепления следует применять ПАВ.

Для приготовления смесей не допускается применять щебень из глинистых (мергелистных) известняков, глинистых песчаников и глинистых сланцев.

Следует применять щебень или гравий следующих фракций: от 5 до 10; св. 10 до 20; св. 20 до 40 мм. Допускается применять щебень и гравий в виде смеси смежных фракций.

Для приготовления смесей следует применять природные и дробленные пески.

Показатели свойств щебня и гравия

Нормы для смесей марок I


Характеристики

Горячие типа А

Пористые

Марка щебня из изверженных и метаморфических горных пород по прочности при раздавливании в цилиндре не ниже

1200

800

Марка по износу не ниже

И-1



Марка по морозостойкости

Мрз 50

Мрз 25



Показатели свойств песков

Нормы для смесей марок I


Характеристики

Горячие типа А

Пористые

Предел прочности исходной горной породы при сжатии, МПа, не менее

80

60

Массовая доля глинистых примесей, %, не более

0,5

0,5


В двухслойном основании используется известняковый щебень


Характеристики




Класс прочности

II

Марка на дробимость

М-60

Потеря массы при определении дробимости щебня:




в сухом состоянии

15%

в водонасыщенном состоянии

16%

Марка щебня по износу

И-III

Потеря массы при испытании в полочном барабане

35%

Содержание зерен слабых и выветриваемых пород

10%

Содержание пылеватых и глинистых частиц

1,3%

Показатель морозостойкости

Мрз-25

Количество циклов при испытании непосредственным замораживанием

25

Потеря массы после испытания не более

10%

Фракции

10-20 мм

Плотность

2,65 г/м3


Битум марки БНД 60/90 привозится с нефтеперегонного завода. Глубина проникания при 25С – 70, при 0С – 20. Температура размягчения – 48С. Испытание на сцепление с песком выдерживает.

В подстилающем слое используется песок крупнозернистый, привозимый автотранспортом из местного карьера. Модуль упругости – 2,6. Массовая доля полного остатка на сите № 0.63 – 50-70%.


Тип смеси

Количество щебня (гравия), % по массе

Горячие для плотного а/б тип А

св. 50 до 65 включ. щебня

Пористый

св. 40 до 50 включ. щебня


Состав а/б смеси:

  1. Плотная

Щебень – 60%

Минеральный порошок – 13%

Песок – 27%

Битум – 5%

2. Пористая

Щебень – 75%

Минеральный порошок – 12%

Песок – 13%

Битум – 4,5%

Глава IV. Проектирование конструкций
дорожной
одежды

  1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11


Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации