Московский Гуманитарный Техникум Экономики и Права
Курсовая работа
«Проектирование трассы на карте и продольного профиля»
Москва - 2009

I. Определение категории дороги
1. Климатическая характеристика места положения трассы
1.1 Описание расположения области
Вологодская область расположена на северо-востоке Восточно-Европейской равнины, рельеф здесь холмистый — чередуются низменности (Прионежская, Молого-Шекснинская), гряды (Андогская, Белозерская, Кирилловская) и возвышенности (Андомская, Вепсовская, Вологодская, Галичская, Верхневажская). На востоке области — Северные Увалы. Для области характерен умеренно - континентальный климат с продолжительно холодной зимой, относительно коротким теплым летом. Средняя температура января на западе области -11°, на востоке -14°; июля соответственно +16° и +18°. Период с положительными температурами составляет 195-210 дней. Средняя годовая сумма осадков всех видов - 480-500 мм на востоке области и 560-600 мм - на западе, что намного больше величины испаряемости.
Почвы на севере подзолистые, на юге дернисто-подзолистые. Часто встречаются подзолисто-глеевые, дерново-карбонатные, болотные, аллювиальные почвы.
Основная часть территории области (81%) занята лесами. Таежные леса занимают 65%, болота - 12% территории Вологодской области. В составе лесов преобладают хвойные породы -ель и сосна, на востоке появляются лиственница и пихта, повсеместно - береза, ольха, осина, разнообразный состав кустарников и трав. Общий запас древесины оценивается в 1609 млн. куб.м, из них 843 млн. куб.м хвойные породы.
Полезные ископаемые. Геологическое строение Вологодской области определяет состав полезных ископаемых - преобладание нерудных и почти полное отсутствие рудных. Разведаны существенные запасы минерального сырья для обеспечения потребности промышленности. В основном это строительные материалы: известняк, доломиты, мергель, песок, гравий. Широко распространены различные виды глин, торф, сапропель, поваренные соли, болотные железные руды.
1.2 Среднемесячная температура по месяцам

Месяцы	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII
Среднемесячные температуры	-11,8	-11,4	-6,4	2,1	9,5	14,4	16,9	14,7	9,0	2,5	-3,6	-9,2

1.3 Высота снежного покрова

Месяцы

X

XI

XII

I

II

I

II

III

I

II

III

I

II

III

I

II

III

I

II

III

Высота, см

•

•

2

4

6

12

16

20

24

30

35

39

45

50

51

Месяцы

III

IV

V

VI

I

II

III

I

II

III

I

II

III

I

II

III

Высота, см

52

53

52

37

22

7

•

•

1.4 Среднемесячное количество осадков

Месяцы	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII
Кол-во осадков, мм	31	23	28	30	46	66	70	67	63	46	35	35

1.5 Господствующее направление ветров
Январь

Направление	С	СВ	В	ЮВ	Ю	ЮЗ	З	СЗ
Повторяемость	12	5	4	16	16	20	13	14
Скорость ветра	5,2	4,0	4,9	6,0	5,8	5,9	5,1	5,0

Июль

Направление	С	СВ	В	ЮВ	Ю	ЮЗ	З	СЗ
Повторяемость	14	18	6	8	8	14	15	17
Скорость ветра	4,6	4,0	3,7	3,7	3,7	4,4	3,7	4,3

2. Определение категории дороги
Nпр = ∑Nлегkлег + ∑Nгрузkгруз + ∑Nавтkавт

Состав движения		Интенсивность движения		Расчетная скорость, км.ч	k	∑N∙k
		в % от общей	в авт.сут
Легковые автомобили	ВАЗ	16	677	95	1	677
	ГАЗ	24	1015	90	1	1015
Грузовые автомобили	ГАЗ	15	634	65	1.5	951
	ЗИЛ	5	212	60	2.0	424
	МАЗ	7	296	60	2.5	740
	КАМАЗ	18	761	65	2.5	1902,5
Автобусы		15	635	50	2.0	1270
Все виды транспортных средств		=SUM(ABOVE) 100	=SUM(ABOVE) 4230		Nпр = 6979.5 6946.5

Дорога II категории

II. Расчет параметров элементов плана и профиля с расчетными схемами
1. Определение ширины проезжей части
Вп=(а+с)/2+х+у, где Вп – ширина полосы движения
Определим ширину полосы движения для автобуса:
х=у=(1+0,01*50)/2=0.75 м, где
х – просвет между идущими автомобилями
у – расстояние от кромки проезжей части до оси колеса автомобиля
а – габарит автомобиля, м
с – ширина колеи автомобиля, м
а=2,5м (для автобуса)
с=2,15м (для автобуса)
V=50м/c
Вп=(2.5+2.15)/2+0.75+0.75=3.825 м
Впч – ширина проезжей части, м
Впч=2*Вп;
Впч=2*3.825=7.65м
Bоб–ширина обочины
Bоб=2,5м
Bзп–ширина земляного полотна
Bзп=2* Bоб+ Впч
Bзп=2*2,5+7,65=12,65

Итоговая таблица:

Технический показатель	Единицы измерения	по СНиП 2.05.02-85	По расчету	Принято
Категория дороги	-	ΙΙ	ΙΙ	ΙΙ
Число полос движения	шт.	2	2	2
Ширина полосы движения	м	3,75	3,875	3,75
Ширина проезжей части	м	7,5	7,65	7,5
Ширина обочины	м	3,75	2,5	3.75
Ширина земляного полотна	м	15	12,65	15

2. Определение предельного продольного уклона
Динамический фактор автомобиля: D=(Pt-Pw)/G,
Pt – полная сила тяги
Pw – сопротивление воздушной среды
G – вес автомобиля
imax=D-fv, где fv – коэффициент сопротивления качения
fv=f0*(1+0,01(v-50))
f0 для асфальтобетона =0,01
fвазv=0,01*(1+0,01*(95-50))=0,0145     
fгазv=0,01*(1+0,01*(90-50))=0,014        Dваз=0,06  Dгаз=0,08
fгаз грv=0,01*(1+0,01*(65-50))=0,0115 Dгаз гр=0,055
fзилv=0.01*(1+0.01*(60-50)=0,011         Dзил=0,03
fмазv=0,01*(1+0,01*(60-50))=0,011        Dмаз=0,03
fкамазv=0,01*(1+0,01*(65-50))=0,0115 Dкамаз=0,03
fавтv=0,01*(1+0,01*(50-50))=0,01          Dавт=0,04
iвазmax=0,0455
iгазmax=0,066
iгаз грmax=0,0435
iзилmax=0,019
iмазmax=0,019
iкамазmax=0,0185
iавтmax=0,03
Выбираем максимальное значение: imax=0,0185
3. Определение наименьших радиусов кривых в плане и продольном профиле.
3.1 Определение наименьшего радиуса кривой в плане.
Rmin=v2/(127*(µ±iпопер)),
где µ - коэффициент поперечной силы
iпопер – поперечный уклон
Рассчитаем наименьший радиус кривой без виража:
µ=0,07 iпопер=0,02 V=95м/c
Rmin=1421 м
При значении радиуса поворота меньше 2000 м для улучшения устойчивости автомобиля рекомендуется устраивать вираж.
Определим наименьший радиус кривой с виражом:
µ=0,15 iпопер=0,04 V=95м/c
Rmin=374м
По СНиП для ΙΙ категории автомобильной дороги Rmin=800 м
3.2 Определение длины переходной кривой
Для обеспечения плавности поворота при движении автомобиля с постоянной скоростью, равной скорости на прямом участке, нужно чтобы центробежное ускорение нарастало постепенно.
Lп.к.=v3/(47*I*Rвир)=v3/(23,5*Rвир)
Lп.к.=97,6 м
3.3 Определение расстояния видимости.
Для обеспечения безопасности движения водителю должна быть обеспечена возможность видеть поверхность проезжей части на расстоянии S необходимое для остановки автомобиля.
Sп=lр+St+lзб
lp – путь пройденный автомобилем за время реакции водителя
lp=(v*tp)/3,6 при v≥100 км/ч tp=2,4 с, при v<100 км/ч tp=1,6 с
lp=(95*1,6)/3,6=42,2м
St – тормозной путь
St=(ke*v2)/(254*φ)
ke –– коэффициент надежности тормозов
ke= 1,2
φ – коэффициент продольного сцепления
φ=0.4
St=(1,2*9,52)/254*0.4=106.6
lзб – зазор безопасности
lзб=5 м
Sп=106.6+42.2+5 = 153.8м
По СНиП для ΙΙ категории автомобильной дороги Sп=250 м
3.4 Определение радиусов вертикальных кривых в продольном профиле
а) Определение радиуса вертикальных выпуклых кривых:
Определяем из условия обеспечения видимости поверхности дорожного покрытия
d – высота глаза водителя легкового автомобиля над поверхностью дороги = 1,2 м
Rвып=S2п/(2*d) (м)
Rвып=2502/(2*1,2)=26041.6666=26042 м
По СНиП для ΙΙ категории автомобильной дороги Rвып=15000 м
Выпуклая кривая

б) Определение радиуса вертикальных вогнутых кривых:
Определяем из условия видимости поверхности проезжей части дороги при свете фар.
Rвогн=Sп2/2*(hф+Sп*tgα)
α = 2-30
hф лег – высота фар автомобиля, м = 0,7 м
Rвогн=2002/2*(0,7+200*tg20) =3180 м
По СНиП для ΙΙ категории автомобильной дороги Rвогн=5000 м.


Вогнутая кривая
Итоговая таблица:

№	Технические показатели		ед. измерен.	по СНиП	по расчету	принято
1	Категория дороги		м	ΙΙ	ΙΙ	ΙΙ
2	Ширина полосы движения		м	3,75	3,825	3,75
3	Ширина проезжей части		м	7,5	7,65	7,5
4	Ширина обочины		м	3.75		3,75
5	Ширина земляного полотна		м	15	12,65	15
6	Расчетная скорость		км/ч	120	120	120
7	Наименьшее расстояние видимости		м	250	153.8	250
8	Наименьшие радиусы кривых в плане	Без виража	м	2000	1421	2000
		С виражом	м	800	374	800
9	Наименьшие радиусы вып. и вогн. кривых	Rвып	м	15000	26042	15000
		Rвогн	м	5000	3180	5000
10	Длина переходной кривой		м	120	97.6	120

III. Проектирование трассы на карте и продольного профиля
1. Требования к нанесению трассы
1) Трасса должна быть max приближена к воздушной линии;
2) Трасса должна пересекать min число водных преград, автомобильных и железных дорог;
3) Прокладка трассы должна вестись через непригодные для с/х нужд земли, в обход населенных пунктов, лесных массивов и других ценных объектов;
4) Чтобы ожидаемые объемы земляных работ были min должен учитываться рельеф местности при прокладке линии.
5) В одном уровне разрешается устраивать пересечения дорог 2 категории с дорогами 4 и 5 категории,а так же дорог 3,4 и 5 категорий между собой.
Нанесение воздушной линии:
К=Lтр/Lвоз л =>1
К=12,35/12,1=1
Разбивка круговых кривых:
Д – домер
Т – тангенс
К – кривая
Б – биссектриса
R – радиус
Р – прямая вставка
Д=2Т-К
Т=R*tgα/2
К=(π*R*α)/1800
Б=R*(sec(α/2)-1)=Т2/2*R
Итоговая таблица:

Показатели		Единицы изм.	Трасса
1	Длина воздушной линии	м	12,1
2	Длина трассы	м	12,35
3	Количество поворотов	шт.	1
4	Количество пересечений (с ж/д, а/д, водными препятствиями)	шт.	2
5	Количество мостов и путепроводов	шт.	1

2. Проектирование продольного профиля
2.1 Определение отметок поверхности земли
Определяем отметки поверхности земли для всех пикетов, элементов закругления, а также точек на трассе, пересекаемых горизонтально и все пересечения.

Точки	Высотные отметки,м
ПК 0+00	55,00
ПК 0+60	52,50
ПК 1+00	50,00
ПК 1+40	45,00
ПК 1+90	40,00
ПК 2+00	41,00
ПК 2+40	50,00
ПК 2+70	52,50
ПК 3+00	52,90
ПК 3+30	56,00
ПК 3+90	57,50
ПК 4+00	57,67
ПК 4+58	57,69
ПК 5+00	57,71
ПК 6+00	57,86
ПК 6+30	60,00
ПК 7+00	63,00
ПК 7+15	65,00
ПК 8+00	69,17
ПК 8+20	70,00
ПК 8+70	75,00
ПК 8+95	76,67
ПК 9+00	78,33
ПК 9+10	80,00
ПК 10+00	83,57
ПК 11+00	80,71
ПК 11+10	80,00
ПК 11+80	75,00
ПК 12+00	76,00
ПК 12+35	78,00

2.2 Определение минимальной допустимой высоты насыпи из условий снегозаносимости
h = Hсн+∆hбр
Hсн – толщина снежного покрова, м
Hсн = 0,53 м
∆hбр –минимальное возвышение бровки насыпи
∆hбр=0.7м
h = 0,55+0,7 = 1,25м
2.3 Основные требования к проектной линии
а) Для построения проектной линии задаются руководящей рабочей отметкой снегозаносимости;
б) В пониженных точках рельефа, где предполагается скопление воды предусматривают водопропускные трубы. Внутренним диаметром 1,5 м, внешним 2 м и высотой земли над трубой 0,5 м;
в) Наибольший продольный уклон должен быть не более допустимого;
г) При наличии пересечения трассы с автомобильными или железнодорожными дорогами проектируется путепровод.

2.4 Переход из выемки в насыпь
Хлев = (Нлев/(Нлев+Нпр))*L
2.5 Вогнутые и выпуклые кривые


Б = Т2/2*R
Т = R*∆i/2
К = 2*Т
y = х2/2*R

III. Проектирование дорожной одежды
Nпр.общ. = ∑ki*Ni = 634*0,055+212*0,111+296*0,563+761*0,498+635*0,288=786.9 авт/сут
Nр = f*Nпр.общ. = 0,55* Nпр.общ. = 0,55*786.9 = 432.8 авт/сут
kc = (qТсл-1)/(q-1)- коэффициент суммирования
kc =12
q = 1,02 – показатель изменения интенсивности движения по годам
Тсл = 10 лет – срок службы
Трдг = 145 – расчетное число расчетных дней в году, соответствующих определенному состоянию деформации конструкции
kп = 1,49 – коэффициент учитывающий вероятность отклонения суммарного движения от среднего ожидаемого
∑Nр=0,7* Nр *Трдг*kп*kс/qTa-1
∑Nр=0.7*432.8*145*1.49*12/1.48=530712 приложений
С = 3,20 – эмпирический параметр для расчетной нагрузки на ось
Определяем минимальный требуемый модуль упругости дорожной одежды
Емин=98,65*(lg(∑Nр)-C)
Емин=98.65*(lg(530712)-3.20)=249
kтрпр = 1,2 – требуемый коэффициент прочности
Еобщ = Емин *kтрпр = 249*1,2 = 298.8 мПа
мелко зернистый асфальтобетон, тип А, h=6 Е=3200 мПа
крупно зернистый пористый асфальтобетон h=8, Е=2000 мПа
щебень известняковый,мелкозернистый,укрепленный битумом h=10, E=450
щебень известняковый h=29, E=350
песок h=30, Е=130 мПа
грунт h=28, E=60 мПа

Список литературы
1. Бабков В.Ф., Андреев О.В. Проектирование автомобильных дорог ч. I и II, -М.: Транспорт, 1987.
2. Автомобильные дороги. Примеры проектирования. /Под. ред. В.С. Порожнякова -М.: Транспорт, 1983
3. СНиП 2.05.02-85 Автомобильные дороги. Нормы проектирования. -М.: Госстрой СССР, 1986.
4. Справочник инженера-дорожника. Проектирование автомобильных дорог. -М.: Транспорт, 1989.
5. Антонов Н.М. и др. Проектирование и разбивка вертикальных кривых на автомобильных дорогах. -М.: Транспорт, 1968.