Геологические и гидрогеологические условия
РЕФЕРАТ
В данной курсовой работе рассмотрены все основные этапы проектирования автомобильной дороги между с. Междуреченка и п. Казеюль, а именно:
- выбор положения трассы;
- построение продольного профиля;
- выбор и построение поперечных профилей;
- расчет объемов земляных работ;
- составление графика распределения земляных масс;
- проектирование системы дорожного водоотвода.
Пояснительная записка содержит:
Страниц
Таблиц
Рисунков
СОДЕРЖАНИЕ
Введение. 4
1. Анализ исходных данных. 5
1.1. Климатические условия. 5
1.2. Рельеф местности. 6
1.3. Геологические и гидрогеологические условия. 6
2. Проектирование плана трассы участка автомобильной дороги. 10
2.1. Проложение трассы на местности. 14
2.2. Расчет основных элементов закруглений. 16
3. проектирование продольного профиля. 22
3.1. Проектирование линии фактической поверхности земли. 22
3.2. Проектирование продольной оси трассы.. 24
3.3. Вычисление рабочих отметок. 25
4. Проектирование поперечных профилей земляного полотна. 27
4.1. Анализ продольного профиля и выбор поперечных профилей. 28
4.2. Подсчет объемов земляных масс. 29
4.3. Распределение объемов земляных масс. 36
5. Проектирование системы дорожного водоотвода. 37
Заключение. 39
Список используемой литературы.. 40
Введение
Наибольшее развитие в настоящее время получил автомобильный транспорт, для функционирования которого необходимо создание развернутой сети автомобильных дорог. Дорожные сети проектируются на основе глубокого анализа экономики района, определяющей потребности в перевозках. В данной курсовой работе рассмотрены вопросы проектирования автомобильных дорог.
|
|
|
Проектирование дороги, как других инженерных сооружений, начинается с бумаги, на которой проектировщики вычерчивают план трассы, продольные и поперечные профили, график распределения земляных масс и многое другое, чтобы автомобильная дорога соответствовала требованиям к ней.
Она должна удовлетворять такие требования, как: быть грамотно спланирована относительно населенных пунктов и заповедных зон; не иметь крутых спусков и резких подъемов, обеспечивать достаточную безопасность при управлении автомобилем на предельных для данной категории дороги скоростях; во время обильных дождей, весной и осенью, вода, попадающая на земляное полотно должна полностью отводится от него с помощью грамотно спланированной системы поверхностного водоотвода; в зимнее время не должна заноситься снегом. Дорога должна быть ровной и прочной, чтобы противостоять динамическим нагрузкам, которые передаются от двигающегося автомобиля. Её конструкция должна быть такой, чтобы предотвратить пучение и просадку, а проезжая часть не должна иметь трещин и царапин.
|
|
|
Анализ исходных данных
Тогульский район - расположен в северо-восточной части Алтайского края на границе с кемеровской областью, так же граничит с Ельцовским, Заринским, Кытмановским и Целинным районами. Площадь - 2000 км². Население - 8,5 тысяч жителей (на 1 января 2011 года). Образован в 1924 году. Административный центр - село Тогул, расположенное в 200 км от Барнаула.
Климатические условия
Климат района континентальный. Тогульский район расположен в III дорожно-климатической зоне. Температуры в январе в среднем достигают -15…-16 градусов. Активные сибирские циклоны способны понижать температуры и до -40 и ниже, так же в зимний период возможны и оттепели. Величина снежного покрова к концу периода достигает 54-65 см. Зимой преобладает малооблачная и ясная погода. Лето в районе умеренно теплое. Температуры в июле месяце в среднем составляют +18…+19 градусов. По данным прогноза погоды основная масса кратковременных ливневых дождей и гроз приходится на июнь месяц. Осень сухая и относительно теплая, первые признаки надвигающейся зимы проявляются в середине октября, в этот период могут проявляться первые ночные заморозки. В целом климат района очень благоприятный для проживания и отдыха. Среднегодовая норма осадков в среднем достигает 520-550 мм.
|
|
|
Первый период зимы (ноябрь и половина декабря) характеризуется неустойчивой погодой с частыми метелями и снегопадами. Прорывы циклона с южной части района часто сопровождаются усилением ветра до 15-20м/с с частыми снегопадами и оттепелями.
Основной период зимы (с середины декабря до половины февраля) отличается морозной погодой. Для второго периода зимы (конец февраля и март) характеризуется неустойчивой погодой и усилением ветра, так же наблюдается резкое колебание температуры воздуха, бураны и метели. В первой половине марта так же сохраняется большая вероятность похолодания. Март обычно в этих местах зимний месяц.
В апреле увеличивается число циклонов, которые вызывают усиление скорости ветра. Ветер юго-западный обычно приводит к повышению температуры воздуха и в этот период появляются первые грозы. Вторжение северо-западных ветров вызывает понижение температуры воздуха, что проявляется весенними заморозками и снегопадами.
Июнь и июль - характерно жаркие месяцы, температура в некоторые дни может достигать 30.°С и выше.
|
|
|
Годовое количество осадков, как уже говорилось выше, достигает 500-650 мм. Максимальное количество осадков бывает в июле. В теплое время года, как правило, выпадает около 70% годового количества осадков, при этом вторая половина лета более влажная.
Рельеф местности
Рельеф района холмистый (отроги Салаирского кряжа), сильно расчленен речной и балочной сетью, встречаются увалы, но значительная часть их имеет ровную поверхность, на которой вырисовываются отдельно стоящие сопки. Повышение рельефа местности наблюдается с запада на восток.
Здесь представлены уникальные природные комплексы черневой тайги. С большой высоты кряж похож на зеленый остров, приподнятый с одной стороны над Кузнецкой котловиной, с другой - над Обской равниной. Главный хребет и отроги наиболее ярко выражены в центральной части кряжа. Кряж сильно сглажен, средняя высота его несколько меньше 400 метров от уровня моря. Он невысок и не имеет снежников и горных озер, но с него берет начало несколько рек, да и сам Чумыш, древнейшая река Алтая, начинается на Салаире.
По тектоническому районированию Тогульский район находится на Западно-сибирской плите. Сейсмичность района реконструкции – 8 баллов.
Геологические и гидрогеологические условия
Территория района относится смешанному типу по геологическим условиям. Образование современных условий происходило в различные периоды. Центральная часть района сформировалась в кембрийском периоде. Она сложена из известняков, сланцев, конгломератов, туфов, порфиритов и песчаников различных типов. В восточной и северной частях геологические процессы завершились в ордовикском и силурийском периодах. В различных местах – это известняки, суглинки, алевролиты, глинистые сланцы и конгломераты. Грунты в восточной части сформировались в конце палеозойской и мезозойской эрах (в девонском, каменноугольном и меловом периодах). К ним относятся глинистые сланцы и песчаники, а также глины с прослойками песков, в некоторых местах можно встретить пласты углей. Можно отметить, что западная часть района сформировалась в палеозойскую эру, в каменноугольный период, в этих местах можно встретить песчаники, аргиллиты, известняки и глинистые сланцы. В предгорной области проходят тектонические разломы. Формирование геологических условий началось в палеозое и закончилось в меловой период. Среди четвертичных отложений распространены осадочные образования среднечетвертичного возраста, а также современного возраста, приуроченные к речным долинам. Из коренных отложений встречаются порфириты, мрамор, известняки.
По территории района протекают реки Чумыш, Уксунай, Тогул, имеется 52 озера, в т.ч. Лесное, Маяк, Долгое.
1.4. Почвы и растительность
Почвы на территории района черноземные, частично выщелоченные, серые лесные, болотные. Земли района подвержены разрушению водной эрозией. На западе района черноземы выщелоченные и лугово-черноземные и луговые(пойменные часто засоленные) почвы. Образование здесь луговых и лугово-черноземных почв обусловлено тем, что по району протекает большая река Чумыш, по берегам которой эти почвы и распространенны. В центральной части района преобладают серые лесные почвы, так как в районе большое количество лесов, то эти почвы преобладают. На севере и востоке района преобладают горно-лесные и дерново-глубокоподзолистые почвы, это обусловленно тем, что здесь местность более горная.
На территории района представлена полоса северных лесостепей с березовыми широкотравными колками, что особенно важно в виду чрезвычайной редкости представительства лесостепных ландшафтов не только в Алтайском крае, но и в России. Из редких сообществ здесь находятся реликты широколиственных лесов третичного периода кайнозойской эры: экосистемы реликтовых рощ из липы сибирской и участков с сообществами зеленокорой осины, а также имеются мало нарушенные естественные комплексы черневых лесов. Из редких, подлежащих охране растительных сообществ, внесенных в Зеленую книгу Сибири, здесь находятся: злаково-разнотравные мезофильные остепненные луга дренированной лесостепи, которые в настоящее время практически полностью уничтожены в результате сельскохозяйственной деятельности в этой природной зоне, а также небольшие массивы спелых кедровников, которые являются местами концентрации животных и в сочетании с пихтой образуют весьма редкие сообщества.
Дорожно-климатический график
Визуально с климатом района проектирования можно ознакомиться по дорожно-климатическому графику (рисунок 1), который строится по результатам наблюдений ближайшей метеорологической станции (Тогул) к району строительства дороги (таблицы 1.1-1.5).
Таблица 1.1- Средняя температура воздуха в градусах Цельсия
| месяцы | I | II | III | IV | V | VI | VII | VIII | IX | X | XI | XII | Среднегодовая |
| средняя темпе- ратура | -17,0 | -15,9 | -9,7 | 0,3 | 9,9 | 16,0 | 18,4 | 15,9 | 10,1 | 2,0 | -8,7 | -15,0 | 0,5 |
Таблица 1.2 - Глубина промерзания грунта в сантиметрах
| месяцы | XI | XII | I | II | III | IV | Из максимальных за зиму | ||
| средн. | мин. | макс. | |||||||
| глубина промерзания | 3 | 37 | 72 | 110 | 127 | 134 | 134 | 83 | 150 |
Таблица 1.3 - Средние количество осадков в миллиметрах
| месяцы | I | II | III | IV | V | VI | VII | VIII | IX | X | XI | XII | XI-III | IV-X | Год |
| среднее кол-во осадков | 21 | 18 | 19 | 28 | 45 | 60 | 70 | 63 | 50 | 47 | 45 | 30 | 133 | 363 | 496 |
Таблица 1.4 - Средняя декадная высота снежного покрова в сантиметрах
| месяцы | X | XI | XII | I | II | III | IV | Наибольшая за зиму | ||||||||||||||||
| декады | 1 | 2 | 3 | 1 | 2 | 3 | 1 | 2 | 3 | 1 | 2 | 3 | 1 | 2 | 3 | 1 | 2 | 3 | 1 | 2 | 3 | ср. | Мак с. | М ин. |
| Высота Снежно го покров а | · | · | 2 | 7 | 1 3 | 1 7 | 2 2 | 27 | 3 2 | 36 | 3 9 | 4 1 | 4 3 | 46 | 5 0 | 5 1 | 5 3 | 50 | 3 9 | 1 9 | · | 5 5 | 8 6 | 2 1 |
Таблица 1.5 - Среднемесячная и годовая упругость водного пара (абсолютная влажность) в мегабарах
| месяцы | I | II | III | IV | V | VI | VII | VIII | IX | X | XI | XII | Год |
| абсолютная влажность | 1,4 | 1,8 | 2,5 | 5,0 | 7,7 | 12,8 | 15,9 | 13,8 | 9,2 | 5,6 | 3,0 | 1,8 | 6,7 |
Из приведённых выше таблиц видно, что переход температуры через ноль происходит в начале апреля для района проектирования автомобильной дороги. Максимальная среднемесячная температура воздуха 18,4.°С приходится на середину июля. Максимальная среднемесячная абсолютная влажность составляет 15,9 мегабар и приходится на первую половину июля. Минимальная среднемесячная температура минус 17,0.°С приходится на середину января. Наибольшая глубина промерзания грунта в начале апреля составляет 134 сантиметра. Максимальная среднедекадная высота снежного покрова во второй декаде марта составляет 53 сантиметра. Теперь строим дорожно - климатический график, который представлен на рисунке 1.1.
Рисунок 1.1 – Дорожно - климатический график
2. Проектирование плана трассы участка автомобильной дороги
План трассы – графическое изображение проекции трассы на горизонтальную плоскость, которая выполнена в уменьшенном масштабе.
Положение геометрической оси дороги на местности называется её трассой. Изменение трассы определяется углом поворота, который измеряется между продолжением направления трассы и новым направлением автомобильной дороги. Все углы нумеруются в порядке возрастания вдоль дороги, то есть по ходу трассы. Дорога проектируется так, чтобы её было легко отобразить на местности, а для этого трасу ориентируют относительно сторон света. Для этого вершины углов, а также начало, и конец трассы привязывают к местности.
Определяем категории. Проектируемой дороги. Вначале приводим расчётную перспективную интенсивность движения (по заданию 6201 авт/сут) к приведённой интенсивности в легковых автомобилях. Для этого используем коэффициенты приведения из нормативного документа и процентный состав движения. Расчёт проводились мной по упрощенной схеме, результаты расчета приведены ниже. Так же ниже представлены исходные данные автомобилей, которые учувствуют в движение на этом участке дороге. Состав движения на этом участке представлен в таблицы 2.1.
Таблица 2.1 – Состав движения
| Марка автомобиля | % |
| грузовые | 79 |
| УАЗ451 | 10 |
| ГАЗ-52 | 8 |
| ГАЗ-САЗ 53Б | 5 |
| УРАЛ-4320 ЗИЛ 131 | 7 |
| КамАЗ-5320 | 6 |
| УРАЛ-377СН | 14 |
| ЗИЛ 130-76 | 13 |
| ЗИЛ ММЗ-554 | 11 |
| КамАЗ 5511 | 17 |
| ЗИЛ 133Г | 3 |
| МАЗ 503А | 6 |
| автобусы | 10 |
| легковые | 11 |
Рассчитываем интенсивность движения по формуле:
N=N1∙K1+N2∙K2+…+Nn∙Kn (1.1)
Где N1, N2… Nn – перспективная интенсивность движения отдельных типов авто, авт/сут.
K1, K2… Kn – коэффициенты приведения отдельных типов автомобилей к легковому.
N=6201∙0.11∙1+0.1∙6201*3+0.79∙6201*2.5=14789 авт/сут.
При использовании упрощенной формулы я не стал считать каждый автомобиль отдельно, а объединил их в группы и разделил на 100, так у меня получилось что легковых автомобилей всего 11%, грузовых 79% и автобусов 10%, после чего я эти величины умножил на определенный коэффициент приведения и перспективную интенсивность. Получил величину приведенной интенсивности равную 14789 авт/сут. По таблице нормативного документа назначаем по величине приведенной интенсивности II категорию дороги (св. 6000 авт/сут.). По СНиП 2.05.02-085 назначаем параметры элементов плана трассы и продольного профиля автомобильной дороги. Так же при проектировании дорог следует избегать частого применение минимальных параметров геометрических элементов плана и продольного профиля, используя их только в исключительных случаях, когда по местным условиям продолжить трассу дороги можно только с минимальными размерами геометрических элементов. Параметры геометрических элементов из условия обеспечения безопасности удобства движения нужно принимать в 1,5 – 2 раза больше минимальных.
Наименьший допустимый радиус горизонтальных кривых в плане без устройства виража определяют расчетом при заданной скорости движения по формуле:
Rmin= Vр2/127∙ ( 
+iпоп) (1.2)
Где - коэф. поперечной силы ( = 0,15)
iпоп – поперечный уклон проезжей части (iпоп = 0,020)
Vр2 – квадрат заданная скорость движения
Наименьший допустимый радиус горизонтальных кривых в плане с устройством виража определяют расчетом по формуле:
Rmin= Vр2/127∙ ( +iв) (1.3)
Где - коэф. поперечной силы ( = 0,15)
iв – поперечный уклон проезжей части при вираже (iв = 0,06)
Vр2 – квадрат заданная скорость движения
Наименьшее расчетное расстояние видимости определяется по двум схемам:
- поверхности дороги – это расстояние S1, при котором водитель может остановить автомобиль перед препятствием при горизонтальном участке дороги:
(1.3)
Где Vp- расчетная скорость движения, км/ч; Кэ- коэффициент эксплуатационного состояния тормозов, Кэ =1,2; 
- расстояние безопасности, - 5..10 м; φ- коэффициент продольного сцепления шины, зависит от состояния покрытия, в расчетах принято φ=0,5 для случая влажного покрытия, iпр- продольный уклон участка дороги; t- время реакции водителя, t=1-2 сек.
Встречного автомобиля – расстояние видимости S2, складывается из суммы остановочных путей двух автомобилей:
(1.4)
но это справедливо только на горизонтальном участке при iпр=0, в случае, когда автомобили движутся на подъеме или спуске, величина S2 составит
(1.5)
Радиусы вертикальных кривых определяем:
радиусы выпуклых кривых - из условия обеспечения видимости дороги по формуле
(1.6)
где h1-возвышение глаза водителя над поверхностью дороги, h1=1,2 м;
радиус вогнутых кривых – из условия органические величина центробежной силы, допустимой по условием самочувствия пассажиров и перезагрузки рессор:
(1.7)
где в – величина нарастания центробежного ускорения; при разработке норм проектирования вертикальных кривых в России принимают в=0,5-0,7 м/с2.
Для расчета берем расчетную скорость по [СНиП 2.05.02-85], так как местность, данная в проекте, пересеченная то согласно этому выбираем скорость.
Vр=60 км/ч
Вычисляем наименьший допустимы радиус по формуле 1.2.
Для дороги II-V технической категории принимаем устройство виража, тогда минимальный радиус кривой рассчитываем по формуле 1.3.
Наименьшее расчетное расстояние видимости поверхности дороги вычисляем по формуле 2.3.
Вычисляем расстояние видимости встречного автомобиля по формуле 1.4.
м.
В случае движения автомобиля на подъем, расстояние видимости встречного автомобиля определяется по формуле 1.5.
Радиусы вертикальных кривых вычисляем по формуле: радиусы выпуклых кривых 2.6, радиусы вогнутых кривых 1.7.
В заключение составляем таблицу 2.2, в которую заносят данные расчета, а также значения СНиП 2.05.02-85.
Таблица 2.2 – Основные параметры и нормы
| Показатели | Ед. измерения | Получено расчетом | Рекомендуем СНиП 2.05.02-85 | Принято в проекте |
| перспективная среднесуточная интенсивность движения | авт/сут. | 14789 | Св. 6000 | 14789 |
| расчетная V движения автомобиля | км/ч | 60 | 60 | 60 |
| число полос движения | шт. | 2 | 2 | 2 |
| ширина полосы движения | м | 3,5 | 3,5 | 3,5 |
| ширина земляного полотна | м | 15 | 15 | 15 |
| ширина проезжей части | м | 7,5 | 7,5 | 7,5 |
| ширина обочины | м | 3,75 | 3,75 | 3,75 |
| наименьшая ширина укрепленной полосы обочин | м | 0,75 | 0,75 | 0,75 |
| наибольший продолжительный уклон | 0/00 | 70 | 70 | 70 |
| наименьшая расчетная видимость | ||||
| а) поверхности дороги S1 | м | 128,37 | ||
| б) встречного автомобиля S2 | м | 256,74 | ||
| наименьший радиус кривых в плане | ||||
| а) без устройства виража | м | 
| > 3000 | 125 |
| б) с устройством виража | м | 
| < 3000 | 125 |
| наименьшие радиусы вертикальных кривых | ||||
| а)выпуклых Rвып | м | 6866,19 | 2500 | 2500 |
| б) вогнутых Rвог | м | 461,54 | 600 | 600 |
Дата добавления: 2020-04-25; просмотров: 219; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!