Материал: Организация строительства автомобильной дороги протяженностью 20 км в Псковской области

Продольный профиль дороги запроектирован из условия снегонезаносимости. Возвышение бровки земляного полотна по условию снегонезаносимости определяется по формуле (2.2)

 (2.1)

где:  - расчётная высота снегового покрова в местах, возведения насыпи с вероятностью превышения - 5% - 0,80 м;  - возвышение бровки насыпи над расчётным снеговым покровом равным - 0,6 м.

=0,8 +0,6= 1,40 м

Принимается руководящая отметка - 1,4 м по возвышению бровки земляного полотна.

.4 Искусственные сооружения

На трассе имеется восемь малых искусственных сооружений: сборные круглые железобетонные трубы и один сборный железобетонный мост длинной длиной 41м. В таблице 2.2 приведены данные по местоположению искусственных сооружений и их основные параметры.

Таблица 2.2. Ведомость искусственных сооружений

Длина трубы с оголовками определяется по формуле (2.2)

 (2.2)

где: В - ширина земляного полотна, м; m - коэффициент заложения откоса земляного полотна, принимается равным 1:3; iтр - уклон трубы, принимается равным уклону лога у сооружения iс; n - толщина стенки оголовка, принимается равной 0,35 м; М - длина оголовка, м.

Определяем длину трубы на ПК62+00:

Длина остальных труб приведена в табл. 2.2.

Минимальная высота насыпи у труб определяется по формуле:

 (2.3)

где:  - диаметр трубы, м;  - толщина стенки трубы, м;  - толщина дорожной одежды, м;  - минимальная толщина отсыпаемого слоя грунта, м.

Для трубы d = 1,5м.

2.5 Обустройство автомобильной дороги

Безопасность движения на строящейся автомобильной дороге обеспечивается рядом мероприятий в плане, продольном профиле и в части организации движения, в том числе:

·      расстановка дорожных знаков на откосах земляного полотна справа по ходу движения;

·        установка сигнальных столбиков на обочинах, в пределах кривых в плане на подходах к ним, при высоте насыпи не

·        менее 1м, на пересечениях, примыканиях, а также над водопропускными трубами;

·        установка металлических барьерных ограждений на прямолинейных участках дороги, при высоте насыпи три и более метров;

·        устройство дорожной разметки (ширина линии разметки принята 15 см);

·        устройство наружного освещения;

·        устройство автобусных остановок;

·        устройство пешеходных дорожек.

.6 Оценка дорожно-строительных материалов

Для приготовления асфальтобетонной смеси используют:

гранитный щебень, среднезернистой структуры плотностью - 2,9 т/м³ с содержанием кремнезёма - 55%, зерновой состав предоставленного щебня: 5 - 20 мм. и 20 - 40 мм. Марка по дробимости М - 1200, II класс прочности, морозостойкость F - 200, марка по износу И - 1, пылеватых и глинистых частиц - 0,8%, содержание глины в комках - 0,2% по массе, содержание зёрен пластинчатой (лещадной) формы - 11%. Щебень отвечает требованиям ГОСТ [2, 3];

песок из отсевов дробления М - 600 и М - 400, предел прочности при сжатии горной породы в водонасыщенном состоянии:

М - 600 - не мене 60 МПа;

М - 400 - не мене 40 МПа;

Песок из отсевов дробления отвечает требованиям ГОСТ[2,3];

вяжущее: битум БНД 60/90, производства Капотнинского НПЗ (г. Москва) со следующими физико-механическими свойствами:

температура размягчения по кольцу и шару - 49°С;

глубина проникания иглы (при t=25°С. - 7,5 мм, при t=0°С. - 2,5 мм);

температура вспышки - не ниже - 230°С;

растяжимость (при t=25°С. - 65 см, при t=0°С. - 4,0 см)

испытания на сцепление со щебнем выдерживает.

Битум отвечает требованиям ГОСТ [4] и пригоден для приготовления асфальтобетонных смесей.

портландцемент М - 400 Воскресенского завода с тонкостью помола 2800 см²/г.

Портландцемент М - 400 пригоден для производства работ по монтажу звеньев сборных железобетонных труб.

К местным дорожно-строительным материалам относится песок из карьера средней крупности Е = 120МПа; φ = 40°; С = 0,006 МПа, с коэффициентом фильтрации Кф = 3,0 м/сут. Модуль крупности Мк = 2,47, содержание пылеватых и глинистых частиц не более - 3% по массе, высота капиллярного поднятия Нк = 22 см, плотность песка в естественном состоянии - 1650 кг/м³.

Песок отвечает требованиям ГОСТ [5, 6]. Песок пригоден для устройства дренирующего слоя дорожной одежды и для приготовления асфальтобетонной смеси.

грунты представлены суглинками из карьера находящегося в - 3 км от ПК 13+00 со следующими физико-механическими свойствами:

модуль упругости грунта, Е - 41Мпа;

угол внутреннего трения, φ = 18°;

- сцепление, С = 0,019Мпа;

плотность минеральных частиц грунта - 2,7 т/м³;

относительная влажность грунта 14-17%.

Коэффициент уплотнения грунта во II дорожно-климатической зоне при высоте насыпи до - 1,5 м. Куп = 0,98-1,0.

По физико-механическим характеристикам грунты пригодны для строительства земляного полотна при отсутствии избыточного увлажнения.

Запасы местных строительных материалов обеспечивают строительство земляного полотна, устройство дополнительного слоя основания, укрепление обочин.

Приготовление асфальтобетонной смеси предусматривается из привозных материалов.

.7 Конструирование и расчёт дорожной одежды

Капитальную дорожную одежду с усовершенствованным покрытием проектируют с таким расчётом, чтобы под действием движения ни в одном из её слоёв и подстилающем грунте не возникло остаточных деформаций, а воздействие природных факторов не приводило к недопустимым изменениям в элементах дорожной одежды с усовершенствованным покрытием.

Проектирование дорожной одежды представляет собой единый процесс конструирования и расчёта дорожной конструкции (дорожная одежда плюс рабочий слой земляного полотна) на прочность, морозоустойчивость и осушение.

Выбор оптимального варианта дорожной конструкции производится на основе технико-экономического сравнения вариантов.

Исходя из перспективной интенсивности и состава движения, эксплуатационных требований, наличия дорожно-строительных материалов производим проектирование и расчёт конструкции дорожной одежды в соответствии - [7].

По проезжей части автомобильной дороги, в неблагоприятный период года предусматривается проезд транспортных средств приведённых к расчётному автомобилю со следующими параметрами:

·      нормативная статическая нагрузка на ось - 100кН;

·        диаметр следа колеса D=37см;

·        давление шины колеса на покрытие Р = 0,6МПа.

.7.1 Исходные данные для расчёта нежёсткой дорожной одежды

Район строительства - Псковская область;

Дорожно-климатическая зона - II;

Тип местности по условию увлажнения - I;

Категория дороги автомобильной -III;

Приращение интенсивности q=1,04;

Коэффициент прочности по упругому прогибу - 1,17;

Коэффициент прочности по сдвигу в грунте и малосвязных слоях основания и растяжению при изгибе в монолитных слоях - 1.

Средняя высота насыпи - 1,2м;

Заданный срок службы дорожной одежды Тсл =15 лет;

Грунт рабочего слоя - суглинок;

Перспективная интенсивность и состав движения автомобилей в сутки приведены в таблице 2.2.

Таблица 2.2. Состав и интенсивность движения

2.7.2 Расчётные нагрузки

Перспективная интенсивность движения составляет 2770 авт./сут. в обоих направлениях, в том числе: грузовые автомобили - 1900 авт./сут. (67%); легковые автомобили - 800 авт./сут. (28%) и автобусы 170 авт./сут (5%). Движение автомобилей с нагрузкой превышающей 100кН на ось, в весенний период не предусматривается.

Определяем приведённую интенсивность движения  на последний год срока службы дорожной одежды по формуле:

 (2.4)

где:  - коэффициент, учитывающий число полос движения и распределение по ним движения, определяется в соответствии с таблицей 3.2 [7],

 - число проездов в сутки в обоих направлениях транспортных средств m - ый марки;

 - суммарный коэффициент приведения воздействия на дорожную одежду транспортного средства m - ый марки к расчётной нагрузке.

 - определяется в соответствии с П. 1.3 [7].

Вычисляем суммарное количество приложений расчётной нагрузки за весь срок службы по формуле:

 (2.5)

где:  - приведённая интенсивность на последний год службы, авт./сут.;  - коэффициент суммирования,   - число расчётных дней в году, определяется в соответствии с приложением П.6 1 [7], ;  - коэффициент, учитывающий вероятность отклонения суммарного движения, от среднего ожидаемого; определяется по приложению П.3.3 [7], ;  - расчётный год службы, ;  - показатель изменения интенсивности движения, ;

Суммарное количество приложений расчётной нагрузки за весь срок службы:

Конструкция дорожной одежды в целом должна удовлетворять требованиям прочности и надёжности по величине упругого прогиба при условии

 (2.6)

Величина требуемого модуля упругости определяется по формуле:

 (2.7)

Так как  (для дорог III категории с капитальным типом покрытия ) принимаем

Определяем расчётные характеристики грунта. Расчётная влажность грунта определяется по формуле 4 приложения 2 [8].

 (2.8)

где:  - средняя влажность грунта в долях  определяется в соответствии с таблицей 6, приложение 2 [8], ;  - коэффициент нормативного отклонения, ;  -коэффициент вариации,

Расчёт:

Расчётные характеристики грунта определяются в соответствии с таблицей 10 приложения 2 [8]:

Определяем расчётное значение сопротивления асфальтобетона растяжению при изгибе. Расчётное значение сопротивления асфальтобетона растяжению при изгибе определяется по формуле:

 (2.9)

где:  - среднее значение сопротивления асфальтобетона растяжению при изгибе определяется по таблице 8 [8],  для верхнего слоя асфальтобетона,  для нижнего слоя асфальтобетона;  - коэффициент нормированного отклонения, ;  - коэффициент вариации прочности на растяжение при изгибе асфальтобетона, ;  - коэффициент усталости, учитывающий повторность нагружения от расчётной приведённой интенсивности движения на каждую полосу движения, определяется по графику (рисунок 11, приложение 1) п.[8], принимаем для расчёта величину   - коэффициент снижения прочности,  (для верхнего слоя из асфальтобетонной смеси марки II, тип В, приготовленном на высокопрочном щебне осадочных пород, и битуме БНД 60/90.),  (для нижнего слоя из асфальтобетонной смеси марки II, приготовленном на высокопрочном щебне осадочных пород, и битуме БНД 60/90).