Материал: Строительство участка автомобильной дороги

2 ВАРИАНТ

3.2 Проектирование продольного профиля

Продольный профиль - представляет собой изображение в уменьшенном масштабе проекции дороги на вертикальную поверхность, проходящую через её ось.

На продольном профиле отображают:

линию поверхности земли (или оси дороги) до постройки (черная линия);

линию отметок земли по оси дороги (проектная или красная линия);

разрез грунтовой толщи по оси дороги, показывающий чередование и мощность отдельных напластований;

около проектной линии выписывают рабочие отметки: выше - высоту насыпи; ниже - глубину выемки в метрах;

уклоны проектной линии (продольный уклон не должен превышать максимально допустимого для дорог данной категории);

развёрнутый план трассы;

типы поперечных профилей для участков автомобильной дороги;

значения и пикетажное положение элементов вертикальных кривых;

значения элементов и пикетажное положение кривых в плане;

уклоны, расстояния, высотные отметки и типы укрепления правого и левого кюветов;

Продольный профиль вычерчивают в строгом соответствии с требованиями оформления, установленными нормативной литературой.

Для наглядности, при построении продольного профиля вертикальные расстояния (высотные отметки) откладывают в масштабе в 10 раз превышающем горизонтальный.

Вертикальный - 1:500;

Горизонтальный - 1:5000.

Продольный профиль вычерчивают по данным отметок земли по оси дороги.

Чтобы построить линию поверхности земли продольного профиля, необходимо знать ее отметки на пикетах и плюсовых точках по трассе.

Высотные отметки - возвышение над некоторой поверхностью, принятой за нулевую (средний уровень воды в Финском заливе в Кронштадте).

Плюсовыми точками являются:

точки начал, середин и концов кривых в плане;

точки изменения крутизны склонов;

крайние точки на возвышениях и понижениях рельефа;

переломные точки на обрывах и оврагах;

берега водоемов.

Отметки пикетов и плюсовых точек определяют по карте методами интерполяции и экстраполяции. По данным отметок земли строят чёрную линию продольного профиля.

Порядок нанесения проектной линии

Проектная линия (красная линия) - линия, с высотными отметками по оси проезжей части автомобильной дороги.

Определение положения проектной линии продольного профиля - один из наиболее ответственных и сложных этапов проектирования автомобильной дороги. Далеко не всегда можно наметить на местности трассу таким образом, чтобы естественные уклоны поверхности земли не превышали уклонов, допустимых по условиям эффективности использования автомобильного транспорта. Во многих случаях приходится искусственно придавать дороге более пологий уклон, срезая излишний или подсыпая недостающий грунт в пониженные места.

На продольный профиль наносятся высотные значения контрольных точек, через которые должна пройти трасса

При проектировании продольного профиля необходимо предусмотреть прохождение дороги через твердозафиксированные точки:

отметки начала и конца дороги;

возвышение над поверхностью сухих участков не менее, чем на среднюю за много лет толщину снежного покрова.

необходимое возвышение дороги над уровнем воды пересекаемых водотоков в период паводков;

пересечения в одном уровне с железными дорогами и другими автодорогами;

Рекомендуемая рабочая отметка насыпи, которой следует придерживаться при проектировании продольного профиля дороги, устанавливается в соответствии с ограничениями СНиП РК 3.03.09-2006 по наименьшему возвышению поверхности покрытия над уровнем грунтовых и поверхностных вод и наименьшему возвышению бровки насыпи над расчетным уровнем снегового покрова.

Установлены три типа местности по характеру увлажнения:

Первый тип: - "сухие места" - поверхностный сток обеспечен (уклоны более 10%о), грунтовые воды залегают глубоко (ниже глубины промерзания на 1,5 - 2,0 м);

Второй тип: - "сырые места" - поверхностный сток не обеспечен из-за малых уклонов, грунтовые воды залегают глубоко;

Третий тип: - "мокрые места" - поверхностный сток не обеспечен и после дождей и таяния снега вода стоит более 30 суток, или постоянно мокрые участки; грунтовые воды в осенне-зимний период залегают высоко.

В зависимости от типа местности по характеру увлажнения определяют величину рекомендуемой рабочей отметки.

по наименьшему возвышению поверхности покрытия над поверхностью земли (для первого типа местности по характеру увлажнения):

hр = hпокр над пов

где hпокр [м] - наименьшее возвышение поверхности покрытия над поверхностью земли для данных грунта рабочего слоя и дорожно-климатической зоны.

по наименьшему возвышению поверхности покрытия над уровнем грунтовых вод или длительно стоящих вод (для второго типа местности по характеру увлажнения):

hр = hпокр над угв

где hпокр над угв [м] - наименьшее возвышение покрытия над уровнем грунтовых вод или длительно стоящих вод (определяется по СНиП 3.03.09-2006).

по наименьшему возвышению бровки насыпи над расчётным уровнем снегового покрова (для третьего типа местности по характеру увлажнения):

hр = hбр над ур снег + Шоб*iоб

где hбр над ур снег [м] - наименьшее возвышение бровки насыпи над расчётным уровнем снегового покрова;

Шоб [м] - ширина обочины;

iоб [промилле] - уклон обочины.

Руководящая рабочая отметка 1,3 м.

Продольный профиль запроектирован в соответствии с СНиП 3.03.09-2006. Проектная линия запроектирована по обертывающей, т.к рельеф местности равнинный. В основном вся автомобильная дорога запроектирована в насыпи. Минимальный радиус выпуклой кривой соответствует 2000 м, минимальный радиус вогнутой кривой соответствует 2000 м, максимальный продольный профиль 40‰, что соответствует требованиям для дорог 2 технической категории.

3.3 Проектирование поперечных профилей

На протяжении всей дороги было запроектировано 2 типа поперечных профилей:

. Насыпь высотой от 3-х до 6 метров с заложением откосов 1:1,5; Боковые канавы (кюветы) были запроектированы в местах, где водоотвод из-за прямолинейности участка не обеспечивается.

. Насыпь высотой до 3-х метров с заложением откосов 1:4 имеет с двух сторон боковые канавы (кюветы), предназначенные для осушения дороги и отвода от нее воды. Поперечный профиль - необтекаемый.

Если грунт из выемки непригоден для устройства насыпи или по соображениям баланса земляных работ его нецелесообразно транспортировать вдоль дороги в расположенные поблизости насыпи, им уполаживают откосы земляного полотна в насыпях или заполняют расположенные вблизи выемки конкретные участки местности.

Полосу местности, выделяемую для расположения на ней дороги, разработки грунта, предназначенного для отсыпки насыпей, постройки вспомогательных сооружений и посадки зеленых насаждений называют полосой отвода.

.4 Ведомость объемов земляных работ

4. Проектирование малых искусственных сооружений

Дорога II технической категории проектируется в Жамбылской. Водопропускная труба находится на ПК 10+00 и проектируется в следующей последовательности.

4.1 Определение исходных данных

Вероятность превышения (ВП) расчетного паводка на автомобильных дорогах III технической категории 2%.

Интенсивность ливня часовой продолжительности () составляет 0,59 мм/мин.

По карте выделяются границы водосборного бассейна. Площадь водосборного бассейна рассчитывается по формуле:

км2

Длина лога измеряется по карте линейкой отдельными небольшими отрезками с последующим их суммированием и составляет:

Средний уклон лога равен:

Коэффициент приведения интенсивности ливня расчетной продолжительности () определяется, используя сведения о длине лога и среднем уклоне лога:

==5.47

.

Коэффициент, учитывающий потери стока (), принимается для черноземных почв равным 0,6.

Коэффициент редукции максимального ливневого стока , зависящий от площади водосборного бассейна F=0.12, равен 0,95.

Расчетный слой стока определяется по формуле:

Средний многолетний слой стока талых вод, с учетом коэффициента (), равен . Кроме того, к назначению высоты слоя стока для площадей водосборов засушливых районов менее 3000 км2 вводят поправочные коэффициенты. Коэффициент вариации стока  принимается с учетом поправочного коэффициента на площадь водосборного бассейна (), т.е. . Коэффициент ассиметрии () принимается для водосборных бассейнов слабопересеченного и равнинного рельефа равным . Значение функции Фостера () зависит от вероятности превышения расчетного паводка (ВП), коэффициента ассиметрии () и равен . Коэффициенты озерности (), заболоченности и залесенности () для малого водосборного бассейна равны 1 (). Коэффициент дружности половодья () и показатель степени () для данной области принимается равным: , .

4.2.  
Расчет стока ливневых вод

Максимальный расход воды от ливневых осадков с водосборного бассейна площадью до 100 км2 рассчитывается по методике МАДИ:

 м3/с

где: - интенсивность ливня часовой продолжительности, принимаемая в зависимости от ливневого района и вероятности превышения (ВП) расчетного паводка;

     - коэффициент перехода от ливня часовой продолжительности к интенсивности ливня расчетной продолжительности, определяемый на основании данных о длине лога и его уклоне;

- площадь водосборного бассейна, км2;

 - коэффициент потерь стока, зависящий от вида и характера поверхности водосборного бассейна, его площади;

 - коэффициент редукции, учитывающий неполноту стока и зависящий от площади водосборного бассейна.

Объем стока ливневых вод вычисляется по формуле:

 м3.

4.3 Расчет стока талых вод

В отдельных районах Казахстана расход стока от талых вод может оказаться больше максимального расхода от выпадения интенсивных ливней. Расчетный расход талых вод равнинных рек обычно рассчитывается по формуле Д.А. Соколовского

 м3/с

где: - расчетный слой стока талых вод той же вероятности превышения, что и ливневых вод, мм;

Так как, уклон лога соответствует 40‰, то расчет расхода воды с учетом ее аккумуляции перед трубой не нужен.

4.3.   ТЭО сравнения вариантов водопропускных труб

Выполняется сравнение вариантов водопропускных труб по общему расходу железобетона на их изготовление:

где:  - объем железобетона на оголовки, м3;

 - объем железобетона на 1 п.м. трубы, м3;

 - длина водопропускной трубы, м.

Длина водопропускной трубы рассчитывается по следующей формуле:

где:  - ширина земляного полотна, м;

 - заложение откоса насыпи, м;

 - высота насыпи, м;

 - высота насыпи над сооружением (принимается по продольному профилю);

 - уклон на участке трубы.

Уклон лога у сооружения () определяется по формуле:

=86‰

где:  - высотная отметка выше сооружения 237,94 м;

 - высотная отметка ниже сооружения 229,33 м.

м.

м.

м3.

м3.

Вывод: меньший расход, а, следовательно, и меньшую стоимость строительства будет иметь одноочковая труба диаметром 1,5 м.

При безнапорном режиме работы трубы для принятого варианта минимальная высота насыпи () составляет:

м