Методические указания по выполнению курсового проекта для студентов 4 курса специальности 21.02.08 Прикладная геодезия

Министерство образования и науки Республики Татарстан

Государственное автономное профессиональное образовательное учреждение

«Бугульминский машиностроительный техникум»

МДК.04.01. Геодезическое обеспечение проектирования, строительства и эксплуатации инженерных сооружений

Методические указания по выполнению

курсового проекта для студентов 4 курса

специальности 21.02.08

Прикладная геодезия

Бугульма, 2019 год

ОДОБРЕНО цикловой комиссией геодезических дисциплин и физической культуры Протокол №________ от «___»___________2019 г. Председатель_____Вафина В.А.	УТВЕРЖДЕНО Зам.директора по учебной работе ______________О.В. Жакупова «__»_____________2019г.

Составила: __________________ Р. Р. Чупина, преподаватель     

ГАПОУ «Бугульминский машиностроительный техникум»

Содержание

1           Цели и задачи курсового проекта		4
2           Тематика курсовых проектов		5
3    Объем проекта и сроки его выполнения 4     График выполнения курсовых проектов 5     Содержание курсового проекта	6 7 8
6     Требования к защите курсового проекта	44
7     Рекомендуемая литература	46
Приложение	48

1 Цели и задачи курсового проекта

Курсoвой прoект является завершающим этапoм изучения  профессионального модуля ПМ.04 Проведение работ по геодезическому сопровождению строительства и эксплуатации зданий и инженерных сооружений», имеет цель  привить студентам практические навыки проектирования, получения и обработки инженерно-геодезической информации o линейных инженерных сооружениях и их элементах, соблюдения проектной геометрии линейного сооружения при его строительстве и эксплуатации.

Курсовой прoект выполняется студентом самoстоятельно, при этом решаются следующие задачи:

- произвести правильный выбор инженерных изысканий в зависимости от линейного объекта строительства

- обосновать правильность  выбора системы геодезического обеспечения.

- обосновать виды геодезических работ на стадии камерального трассирования и прoектирования автомобильных дорог или oбъектов линейного сооружения

- подобрать виды геодезических работ и применить современное геодезическое оборудование.

- произвести расчетно-графические работы при разбивке пикетажа трассы и построении продольного профиля по оси трассы

- правильно оформить документацию при проектированию линейных сооружений

- развить умение пользоваться технической литературой, справочными материалами, нормативными документами, ГОСТами, каталогами.

Курсовой проект предусматривает освоение обучающимися профессиональных (ПК) и общих компетенций (ОК):

ПК 4.1. Выполнять проектирование и производство геодезических изысканий объектов строительства.

ПК 4.4. Выполнять геодезические изыскательские работы, полевое и камеральное трассирование линейных сооружений, вертикальную планировку.

         ОК2. Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество.

        ОК.4. Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития

         ОК 5. Использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности.

         ОК 8. Самостоятельно определять задачи профессионального и личностного развития, заниматься самообразованием, осознанно планировать повышение квалификации

Курсовой проект является основополагающим в подготовке студента к выполнению дипломного проекта.

2        Тематика курсовых проектов

Темой проекта является  камеральное трассирование и проектирование линейного сооружения (автомобильных дорог, железнодорожных дорог, трассы трубопровода, нефтепровода, водопровода), камеральное трассирование реконструкции автомобильных дорог.

Задание на курсовое проектирование выдается руководителем проекта.

При разработке  проекта используется материал геодезических работ  района, где студенты проходят производственную практику.

Для разработки проекта студент использует рекомендации предприятия, применяя новейшее геодезическое оборудование, обеспечивающие  высокую  эффективность производства и качества. В некоторых случаях задание на проектирование может быть выдано по материалам, имеющимся в техникуме.

Допускается выполнение комплексных проектов, когда в работе принимают участие несколько студентов. При этом строго определяются содержание и объем работы каждого студента.

Пояснительная записка к курсовой работе должна содержать титульный лист, реферат, содержание, введение, основную часть, заключение, список использованной литературы и приложение. Титульный лист является первой страницей пояснительной записки курсовой работы.

       Содержание включает наименование всех разделов, подразделов, пунктов с указанием страниц, на которых размещается их начало.

В основную часть курсовой работы должны входить следующие разделы:

Введение                                                                                                        

1. Общая  часть                                                                                                       

2. План трассы                                                                                                       

3. Продольный профиль                                                                                       

4. Искусственные сооружения                                                                                                                                   

5. Земляное полотно                                                                                             

6. Охран окружающей среды                                       

Список литературы                                                                                               

3     Объем проекта и сроки его выполнения

Проект состоит из расчетно-пояснительной записки в объёме 40-50 страниц, размером 210x297,5 мм, 4 листов графического материала, формата А1 по ГОСТу 2.301-80 (594x841) и топографической карты. В курсовом проекте допускается оформлять графическую часть с использованием компьютерной графике –AutoCAD.

Основным документом проекта служит расчетно-пояснительная записка. Графические листы служат иллюстрацией к расчетно-пояснительной записке.

Выполнение курсового проекта производится в соответствии с заданием. Задание на проектирование выдается руководителем проекта по установленной форме и утверждается заместителем директора по учебной работе.

Работа над проектом ведется в определенной последовательности в соответствии с графиком курсового проектирования (таблица 1).

4  График выполнения курсовых проектов

Таблица 1

№ п/ п	Наименование раздела расчетно-пояснительной записки	Графическая часть проекта	Дата завершения	Процент выполнения этапа к общему объему	Процент выполнения проекта в нарастающем итоге
1	Получение задания, постановка задачи проектирования
2	Общая часть: Характеристика района проектирования;                                                         Технико-экономическая характеристика проектируемой автодороги	Топографическая карта		5%	5%
3	Основная часть (теоретическое  и расчетное обоснование): План трассы:                                                                                                       Описание вариантов трассы дороги;                                                             Расчет прямых и кривых в плане;                                                                   Сравнение вариантов трассы дороги	Топографическая карта Построение плана  разбивки трассы  Программа «TopoСad-14», «AutoCad-10», «AutoCad-14»		20%	25%
4	Основная часть (теоретическое  и расчетное обоснование): Искусственные сооружения:                                                                             Расчет водопропускной трубы  на ПК  +	Построение вставки искусственного сооружения   на продольном профиле Программа «TopoСad-14», «AutoCad-10», «AutoCad-14»		20%	45%
5	Основная часть (теоретическое  и расчетное обоснование): Продольный профиль:                                                                                        Ведомость отметок поверхности земли по оси трассы дороги;                    Описание проектной линии.                                                                             Расчет вертикальной кривой	Построение продольного профиля. Программа «TopoСad-14», «AutoCad-10» ,«AutoCad-14»		20%	65%
6	Основная часть (теоретическое  и расчетное обоснование): Земляное полотно   и    обустройство дороги:                                                                                                                                                                                 Поперечные профили земляного полотна	Построение поперечного  профиля.  Программа «TopoСad-14», «AutoCad-10», «AutoCad-14»		15%	85%
7	Расчет объема земляных работ			15%	95%
8	Экологическое обоснование проекта			5%	100%
9	Защита курсового проекта

5  Содержание курсового проекта

Расчётно-пояснительная записка

Введение

Введение должно содержать три смысловых раздела. Сначала описываются современные достижения науки и техники в области проектирования автомобильных дорог, железнодорожных дорог, трассы трубопровода, нефтепровода, водопровода, методов повышения его прочности и устойчивости, прогрессивных приёмов технологии сооружения  дорожного полотна и организации производства работ.

Затем формулируются цель курсовой работы и задачи, решение которых необходимо для достижения поставленной цели, обеспечения надежности автомобильной дороги в процессе эксплуатации. В заключении приводится перечень основных нормативных документов (СНиП, ВСН, ГОСТ), на основании которых решаются отдельные вопросы курсовой работы.

1.Общая часть

1.1  Характеристика района проектирования                                                         

В этом разделе необходимо дать краткое описание географического положения и природных условий района проекти­рования дороги (район проектирования приводится для каждого студента в задании к курсовому проекту).

Климат. Приводятся общие климатические характеристики, максимальная и минимальная температуры воздуха, глу­бина промерзания грунтов, строятся розы ветров по повторяемости и скорости ветра для осенне-зимнего периодов, указыва­ется дорожно-климатическая зона и т.п.

Характеристику природных условий можно найти в [1,10, 12].

Рельеф местности. По выданной топографической карте дается характеристика рельефа района проектирования доро­ги, устанавливаются высотные препятствия, низменности и т.п. с целью выбора наиболее целесообразного направления трассы дороги, при котором удастся проложить трассу дороги, как можно ближе к «воздушной линии» с минимальными объемами земляных работ и искусственных сооружений.

Грунтово-геологическое строение местности. На основании задания к курсовому проекту и топографической карте необходимо описать типы грунтов, наличие оползней, устойчивость склонов и т.п.

Гидрологические условия. По карте следует установить наличие заболоченных участков, места постоянно действующих водотоков, участки с необеспеченным поверхностным стоком, глубину залегания грунтовых вод и т.п.

Растительность. Необходимо указать наличие лесов, парков, земель, занятых ценными угодьями, оценить их с точки зрения обеспечения видимости, снегозащитной роли и охраны окружающей среды.

Дорожно-строительные материалы. Следует описать обеспеченность местными дорожно-строительными материала­ми, которые необходимо использовать при строительстве автомобильной дороги (устройстве земляного полотна, дорожной одежды, искусственных сооружений). При отсутствии таких материалов в районе строительства дороги указывается наличие их месторождений в соседних областях.

1.2 Технико-экономическая характеристика проектируемой автодороги      

Установление класса и технической категории дороги

Перед тем, как установить техническую категорию проектируемой дороги, необходимо в соответствии с типами авто­мобилей (указаны в задании) установить их марки и показатели техническо-эксплуатационных характеристик  [1].

В соответствии с исходными данными об интенсивности и составе движения в перспективе на 20 лет, приведенными в задании к курсовому проекту, необходимо установить техническую категорию проектируемой дороги. Для этого, согласно [1], следует вычислить расчетную интенсивность движения, приведенную к легковому автомобилю по формуле

N _p = N₁ K₁   +  N₂ K₂ +…..+  N_n K_n ,   прив. ед/сут  (1)

Где:  N_{1 ,}N_2,…N_n— заданная перспективная интенсивность движения отдельных типов автомобилей, авт./сут;

К_1, К₂,…К_n— коэффициенты приведения отдельных типов автомобилей к легковому [1, табл. 2].

По полученному значению     N _pприв. по [1, табл. 1 и 11, табл. 1 ] определяется класс и техническая категория проектируемой ав­томобильной дороги.

Определение ширины проезжей части с обоснованием необходимого числа полос движения

Ширина полосы движения

 

Рисунок 1 - Ширина полосы движения

 (2)

где а – ширина кузова автомобиля, 1÷2,5м;

 с – ширина колес (между внешними гранями задних колес), 1,3÷1,8м;

Х – безопасный зазор между кузовами встречных автомобилей (Х=0,85);

У– расстояние от внешней грани колеса до кромки проезжей части, м;

 V_рас - расчетная скорость, км/час;

  (3)

Необходимое число полос движения определяется по формуле

n =  (4)

где    n – количество полос движения, шт;

- перспективная  (20лет) интенсивность движения, авт/час;

Е   - коэффициент неравномерности работы автодороги, 1

Z   - уровень загрузки полосы движения, зависит от принятых      

условий (0,2 – легкие условия; 0,4 – нормальные; 0,8 – тяжелые)

K  - коэффициент наличия негабаритных грузов, 1,1÷1,2.

Общая ширина земляного полотна определяется по формуле:

а) для дорог II, III, IV

В_зп=2В_об+В_пч  (5)

 где   В_зп  - ширина земляного полотна, м;

В_об - ширина обочины, для данной категории, м;

 В_разд - ширина разделительной полосы по [9], м;

В_пч  - ширина проезжей части, м;

В_пч = nb_пол (6)

где       n - количество полос;

b_пол- ширина полосы, м, см. формулу (1)

Расстояния видимости на проектируемой автомобильной дороге

В настоящее время в теории проектирования автомобильных дорог приняты три схемы видимости:

1) остановка автомобиля перед препятствием;

2) торможение двух автомобилей, двигающихся на­встречу друг другу;

3) обгон легковым автомобилем грузового ав­томобиля при наличии встречного движения.

Расчет выполняем для схемы 1(остановка автомобиля перед препятствием)   и определяем S_1.

Расчет выполняем  для горизонтального участка дороги по формуле:

 (7)

где    v — скорость наиболее скоростного легкового автомобиля, км/ч;

 К_э — коэффициент, учитывающий эффективность действия тормозов, значе­ния которого для легковых автомобилей и грузовых на их базе при­нимаются равными  1,3, а для грузовых автомобилей, автопоездов и автобусов — 1,85; — коэффициент продольного сцепления при торможении на чистых по­крытиях, принимаемый- 0,50;

lз.б — зазор безопасности, принимаемый - 5 м.

Расчет выполняем для схемы 2 (торможение двух автомобилей, двигающихся на­встречу друг другу) и определяем .

При расчете учитывается расстояние видимости равно сумме тормозных путей автомобилей, двигающихся навстречу друг другу по одной полосе движения, двух расстоянии, которые пройдут автомобили за вре­мя реакции водителей и зазора безопасности между остановивши­мися автомобилями.

Расчет ведем из предположения, что скорости автомобилей одинаковы, участок дороги горизонтальный и коэффи­циенты, учитывающие эффективность действия тормозов, одинако­вы и равны 1,3

  (8)

где:  V_л - скорость легко­вой автомобиль, с учетом обгона грузового автомобиля, км/ч.

Расчет выполняем для схемы 3(обгон легковым автомобилем грузового ав­томобиля при наличии встречного движения) и определяем  S₃.

 Расстояние видимости из условия обгона определяется по формуле:

  (9)

где: L₁ - расстояние между лег­ковым и грузовым автомобилями в момент начала заезда на поло­су встречного движения, м;

L₂ – расстояние  торможения до полной остановки  с учетом расстояния безопасности -5м;

L₃-расстояние за период обгона, м;

Величины L₁, L_2, L₃ являются расчётными и вычисляются последующим формулам:

     (10)

   (11)

             (12)

где:  — длина грузового автомобиля, принимаем -3 м.

- скорость легко­вого автомобиля, км/ч;

- скорость грузового  автомобиля, км/ч;

, скорость движения встречного авто­мобиля, км/ч;

- расстояние между лег­ковым и грузовым автомобилями в момент начала заезда на поло­су встречного движения, м;

- расстояние торможения  до полной остановки, м.

-являются расчетным величинами, рассчитываются по формулам:

       (13)

  =                               (14)

Расчет наименьших  радиусов кривых в плане и продольном профиле проектируемой автомобильной дороги.

 В данном разделе расчитыаются кривые в плане и кривые  в продольном профиле.

Кривые в плане

 Наименьший радиус кривой в плане расчтывается по формуле:

                                        (15)

где    — расчетная скорость движения, км/ч;

         — коэффициент поперечной силы;

         — поперечный уклон проезжей части  (для цементобетонных и асфальтобе­тонных ровных покрытий =0,02);

        - наименьший радиус кривой в плане, м

    При расчете наименьших радиусов в плане рассматри­вают движение автомобиля по мокрому чистому покрытию. При этом коэффициент поперечного сцепления принимают в качестве основного критерия.

Формула радиуса кривых  в плане имеет вид:

                                    (16)

За  расчетное значение коэффициента   поперечного   сцепления принимают =0,050,10

С учетом гололедов рассчитывается радиус виража по формуле:

                             (17)

Радиус виража  в случаи гололедов вычисляется с учетом поперечного уклона равного 40‰ и  величиной коэффициента поперечного сцепления равного 0,16.

  Радиус, при котором ви­димость поверхности проезжей части будет соответствовать расчет­ному расстоянию видимости, вычисляется по формуле:

                                      (18)

где:  — расстояние  видимости   поверхности  дороги,   определяемое    по  формуле,  м;

  — угол расхождения пучка света фар, градусы ( = 2°).

  - радиус, при котором ви­димость поверхности проезжей части будет соответствовать расчет­ному расстоянию видимости, м.

   В случае  применения  сопряженных обратных круговых  кривых наименьших радиусов между концом одной кривой и началом со­седней с ней кривой обратного направления необходима прямая вставка, длина которой не должна быть меньше длины отгона ви­ража и длины переходной кривой.

   Длину отгона виража определяем в зависимости от ширины про­езжей части b, поперечного уклона виража  и дополнительного уклона , возникающего при подъеме наружной кромки проезжей части над проектным уклоном при отгоне виража:

                                 ( 18)

   При расчете учитывается  категория автомобильной дороги для подбора величин b,,.

   Длина переходной кривой определяется по формуле:

                                     (19)

где υ — расчетная скорость движения, км/ч;

I— нарастание центробежного ускорения при движении автомобиля на уча­стке переходной            кривой (принимаем равным 0,5 м/с³);   

R — наименьший радиус кривой, м;

 длина переходной кривой, м.

   Для полученного значения переходной кривой и минимального радиуса кривого в плане вычисляем параметр переходного кривого:

                               (20)

  Вычисляем минимально допустимое значением параметра переходного кривого по формуле:

                                  (21)

 Сравнивая  значение  А и , выбираем окончательную величину параметра переходного кривого, по принципу большей величины.

Кривые  в продольном профиле

 Радиус вертикальных выпуклых кривых определяем из условия обеспечения видимости поверхности дорожного покрытия:

                                          (22)

 где S₁— расстояние  видимости   поверхности  дороги  м;

        d — высота глаза водителя легкового автомобиля над поверхностью дорога (d=l,2 м);

      - радиус вертикальных выпуклых кривых, м.

   Радиус вертикальных вогнутых  кривых  определяем из условия обеспечения видимости поверхности проезжей части дороги, так как фары автомобиля на вогнутых кривых малых радиусов освещают поверхность покрытия лишь вблизи автомобиля и необходимое расстояние видимости может быть не обеспечено:

                          (23)

где S₁— расстояние видимости поверхности покрытия, м;

       h_ф— высота  фар легкового автомобиля  над поверхностью проезжей части  (h_ф = 0,75 м);

        α— угол рассеивания пучка света фар (=2°).

 Радиус вертикаль­ных кривых определяют  с учетом  самочувствие пассажира и перегрузки рес­сор.

   С учетом приведенных требований величину радиуса вертикаль­ных кривых определяем из выражения

                                (24)

где υ- расчётная скорость движения, км/ч5;

 радиус вертикаль­ных кривых, м.

  Технические нормативы автомобильной дороги   сводятся в таблицу -1 

Таблица 1  -   Технико – эксплуатационные показатели дороги

№ п/п	Параметры дороги	Единицы измерения	Показатель
			По ГОСТ	По расчету	Принимаем
1	2	3	4	5	6
1	Расчетная интенсивность движения	авт./сут
2	Основная расчетная скорость	км./час.
3	То же, допустимая на трудных участках	км./час.
4	Число полос движения	шт.
5	Ширина полос движения	м.
6	Ширина проезжей части	м
7	Ширина обочины	м
8	Наименьшая ширина укрепленной полосы обочины	м
9	Ширина земляного полотна	м
10	Наибольшие продольные уклоны основные	%
11	Наименьшие радиус кривых в плане	м
12	Наименьший радиус в продольном профиле: Выпуклых кривых	м
	Вогнутых кривых из условия видимости в ночное время	м
	Вогнутых кривых из условия ограничения перегрузки рессор	м
13	Расстояние видимости:	м
	поверхности дороги
	встречного автомобиля
	боковой

2. План трассы

В соответствии с заданием на карте даны 2 точки – начальная и конечная, между которыми должна быть запроектирована дорога. Прямая, соединяющая заданные точки, называется воздушной линией и является кратчайшим расстоянием между ними. По направлению воздушной линии встречаются естественные препятствия, которые целесообразно по техническим и экономическим соображениям обойти или пересечь в наиболее удобном месте. По воздушной линии трассирование невозможно, так как встречаются высотные и контурные препятствия. К контурным препятствиям относятся населенные пункты, имеющие границы перспективного развития, озера и болота, заповедники, особо ценные угодья. К высотным препятствиям относят холмы, горные хребты, котловины.

Положение дроги на местности первоначально прокладываем в виде ломаной линии. Изменение направления трассы определяем углом поворота, измеряем между продолжением предыдущего направления трассы и её новым направлением. Величину каждого угла поворота альфа измеряем с помощью транспортира. В курсовом проекте на карте с горизонталями необходимо между заданными пунктами запроектировано два  обходных варианта трассы, относительно воздушной линии.

      Трассу дороги следует проектировать как плавную линию в пространстве,

взаимно увязывая элементы плана, продольного и поперечного профилей между собой и с прилегающей местностью. 

       Трасса должна удовлетворять условиям наименьшего ограничения и изменения скорости, обеспечения требований удобства и безопасности движения, хорошо вписываться в окружающий ландшафт местности и отвечать требованиям охраны окружающей среды.

К плану трассы предъявляются следующие основные требования:

− трассу дороги следует проектировать кратчайшей по длине, как можно ближе к воздушной лини с наименьшими объемами земляных работ и соблюдением норм проектирования;

− пересечение трассой железных дорог следует проектировать преимущественно на прямых участках, угол между пересекающимися дорогами не должен превышать 60°;

− пересечения и примыкания автомобильных дорог в одном уровне, а также

пересечения трассой дороги водотоков рекомендуется выполнять под углом,

близким к прямому;

− промежуточные населенные пункты дороги I – III категории обходят на

расстоянии не ближе 200 м от границы застройки с устройством подъездных дорог, дороги IV–V категорий желательно пропускать через населенные пункты;

− под дорогу следует использовать худшие с точки зрения сельского хозяйства земли;

− болота дорогами высоких категорий обходить не следует;

Методы нанесения трассы автомобильной дороги

Существует два метода нанесения трассы автомобильной дороги:

1.Метод гибкой линейки (клотоидное трассирование)

2.Традиционный метод (полигонное трассирование)

В курсовом проектировании применяется полигонное трассирование, которое выполняется в следующей последовательности:

− на карте соединяются начальная и конечная точки трассы дороги по прямой -  воздушной линии;

− намечаются  контрольные точки  (места обхода трассой дороги контурных и высотных препятствий, пересечения водоемов, существующих автомобильных и железных дорог);

− по предлагаемым направлениям трасс выявляются определяющие элементы рельефа и ситуации (лесные массивы, водные поверхности, сады, населенные пункты и т.п.);

− по каждому из вариантов прокладывается ось трассы в виде ломаной линии, последовательно нумеруются углы поворота вдоль трассы и измеряются с помощью транспортира, в точках перелома трассы дороги вписываются кривые максимального по возможности радиуса, производится разбивка трассы на пикеты и километры;

− составляется ведомость углов поворота, прямых и кривых (Приложение).

         На топографической карте должны быть нанесены варианты трассы с

пикетажной и километровой разбивкой. Выбранный вариант трассы принимается для дальнейшего проектирования и оформляется на карте красным цветом, отклоненный вариант – черным.                                                       

2.1 Описание вариантов трассы дороги

  Описание вариантов трассы дороги представляет краткую характеристику воздушной линии и намеченных вариантов плана трассы.

В качестве примера рассмотрим описание вариантов трассы предложенного на рисунке …..

Так, для рассматриваемого примера  описание может быть представлено в  следующем виде.                                                                             •

Воздушная линия между точками А и Б пересекает р. Наумку , расположена  на участке значительного затопления паводковыми водами, лесной массив и заболоченный участок с длительно стоящей поверхност­ной водой. Прокладка трассы по воздушной линии нецелесообразна. Намечаем два варианта трассы.

I вариант. Трасса проложена традиционным методом. Имеет три угла поворота. Первый угол на  ПК 14- 20 принят с целью пересечения р. Наумки под прямым углом и проложения трассы через лес­ной массив по существующей просеке. Последующие два угла по­ворота приняты из условия проложения трассы по наиболее спокойному рельефу местности.

На  ПК1 + 55, ПК 8 + 75, ПК 40 + 60 трасса пересекает суходолы. На участках  ПК1 — ПК 6 и  ПК9—ПК17 трасса проходит по пахотным землям. Длина I варианта 4180 м.

 II вариант. Трасса проложена методом клотоидного трассирования. Имеет три угла поворота, в которые вписаны по шаблонам сим­метричные биклотоиды с параметрами   А₁ = Л₂ = 650; 700; 500.

 На  ПК 8,  ПК37 и ПК 40 трасса пересекает суходолы, на участке  ПК 0-ПК7 проходит по пахотным землям. Длина II варианта 170 м.

План трассы (учебная карта) находится вприложении А

2.2 Расчёт прямых и кривых в плане

Автодорога  обычно  состоит  из  ряда  прямых  участков, сопряженных  кривыми,  обеспечивающими  плавный  переход  автомобилей  с  одной  прямой  на  другую, с учетом радиуса кривизны.  Изменение  направления  трассы  характеризуется  углом  поворота,  который  образуется  продолжением  первоначального  направления  трассы  и  ее  новым  направлением.

Рисунок 2 - План разбивки трассы

Рисунок 3 -  Определение углов поворота по трассе.

Основные  элементы  трассы:

  ВУ - вершина  угла  поворота (ВУ),R   - радиус  кривой, К  - длина  кривой,

Т – тангенс – длина  касательной  или  расстояние  от  начала  до  конца  кривой  до  вершины  угла  поворота, Б – биссектриса – расстояние  от  вершины  угла  поворота  до  середины  кривой (СК), Д – домер – разница  между  длиной  двух  касательных  и  кривой, НК – начало  кривой, СК – середина  кривой, КК – конец  кривой.

Основные элементы трассы обозначаются  на топографической карте  на двух обходных  вариантах трассы, надписи осуществляются черной пастой, каллиграфическим подчерком.

Порядок расчета прямых и кривых в плане

Определение  кривых

1.Определим транспортиром величину угла поворота ВУ №1, назначаем величину радиуса закругления R, исходя из условий рельефа местности и с учетом категории дороги.

2. Установим по таблицам ( Митина) величины параметров круговой кривой - тангенса Т, домера Д и биссектрисы Б для принятого радиуса.

 3.Расчтываем переходные кривые, их следует предусматривать на автомобильных дорогах при радиусах кривых в плане менее 2000 м.

4. Спроектируем  кривые  в следующей последовательности:

− по радиусу кривой R определяются элементы переходной кривой 2 β, t,

ρ, L по таблицам Митина [1]

5. Проведем проверку для  возможности разбивки переходных кривых,

т.е. должно соблюдаться условие α ≥ 2 β, если α < 2 β, то необходимо

увеличить радиус R или уменьшить длину переходной кривой L.

6. Проведем  проверку для величины сдвижки круговой кривой:

если  ρ ≥ 0,01 R, следует принять новый радиус круговой кривой R1 = R + ρ и определить новые элементы круговой кривой Т и Б.

7. Вычислим  угол γ = α - 2 β.

8.Определим длину сокращенной кривой по таблицам с учетом коэффициента пересчета радиусов;

 9. Определим пикетажное значение главных точек закругления - начало Н3 и конец КЗ  закругления, учитывая номер угла по формулам:

начало закругления             НЗ= ВУ – (Т+ t)                     (25)

начало круговой кривой     НКК = НЗ+ L                      (26)

конец круговой кривой       ККК =КЗ – L                       (27)

конец закругления               КЗ = НЗ + Кп                      (28)

10. Определим геометрическое положение точки начала кривой НЗ на трассе,  отложив от вершины угла поворота ВУ величину тангенса Тп назад по ходу пикетажа, а положение точки конца кривой КЗ – вперед по ходу трассы.

11.Раставим пропущенные пикеты в пределах закругления  по кривой с учетом масштаба карты.

 Аналогично определяются пикетажные значения остальных закруглений.

Параметры главных точек закругления указаны на рисунке

Рисунок 4 -     Параметры  главных точек закругления

Определение расстояния между вершинами углов. Определение длины

прямых участков и их направления.

Определяем данные о прямых участках трассы в следующей последовательности:

1.Определим  расстояние между вершинами углов поворота (S) - это расстояние от начала трассы (также условно рассматриваемое как вершина) до вершины первого угла поворота ВУ № 1 фактически равно пикетажному положению ее.

2.  Определим расстояние между первым ВУ № 1 и второй вершинами ВУ № 2 или между последующими вершинами.

Это расстояние равно разности между их пикетажным положением плюс домер Д на предыдущей кривой.

3. Определим  длины прямых вставок  (Пр) - это длина первого прямого участка от начала трассы НТ до начала первого закругления НЗ1  и  равна пикетажному положению.

4.  Определим длину прямых вставок между закруглениями – это разность пикетажного положения начала последующего закругления и конца предыдущего.

5.Определим длину последней прямой вставки (Пр4), которая  равна разности между пикетажным положением конца трассы КТ и положением конца последней кривой К3.

6.Определим румб начальной прямой.  Румб начальной кривой определяем по карте, считая вертикальный край карты направлением магнитной стрелки север—юг. Измеренный транспортиром угол между линией, проведенной параллельно указанному направлению (север—юг) и направлением первого прямого участка трассы записываем в графу ведомости углов. Румбы последующих прямых определяем по румбу предыдущей прямой и углу поворота.

2.3 Ведомость прямых и кривых в плане.

При  проектировании плана трассы для намеченных на  карте вариантов определяют величины всех элементов, которые заносят в ведомость углов поворота прямых и кривых (приложение).

Чтобы заполнить графы ведомости  прямых и кривых, необходимо: определить пикетажное положение вершин углов  поворотов, рассчитать закругления – определить элементы круговых и переходных кривых, установить пикетажное положение главных точек закруглений, определить длину прямых   участков и их направление, определить расстояние между вершинами углов.

Порядок заполнения ведомости  прямых и кривых в плане

1. Все исходные и полученные в результате расчетов данные о проектируемых закруглениях заносим в графы (1—30) ведомости прямых и кривых (приложение).

2.Определяем данные о прямых участках трассы, которые необходимо внести в соответствующие графы (31—34) той же ведомости.

3.Расстояние от начала трассы (также условно рассматриваемое как вершина) до вершины первого угла поворота ВУ № 1 заносим в 31-ю графу ведомости.

4.Длины прямых вставок  Пр 1 заносим в 32-ю графу ведомости.

5.Измеренный транспортиром угол между линией, проведенной параллельно 6.указанному направлению (север—юг) и направлением первого прямого участка трассы записываем в 33,34 графы  ведомости.

Заполнив ведомость прямых и кривых выполняем  проверку правильности составления ведомости.

Проверка правильности составления ведомости прямых и кривых  

После заполнения ведомости суммируют данные граф 5, 6, 8, 14, 19, 20, 21, 31 и 32 и производят трехкратную проверку.

1. Сумма прямых вставок (Пр графа 32), а также круговых и переходных кривых (ΣКп графа 19) равна длине трассы С.

ΣКп + Σ Пр = С                       (29)

2. Разность между суммой расстояний между вершинами (ΣS графа 31) и суммой домеров (ΣДп графа 21) равна длине трассы С.

ΣS – ΣДп = С                         (30)

3. Разность между удвоенной суммой тангенсов (Σ(Т+1) графа 20) и суммой длин закруглений (ΣКп графа 19) равна сумме домеров (ΣДп колонка 21):

2 * Σ(Т+1) – ΣКп = ΣДп       (31)

2.4 Сравнение вариантов трассы дороги                                                            

В пояснительной записке дается краткое техническое описание каждого и

вариантов трассы с обоснованием (приводятся соображения по выбору радиусов закруглений, мест перехода через овраги, водные препятствия, пересечений железных и автомобильных дорог, обхода населенных пунктов и т.д.). Дается сравнение вариантов трассы по технико-эксплуатационным показателям в форме таблицы  (2)

Таблица 2- Технико-эксплуатационные показатели вариантов трассы

№ п./п	Наименование показателя	Ед. измерения	Значения показателей  по вариантам		Преимущества и недостатки вариантов
			1 вариант	2 вариант	1 вариант		2 вариант
1	Длина трассы	м
2	Коэффициент удлинения трассы	-
3	Количество углов поворота	шт
4	Средняя величина углов поворота	град
5	Наименьший радиус кривой в плане	м
6	Средняя величина радиусов кривых в плане	м
7	Средняя протяженность участков:	м
	лесов
	болот
	оврагов
	населенных пунктов
8	Количество искусственных сооружений:	шт
	труб
	мостов
9	Количество пересечений с дорогами в одном уровне:	шт
	с автомобильными
	с железными
10	Количество пересечений с дорогами в разных уровнях:	шт
	с автомобильными
	с железными

Коэффициент удлинения трассы характеризуется отношением фактической

длины к длине трассы по воздушной линии.  По результатам сравнения эксплуатационно-технических показателей выбирают преимущественный  вариант дороги (вариант имеющий больше  плюсов  по эксплуатационно-техническим показателям).

         Выбранный вариант, является исходным для проектирования продольного профиля.

Выбранный вариант трассы на карте изображаем красным цветом, а отклоненный – черным.

4.Продольный профиль

Продольный профиль автомобильных дорог вычерчивают на миллиметровой бумаге, высота которого - 420 мм, а высота рамки - 410 мм. В случае равнинного рельефа применяют чертежный лист высотой 297 мм и рамкой высотой 287 мм. Длина чертежа: рамка (2 см) + боковик (7,5 см)+ длина трассы (количество ПК • 2 см)+ штамп чертежа. Порядок выполнения чертежа следующий.

      1.Вычерчивают сетку продольного профиля. Ее размещают на листе так, чтобы правая и верхняя границы боковика совпадали с жирной линией на миллиметровой бумаге. Размеры боковика приведены на профиле (приложение).

Продольный профиль вычерчивают в следующих масштабах: горизонтальный - 1:5000; вертикальный - 1:500; вертикальный масштаб для грунтового разреза - 1:100.

      2.Далее заполняют графу «Расстояние,(м)». Ее разбивают вертикальными линиями на пикеты (по 2 см). Положение плюсовых точек обозначают также вертикальными линиями. В графе указывают расстояние между точками перелома фактической поверхности земли. Высота всех цифр на чертеже и в графах сетки составляет 3 мм.

       3.В графе «Пикет, элементы плана, километры» размещают номера пикетов. Их полные значения записывают только на километровых пикетах. У остальных приводят только последнюю цифру. Обозначение и размеры указателя километров даны в приложении.

         4.Далее в графе «План трассы» строят план трассы. План трассы наносят сплошной жирной линией толщиной 0,5 мм. Кривые показывают горизонтальными линиями, смещенными вверх при повороте направо и вниз при повороте налево.

Начало и конец первой наклонной линии должны соответствовать началу закругления и началу круговой кривой, второй наклонной линии - концу круговой кривой и концу закругления соответственно.

На плане указывают величины углов поворота и радиусов закругления, длины прямолинейных участков и их румбы. В этой же графе изображают ситуацию местности в пределах полосы отвода (100 м в обе стороны от оси дороги).

       5.В графу. «Отметки поверхности земли,(м)» записывают отметки земли, округленные до сотых долей, т.е. до сантиметра.

       6.Далее выбирают условный горизонт. Условный горизонт выбирают так, чтобы от линии земли оставалось не менее 8-10 см до верхнего края рамки и не менее 8-10 см до сетки продольного профиля. Таким образом, исходя из высоты чертежа и рамки, а также вышеуказанных требований, следует, что линия земли должна располагаться в полосе шириной не более 10 см. При больших перепадах высот условный горизонт меняют по длине дороги.

Выясним, в каком случае необходимо устраивать несколько условных горизонтов. Сначала в ведомости отметок земли находим значения самой высокой H_max и самой низкой H_min отметок. С учетом того что линия земли должна находиться в полосе 10 см, а масштаб по вертикали 1:500, следует, что превышение между H_max и H_min должно быть не более 50 м.

 Если H_max - H_min > 50 м, то принимают два или более условных горизонта, разбивая профиль на участки и вертикально смещая одну часть профиля относительно другой. Профиль разбивается на участки, в пределах которых разность отметок не превышает 50 м.

Первый условный горизонт (УГ) записывают над верхней линией боковика сетки, последующие - над верхней линией сетки перед смещённым участком профиля

7.Строят продольный профиль земли по оси дороги, используя данные таблица 4  «Ведомость отметок поверхности земли по оси трассы дороги».

Параллельно ему, ниже на 2 см, вычерчивают верхнюю границу грунтового профиля. Они показываются сплошной тонкой линией толщиной 0,25 мм.

8.В графе «Инженерно-геологическая характеристика» указывают номер типа. Тип местности определяют по карте. По условиям увлажнения верхней толщи грунтов различают три типа местности: 1 - сухие участки, на которых поверхностный сток воды обеспечен; 2 - сырые участки с избыточным увлажнением в отдельные периоды года; 3 - мокрые участки с постоянным избыточным увлажнением. Тип местности определяют по карте. На протяжении трассы он может меняться.

 9. В графе «Уклон, %%, вертикальная кривая, м» — элементы проектной линии: вертикальные кривые, прямые, привязки к пикетам в местах переломов проектной линии и нулевых точек вертикальных кривых; числовые значения радиусов и уклонов касательных в точках сопряжения элементов проектной линии; длины прямых и кривых;

10. Над боковиком продольного профиля помещают таблицу с наименованиями грунтов. Ее форма и размеры приведены на рис……. Число строк в таблице зависит от количества грунтовых слоев, обнаруженных при изысканиях в районе проложения будущей дороги.

Грунтовый разрез трассы выполняется по данным инженерно-геологических обследований. Шурфы и скважины закладывают в пределах придорожной полосы шириной до 200 м. Шурфы - это вертикальные выработки сечением 1,2 - 2 м. Они более трудоемки, чем скважины, но позволяют детальнее исследовать грунт. Скважины имеют диаметр 50, 60, 78 и 89 мм. Их бурят в местах предполагаемого строительства искусственных сооружений, на участках глубоких выемок, под высокими насыпями.

Глубина скважин в выемках должна быть не менее глубины промерзания, откладываемой от отметки оси дороги. Скважины под высокими насыпями закладываются на величину активной зоны, т.е. в среднем на 3-4 м. Глубина скважин у труб и малых мостов составляет 5-10 м. На 1 км трассы устраивают не менее 3 шурфов или скважин. Под высокими насыпями скважины бурят через 50-100 м, в глубоких выемках - через 100-150 м, но не менее двух на одну выемку. У малых искусственных сооружений закладывают одну скважину, у больших и средних мостов количество скважин зависит от типа фундамента опор (не менее 2-3 скважин).

Шурфы и скважины вычерчивают шириной 4 и 2 мм соответственно. Если скважина не помещается полностью на грунтовом разрезе дороги, то ее показывают с разрывом. Справа на уровне низа шурфа или скважины пишут значение глубины их заложения. В колонках шурфов и скважин при помощи условных обозначений указывают влажность и консистенцию грунтов – рис..

а	—	б		в			г

Рисунок 5 - Влажность и консистенция грунтов в шурфах и скважинах:

а - маловлажные песчаные или твердые и полутвердые глинистые грунты;

б - влажные песчаные или тугопластичные глинистые грунты;

в - влажные песчаные или мягкопластичные глинистые грунты;

г - водонасыщенные песчаные или текучепластичные и водонасыщенные глинистые

Между шурфами и скважинами проводят тонкие линии, показывающие границы залегания грунтов. Справа, на уровне нижней границы слоя грунта, пишут значение глубины его залегания. Низы шурфов и скважин соединяют прямыми тонкими линиями, под которыми, а также выше грунтового разреза проводят сплошные линии ординат пикетов и плюсовых точек. Слои грунтов обозначают условными номерами в кружках диаметром 5-7 мм.

 В графы таблицы, форма и размеры которой приведены на рис…., заносят условные номера и наименования грунтов, а также группы - обозначения, принятые в соответствии с классификацией грунтов по трудности разработки.

Таблица 3- Наименьшее возвышение поверхности покрытия в зависимости от грунта рабочего слоя и дорожно-климатической зоны

Грунт рабочего слоя	Наименьшее возвышение поверхности покрытия, м, в пределах дорожно- климатической зоны
	II	III	IV	V
Песок мелкий, супесь легкая крупная, супесь  легкая	11 0,9	09 0,7	0,75 0,55	05 0,3
Песок пылеватый, супесь пылеватая	15	12	11	08
	1,2	1,0	0,8	0,5
Суглинок легкий, суглинок тяжелый,	22	18	15	11
глина	1,6	1,4	1,1	0,8
Супесь тяжелая пылеватая, суглинок легкий	2,4	21	18	12
пылеватый, суглинок тяжелый пылеватый	1,8	1,5	1,3	0,8

Номер грунта	Группа грунта	Наименование грунта	10
			10
15	15	35
65

Рисунок 6. – Форма для надписей  наименование грунтов

Проектная линия, которую часто называют "красной линией", соответствует отметкам бровки оси дороги. Она представляет собой плавную линию, состоящую из прямолинейных участков и вертикальных кривых.

Разность между отметкой по бровке земляного полотна и отметкой поверхности земли по оси дороги называется рабочей отметкой и является высотой насыпи или глубиной выемки. Прежде чем приступить к нанесению линии, устанавливаем необходимое возвышение бровки земляного полотна над поверхностью земли в зависимости от грунтово-гидрологических условий и высоты снежного покрова.

Прежде чем приступить к нанесению линии, устанавливаем необходимое возвышение бровки земляного полотна над поверхностью земли в зависимости от грунтово-гидрологических условий и высоты снежного покрова.

Определение рекомендуемой рабочей отметки

По условию снегонезаносимости:

h_pек=h_s+∆h,м                 (32)

где h_s – расчетная высота снегового покрова, (величина дается в задание курсовой рабы)

∆h – минимальное возвышение оси насыпи над уровнем снегового покрова, ∆h=0,7 м.

4.1 Ведомость отметок поверхности земли по оси трассы дороги.

Чтобы построить продольный профиль поверхности земли, необходимо знать ее отметки на пикетах (ПК) и плюсовых точках по оси дороги.

Плюсовые точки назначают:

-           в местах резкого изменения крутизны склонов, характеризующихся сгущением или разрежением горизонталей;

-           в переломных точках на возвышениях и понижениях рельефа местности;

-           на границах обрывов и оврагов;

-           в местах пересечения трассы с железными и автомобильными дорогами;

-           на пересечениях с водотоками.

В промежуточных точках между горизонталями отметки поверхности земли определяют интер- и экстраполяцией.

Метод интерполяции применяется в том случае, когда точка находится между разомкнутыми горизонталями. Промежуточную отметку между горизонталями можно найти исходя из подобия треугольников, измерив расстояние между горизонталями по карте.

Таблица 4 - Ведомость отметок поверхности земли по оси трассы дороги.

Местоположение		Отметки поверхности земли
1	2	3
ПК

3.2 Описание проектной линии.

Проектная линия нанесена методом tang, в основном по секущей в рекомендуемых рабочих отметках. Незначительной отношение имеется на участках пересечении пониженных мест и водотоках. Основные радиусы выпуклых кривых 20000 м., а вогнутых 6000 м.

Наибольший продольный уклон равен 18 ‰ на участке длиной 740 м.

На всем протяжении запроектированная проектная линия обеспечивает в продольном профиле видимость больше предельно допустимой.

3.3 Расчёт вертикальной кривой

Расчёт вертикальной кривой  производят  на выбранных пикетах согласно профилю.

1. Определяем разность уклонов

                  (33)

2. Определяем элементы вертикальной кривой

кривая:                                                (34)

R - радиус вертикальной кривой,

тангенс:                                                  (35)

биссектриса:                          (36)

3. Определяем пикетажное положение начало и конца кривой

                                                       (37)             

4. Определяем отметки начало, конца и середины кривой

                                                        (38)            

5. Определяем положение место нуля (МО)

     (39)  

Остальные расчеты делаются аналогично.

4. Искусственные сооружения

Искусственные сооружения – наиболее сложная часть железных и  автомобильных дорог. Их выполняют двух видов: возводимые над поверхностью земли мосты различного типа и водопроводные трубы, устраиваемые через водотоки и другие препятствия; тоннели, сооружаемые под поверхностью земли на пересечении дорогой гор, высоких холмов и при проложении в больших городах линий метрополитена.

4.1Расчёт водопропускной трубы  на ПК 

Для расчёта водопроводной  труды на выбранном пикете необходимо определить следующие параметры: ливневый район проектирования, вероятность превышения паводка для трубы на дороге предложенной  категории,  интенсивность дождя часовой продолжительности, площадь водосборного бассейна,  длину главного лога,  средний уклон главного лога, уклон лога у сооружения.

Для расчёта данных параметров необходимо воспользоваться следующими данными:

1.Ливневый район  определяется по [1] 

2. Вероятность превышения паводка для трубы на дороге согласно категории определяется по [1] 

3. Интенсивность дождя часовой продолжительности определяется по [1] 

4. Площадь водосборного бассейна определяется   как  сумма площадей геометрических фигур, на которые можно разбить площадь бассейна планиметром   или по полетке с квадратами:

       F=f₁ +f₂+……+fn ,   км²;     (40)

Так, как площадь водосборного бассейна уходит за границу карты, увеличиваем подсчитанную площадь и принимаем   F = 0,9 км²;

5. Длина главного лога:       L = l₁+l₂+……+l_n =0,9       (41)

6.Средний уклон главного лога:

;  ⁰∕₀₀         (42)

 Расчёт  следующих параметров - коэффициента  перехода от интенсивности  ливня  часовой  продол­жительности к интенсивности дождя расчетной продолжительности,   коэффициента потерь стока,   коэффициента редукции, максимального  ливневого расхода, коэффициента  дружности половодья и показатель степени, среднего многолетнего слоя стока, коэффициента вариации, коэффициента асимметрии, модульного коэффициента, расчетного слоя суммарного стока, коэффициента  заозёрности  и заболоченности, максимального снегового расхода  связаны с поправочными коэффициентами и  табличными характеристиками коэффициентов.

Основные формулы приведены в разделе 3 «Проектирование водопропускных сооружений на малых водотоках» (Красильщиков)

Определение длины трубы

Длина трубы зависит от высоты насыпи, которую принимают равной рабочей отметке продольного профиля на трубе,   H_нас=5,00 м.

1.     Длина трубы без оголовков:

  ,м        (43)

2.     Полная длина трубы с оголовками

                    (44)

Назначение укрепления у  трубы

1.        Скорость потока при растекании за трубой

                    (45)

Принимаем укрепление бетонными плитами.

2.       Выбираем типовые геометрические характеристики укрепления для трубы - d  (м) ; а (м); L ( м); N₁ ; N₂ ;  Т ( м); Т_к  (м); h + 0,25(м) ; Р ( м).

(табл 3.13, рис3.15,3.16 [1]  )

Расчетные характеристики  водопропускной трубы  на ПК  заносят  в ведомость расчетных данных искусственных сооружений.

 4.2 Проектирования малого моста

Проектирование малых мостов включает в себя следующие вопросы: установление исходных данных для проектирования; вычисление расчетного расхода  Q_р; определение глубины воды перед  мостом; определение отверстия и длины моста; определение  минимальной высоты моста; назначение укрепления у моста.

Установление исходных данных для проектирования  малого моста выполняется так же, как и для труб.

1.                 Расчётный  расход

                 (46)

Создание пруда нецелесообразно, так как река пересекается в нешироком месте между холмами, а расход воды незначительный

                            (47)

2.   Принимаем укрепление под мостом каменной наброской из среднего булыжника с галькой  

3.   Скорость в сжатом сечении

   м ∕с           (48)

4.   Глубина воды перед мостом

  ,м        (49)

Глубина лога перед мостом значительно больше Н.

5.   Расчетное отверстие моста

               (50)

         Для перекрытия расчётного отверстия моста принимаем типовое пролетное строение из предварительно напряженных железобетонных пустотных плит, армированных стержневой арматурой, с расчетной длиной пролета l_р = 11,40 м, длиной пролетного строения l_пр = 12,0 м, строительной высотой h_кон = 0,72 м.

6.   Минимальная высота моста

    (51)

7.   Длина моста

               (52)

Принимаем опоры моста свайные с заборной стенкой.

8.   Укрепление у моста:

скорость потока за мостом

;                   (53)

высота насыпи у моста по продольному профилю h_нас = 3,60 м

длина укрепления за мостом

;   (54)

относительная длина укрепления

                  (55)

относительная глубина размыва

                     (56)

глубина ковша размыва

              ( 57)

Тип укрепления  принимаем бетоном М-150 толщиной  12 см.

Расчетные характеристики  малого моста  заносят  в ведомость расчетных данных искусственных сооружений.

5.Земляное полотно

            Проектирование земляного полотна включает в себя:

-проектирование  поперечных профилей  с учетом  требований к земляному  полотну и назначение конструкции земляного полотна с системой водоотвода;

-определение размеров, необходимых для устройства насыпей;

-определение площадей земель, подлежащих рекультивации;

-определение объемов земляных работ по устройству земляного полотна дороги.

5.1 Поперечные профили земляного полотна       

        Поперечные профили являются поперечным разрезом дороги и  представляют

 схематичный чертеж конструкции земляного полотна совместно  с  дорожной одеждой и системой водотока. При проектировании поперечных профилей необходимо  выдерживать требования, предъявляемые к земляному полотну автомобильных дорог. Оно должно: обеспечивать безопасность движения транспортных средств; сохранять проектные очертания и требуемую прочность в течение заданного срока службы; не подвергаться образованию просадок и

морозного пучения; не нарушать ландшафт местности; быть не заносимым снегом или песком.

            Для благоприятных геологических условий разработаны  конструкции земляного полотна для насыпей высотой до 12и выемок глубиной до 12 м в обычных грунтах и до 16 м в скальных.  На основании многолетнего опыта разработаны также типовые конструкции земляного полотна на болотах глубиной до 4 м, на засоленных грунтах, орошаемых землях, в районах подвижных песков. Геометрическая форма поперечных профилей дорог I—III категории  разработана обтекаемого и необтекаемого очертания.  Насыпи и выемки обтекаемого очертания, имеющие пологие откосы,    соприкасающиеся  круговыми кривыми малого радиуса  с  обочиной  и прилегающей поверхностью земли.

Земляное полотно включает следующие элементы:

·                   верхнюю часть земляного полотна (рабочий слой - часть полотна, располагающаяся в пределах земляного полотна от низа дорожной одежды на 2/3 глубины промерзания, но не менее 1,5 м от поверхности покрытия проезжей части);

·                   тело насыпи (с откосными частями);

·                   основание насыпи (массив грунта в условиях естественного залегания, располагающийся ниже насыпного слоя, а при низких насыпях - и ниже границы рабочего слоя);

·                   основание выемки массив грунта ниже границы рабочего слоя;

·                   откосные части выемки;

·                   устройство для поверхностного водоотвода;

·                   устройства для понижения или отвода грунтовых вод (дренаж);

·                   поддерживающие и защитные геотехнические устройства и конструкции, предназначенные для защиты земляного полотна от опасных геологических процессов (эрозии, абразии, селей, лавин, оползней и т.п.).

При проектировании земного полотна следует применять типовые или индивидуальные решения, в том числе типовые решения с индивидуальной привязкой. Индивидуальные решения, а также индивидуальную привязку типовых решений следует применять при соответствующих обоснованиях:

·          для насыпей с высотой откоса более 12 м;

·        для насыпей на участках временного подтопления, а также при пересечении постоянных водоемов и водотоков;

·        для насыпей, сооружаемых на болотах глубиной более 4 м с выторфовыванием или при наличии поперечных уклонов дна болота более 1:10;

·        для насыпей, сооружаемых на слабых основаниях

·        при использовании в насыпях грунтов повышенной влажности;

·        при применении прослоек из геотекстильных материалов;

·        при применении специальных прослоек (теплоизолирующих, гидроизолирующих, дренирующих, капилляропрерывающих, армирующих и т.п.) для регулирования водно-теплового режима верхней части земляного полотна, а также специальных поперечных профилей;

·        при сооружении насыпей на просадочных грунтах;

·        для выемок с высотой откоса более 12 м в нескальных грунтах и более 16 м в скальных при благоприятных инженерно-геологических условиях;

·        для выемок в слоистых толщах, имеющих наклон пластов в сторону проезжей части;

·        для выемок, вскрывающих водоносные горизонты или имеющих в основании водоносный горизонт, а также в глинистых грунтах с коэффициентом консистенции более 0,5;

·        для выемок с высотой откоса более 6 м в пылеватых грунтах в районах избыточного увлажнения, а также в глинистых грунтах и скальных размягчаемых грунтах, теряющих прочность и устойчивость в откосах под воздействием погодно-климатических факторов;

·        для выемок в набухающих грунтах при неблагоприятных условиях увлажнения;

·        для насыпей и выемок, сооружаемых в сложных инженерно-геологических условиях: на косогорах круче 1:3, на участках с наличием или возможностью развития оползневых явлений, оврагов, карста, обвалов, осыпей, селей, снежных лавин, наледи, вечной мерзлоты и т.п.;

·        при воздействии земляного полотна с применением взрывов или гидромеханизации.

5.2 Расчёт объема земляных работ

Одной из обязательных задач, которую приходится решать при проектировании автомобильных дорог является подсчёт объёмов земляных работ, которые затем используют для решения задачи распределения земляных масс, разработки проекта организации строительства и определения сметной стоимости строительства.

Объём земляных работ V, который нужно произвести для возведения насыпи, или разработки выемки определяется по формуле:

,           (58)

где F_ср - средняя площадь сечения земляного полотна,  L - длина участка.

Среднее сечение насыпи и выемки соответственно определяется по следующим формулам:

            (59)

,         (60)

 (61)

     (62)

где B - ширина земляного полотна поверху, м; В = 12 м;

коэффициент крутизны откоса; m = 3;

_{Нср -} средняя высота насыпи на отрезке длиной l, м;

ω_к - площадь кювета;

b_k- ширина кювета поверху; b_k = b₀ + 2∙h_к∙m;

b₀. - ширина кювета понизу, b₀ = 0,6 м;

h_к - высота кювета, h_к = 0,5м.

Кроме того, учитывается поправка на разность рабочих отметок, в том случае, если эта разность составляет более 1м вычисляемая по формуле:

                        (63)

При возведении земляного полотна из экологических соображений, а так же для увеличения прочности сооружения производят срезку растительного грунта, который в дальнейшем используют для рекультивации земель в полосе отвода

Поправки на объем срезки почвенного слоя вычисляются по следующим формулам:

при насыпи:

V=(B+2·m·(H_ср+h_c)) h_c·l,           (64)

при выемке:

V=(B+2·m·h_к+2·b_k+2·n·h_к+2·n·H_ср) h_c·l.  (65)

Помимо вышесказанного следует учитывать то, что сверху будет устраиваться дорожная одежда, и устройство сливной призмы.

Поправку на устройство проезжей части вычисляют по следующей формуле:

∆V=(S₁-(S₂+S₃+S₄)·l ,              (66)

где S₁ - площадь сточной призмы;

S₂ - площадь сечения дорожной одежды без учета толщины грунтовых слоёв;

S₃ - площадь сечения краевых полос;

S₄ - площадь сечения укрепления обочин.

Площадь сточной призмы определяют по следующей формуле:

S₁=C²·i₀+b·( C·i₀+) .       (67)

В случае, когда площадь сточной призмы больше, чем площадь покрытия проезжей части и обочин, указанный объем прибавляется к объему насыпи, и вычитается из объема выемки. В случае, когда площадь сточной призмы меньше, чем площадь покрытия проезжей части и обочин, указанный объем вычитается из объема насыпи, и прибавляется к объему выемки.

Результаты расчёта сводятся в таблицу.

Таблица 5 - Ведомость  попикетного расчета объемов земляных работ (приложение)

6. Охрана окружающей среды

Автомобильная дорога оказывает огромное влияние на окружающую среду. Это ущерб, наносимый производством строительно – монтажных работ, прилегающим земельным угодьям и загрязнение атмосферы при работе дорожных машин на стадии строительства дороги.

В данном разделе  необходимо отразить основные требования экологической безопасности  воздействия строительного линейного объекта на окружающую среду , на ландшафт и водные ресурсы  руководствуясь нормативными документами и  СНиПами. [9]. При этом  необходимо рассмотреть  следующие вопросы:

воздействие автомагистрали на геологическую среду;

воздействия автомагистрали на почвенный и растительный покров;

воздействие автомагистрали на животный мир;

воздействие автомагистрали на атмосферный воздух

                            7.Требования  к защите курсового проекта

Защита курсового проекта проводится  в открытой  форме, оценивается комиссией.  Защита курсового проекта, как правило, состоит в коротком докладе (8—10 мин) студента и ответах на вопросы по существу  курсового проекта. Выступление должно сопровождаться  презентацией и графическим материалом. Формулировка вопросов должна соответствовать тематике курсовой работы и отражать навыки и умения  практической  деятельности студента.

При оценке курсовой работы руководитель и комиссия  руководствуются следующими критериями:

актуальность темы работы;

значимость (ценность) работы;

применение современной методологии исследования;

наличие элементов творчества;

умение грамотно, стройно и логически обоснованно излагать свои мысли и результаты исследования, анализировать проведенные расчеты;

умение графически представлять разработанный курсовой проект;

умение работать с различными источниками;

использование программного обеспечения;

оформление работы в соответствии с действующими стандартом.

Курсовые проекты, имеющие творческий характер и представляющие практический интерес, могут быть представлены на конкурс работ  студентов и переданы в соответствующие организации для практического использования (при наличии запросов на них).

Перечень примерных вопросов при защите курсового проекта:

1.Что называется нивелированием?

2. Что такое камеральное трассирование линейного сооружения?

3.Назовите основные этапы полевых работ при техническом нивелировании трассы.

4.Какой угол называется углом поворота трассы?

5.Назовите элементы кривой и выведите формулы их определения.

6.Как выносят на местность главные точки кривой?

7.Приведите пример расчёта пикетажных обозначений главных точек кривой 8.Порядок работы при  выносе  пикетов на кривую.

9.Контроль хода при  нивелировании трассы.

10.Контроль хода при нивелировании трассы.

11.Постраничный контроль при обработке журнала нивелирования. Приведите формулу.

12.Как вычисляют высоты невязку и выполняют увязку нивелирного хода?

13.Из каких соображений намечают на профиле проектную линию трассы?

14.По каким формулам рассчитывают проектный уклон и проектные отметки точек трассы?

15.Что такое рабочие отметки и как они определяются?

16.Как определяют расстояния до точек нулевых работ и их высоты?

 17. Как производят разбивку  поперечников?

ЛИТЕРАТУРА

1.Красильщиков И.М., Елизаров Т.В. Проектирование автомобильных дорог. Учебное пособие для техникума. М.Транспорт, 1986.-215с

2. Земляное полотно автомобильных дорог общего пользования. Типовые материалы для проектирования 503-0-48.87.

3. Руководство по сооружению земляного полотна автомобильных дорог. М.: Транспорт, 1982. – 160 с.

4. Митин Н. А. Таблицы для  разбивки горизонтальных кривых на автомобильных дорогах / Н. А. Митин – М.: Транспорт, 2012. – 512 с.

5. Митин Н. А. Таблицы для подсчёта объёмов земляного полотна автомобильных дорог / Н. А. Митин – М.: Транспорт, 1977. – 544 с.

6. Технология и организация строительства автомобильных дорог / под ред. Н. В. Горелышева. – М.: Транспорт, 1992. – 551 с.

7. Куц Ю. Ф. Дорожно-строительные работы / Ю. Ф. Куц, В. И. Пащенко – Киев: Будевельник, 1980. – 584 с.

8. Строительство автомобильных дорог. Сборник технологических карт трудовых процессов. Земляное полотно. М.: Центр организации труда. – 152 с.

9. Технологические карты на устройство земляного полотна и дорожной одежды. – М.: Информавтодор, 2004. – 360 с.

10. Климатический справочник. – М.: Гидрометеоиздат, 1962.

11. Строительство автомобильных дорог: справочник инженера-дорожника / под ред. В. А. Бочина. – М.: Транспорт, 1980. – 512 с.

12. Справочник техника-дорожника / под ред. В. К. Некрасова. – М.: Транспорт, 1978. – 424 с. 18. Строительство автомобильных дорог: в 2 т. / под ред. В. К. Некрасова. – М.: Транспорт, 1980. Т.1 – 416 с. – Т.2. – 421 с.

Нормативные документы

1. ЕНиР. Сборник 17. Строительство автомобильных дорог - М.: Стройиздат, 1989. – 46 с.

2. СНиП 2.05.02 – 85. Автомобильные дороги. – М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986. – 56 с.

3. ГОСТ 25100-95. Межгосударственный стандарт. Грунты.

4.ГОСТ 2.105 – 95. Общие требования к текстовым документам.2.ГОСТ Р 5.1701 – 97 СПДС. Правила выполнения рабочей документации автомобильных дорог.

6. ГОСТ Р 21.1207 – 97 СПДС. Условные графические изображения на чертежах автомобильных дорог.

7.   СНиП 23-01-99. Строительная климатология.

8. ГОСТ 7.1-2003. Система стандартов по информационному и издательскому делу. Библиографическая запись. Библиографическое описание. Общие требования и правила составления., 1973.

9.ОДН 218.5.016-2002. Показатели и нормы экологической безопасности автомобильной дороги

Интернет-ресурсы:

·        www.gost.ru (Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии);

·        http://lib.ru/NTL/STROIT/;

·        http://www.geodinamika.ru;

·        http://geodesist.ru (файловый архив);

http://www.geoprofi.ru

Приложение

Министерство образования и науки РТ

ГАПОУ «Бугульминский машиностроительный техникум»

ЗАДАНИЕ №   ____

На выполнение курсового проекта по ___________________________________

Студент  группы      _____

_Ф.И.О.___________________________

Тема проекта: Камеральное трассирование и проектирование автомобильной дороги____________________________________________ ____________________________________________________________________________

Исходные данные:

1.     Район проектирования :___________________________

2.     Топографическая карта:1:10000 с сечением горизонталей через 2,5м  и указанием начального и конечного пунктов участка дороги.

3.     Перспективная расчетная интенсивность движения на ближайшие 20 лет:-

______________

4.     Состав движения:

5.      

№п.п	Марка автомобиля	Содержание %	№п.п	Марка автомобиля	Содержание %
1	ЗИЛ-130		5	ПАЗ-3201
2	Камаз-5320		6	ЛиАЗ-677
3	МАЗ-500А		7	Икарус
4	КраЗ-258Б1		8	Легковые

6.     Ежегодный прирост интенсивности:______

7.     Грунтовый разрез: 0-0,5-растительный слой; 0,5-20 - _______; 20-150 – ______

8.     Глубина залегания грунтовых вод: ______

9.     Высота снежного покрова:  _____

10.   Повторяемость ветра:

11.    

Месяц/направление %	С	СВ	В	ЮВ	Ю	ЮЗ	З	СЗ	Штиль
Январь
Июль
Годовая

Состав пояснительной записки

Введение

1.       Общая часть.

2.        План трассы.

3.       Продольный профиль дороги

4.       Искусственные сооружения.

5.       Земляное полотно.

 6  Охрана окружающей среды.

Список используемой литературы.

Графическая часть

Лист1  План трассы масштаб 1:10000, роза ветров, схемы закрепления трассы, таблица   элементов прямых и кривых (А1-ватман).

Лист 2 Продольный профиль принятого варианта трассы М 1:5000, 1:500, 1:50 (на миллиметровке)

Лист 3 Поперечный профиль земляного полотна М 1:200 ( на миллиметровке)

Дата выдачи задания: ___________________________________________________

Срок  сдачи проекта: ____________________________________________________

Задание к исполнению принял: _____________________________________________

Руководитель проекта: ____________________________________________________

                                                          Ведомость углов поворота, прямых и кривых                                          (приложение)

вариант
Точка	Положение вершины угла			Величины угла поворота		Элементы круговой кривой, м					Элементы переходных кривых, измеренной круговой и полного закругления
						Радиус R, м	Тангенс T, м	Биссектриса Бк, м	Кривая Кк, м	Домер Дк, м
	км	ПК	+	Влево -(αл)	Вправо +(αпр)						Радиус R, м	2β0	Дополнительный тангенс, t,м	Сдвижка круговых кривых, ρ,м	Длина переходной кривой, Lм	γ=α-2β	Длина сокращенной круговой кривой, К0,м
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18
НТ
ВУ														´
КТ

вариант

точка

элементы полного закругления

Главные точки закругления

Прямые

Начало закругления, НЗ=ВУ-(Т+t)

Начало круговой  кривой, НКК-НЗ+L

Конец круговой кривой ККК=КЗ-L

Конец закругления КЗ=НЗ+Кп

Расстояние между вершинами углов S,м

Длина прямых вставок, Пр=НЗ2+КЗ1 м

Румбы линий

полная длина закругления Кп=К0+2*L,м

Тангенс Тп=Т+ t

Домер Дп=2Т-Кп

Биссектриса Бп =Б+ρ

Измеренные, 0

Вычисленные,0

ПК

+

ПК

+

ПК

+

ПК

+

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

НТ

ВУ

КТ

                                                   Таблица расчёта элементов проектной линии                                        (приложение)

№ п/п	Вертикальные кривые							Прямые
	Rвып, R вог,м	Точки на кривой	Пикетное положение точек, ПК +	Расстояние  от ВК + L, м	Превышение Вк+h, м	Пикетное положение точек, м	Уклоны в точках НК,П КК, перехода  насып в выемку,  0/00	Точка на прямой иПК…	Расстояние между точками ,м	Уклон  прямой, i  0/00	Превышение ,h ,м	Проектные отметки точек H,м	Длина прямых, м
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14

               Таблица - Ведомость расчётных данных искусственных сооружений     (приложение)

№ п.п №пп

ПК

+

Род и название водоотвода

ВП, %

Площадь водосборного бассейна – F, км2

Длина главного лога – L, км.

Средний уклон главного лога – iл , ‰

Уклон лога у сооружения – iс, ‰

Ливневой расход

Снеговой расход

Номер ливневого района

Часовая интенсивность дождя – ач,, мм./мин.

Коэффициент перехода – Kt.

Коэффициент потерь стока – α.

Коэффициент редукции – φ.

Максимальный ливневой расход – Qл, м3/с.

Объем ливневого стока – W, м3.

Коэффициент дружности половодья – К0.

Показатель степени – n.

Средний многолетний слой стока – h, мм.

Коэффициент вариации – СV.

Коэффициент асимметрии – CS.

Модульный коэффициент – КР.

Расчетный слой суммарного стока – hP, мм.

Коэффициент заозерности – δ1.

Максимальный снеговой расход – Qсн, м3/с

Примечание