5. Устройство виража

Автомобили, движущиеся по кривой с внешней стороны проезжей части имеющей уклон от центра кривой находятся в худших условиях, чем при движении по внутренней стороне. Для лучшего управления устраивают односкатный вираж. Переход от двухскатного поперечного профиля к односкатному осуществляется плавно в пределах участка называемого отгоном виража.

Минимальную длину отгона виража, которая должна быть не менее длины переходной кривой определяем из величины дополнительного уклона, возникающего у внешней кромки проезжей части в результате ее поднятия при устройстве виража. Зная продольный уклон проезжей части, определим общий уклон проезжей части на участке отгона виража

i_отг = i_пр + i_доп, (5.1)

где i_пр –продольный уклон участка,i_пр= 2 ‰;

i_доп– дополнительный уклон,i_доп= 10‰ [ВСН 01-82].

i_отг = 2 +10 = 12 ‰_.

Находим превышение оси дороги на вираже над ее положением при двускатном профиле

, (5.2)

где В₀– ширина проезжей части,В₀= 4.5 м;

i_В– уклон виража,i_В= 50 ‰;

i_п– поперечный уклон покрытия,i_п= 50‰.

.

Определим превышение наружной кромки проезжей части над осью дороги на вираже:

Определим превышение наружной бровки на вираже над наружной кромкой проезжей части:

м. (5.3)

Рассчитаем превышение оси дороги на вираже над внутренней кромкой проезжей части

(5.4)

где е – уширение проезжей части, е = 0,8 м [ВСН 01-82].

Находим превышение внутренней кромки проезжей части на вираже над внутренней бровкой.

Так как , то

. (5.5)

Рассчитываем превышение наружной бровки в начале отгона над наружной бровкой дороги:

(5.6)

где i₀– уклон обочин,i₀ = 50 ‰.

м.

Определяем превышения наружной бровки на вираже над наружной бровкой обочин в начале виража:

(5.7)

м.

Находим минимальную длину отгона виража

, (5.8)

м.

Определяем минимальную длину вращения внешней половины проезжей части вокруг

оси дороги:

L_min= 1/2 *L_отг

L_min= 1/2 * 18,75 = 9,375 м.

6. Проектирование водопропускных сооружений

6.1 Назначение труб и мостов

Водные потоки являются негативным фактором при строительстве дорог. На этапе проектирования особенно важно пропустить воду ручьев и рек через искусственные сооружения, которые следует назначать по результатам рекогносцировки местности и камерального изучения карты района. Трубы и малые мосты располагаем по пересечении водосборов с проектируемой дорогой.

6.2 Гидрологические расчеты трубы

6.2.1 Определение ливневого расхода.

Основной задачей гидрологического расчета является определение максимального объема воды, поступающего в сооружение в единицу времени. Расчетная зона Северная Карелия, который принадлежит ко второму ливневому району.

Ливневый расход определим по формуле

Q_л = 16,7∙A_p∙a_p∙F∙φ∙Ki∙K_ф, (6.1)

где 16,7 - переводной коэффициент для получения размерности,;

A_p - расчётная интенсивность осадков с заданной вероятностью превышения ВП, мм / мин. Вероятность превышениязависит от категории дорог и от типов сооружения, ВП = 3%.

A_p, (6.2)

где интенсивность ливня в часовой продолжительности. Зависит от номера ливневого района и вероятности превышения.

0,69;

коэффициент редукции ливня часовой продолжительности. Зависит от водосборной площади и от ливневого района.2,07;

A_p = 0,69∙1,55 =1,07 мм/мин.

a_p– расчетный коэффициент склонового стока,

a_p= а₀ ∙ δ, (6.3)

где а₀ – коэффициент стока при полном насыщении почвы водой,

а₀ = 0,58,

δ – коэффициент, учитывающий потери стока, вследствие впитывания влаги и ее частичной гидроаккумуляции,

δ = 1- γ∙β∙∏,

где γ – коэффициент, учитывающий проницаемость грунтов. Зависит от типа почвы и характеристик склона бассейна, γ = 0,1,

β – коэффициент, учитывающий состояние грунтов во время формирования расчетного паводка, зависит от особенностей стока.β = 0,9,

∏ - поправочный коэффициент, который учитывает редукцию проницаемости почвы грунтов во время стока, зависит от номера ливневого района и водосборной площади,∏ = 1,0,

δ = 1 - 0,11∙0,9∙1,2 = 0,88;

a_p = 0,58∙0,88 = 0,55.

Далее определим уклон лога по формуле

(6.4)

где Н_max – наибольшая отметка лога, Н_max = 125,2 м,

Н_min– минимальная отметка лога, Н_min = 109,3м,

L – длина лога, L = 100 м.

.

F – водосборная площадь,

F = 0,02 км²,

коэффициент редукции максимального расхода, зависит от водосборной площади,

= 0,88;

K_i– коэффициент крутизны водосборного бассейна, K_i= 1,06.

К_ф – коэффициент, учитывающий форму водосборной площади,

Если F<50 м³, то

(6.5)

где ∆Ф – поправочный коэффициент, который учитывает геометрическую форму водосборной площади;

∆Ф= 1,14

.

Тогда: 16,7 ∙ 1,07 ∙ 0,51 ∙ 0, 02∙ 0,88 ∙ 1,06 ∙ 0,4634 ∙ 0,71 = 0,55 .

6.2.2 Определение расчетного расхода с учетом аккумуляции.

. (6.6)

где W_пр– объем пруда перед инженерным сооружением,

. (6.7)

где и– коэффициенты крутизны склонов лога=20,,

– уклон лога сооружения,

– глубина пруда у входа в сооружение.

W– объем дождевого стока,

W = 1000∙А_р∙а_р∙F∙φ∙t_ф =1000∙0,51∙0,2∙0,71∙32=2444 (6.8)

где t_ф– фактическая продолжительность осадков,t_ф = 32 мин.

6.2.3 Определение расчетного расхода от талых вод.

Ливневый расчет не является определяющим, т.к. во время весеннего таяния снега и одновременного выпадения дождей расходы могут достигать значительных величин, поэтому параллельно выполняем расчет по определению расхода от талых вод

(6.9)

где - расход от талых вод,;

– коэффициент дружности половодий,= 0,01;

n – показатель степени,n = 0,17;

- коэффициент учитывающий наличие озер, = 1;

- коэффициент учитывающий залесенность и заболачиваемость, зависящий от параметра β,;; ;

Т.е. . Значит.

–расчетный слой суммарного стока талых вод, мм:

(6.10)

где - средний, многолетний слой стока талых вод,= 140мм. (в Карелии);

– модульный коэффициент, зависящий от коэффициента вариации С_vи коэффициента ассиметрии С_s= 1,8,

= 1401,8 = 252 мм.

.

Т.к., для дальнейших расчетов принимаем.

6.2.4 Гидравлический расчет трубы.

В исходной местности отсутствует постоянный водоток, расчетный расход небольшой, что позволяет применить стандартные размеры труб.

Труба проектируется на ПК 4+50,00.

В зависимости от подбираем Н иd, чтобы был безнапорный режим,:H= 1,2м,d =0,75 м.

Определим критическую функцию по формуле:

, (6.11)

.

В зависимости от , определим отношение, тогда

.

Исходя из значения , найдем критическую площадьW_кр:

, (6.12)

.

Определим критический радиус R_кр:

R_кр=0,171∙0,75 = 0,13 м,

Значение коэффициента Шези С определим по таблице. С = f(R,n), гдеn-коэффициент шероховатости,n=0,025, С=24.

Определим критический уклон трубы, ‰

, (6.13)

Поскольку i_л = 17‰ >i_кр= 0,21‰, то принимаем нормальную глубину воды в трубе, безнапорный режим течения воды.

Определим действительный модуль расходаКд

, (6.14)

.

Определим фактический модуль расхода К₀,:

(6.15)

Определим отношение фактического модуля к действительному:

.

По таблице в тетради, зная ,определимW₀/W_д= 0,594

Определим теоретический модуль скорости:

, (6.16)

.

Определим скорость течения на выходе:

(6.17)

.

Определим длину трубы:

, (6.18)

где ширина земляного полотна, м,В= 4.5 м;

крутизна откоса насыпи, ;

- высота насыпи, м, = 1,4м;

– толщина стенок трубы,=0,1*d= 0,1*0,75 = 0,075 м;

выступ начала трубы по отношению к насыпи, м, а = 0,5 м.

м.

Проектируемая мной дорога для лучшего водоотвода нуждается в трёх трубах. Расчёт первой представлен выше. Ниже показаны общие данные для трёх труб.

Таблица 6.2 – Общие данные для труб.

Параметр	Единица измерения	Место расположение труб
		ПК 4+50,00	ПК 38+00,00
F		0,02	0,01
iл		16	10
	м	0,75	0,75
	м	0,075	0,075
	м/с	1,95	1,95
Тип укрепления	-	Одиночное мощение на мху	Одиночное мощение на мху
	м	8	9

6.3Гидрологические расчеты придорожных канав

m=n=1,5;

Определим расчетный расход водоотводной канавы при полном стоке:

Q_пс= 87,5∙а_ч∙F(6.19)

Где а_ч– интенсивность осадков,а_ч= 0,69 мм/мин,

F– водосборная площадь канавы,F= 0,0194км².

Q_пс= 87,5∙0,69∙0,0194 = 1,17.

6.3.1 Гидравлический расчет

Найдем площадь живого сечения W,:

(6.20)

Выбираем тип укрепления: Одерновка

где V_доп–допустимая неразмывающая скорость,V_доп= 3.5,

м².

Определяем глубину канавы:

(6.21)

(отрицательное значение не учитываем)

Находим ширину канавы поверху:

(6.22)

Далее находим смоченный периметр по формуле:

,

Рассчитаем гидравлический радиус:

(6.23)

Определим величину уклона:

,(6.24)

Определим глубину наполнения канавы водой:

, (6.25)

Находим проектную глубину канавы:

6.4 Расчёт параметров среднего моста