А.И. Должиков Основы проектирования дорог

10

вают ведомости углов поворота, прямых и круговых кривых для каждого варианта (на правой стороне листа размещают сквозную таблицу сравнения вариантов трассы и примечания).

В пояснительной записке дают описание вариантов трассы, обоснование обхода препятствий, выбора переходов через водотоки и др.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОДОЛЬНОГО ПРОФИЛЯ Продольный профиль разрабатывают для каждого варианта трас-

сы. Форма продольного профиля должна соответствовать ГОСТ Р21.1701-97 [12; прил. Д].

Проектирование продольного профиля заключается в нанесении проектной линии в соответствии с принятыми техническими нормативами, рельефом местности и местными природными условиями. Рекомендуется следующий порядок проектирования:

1.По карте интерполяцией от горизонталей определяют отметки земли по оси дороги на каждом пикете и плюсовых точках. На полосе миллиметровой бумаги высотой 297 мм вычерчивают черной тушью форму продольного профиля и наносят "черный профиль". Отметки земли записывают в соответствующей графе [12; прил. Д].

2.Вычерчивают на 2 см ниже "черного профиля" грунтовый профиль и наносят шурфы, скважины, отметки уровня грунтовых вод в шурфах и скважинах, отметки залегания разных пород, дна шурфов и скважин.

3.Определяют руководящие (рекомендуемые) рабочие отметки из условия защиты земляного полотна от переувлажнения и из условия снегонезаносимости в соответствии с указаниями СНиП 2.05.02 – 85 [1,

п. 6.10, 6.33, 6.34].

Руководящая отметка из условия снегонезаносимости определяется по формуле

hр = hs +∆h ,

(14)

где hр – высота незаносимой насыпи, определяется относительно бров-

ки насыпи и пересчитывается для оси, с учетом принятых уклонов в поперечном профиле, м; hs – расчетная высота снегового покрова, м

[2]; ∆h – возвышение бровки насыпи над расчетным уровнем снегового покрова, назначается в зависимости от технической категории дороги,

м[1, п. 6.33].

Вслучае если hs превышает 1м, необходимо проверить ∆h по ус-

11

ловию беспрепятственного размещения снега, сбрасываемого с дороги при снегоочистке, используя формулу [1, п. 6.34]

Руководящая отметка из условия защиты земляного полотна от переувлажнения определяется по формуле

hр = hгр.в − H гр.в −Сi0 ,

(15)

где hгр.в– возвышение поверхности покрытия над УГВ [1, табл. 21];

H гр.в – глубина залегания грунтовых вод; C

уклон обочины.

С

i 0

h гр.в

УГВ							гр.в
							H

– ширина обочины; i0 –

h д.о.

Рис. 2. Схема к расчету hр по условию защиты земляного полотна от переувлажнения

Сравнивая руководящие отметки, в дальнейшем принимаем за основную отметку, удовлетворяющую обоим условиям.

4. По карте определяют пикетное положение, и фиксированные отметки оси проезжей части пересекаемых дорог, головки рельса пересекаемых железнодорожных путей и водопропускных сооружений. Назначают по указанию преподавателя расчетные уровни воды у проектируемых мостов и труб. Определяют минимальные отметки насыпей над водопропускными сооружениями в зависимости от отверстия. Отверстие назначается самостоятельно, без выполнения гидрологического расчета. Полученные данные сводят в табл. 4.

				Таблица 4
№	Местоположение			Минимальная отметка
			Отверстие, м
п/п	пикет	плюс		насыпи по оси дороги, м

12

5.Наносят проектную линию. В местах ее переломов с помощью шаблонов подбирают оптимальные радиусы кривых, затем выполняют аналитическую увязку проектной линии при помощи специальных таблиц [13]. Если алгебраическая разность смежных уклонов менее 0,005 на дорогах I и II категорий, менее 0,010 на дорогах III категории и менее 0,020 на дорогах IV, V категорий, вертикальные кривые можно не вписывать. По результатам расчетов заполняют соответствующие графы продольного профиля. Проектные отметки должны быть подсчитаны для всех точек продольного профиля: пикетов, плюсовых точек, нулевых точек, начала и конца уклонов, вертикальных кривых, точек начала и конца мостов.

6.Вычисляют и записывают на продольном профиле рабочие отметки насыпей и выемок. Если для некоторых точек "черные" отметки отсутствуют, их определяют интерполяцией и записывают в графу "Отметки земли по оси дороги" в круглых скобках. Вычисляют и записывают пикетажное положение, точки перехода насыпи в выемку (нулевых точек). Все отметки записывают с точностью до 0,01 м. Схемы для определения нулевых точек приведены на рис. 3.

Нулевые точки для обоих вариантов определяем по формулам

	l =	H1L	;	(16)
		H1 + H 2
l = Ri	±	R2i2 −2Ra ,		(17)
0		0

где Н1 и Н2 – рабочие отметки в начале и конце участка, м; L – протяженность участка, в пределах которого проектная линия и поверхность земли имеют постоянные уклоны, м; R – радиус вертикальной кривой, м; а – превышение вершины вертикальной кривой над продолжением линии поверхности земли с постоянным уклоном.

7.На продольный профиль основного варианта трассы наносят водоотводные устройства (исходя из общих соображений) [1, п. 6.60]. Над проектной линией показывают сбросы воды от земляного полотна.

Каждый вариант трассы располагают на отдельном листе. Чертежи должны быть дополнены примечаниями, в которых указывают категорию дороги, район проектирования, величину руководящих отметок

идругие необходимые данные.

Впояснительной записке дают краткое описание вариантов дороги в продольном профиле, обоснование отдельных принятых решений, подсчет руководящих отметок, фиксированные отметки и др. Методика проектирования продольного профиля изложена в пособиях [3-5].

13

При заполнении графы "Тип местности по увлажнению" пользуются СНиП 2.05.02 – 85 [1 , прил. 2]. Глубину водоотводных канав принимают не менее 0,6 м для насыпей и не менее толщины дорожной одежды увеличенной на 0,3 м в выемках и низких насыпях. Тип укрепления канав принимают в зависимости от их продольного уклона: при уклоне до 0,01 в песчаных грунтах и до 0,02 в глинистых – без укрепления; при уклоне до 0,03 – одерновка; от 0,03 до 0,06 – мощение; более 0,05 – перепады и лотки. Продольный уклон канав не должен быть менее 0,005 (в исключительных случаях – 0,003) [1, п. 6.60].

а)

				C
				H2
A			O	D
H1
B
	l
	L
б)
		i0		2
	O			a
1	l

Рис. 3. Схемы для определения положения нулевых точек: а – нахождения нулевых точек на прямом участке продольного

профиля; б – то же, на участке вертикальной кривой; 1 – линия продольного профиля; 2 – линия поверхности земли

14

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПОПЕРЕЧНЫХ ПРОФИЛЕЙ Поперечные профили земляного полотна проектируют на основе

продольного профиля с учетом типовых проектов, грунтов, рельефа местности, возможности снежных заносов. Рекомендации по проектированию типовых поперечных профилей даны в СНиП 2.05.02-85 [1].

По согласованию с руководителем разрабатывают 3-4 поперечных профиля, привязанных к характерным местам земляного полотна.

При проектировании необходимо назначить поперечные уклоны проезжей части и обочин, крутизну откосов [1, табл.7, п. 4.16,гл.6], водоотводные сооружения [1, п. 6,60]. Обоснование принятых решений приводят в пояснительной записке.

Поперечные профили вычерчивают в масштабе 1:200 или 1:100. Один из поперечных профилей вычерчивается в масштабе 1:50, и на нем показывается принятая конструкция дорожной одежды (назначается по типовому проекту без расчета). Чертежи должны соответствовать [12], их выполняют на листе ватмана (формат А2) или миллиметровой бумаги. Проектные данные изображают тушью красного цвета.

ПОДСЧЕТ ОБЪЕМОВ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА Объемы земляного полотна подсчитывают для каждого варианта с

помощью таблиц Н.А. Митина [14].

Подсчеты по таблицам ведут в ведомости, составленной по определенной форме (прил. 3). При этом пикетажное положение сечения и рабочие отметки записывают в одну строку. Остальные цифровые данные, относящиеся к участкам дороги, ограниченным соседними сечениями, записывают в промежуточных строках. Объемы подсчитывают по каждому участку дороги, ограниченному пикетами, плюсовыми и нулевыми точками. При этом могут быть введены некоторые поправки.

Если ширина земляного полотна не типовая, вводят поправку на ширину земляного полотна. Если разность смежных отметок более 1 м, вводят призмаидальную поправку. При поперечных уклонах более 10% вводят поправку на косогорность. В этом случае можно определить объем также и по упрощенной формуле Винклера, подсчитав площади поперечных сечений аналитическим или графическим способом.

Таблицы Н.А. Митина составлены из расчета, что поверхность земляного полотка между бровками горизонтальна, поэтому вводят поправку на устройство проезжей части (корыта). Эта поправка одинакова как для насыпи, так и для выемки, но вводится с разными знаками.

15

Наиболее точно и с малой трудоемкостью, подсчет объемов земляного полотна выполняют на ЭВМ. Для этого разработаны специальные программы, которые могут быть использованы в курсовом проектировании.

Подсчитанный объем земляного полотна называется профильным. Пользуясь укрупненными расценками за I профильный объем, м3, можно с некоторым приближением определить стоимость земляных работ. Для более точного расчета выполняют распределение земляных масс, определяют дальность транспортировки и способы разработки земляных масс, а затем по действующим расценкам подсчитывают стоимость земляных работ. Ведомости подсчета объемов земляного полотна прилагают к пояснительной записке. В ней отмечают особенности применяемого способа определения объемов и приводят окончательные результаты расчетов по вариантам:

-общий профильный объем земляного полотна, в том числе насыпей и выемок, м3;

-профильный объем земляного полотна, приходящийся на 1 км трассы, в том числе насыпей и выемок, м3.

Полученные результаты сверяют с укрупненными показателями (прил. 4), что позволяет приблизительно оценить качество проектирования плана и продольного профиля автомобильной дороги.

РАСЧЕТ СТОИМОСТИ СТРОИТЕЛЬСТВА ДОРОГИ В данном курсовом проекте стоимость строительства определяют

ориентировочно по укрупненным показателям ГипродорНИИ, что вполне достаточно для сравнения вариантов трассы.

Стоимость строительства дороги складывается из стоимости зёмляного полотна, дорожной одежды, искусственных сооружений (мостов, труб), стоимости прочих объектов и работ (освоение трассы, постоянная связь, съезды, обстановка дороги, временные сооружения и пр.).

Стоимость земляного полотна подсчитывают, исходя из усредненной стоимости 1 м3 профильного объема для различных местных условий (прил. 5) и группы грунтов по трудности разработки (прил. 6). Стоимость дорожной одежды принимают по данным прил. 7.

Стоимость мостов может быть подсчитана на основе стоимости 1 м2 площади моста в плане (прил. 8). Для определения этой площади следует умножить ширину моста, принятую ранее, на длину моста.

16

Стоимости водопропускных труб в зависимости от их конструкций и отверстия даны в прил. 9 на один метр их длины. Длина трубы складывается из ширины земляного полотна дороги и удвоенного произведения коэффициента крутизны откоса на высоту насыпи.

Стоимость прочих объектов и работ следует принять в размере 40% от стоимости земляного полотна, дорожной одежды и искусственных сооружений.

Пример расчета стоимости строительства дороги дан в табл. 5. Расчеты выполняют для каждого варианта, при этом определяют полную стоимость и стоимость 1 км автомобильной дороги. Полученные в табл. 3 значения сравнивают со средней стоимостью строительства 1 км автомобильных дорог по прил. 10 и делают вывод об экономичности принятых проектных решений.

Таблица 5 Пример расчета стоимости строительства автомобильной дороги.

Северо-западный вариант

Наименование объектов и работ	Ед.		Кол – во	Стоимость
	изм.			ед. работ	всего
Земляное полотно (грунты II группы)	1	м3	120000	0,532	63840
Дорожная одежда с асфальтобетонным	1	км	2,93	685000	190450
покрытием
Мост ж/б длиной 12 м (10•12 = 120)	1	м2	120	181	21720
Трубы ж/б круглые, отв. 1,5 м	1	м	56,7	270	15310
(12+21,5•7,30) + (12 +2•1,5•3,50)
Итого					291220
Прочие объемы и работы – 40%					116530
Полная стоимость					407850
Стоимость 1 км дороги					139200

ВЫБОР ВАРИАНТА ТРАССЫ Метод вариантного проектирования является одним из основных в

дорожном строительстве. В связи с этим возникает необходимость технико–экономического сравнения для обоснования лучшего варианта трассы.

17

Варианты автомобильных дорог сравнивают по ряду технико– экономических показателей, которые подразделяются на экономические, эксплуатационные и строительные.

Студенты III курса к оценке экономических показателей (по приведенным затратам) еще не подготовлены, поэтому в курсовом проекте сравнение производится по последним двум видам показателей.

Показатели, по которым производят сравнение вариантов, удобнее свести в одну общую таблицу. Пример такого сравнения показан в табл. 6.

Технико-экономические показатели				Таблица 6
сравниваемых вариантов трассы
	ва-		Преимущества
Наименование показателей	Северный риант	Восточный вариант	Северный вариант	Восточный вариант
Эксплуатационно-технические показатели
Длина трассы, км	2,93	2,83	–	+
Коэффициент удлинения	1,16	1,12	–	+
Количество углов поворота	2	1	–	+
Минимальный радиус поворота, м	800	900	–	+
Максимальный уклон, примененный	20	30	+	–
при проектировании
Общее протяжение участков, пройден-	0,95	1,22	+	–
ных с уклоном более 30%, км
Протяженность участков, проходящих в	0,25	–	–	+
пределах населенных пунктов, км
Протяженность участков, неблагопри-			–	+
ятных для устойчивости земляного по-	0,4	0,1
лотна (болота, крутые косогоры и др.),
км
Основные виды работ
Оплачиваемые (профильные) земляные
работы, тыс. м3:
всего	120,0	132,0	+	–
на 1 км	40,95	46,54	+	–
Количество мостов;
всего, шт./м	1/12,0	1/15,0	+	–
на 1 км, м	4,1	5,3	+	–

18

Продолжение табл. 6

	ва-	Восточный вариант	Преимущества
Наименование показателей	Северный риант		Северный вариант	Восточный вариант
Количество труб
всего, шт./м	2/56,4	3/70,4	+	–
на 1км	19,3	24,9	+	–
Стоимость строительства
всего, тыс. р.	407,8	418,2	+	–
на 1км, тыс. р.	139,2	147,7	+	–

На основе критического анализа технико–экономических показателей выбирается лучший вариант. В пояснительной записке должно быть сделано обоснование принимаемого варианта трассы автомобильной дороги.

РАЗРАБОТКА СПЕЦЧАСТИ Спецчасть проекта разрабатывают по заданию руководителя кур-

сового проектирования. Это может быть расчет элементов переходной кривой, разбивочный чертеж круговой кривой, виража, выбор более экономичного положения проектной линии на сложном участке дороги, проектирование водоотводных устройств и др.

Вданных указаниях методика выполнения спецчасти не рассматривается. Для этого следует обратиться к соответствующей литературе

[3-6].

ОФОРМЛЕНИЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

Всостав курсового проекта входят чертежи и пояснительная записка. Чертежи продольных профилей подшивают в пояснительную записку. Текст пояснительной записки пишут на листах писчей бумаги формата А4 (210x297 мм) черными, синими или фиолетовыми чернилами (пастой). Можно использовать обе стороны бумаги. Оставляют поля: слева и сверху – 25,справа – 10, снизу – 20 мм.

Объем пояснительной записки 30 – 40 страниц рукописного текста, 15 – 20 страниц компьютерного набора, шрифт Times New Roman, размером 14 пт, межстрочный интервал одинарный. Все повторяющиеся вычисления сводят в таблицы. Рисунки и таблицы снабжают заголовками и нумеруют. Экспликацию формул из конструкторсконормативной литературы давать не следует. Текстовая часть проекта должна быть увязана с графической.

19

Чертежи и рисунки оформляют согласно требованиям ЕСКД [16], их рекомендуется выполнять тушью.

Порядок материалов в пояснительной записке должен быть следующим:

-задание;

-аннотация проекта;

-оглавление с перечнем чертежей;

-текст пояснительной записки;

-список использованной литературы;

-приложения по порядку упоминания их в тексте.

Вконце пояснительной записки и в соответствующих графах основной надписи чертежей студент ставит свою подпись и дату.

ЗАЩИТА КУРСОВОГО ПРОЕКТА Защита курсового проекта, как правило, производится перед ко-

миссией из преподавателей кафедры. Проверяется умение студента проектировать элементы дороги и выполнять необходимые расчеты, техническая грамотность и умение оформлять чертежи и пояснительную записку, умение докладывать о выполненной работе и защищать основные положения проекта.

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

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

2.СНиП 2.01.01 – 82. Строительная климатология и геофизика/Госстрой СССР. – М.: Стройиздат, 1983. – 136 с.

3.Красильщиков И.М. Проектирование автомобильных дорог/ И.М. Красильщиков, Л.В. Елизаров. – М.: Транспорт, 1986. – 215 с.

4.Автомобильные дороги: (Примеры проектирования)/ Под ред. Е.С. Порожнякова. – М.: Транспорт, 1983. – 303 с.

5.Ройзман А.С. Пособие по проектированию автомобильных дорог.

–М.: Транспорт, 1974. – 272 с.

6.Проектирование автомобильных дорог: Справочник инженера – дорожника/ Под ред. Г.А. Федотова. – М.: Транспорт, 1989. – 437 с.

7.Краткий автомобильный справочник. – М.: Транспорт, 1985. – 220 с.

8.Бабков В.Ф. Проектирование автомобильных дорог. Ч.1 /В.Ф. Бабков, О.B. Андреев. – М.: Транспорт, 1987. – 367 с.