Расчёт и обоснование основных технических нормативов

Категория проектируемой дороги устанавливается по СП 34.13330.2012 «Автомобильные дороги». Её назначают по расчетной интенсивности движения, измеряемой в приведённых к легковому автомобилю единицах в сутки (прив. ед./сут). Приведение потока транспортных средств к потоку, состоящему только из легковых автомобилей, осуществляют с помощью специальных коэффициентов из табл. 4.2 СП 34.13330.2012. Коэффициенты приведения для грузовых автомобилей и автопоездов следует увеличивать в 1,2 раза при пересеченной и горной местности.

Расчетной интенсивностью является перспективная интенсивность движения, при этом перспективный период равен 20 годам. За начальный год перспективного периода принимают год завершения проекта. Данные об интенсивности получают с помощью экономических изысканий. В районах, где развитие экономики идет опережающими дорожное строительство темпами, расчет перспективной интенсивности движения проводится по степенной зависимости:

 

                                                   N=N_пр.исх´(1+ )^t,                                                                          (1)

 

где N_пр.исх – исходная интенсивность движения, прив.ед./сут.;

p – процент ежегодного прироста интенсивности, %;

t – перспективный период, годы.

Сначала определяют исходную интенсивность каждого типа автомобиля:

N₁= N_исх´ , N₂= N_исх´ , N₃= N_исх´ , N₄= N_исх´ , N₅= N_исх´ ,     N₆= N_исх´ , N₇= N_исх´ .                                                          

где N_исх – исходная интенсивность движения, авт./сут., которую берется из задания на проектирование;

р_л, р_до2т, _р6-8т, р_8-14т, р_{авт.п12-20т}, р_{авт.п20-30т} – процент автомобилей каждого типа (из задания).

Далее, вычисляем исходную интенсивность движения, измеряемую в приведенных автомобилях по формуле:

 

                                                                                                          (2)

где К_i – коэффициент приведения для i-го транспортного средства соответственно,

М – количество типов транспортных средств в потоке (в данном случае M = 7).

Затем, по формуле (1), определяем перспективную интенсивность движения, в которой значение р указано в задании на проектирование и t = 20.

В зависимости от полученного значения N по табл. 4.1 СП 34.13330.2012 назначаем категорию дороги.

Далее необходимо заполнить таблицу «Основные технические показатели автомобильной дороги». Данные назначаются согласно СП 34.13330.2012 и ГОСТ Р 52399-2005. В таблицу заносим вычисленную расчётную перспективную интенсивность движения и категорию дороги. Расчётную скорость движения автомобилей принимаем в зависимости от установленной категории дороги и рельефа местности по табл. 5.1 СП 34.13330.2012.

К трудным участкам пересечённой местности относится рельеф, прорезанный часто чередующимися глубокими долинами с разницей отметок долины и водоразделов более 50 м на расстоянии не свыше 0,5 км с боковыми глубокими балками и оврагами, с неустойчивыми склонами. 

Показатели 5 – 11 назначают по таблице 5.12 СП 34.13330.2012. Поперечные уклоны проезжей части (показатель 12) назначают по табл. 5.16 СП 34.13330.2012 в зависимости от дорожно-климатической зоны и категории дороги. Проезжую часть предусматривают с двускатным поперечным профилем на прямолинейных участках и на кривых в плане радиусом 3000 м и более для дорог категории I и радиусом 2000 м и более – для дорог других категорий. Поперечные уклоны обочин (показатель 13) принимают согласно п. 5.32 СП 34.13330.2012. Наименьшие радиусы кривых в плане и продольном профиле и наибольший продольный уклон (показатели 13 – 19) принимают по табл. 5.3 СП 34.13330.2012 в зависимости от назначенной расчётной скорости движения автомобилей.

Наименьшие радиусы выпуклых кривых, допускаемые на трудных участках, задают по значению расчётной скорости движения для трудных участков из табл. 5.3 СП 34.13330.2012. Расчётные расстояния видимости в продольном профиле (показатель 20) также принимают по табл. 5.9 СП 34.13330.2012.

Таблица 3 - Основные технические показатели автомобильной дороги

Наименование показателя	Единицы измерения	Величина показателя
1	2	3
1. Категория дороги	-
2. Расчётная интенсивность движения	ед./сут
3. Расчётная скорость движения	км/ч
4. Расчетная скорость движения на сложных участках	км/ч
5. Число полос движения	шт.
6. Ширина полосы движения	м
7. Ширина проезжей части	м
8. Ширина обочин	м
9. Ширина краевой полосы обочины	м
10. Ширина укреплённой части обочины	м
11. Ширина земляного полотна без ограждений	м
12. Поперечный уклон проезжей части и краевой полосы в зависимости от дорожно-климатической зоны (при асфальтобетонном покрытии)	‰
13. Поперечный уклон обочины за пределами краевой полосы	‰
14. Наименьшие радиусы кривых в плане	м
15.Наибольший продольный уклон	‰
16. Допускаемый наибольший продольный уклон на трудных участках	‰
17. Наименьшие радиусы выпуклых кривых в продольном профиле	м
18. Наименьшие радиусы выпуклых кривых, допускаемые на трудных участках	м
19. Наименьшие радиусы вогнутых кривых продольного профиля	м
20. Расчётные расстояния видимости в продольном профиле: -для остановки -для встречного автомобиля -при обгоне	м

2.3 Проектирование автомобильной дороги в плане

Проектирование плана трассы автомобильной дороги включает в себя: 

- выбор направления вариантов трассы дороги по топографической карте или плану;

- учет принципов ландшафтного проектирования, клотоидного трассирования и охраны окружающей среды;

- назначение радиусов кривых в плане;

- обеспечение безопасности движения на кривых в плане;

- описание вариантов трассы;

- сравнение вариантов трассы;

- оформление чертежа плана трассы.     

При выборе положения трассы дороги необходимо учитывать топографические, инженерно-геологические, климатические и социально- экономические условия местности. Участок проектируемой автомобильной дороги прокладывается по топографической карте в М 1:10000, сечение рельефа 2,5м.      

Выбор положения трассы дороги является одним из ответственейших этапов проектирования, т.к. влияет на протяжённость, стоимость строительства, удобства и безопасности движения, окружающую среду.          

При выборе положения трассы нами учитывались топографические, инженерногеологические, социально-экономические условия местности, назначения дороги и местные строительные материалы.          

Кратчайшим расстоянием между корреспондирующими пунктами является прямая линия, которая называется воздушной. На первом этапе проектирования рассматриваем её возможное использование в случае отклонения данного решения, трассу следует располагать как можно ближе к воздушной линии, огибая крупные формы рельефа, населённые пункты и ценные сельскохозяйственные угодий и земли.          

Имеющиеся водотоки и неблагоприятные формы рельефа (овраги, лощины и т.д.) следует пересекать в наиболее узких местах, где не потребуются значительные затраты и обеспечат надёжность работы дороги. Большие водотоки, существующие инженерные сооружения (дороги) пересекают под углом 90° и близких к нему градусов. Начальные и конечные пункты трассы соединяют воздушной линией. Производят разбивку пикетажа с учётом масштаба карты.

Разбивку пикетажа начинаем с начала трассы (т. А) до вершины угла поворота (ВУ). После определения пикетажного положения вершины угла, учитывая категорию дороги, условия местности, принимаем радиус круговой кривой. Положение пикета на карте выделяется линией длиной 4 мм. Остаток до вершины угла поворота определяем с помощью линейки масштаба плана.

Отношение фактической длины трассы к длине между заданными пунктами по прямой (воздушной) линии является коэффициентом удлинения трассы, который определяем по формуле (1):

 

K = L/Lвозд

(3)

 

где К – коэффициент удлинения трассы;    

L – длина трассы;   

L возд – длина воздушной линии.

Обходя препятствие, трассу откладываем из двух прямых участков. Изменение направления трассы характеризуется углом поворота, который образуется продолжением направления трассы и ее новым направлением

Угол поворота трассы характеризуется:

- φ° - углом поворота в градусах (измеряется транспортиром);

- R - радиусом вписанной в поворот кривой;

- К - длиной кривой;

- Т - тангенсом, расстояниями от концов кривой до вершины угла поворота;

- Б - биссектрисой - расстояние от вершины угла до середины кривой;

- Д - домером - разница в длине трассы по прямым проходящим через вершину угла и по кривой.

Намечая по карте положение вершин углов поворота, необходимо, в первую очередь, проверить возможность вписывания рекомендуемых радиусов, т. е. более 2000 м. Для этой цели предварительно, определяют при помощи транспортира величины углов поворота. Затем (Приложение 8) определяют элементы круговых кривых: тангенс, кривую, домер и биссектрису. Таблица составлена для радиуса R=1000 м. При иной величине радиуса данные в таблице умножают на коэффициент, равный делению принятого радиуса на 1000. 

При обходе препятствия критерием для назначения радиуса является возможное расстояние от вершины угла поворота до оси будущей дороги, т. е. биссектриса.

При обходе препятствия критерием для назначения радиуса является возможное расстояние от вершины угла поворота до оси будущей дороги, т. е. биссектриса.

Зачастую при трассировании для пересечения водотока или железной дороги под прямым углом критерием для назначения радиуса круговой кривой является возможная величина тангенса.

Естественно, что принятый радиус кривой должен быть возможно большим, но в исключительных случаях при соответствующем обосновании не менее минимально допустимого для категории проектируемой дороги. 

Определение элементов и главных точек круговой кривой

Согласно углу поворота (φ°), определенной категории дороги и принятого радиуса круговой кривой по «Таблицам для разбивки круговых кривых на автомобильных дорогах» определяем выше перечисленные элементы круговой кривой: Т, К, Б, Д.

На измеренном угле поворота, в точке перелома трассы проектируем закругление - круговую кривую, производим расчет начала (НК), середины (СК) и конца кривой (КК). От точки А до вершины угла (ВУ) - точки перелома выполняем разбивку пикетажа. Пикет (ПК) равен 100 метрам.    

На карте с масштабом 1:10000 пикет равен 1 см, таким образом, определяем положение вершины угла (ПК+...). От вершины угла в сторону точки А откладываем величину тангенса (Т) в масштабе и получаем точку начала круговой кривой (НК). Тангенс, отложенный от вершины угла в сторону точки Б, определяет точку конца круговой кривой (КК) и ее пикетное положение.

Далее внутренний угол делим пополам и от вершины угла откладываем величину Б (биссектрису), получаем точку середины круговой кривой (СК). Через полученные три точки НК, СК и КК по лекалу проводим круговую кривую, плавно смягчающую перелом трассы. После этого выполняем разбивку трассы на пикеты по кривой до точки Б (конца трассы). Таким образом, определяем пикетажное положение конца трассы (КТ ПК+...). Все данные заносим в ведомость углов поворота, прямых и круговых кривых (прил. 6). Все построения на карте выполняются красной тушью тонкими линиями. Сама линия трассы выполняется красной тушью толщиной 1 мм.

Определение прямых вставок

Для составления ведомости углов поворота трассы линейного сооружения, определяем по формулам (4-8) данные о прямых участках и расстояния между вершинами углов поворота, которые необходимо внести в соответствующие колонки: 

  

Р1= НЗ-НТ	(4)
Р2= КТ-КЗ	(5)
S1=ВУ1-НТ	(6)
S2=КТ-ВУ1+Д	(7)
Lтр = КТ-НТ	(8)

  

Определение направления трассы

Румб начальной прямой определяем по карте, считая вертикальный край карты направлением магнитной стрелки (север – юг); при пользовании вертикальными линиями координатной сетки следует учесть склонение, указанное на карте.

Определив начальный румб, румбы последующих прямых вычисляем по направлению и величине углов поворота. Направление трассы определяется румбом – острым углом от ближайшего направления меридиана до направления линии; он обозначается буквой – r. Пределы изменения румба от 0° до 90°.

Для однозначного определения направления по значению румба он сопровождается названием четверти: 1 четверть - СВ (северо-восток), 2 четверть - ЮВ (юго-восток), 3 четверть - ЮЗ (юго-запад), 4 четверть - СЗ (северо-запад). Румб начальной прямой определяем по карте. Измеряем транспортиром угол между ближайшим концом линией, проведенной параллельно указанному направлению (север - юг) и направлением первого прямого участка трассы. 

Контроль вычисления дирекционных углов производим по формуле (9):

 

∑βпр - ∑βлев = αн – αк

(9)

 

где ∑βпр – сумма правых углов поворота трассы,

∑βлев – сумма левых углов поворота трассы,

α_н и α_к – соответственно дирекционные углы начального и конечного направления трассы.         

 Все данные заносим в ведомость углов поворота, прямых и кривых (Приложение 9).

Сравнение вариантов трассы

Заканчивают трассирование сравнением вариантов. Сравнение вариантов трассы выполняют по технико-эксплуатационным показателям. Лучшим считается вариант, имеющий больше преимуществ. Технико-эксплуатационные показатели размещают в таблицу 4.

Таблица 4 – Сравнение вариантов трассы

Показатели	Ед. изм.	I-й вариант	II-й вариант	Преимущество
				I-й вариант	II-й вариант
1 Длина трассы	м
2 Коэффициент удлинения трассы	-
3 Число углов поворота	-
4 Средняя величина закругления
5Суммарная протяженность пересекаемых трассой участков:
лесов	м
болот	м
сельхозугодий	м
населенных пунктов	м
6 Протяженность участков местности с уклоном по трассе до 30 ‰	м
7 Протяженность участков местности с уклоном по трассе, превышающим максимально допустимое значение уклона проектной линии iдоп	м
8 Число пересечений с автомобильными дорогами	шт.
9Число пересечений с железными дорогами	шт.

 

Оформление плана трассы

Расположение трассы на листах плана принимают таким расчетом, чтобы верх листа по возможности, был обращен на север, а при меридианальном направлении трассы (с юга на север) – на запад. Масштаб плана принимают: для равнинной и пересеченной местности 1:10000, для горной 1:5000. 

Трассу на плане наносят сплошной жирной линией. Прямые участки от кривых отделяют черточками с направлениями конечного и начального радиусов, на которых указывают пикетажное положение начала и конца кривой.  

Тангенсы наносят тонким пунктиром. На углах поворота при большом их количестве выписывают только номера, а элементы закруглений, длины прямых (округленные до 0,1м) и вычисленные румбы приводят в ведомости.

Элементы переходных кривых в эту таблицу не записывают. Ситуацию на плане трассы показывают по данным топографической карты. Ситуационные знаки и надписи наносят параллельно в рамке. Пикеты и другие надписи пишут вдоль трассы или перпендикулярно к ней; рубленные пикеты накладывают с соблюдением масштаба. Условные обозначения и знаки должны соответствовать действующим условным обозначениям. В начале и в конце плана указывают пункты, между которыми проложена автомобильная дорога и направления существующих дорог, выходящих за рамку чертежа.

На плане трассы, проложенной в равнинной или слабопересеченной местности, горизонтали показывают только в местах, где они необходимы для обоснования направления трассы. Если трасса проложена в сильно пересеченной местности, горизонтали показывают на всем ее протяжении. Рекомендуется наносить горизонтали и увязывать их с отметками пикетов трассы предварительно карандашом на кальке, наложенной на план трассы. Затем горизонтали переводят на план и вторично обводят карандашом с выделением десятых горизонталей. 

При пересечении трассы с железными и автомобильными дорогами в плане указывают угол и пикетажное положение пересечения. При проходе по улицам населенных пунктом на поле чертежа вычерчивают схематический поперечный профиль улицы с указанием расстояния до построек; на плане показывают общие контуры населенных пунктов и отдельные здания, если подлежат сносу. 

Закрепление трассы показывают в виде схем и таблиц на свободных от ситуации местах плана или в отдельной таблице. Следует показывать схемы закрепления начала и конца трассы, вершин углов поворота к местным постоянным предметам или специальным закрепительным столбам с указанием расстояний до них (желательно не более длины ленты, т.е. не более 20 м). 

Штамп на плане помещают справа независимо от хода пикетажа.