лл. Автомобильные дороги весьма капиталоемкие и в то же время одни из наиболее рентабельных инженерных сооружений
 Скачать 1.1 Mb.
|
|
7. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПОПЕРЕЧНЫХ ПРОФИЛЕЙ АВТОМОБИЛЬНОЙ ДОРОГИ Элементы поперечного профиля Поперечный профиль - это сечение автомобильной дороги вертикальной плоскостью, перпендикулярной ее оси (рис. 14). а) б)   Рис. 14. Поперечный профиль верхней части земляного полотна автомобильной дороги: а) IA, IБ, IB категории; б) II - IV категории: ЗП – земляное полотно; ПЧ - проезжая часть; О – обочина; РП - разделительная полоса; ПБ – полоса безопасности на разделительной полосе; КП - краевая полоса у обочины, УО – укрепленная часть обочины Проезжая часть (ПЧ) - полоса в верхней части земляного полотна, на которой устраивается дорожная одежда и осуществляется непосредственное движение автотранспорта. На автомагистралях проезжую часть устраивают раздельно для обеспечения движения автомобилей в каждом направлении с разделительной полосой (РП) между ними. По бокам к проезжей части примыкают обочины (О) – полосы земляного полотна, предназначенные для временной стоянки автомобилей и способствующие безопасности движения. Вдоль проезжей части на обочинах предусматривают краевые полосы (КП), предотвращающие разрушение кромок проезжей части. Проезжая часть и обочины примыкают к прилегающей местности откосами. Краевые полосы (КП) у обочин и полосы безопасности (ПБ) на разделительной полосе должны иметь дорожную одежду такой же прочности, что и проезжая часть. Укрепленная часть обочины (УО) за пределами краевой полосы на дорогах категорий I - IV должна иметь дорожную одежду с покрытием из каменного материала, обработанного вяжущим материалом. Грунтовая разделительная полоса (РП) между полосами безопасности (ПБ) планируется горизонтально, чтобы поверхность земли была на 3 – 6 см ниже полос безопасности (ПБ). Разделительной полосе (РП) из щебня или гравия, обработанного вяжущими, придают выпуклое очертание с поперечным уклоном к проезжей части. Основные параметры поперечного профиля проезжей части и земляного полотна автомобильных дорог в зависимости от их категории назначают по ГОСТ Р 52399 (табл.6). Для обеспечения стока проезжей части и обочинам придают поперечный уклон от оси дороги к бровке земляного полотна.На автомобильных дорогах I категории, расположенных на одном земляном полотне, проезжую часть для разных направлений движения устраивают с односкатным профилем относительно разделительной полосы. Поперечные уклоны проезжей части автомобильной дороги назначают в зависимости от категории дороги, дорожно-климатической зоны района проектирования, типа покрытия по СП 34.13330 (табл. 28). Поперечные уклоны обочин принимают на 10 – 30 ‰ больше поперечных уклонов проезжей части. В зависимости от климатических условий и типа укрепления обочин назначают поперечные уклоны: 30 - 40 ‰ - при укреплении с применением вяжущих; 40 - 60 ‰ - при укреплении гравием, щебнем, шлаком, мощении каменными материалами и бетонными плитами; 50 - 60 ‰ - при укреплении дерном или засевом трав. При устройстве земляного полотна из крупно- и среднезернистых песков, а также из тяжелых суглинистых грунтов и глин уклон обочин, укрепленных засевом трав, принимают равным 40 ‰. Таблица 28 Поперечные уклоны проезжей части
На кривой в плане с радиусом менее 3 000 м для I категории дорог и радиусом менее 2 000 м для других категорий дорог предусматривают устройство виража. На вираже верхней части земляного полотна автомобильных дорог придают односторонний поперечный уклон, направленный в сторону центра закругления. Поперечные уклоны на виражах назначают в зависимости от радиусов кривых в плане по СП 34.13330 (табл.29). Отгон виража - переход от двускатного профиля дороги к односкатному осуществляют на протяжении переходной кривой. Переход от уклона обочин при двускатном профиле к уклону проезжей части производят на протяжении 10 м до начала отгона виража. При радиусах кривых в плане менее 1 000 м предусматривают уширение проезжей части с внутренней стороны за счет обочин так, чтобы ширина обочин была не менее 1,5 м для дорог I и II категорий и не менее 1 м для дорог остальных категорий. Величины полного уширения двухполосной проезжей части дорог на закруглениях принимают по СП 34.13330 (табл. 30). Таблица 29 Поперечные уклоны на виражах
Таблица 30 Уширение 2-полосной проезжей части дорог на кривых
Уширение проезжей части устраивают пропорционально расстоянию от начала переходной кривой до начала круговой кривой. Величину полного уширения проезжей части для дороги с 4-мя полосами движения и более увеличивают соответственно числу полос, а для 1-полосной дороги - уменьшают в 2 раза по сравнению с нормами. Крутизна откосов - отношение высоты к горизонтальной проекции откоса. Крутизну откосов назначают в зависимости от высоты насыпи или глубины выемки из условий снегонезаносимости, гармоничного сочетания его с прилегающим ландшафтом, обеспечения безопасности движения, устойчивости откосов, а также с учетом экономических требований. Откосы могут иметь переменную крутизну, при этом для обеспечения устойчивости на откосах высоких насыпей и глубоких выемок нередко устраивают бермы-полки шириной 1 - 4 м. Крутизну откоса насыпей высотой до 3 м на дорогах I - III категорий принимают 1 : 4, для IV - V категорий не круче 1 : 3. Для насыпей высотой более 3 м крутизну откоса назначают 1:1,5 или 1 : 1,75; при насыпях высотой более 6 метров до 12 метров проектируют откосы переменной крутизны 1 : 1,5 и 1 : 1,75; 1 : 1,75 и 1 : 2. Выемки глубиной до 1 м проектируют раскрытыми или разделанными под насыпь с крутизной откосов от 1 : 5 до 1 : 10, для выемки глубиной от 1 м до 5 м крутизну откоса назначают 1 : 1,5 или 1 : 2. Оформление поперечного профиля Поперечные профили автомобильной дороги (рис. 8) разрабатывают в программе AutoCAD в масштабе 1:200 согласно ГОСТ Р 21.1701. Исходные данные для выполнения поперечных профилей автодороги получают с продольного профиля автодороги. Графы поперечного профиля автодороги заполняют в соответствии с их наименованиями по ГОСТ Р 21.1701. Поперечные профили автомобильной дороги выполняют по направлению возрастания указателей километров. На поперечном профиле земляного полотна автомобильной дороги показывают: - ось проектируемого земляного полотна; - линию фактической поверхности земли и линии ординат от точек ее переломов; - контур проектируемого земляного полотна с указанием крутизны откосов - контур водоотводных сооружений, линии ординат от точек их переломов; - контур проектируемой поверхности дорожного покрытия и отметки уровней (высоты, глубины) в точках ее переломов; - ширину земляного полотна и его элементов; - ширину проезжей части, разделительной полосы, обочин и укрепительных полос; - направление и величину уклонов верха земляного полотна и поверхности дорожной одежды; - конструкцию дорожной одежды (схематично); - контур и величину срезки плодородного слоя, удаления торфа и замены непригодного грунта; - инженерные коммуникации, их обозначение, наименование и отметки уровней, на которых они проложены; - привязку поперечного профиля к пикету; - рабочие отметки земляного полотна. Поперечные профили конструкций земляного полотна, различающиеся конфигурацией, высотой насыпи или глубиной выемки, крутизной откосов и т.д., обозначают: тип 1, тип 2 и т.д. На поперечных профилях соответствующего типа указывают условия применения данного типа. Фактическую отметку земли по оси Нз и проектную отметку бровки земляного полотна Нбр получают с продольного профиля автодороги (рис. 13, 14).  Рис. 15. Схема к расчету отметок поперечного профиля: Взп, Впр, Во - ширина земляного полотна, проезжей части и обочины; кп – краевая полоса; Нзп, Нбр,Нпр - проектная отметка земляного полотна по оси, бровки земляного полотна и проезжей части по оси; Нз - фактическая отметка земли по оси; hн - рабочая отметка (высота) насыпи;hдо - толщина дорожной одежды; В, Но – ширина и отметка основания земляного полотна; m – заложение крутизны откоса земляного полотна Рабочую отметку (высоту) насыпи или выемки hн(в) рассчитывают по формуле hн(в) = Нз – Нбр . Проектную отметку проезжей части по оси Нпр определяют по формуле (рис. 15) Нпр = Нбр + iо Во + iпр Впр / 2 , где Во – ширина обочины, м; Впр – ширина проезжей части, м; iпр, iо– поперечный уклон проезжей части и обочины iпр = 0,02, iо = 0,04. Проектную отметку земляного полотна по оси Нзп рассчитывают по формуле Нзп = Нпр - hдо , где hдо - толщина дорожной одежды, м. Отметку основания земляного полотна у подошвы насыпи определяют Но = Нбр + mhн где m – заложение крутизны откоса земляного полотна. Ширину основания земляного полотна рассчитывают для насыпи В = 2 Во + Впр + 2 m hн = Взп + m (h1 + h2) для выемки В = 2 Во + Впр + 2 m hв + 2 b = Взп + m (h1 + h2) + 2 m (h1 + h2) где Взп - ширина земляного полотна, м, b – ширина кювета, м; h1, h2 – глубина кювета в начале и в конце участка, м. Ширину верха земляного полотна определяют Вв = Взп + 2 m hдо Ведомость привязки поперечных профилей приведена в табл. 31. Ведомость устройства виражей и уширения разработана в табл. 32. Задание Запроектировать поперечные профили автомобильной дороги в соответствии с ГОСТ Р 52399 и СП 34.13330 в программе AutoCAD в масштабе 1:200. Поперечные профили обозначить: тип 1, тип 2 и т.д., различающиеся конфигурацией, высотой насыпи или глубиной выемки, крутизной откосов, наличием кюветов или виража. Графы поперечного профиля автодороги заполнить в соответствии с их наименованиями по ГОСТ Р 21.1701. Разработать ведомости привязки поперечных профилей (табл. 31) и устройства виражей с уширением (табл. 32). Пример 6 В программе AutoCAD запроектировано 4 типа поперечных профилей автомобильной дороги в масштабе 1:200 согласно ГОСТ Р 21.1701. Разработаны поперечные профили для насыпи (рис. 16 а, б, в) высотой: · тип 1 - до 1,5 м с кюветами крутизной откосов 1 : 4; · тип 2 - от 1,5 м до 3 м без кюветов с крутизной откосов 1 : 4; · тип 3 - от 3 м до 6 м с крутизной откосов 1 : 1,5. Разработан поперечный профиль для выемки - тип 4 глубиной свыше 1 м крутизной откосов 1 : 1,5 (рис. 16 г). Ширина земляного полотна принята 15 м, ширина укрепленной обочины - по 2,25 м, поперечный уклон обочины и земляного полотна – 40 ‰. Ширина проезжей части назначена 7,5 м и краевой полосы - по 0,75 м, толщина дорожной одежды - 0,5 м, поперечный уклон проезжей части – 20 ‰. Предусмотрена срезка почвенно-растительного слоя грунта толщиной 0,2 м на ширину основания земляного полотна, а при высоте насыпи до 1,5 м и в выемке с учетом устройства треугольных кюветов. Ведомость привязки поперечных профилей приведена в табл. 31. Ведомость устройства виражей и уширения разработана в табл. 32. Таблица 31 Ведомость привязки поперечных профилей
Таблица 32 Ведомость устройства виражей и уширения
а)  б)  в)  г)  Рис. 16. Поперечный профиль автомобильной дороги: а) тип 1 - насыпь высотой до 1,5 м; б) тип 2 - насыпь высотой до 3 м; в) тип 3 - насыпь высотой св.3 м; г) тип 4 - выемка глубиной св. 1 м 8. РАСЧЕТ ОБЪЕМОВ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА Попикетная ведомость объемов земляных работ Попикетную ведомость объемов земляных работ разрабатывают на основе продольного и поперечных профилей автомобильной дороги в программе Microsoft Office Excel. Земляное полотно автомобильной дороги можно представить в виде геометрической фигуры – трапецеидальной призмы. Существует аналитический, графоаналитический и табличный метод подсчета объемов земляных работ. Расчет профильного объема V земляного полотна автомобильной дороги аналитическим методом осуществляют по формуле Винклера и Мурзо V = [1/2 В (h1 – h2) + 1/3 m (h12 + h22 + h1 h2)] L , где В - ширина земляного полотна, м; h1, h2 – рабочие отметки в начале и конце участка (высота, глубина), м; m – заложение крутизны откоса; L – длина участка, м. Ширину земляного полотна принимают по ГОСТ Р 52399 (табл. 6), рабочие отметки берут с продольного профиля. Попикетный объем Vi земляных работ в соответствии с принятым типом поперечного профиля рассчитывают по преобразованной формуле Мурзо: для насыпи высотой · до 3 м и крутизной откоса 1 : 4 V1 = 1/6 L [h1 (8 h1+3 В) + h2 (8 h2 + 3 В) + 8 h1 h2] ; · до 3 м и крутизной откоса 1 : 3 V2 = L [h1 (h1 + В / 2) + h2 (h2 + В / 2) + h1 h2] ; · свыше 3 м и крутизной откоса 1 : 1,5 V3 = ½ L [h1 (h1 + В) + h2 (h2 + В) + h1 h2] ; для выемки глубиной · до 1 м и крутизной откоса 1 : 4 V4 = 1/6 L [h1 (8 h1 + 3 В) + h2 (8 h2 + 3 В) + 8 h1 h2 + 2 m h (h1 + h2 + h)] · свыше 1 м и крутизной откоса 1 : 1,5 V5 = ½ L [h1 (h1 + В + 2 b) + h2 (h2 + В + 2 b) + h1 h2 + 4 b h] = = ½ L [h1 (h1 + В + 2 m h) + h2 (h2 + В + 2 m h) + h1 h2 + 4 m h2] , где b, h – ширина и глубина кювета, м. Объем двустороннего кювета V6 при устройстве насыпи высотой до 1,5 м определяют V6 = ½ L (m + n) (h1 + h2)2 , где h1, h2 – глубина кювета в начале и в конце участка, м; n – заложение крутизны внешнего откоса. На землях, отводимых под постоянное пользование при строительстве автомобильной дороги, плодородный почвенно-расти-тельный слой снимают и складируют в штабеля в отведенных проектом местах (отвал, кавальер). Толщину срезки слоя почвы 0,1 – 0,5 м назначают по данным изысканий и технических условий землепользователей. Плодородный почвенный грунт используют в дальнейшем для укрепления откосов земляного полотна, а также при рекультивации временно-занимаемых при строительстве земель. Объем снятого дерна (почвенно-растительного слоя) Vпрс рассчитывают Vпрс = В hпрс L ; В – ширина основания земляного полотна, м; hпрс – толщина почвенно-растительного слоя, м. Поправки ΔVi к профильному объему земляного полотна автомобильной дороги определяют по формулам · призматоидальная учитывается, если (h1 – h2) ≥ 0,5м ΔVп = 1/12 Lm (h1 – h2)2; · на устройство дорожной одежды, если в насыпи отнимают, если в выемке прибавить ΔVдо = (Впр + кп) hдо L ; · на устройство сточной призмы (рис. 17), если в насыпи прибавить, если в выемке отнимают ΔVст = L [(Во - кп)2 iо + (Впр / 2 + кп)2 iпр] ; · на устройство укрепленной обочины, если в насыпи отнимают, если в выемке прибавить ΔVо = 2 (Во - кп) hо L , где Впр - ширина проезжей части, м; кп – ширина краевой полосой, м; hдо - толщина дорожной одежды, м; Во, hо – ширина и толщина укрепления обочины, м; iпр, iо - поперечный уклон проезжей части и обочины, iпр = 0,02, iо = 0,04. Поперечный уклон проезжей части автомобильной дороги назначают по СП 34.13330 (табл. 28). Поперечный уклон обочины принимают на 10 – 30 ‰ больше поперечного уклона проезжей части.  Рис. 17. К расчету поправки на сточную призму Объем насыпи Vн определяют с учетом всех поправок, объема снятого дерна и коэффициента относительного уплотненияKуот Vн = (Vi + Vпрс + ΔVп - ΔVдо + ΔVст - ΔVо) Kуот Коэффициент относительного уплотнения грунта - отношение плотности скелета грунта в земляном полотне к плотности скелета того же грунта в карьере, выемке или кювете. Коэффициент относительного уплотнения грунта определяют по СП 34.13330 (табл. 33) в зависимости от вида грунта и требуемого коэффициента стандартного уплотнения грунта Таблица 33 Коэффициент относительного уплотнения грунта
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||