Гречнева Г.И., Рычкова О.А. Основы проектирования дорог. Методические указания к выполнению курсового проекта для студентов специальности 270205, 190702

• Название: Методические указания к выполнению курсового проекта для студентов специальности 270205, 190702
• Дата: 03.05.2023
• Размер: 3.67 Mb.
• Имя файла: Гречнева Г.И., Рычкова О.А. Основы проектирования дорог.doc
• Тип: Методические указания; #1106234
• страница: 4 из 11

4.5. Оформление продольного профиля

Продольный профиль вычерчивают на миллиметровой бумаге в масштабах: горизонтальный 1:5000, т.е. в 1 см – 50 м; вертикальный 1:500, т. е. в 1 см – 5 м; грунтовый разрез 1:100, т. е. в 1 см – 1,0 м. В зависимости от степени пересеченности местности продольный профиль можно составлять и в других масштабах. Так, горизонтальный масштаб для профиля в горной местности принимают 1:2000, вертикальный 1:200. Во всех случаях отношение масштабов горизонтального к вертикальному принимают 1:10 [3].

Продольный профиль автомобильной дороги выполняют с учетом данных таблицы, помещаемой под продольным профилем по форме 1, рис.4.12.

При вычерчивании продольного профиля применяют условные графические обозначения на чертежах автомобильных дорог согласно [2].

Продольный профиль должен быть вычерчен на миллиметровой бумаге в два цвета (черный и красный). Красным цветом оформляют все проектные решения: рабочие отметки, проектную линию, вертикальные кривые и их элементы, проектируемые искусственные сооружения, развернутый план трассы, проектные уклоны, проектные отметки, длины прямых и кривых, километровые знаки, обозначения НК и КК, тип поперечных профилей земляного полотна. Все остальные данные: линию сетки, линию поверхности земли, отметку земли, грунтовый разрез наносят черным цветом.

Рабочие отметки надписываются с точностью до 1 см в 0,5 см от проектной линии. На продольном профиле подсчитываются нулевые точки – точки перехода насыпей в выемки, они определяются расчетом по формуле (4.1).

Ниже поверхности земли (так называемой черной линии) на 2 см и параллельно ей наносят грунтовый профиль по данным геолого-почвенных обследований. Грунтово-геологический разрез характеризуется шурфами, шурфо-скважинами и скважинами, закладываемыми при технических изысканиях в характерных местах.



Рис. 4.12. Таблица продольного профиля (форма 1)

Шурфы устраивают глубиной 1,0 - 2,0 м, закладывая на всех характерных элементах рельефа (верхняя, средняя и нижняя части склонов, плато, понижения), а также в местах смены растительного покрова. Обычно шурфы закладывают через 500 - 700 м. Скважины закладывают: в местах проектирования искусственных сооружений – до материковых пород; под высокими насыпями; в выемках – на 2 м ниже предполагаемого дна выемки. При небольшой глубине разработки грунтового разреза до 3 - 4 м предпочтительно закладывать шурфо-скважины.

Шурфы на профиле показывают колонкой шириной 4 мм со штриховкой каждой геологической разности грунтов условными обозначениями

( рис. 4.13).
Рис. 4.13. Условные обозначения грунтов и горных пород на геологических разрезах, продольных и поперечных профилях автомобильных дорог: 1– супесь; 2– супесь мелкая; 3– суглинок; 4– суглинок тяжелый; 5– суглинок пылеватый; 6– грунт пылеватый; 7– глина; 8– песок среднезернистый; 9– песок пылеватый; 10– глина валунная; 11– песок гравелистый; 12– каменный навал с песком; 13– торф; 14– сапропель; 15– мохорастительный покров; 16– ил, иловый грунт; 17– насыпной грунт; 18– строительный мусор; 19– гравий; 20– галька; 21– дресва, хрящ; 22– гранит; 23– диабаз; 24– сланец глинистый; 25– сланец метаморфический; 26– мергель; 27– известняк; 28– известняк ракушечник; 29– песчаник (со значком «гл» – глинистый, «кв» – кварцевый и т.д.); 30– засоленный грунт (показывается дополнительно на условном обозначении грунтов)
Скважины на профиле показывают колонкой шириной 2 мм, в них показывают консистенцию развернутых грунтов (рис.4.14). Если глубина скважины не размещается в пределах грунтового разреза, их показывают с разрывом.

Песок:		Супесь:		Глина и суглинок:
маловлажный		твердая		твердая
				полутвердая
влажный		пластичная		тугопластичная
				мягкопластичная
водонасыщенный		текучая		текучепластичная
				текучая

Рис.4.14. Условные обозначения степени влажности

и консистенции грунтов

Между горизонтами грунтов прямыми линиями очерчивают границы с указанием наименования грунтов и категории по трудности их разработки. Низ шурфов и скважин соединяют пунктирной линией. Шурфы и скважины нумеруют раздельно и с правой стороны указывают глубины каждого грунтово-почвенного горизонта от поверхности земли, а также указывают отметки уровня (горизонта) грунтовых вод с датой их замера.

5. ПРОЕКТИРОВАНИЕ КЮВЕТОВ

Целью устройства водоотводных канав или кюветов является предотвращение переувлажнения земляного полотна, постоянного обеспечения безопасного режима влажности грунтовых оснований дорожных одежд.

Для того чтобы отвести поверхностную воду, поперечному профилю земляного полотна и дорожной одежде придают выпуклое очертание; устраивают боковые водоотводные канавы (кюветы); устраивают нагорные канавы, перехватывающие воду, которая стекает по склонам местности к дороге; строят мосты, трубы для пропуска водотоков и воды из боковых канав под земляным полотном, а так же сооружения, позволяющие отвести воду в сторону от земляного полотна.

При водонепроницаемых грунтах и неудовлетворительных условиях поверхностного стока боковым канавам придают трапецеидальное сечение с шириной по дну 0,4 м и глубиной обычно 0,7- 0,8 м (до 1,2 - 1,5 м как максимум), считая от бровки насыпи. В сухих местах с обеспеченным быстрым стоком поверхностных вод, при глубоком уровне грунтовых вод боковые канавы устраивают глубиной не менее 0,3 м.

Боковым канавам придают продольный уклон, который должен быть не менее 5 ‰ в I-III дорожно-климатических зонах и 3 ‰ – в IV и V зонах.

При уклоне дна кювета до 20 ‰ последний устраивают без укрепления. При уклоне 20 - 30 ‰ производят одерновку или засев трав; при уклоне 30- 50 ‰ – мощение камнем; более 50 ‰ – проектируют быстротоки или перепады.

Общие рекомендации по проектированию кюветов:

– кюветы обычно проектируют в соответствии с направлением уклона поверхности земли;

– при назначении уклона кювета необходимо следить за тем, чтобы не получился обратный уклон. В этом случае следует либо в верхней точке кювета уменьшить его глубину, либо изменить уклон на противоположный;

– в местах начала и конца кювета отметка его дна должна быть равна отметке поверхности земли, для обеспечения выхода воды на поверхность;

– в пределах выемки дно кювета должно быть параллельно проектной линии дороги с уклоном не менее 5 ‰ и глубиной h= 0,7-0,8 м. При этом отметки определяют лишь в точках нулевых объемов земляных работ (отметка земли минус h= 0,7-0,8 м) и в местах выхода кювета на поверхность земли (отметка равна отметке земли);

– в выемках вогнутые кривые проектировать не рекомендуется из-за сложности водоотвода;

– не рекомендуется перепускать воду из кюветов насыпи по кюветам выемки. На склонах перед выемкой желательно предусматривать водоотводные канавы и поперечный сброс воды.

– места начала и конца кюветов привязывают по расстоянию к ближайшим пикетам.

Примеры проектирования кюветов представлены на рис. 5.1-5.3.




Р ис. 5.1. Проектирование кюветов в выемке на выпуклой кривой

Рис. 5.2. Проектирование кюветов в насыпи



Рис. 5.3. Проектирование кюветов в выемке на вогнутой кривой
6. ПОПЕРЕЧНЫЕ ПРОФИЛИ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА

Поперечные профили являются поперечными разрезами дороги и представляют собой схематический чертеж конструкции земляного полотна совместно с дорожной одеждой и системой водоотвода.

При проектировании поперечных профилей необходимо выдержать 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 нарушать ландшафт местности; не подвергаться образованию просадок и морозного пучения; быть не заносимым снегом или песком.

Поперечные профили конструкции земляного полотна назначаются на основе решений по продольному профилю (рабочим отметкам) и типовых поперечных профилей земляного полотна автомобильных дорог общего пользования с учетом рельефа местности, почвенно-грунтовых, геологических, гидрологических и климатических условий. Поперечные профили земляного полотна выполняются без боковика. На поперечном профиле конструкции земляного полотна (прил. 6) показывают согласно [3]:

• 
  ось проектируемой автомобильной дороги;
  
• 
  линию фактической поверхности земли (условно);
  
• 
  контур проектируемого земляного полотна с указанием крутизны откосов, а при реконструкции, кроме того, контур существующего земляного полотна;
  
• 
  ширину земляного полотна и его элементов;
  
• 
  ширину проезжей части, разделительной полосы, обочин и укрепленных полос;
  
• 
  направление и величину уклонов верха земляного полотна и поверхности дорожной одежды;
  
• 
  конструкцию дорожной одежды (схематично);
  
• 
  элементы укрепления обочин, откосов и водоотводных сооружений (схематично) с указанием обозначения документации, необходимой для его выполнения;
  
• 
  контур и величину срезки плодородного слоя, удаления торфа или замены непригодного грунта;
  
• 
  дренажные устройства и их обозначения (схематично);
  
• 
  границу полосы отвода земель.
  

Поперечные профили конструкций земляного полотна, различающиеся высотой насыпи или глубиной выемки, крутизной откосов или другими показателями, обозначают тип 1, тип 2 и т.д.

Количество поперечных профилей земляного полотна должно полностью характеризовать его по всему запроектированному продольному профилю. Характерными являются поперечные профили в нулевых местах, в насыпях до 1,2 м с боковыми кюветами, в насыпях до 3 м, в более высоких насыпях до 6 м, в высоких насыпях высотой от 6 м до 12 м, в выемках глубиной до 1 м, в выемках глубиной более 1 м и на косогорах – в насыпи и в выемке.

Тип 1. Насыпи до 3 м с заложением откосов 1:4(3), а до 1,2 м на насыпях устраивают боковые кюветы.

Тип 2. Насыпь до 6 м с заложением откосов 1:1,5.

Тип 3. Насыпь до 12 м с переменным заложением откосов: при высоте насыпи до 6 м 1:1,5, а выше 6 м с заложением откосов 1:1,75.

Тип 4. Выемка до 1 м.

Тип 5. Выемка более 1 м.

Более точное значение крутизны откосов насыпей в зависимости от вида грунта следует назначать в соответствии с [8, табл. 23, п. 6.26].

Конструкции поперечных профилей приведены в прил. 6.

7. ИСКУССТВЕННЫЕ СООРУЖЕНИЯ

Для проектирования искусственных сооружений необходимо произвести расчет в соответствии с методическими рекомендациями [18].

Если расчет искусственных сооружений (труб, мостов) в проекте не предусматривается, то отверстия искусственных сооружений назначают конструктивно. Малые искусственные сооружения – это трубы и мосты длиной до 30 м. Мосты длиной 30-100 м являются средними искусственными сооружениями, а более 100 м – большими. Отверстия круглых труб бывают: 0,5 м; 0,75 м; 1,0 м; 1,25 м; 1,5 м; 1,75 м; 2,0 м. Трубы устраивают в пониженных местах и при пересечении ручьев. При этом минимальная высота насыпи над трубами
H_min=d++h₃, (7.1)

где d – отверстие трубы: диаметр круглой или высота прямоугольной трубы, м; δ – толщина стенки трубы, δ=0,16 - 0,22 м; h₃ – минимальная толщина засыпки над трубой, принимаем равной толщине дорожной одежды, но не менее 0,5 м.

Длина трубы

L = B + 2(h_нас – d)m + b_огол ,(7.2)
где В – ширина насыпи по верху; h_нас– рабочая отметка насыпи; d– диаметр (высота) трубы; m–заложение откосов насыпи у трубы, принимается 1 : 1,5; b_огол– толщина оголовков трубы.

8. ПОДСЧЕТ ОБЪЕМОВ ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ

Подсчет объемов земляных работ производят по таблицам, номограммам, графикам и поперечным профилям. В настоящее время широко применяется подсчет объемов земляных работ на ЭВМ.

При проектировании автомобильных дорог по новому направлению объемы земляных работ подсчитываются по таблицам [11].

Таблицы для подсчета объемов земляных работ [11] составлены в соответствии с требованиями [8] для действующих в настоящее время ширин земляного полотна и крутизны откосов, которыми и рекомендуется пользоваться.

Подсчет земляных работ ведется по прил. 7. Из запроектированного продольного профиля в ведомость вписываются по пикетам и плюсовым точкам рабочие отметки насыпей, выемок, нулевые точки (переход из выемки в насыпи) и расстояния (графы 1- 4,9). Подсчитывается средняя рабочая отметка (графа 5), сумма и разность рабочих отметок (графы 6-8).

Прежде чем пользоваться любыми таблицами, необходимо познакомиться с теоретическими основами их составления и правилами пользования. Для запроектированной ширины земляного полотна и крутизны откосов выбирается та таблица, которая соответствует запроектированному поперечному профилю, и из нее в графы 11,12, соответственно расстоянию (графа 9), вписываются объемы, м³ . В эти объемы вводятся поправки (графы 13–16):

а) на ширину земляного полотна, если табличная ширина земляного полотна не соответствует запроектированной, эта поправка определяется по формуле
ΔV =(B – B_т)H_срL, (8.1)
где(B – B_т) – разница между требуемой (запроектированной) и табличной шириной земляного полотна; H_ср – средняя рабочая отметка; L – расстояние, м.
H_ср = . (8.2)

Если ширина земляного полотна по таблице больше запроектированной – поправка вычитается, а если табличная ширина земляного полотнаменьшезапроектированной– прибавляется;

б) если разность рабочих отметок больше 1 м при расстоянии меньше 100 м и больше 2 м при расстоянии больше 100 м, вводится поправка на разность рабочих отметок из таблицы поправок [19]. Эта поправка вводятся со знаком плюс;

в) поправка на устройство дорожной одежды вычисляется по формуле

, (8.2)

где а – ширина обочины, м; i₀ – поперечные уклоны обочины (в тысячных); в – ширина проезжей части, м; i_пр – поперечный уклон проезжей части (в тысячных); h –толщина дорожной одежды ориентировочно можно принять для дорог I–II категории h=0,7 м, III категории h=0,6 м, IV категории h=0,5 м; L – длина участка, на которой вводится поправка, м.
Поправка вводится: для насыпи со знаком «минус», а для выемок – со знаком «плюс»;

г) иногда табличная крутизна откосов не совпадает с запроектированной, в этом случае вводят поправку на крутизну откосов, которая вычисляется по формуле

, (8.3)

где m – табличная крутизна откосов; m₁– крутизна откосов запроектированная; Н_ср– средняя рабочая отметка, м; L – расстояние, м.

Поправка вводится с плюсом, если запроектированная крутизна откосов положе, и с минусом, если она круче табличной. После внесения всех поправок, определяются исправленные объемы в графы 17 и 18. В объемах насыпи должен быть учтен коэффициент относительного уплотнения грунтов, который можно принять от 1,00 до 1,10,

Мосты длиной менее 3 м и все трубы при подсчете объемов земляных работ не учитываются. Объем земляных работ, занимаемый мостами и путепроводами длиной более 4 м, в общий объем земляных работ не включают, но к ним прибавляют объем двух конусов для каждого моста и путепровода. При этом подсчет объемов конусов производят по таблицам или по обычным геометрическим формулам.

Подсчитанные объемы земляных работ составляют профильный объем земляных работ V_проф, м³, т. е. объем насыпей V_н и выемок V_в вместе:

V_проф = V_н + V_в . (8.4)

Оплачиваемый объем V_оплравен объему насыпи с учетом коэффициента относительного уплотнения грунта К_оуплюс объем кавальера V_кав (учитывается, если объем выемки больше объема насыпи):

V_опл = V_н· К_оу + V_кав . (8.5)

В ведомости (прил. 7) по графам 17, 18 и 19 подводят итоги по каждому километру и в конце ведомости по всему запроектированному участку. Рассчитанная ведомость подписывается исполнителем.