Искусственные сооружения. 
Проектирование строительства дороги

На проектируемой автомобильной дороге отсутствуют такие искусственные сооружения, как мосты, путепроводы, что значительно облегчает её проектирование, а также снижает расходы и сокращает сроки строительства. В пониженных местах и при пересечении ручьев устраиваем трубы. При этом минимальная высота насыпи над трубами:

.

где d — отверстие трубы: диаметр круглой или высота прямоугольной трубы, м;

— толщина стенки трубы, = 0,20 м;

h₃ — минимальная толщина засыпки над трубой, принимаем равной толщине дорожной одежды, но не менее 0,7 м.

Итак, минимальная высота насыпи над трубами:

Продольный профиль

Продольным профилем дороги называют развернутую в плоскости чертежа проекцию оси дороги на вертикальную плоскость, изображенную в уменьшенном масштабе.

Продольный профиль является одним из основным проектных документов, он показывает: линию фактической поверхности земли и линию проектируемой поверхности дорожного покрытия по оси дороги; линию ординат от точек переломов фактической поверхности земли и точек сопряжения элементов проектной линии продольного профиля.

Продольный профиль вычерчиваем на миллиметровой бумаге в масштабах: горизонтальный 1: 5000, (в 1 см — 50 м); вертикальный 1: 500, (в 1 см — 5 м); грунтовый разрез 1: 100, (в 1 см — 1 м).

Продольный профиль вычерчиваем на миллиметровой бумаге в два цвета (черный и красный). Красным цветом оформляем 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 наносим черным цветом.

Рекомендуемую рабочую отметку земляного полотна устанавливаем из двух условий:

• 1. Для обеспечения устойчивости и прочности верхней части земляного полотна и дорожной одежды возвышение поверхности покрытия над расчетным уровнем грунтовых вод, верховодки или длительно (более 30 суток) стоящих поверхностных вод, а также над поверхностью земли на участках с необеспеченным поверхностным стоком или над уровнем кратковременно (менее 30 суток) стоящих поверхностных вод в зависимости от вида грунта и дорожно-климатической зоны. Принимаем возвышение над поверхностью земли равным 1,1 м согласно табл.21 [20]. (обоснование — IV ДКЗ, согласно заданию в основании используется суглинок)
• 2. Земляное полотно на участках дорог, проходящих по открытой местности, по условиям снегонезаносимости во время метелей следует проектировать в насыпи, высота которых определяется расчетом по формуле:

h_рек = h_cn + h₁ + h₂,

где h_peк — высота снегонезаносимой насыпи, м;

h_cn — расчетная высота снегового покрова с вероятностью превышения 5%, м, принимаем заданную h_cn = 0,7 м;

h₁ — возвышение бровки дороги над расчетным уровнем снегового покрова, необходимое для ее незаносимости снегом, м.

h₂ — возвышение оси проезжей части над бровкой земляного полотна, равно 0,23 м.

Возвышение земляного полотна (дороги) над расчетным уровнем снегового покрова h_cn назначаем h = 0,7 м

Тогда принимаем максимальную из 3 условий:

по 1: hрек = 1,63 м по 2: h_рек = 1,18 м

по 3: h_рек = -0,63 м

Следовательно, рекомендуемая рабочая отметка составит 1,63 м. Контрольные точки расположены над трубами и имеют отметку 3,30 м.

Продольный профиль проектируем в виде плавной линии, состоящей из прямолинейных участков и вертикальных кривых. Проектирование продольного профиля заключается в нанесении проектной линии и вычислении проектных и рабочих отметок.

При проектировании продольного профиля обеспечиваем:

• 1) устойчивость земляного полотна и дорожной одежды в течение круглого года при любых изменениях температуры и погодных условий;
• 2) наименьшую строительную стоимость дороги;
• 3) удобство и безопасность движения автомобилей с наименьшей стоимостью перевозки.

Отметки проектной линии при проектировании относятся к бровке земляного полотна.

При этом нулевые рабочие отметки устанавливаем в местах заезда и съезда с дороги, на пересечениях и примыканиях других автомобильных дорог.

Для обеспечения плавности движения и видимости в продольном профиле на переломах проектной линии необходимо предусматривать вертикальные кривые. Согласно СНиП 2.05.02−85 переломы в продольном профиле следует сопрягать кривыми. Уклоны на подъемах считаются со знаком «плюс», а на спусках со знаком «минус».

В этой курсовом проекте применяем метод тангенсов, который заключается в нанесении сопрягающихся прямых участков проектной линии с последующим вписыванием в их переломы вертикальных кривых и вычислением поправок к рабочим отметкам, найденным по тангенсам. Кроме метода тангенсов существует метод Н.М. Антонова.

Обычно считают, что метод тангенсов наиболее эффективен для равнинного и горного рельефов местности, а метод Н.М.Антонова наиболее удобен для пересеченного рельефа местности. Необходимо знать оба метода проектирования.

Нанесение проектной линии осуществляется сопрягающими прямыми участками проектной линии с последующим вписыванием в их переломы вертикальных кривых и поправок к рабочим отметкам, найденным по тангенсам.

Согласно СНиП 2.05.02 — 85 вертикальные кривые должны вписываться в местах переломов проектной линии в продольном профиле при алгебраической разности уклонов и менее на дорогах II категории. Уклон на подъемах считать со знаком «+», а на спусках со знаком «-».

При одновременных уклонах проектной линии алгебраическая разность на спусках и подъемах равна разности смежных уклонов, а при разноименных уклонах алгебраическая разность их равна сумме смежных уклонов проектной линии.

С целью повышения плавности движения радиусы вертикальных кривых нужно принимать возможно большими.

Элементы вертикальных кривых вычисляются по приближенным формулам:

Кривая К = R (i₁-i₂)

Тангенс Т = Т/2

Биссектриса Б = Т²/2R., где.

R — радиус вертикальной кривой.

i₁, i₂ — сопрягаемые уклоны в тысячах.

В пределах вертикальных кривых, вычисленные отметки исправляются: в середине кривой на величину биссектрисы Б, определяемой по формуле:

Б =Т²/2R,

а на промежуточных точках на величину:

у = х²/2R, где.

х — расстояние от конца вертикальной кривой до искомой точки, м.

Проектная линия трассы нанесена в основном по обертывающей в рекомендуемых рабочих отметках.

Продольный профиль приведен в приложении Е.