где а – ширина обочины, м, принимается в зависимости от категории проектируемой дороги и равна 2,5 м.

Теоретическая пропускная способность одной полосы движения определяется по формуле:

где L0 – расстояние между движущимися друг за другом автомобилями, м;

где t – время реакции водителя, t = 1 с; Кэ – коэффициент эксплуатационных условий торможения, для грузовых автомобилей Кэ = 1,7; φi – коэффициент сцепления, принимаемый равным 0,5; i – продольный уклон дороги, принимаемый равным нулю; l – длина преобладающего грузового автомобиля; l0 – зазор безопасности при остановке автомобиля перед препятствием, принимается равным 10 м.

где Пу – коэффициент, учитывающий реальные условия движения автомобиля по дороге, Пу = 0,3…0,5, принимаем 0,4.

Пропускная способность определяется по формуле:

где n – число полос движения; АВ – пропускная способность каждой из полос движения

Наименьший радиус кривой в плане определяется по формуле:

где μ – коэффициент поперечной силы, μ = 0,08; Iпч – поперечный уклон проезжей части, принимается в зависимости от типа покрытия.

В расчетах принимается большее значение радиуса горизонтальной кривой.

Определение расстояния видимости в продольном профиле.

1.     Из условия видимости поверхности покрытия.

где L1 – путь, пройденный автомобилем за время с момента, когда водитель увидел препятствие, до начала полного торможения, м; Sт – тормозной путь автомобиля, м.

2.     Из условия видимости встречного автомобиля.

В расчетах принимается большее значение расстояния видимости.

Определение предельного продольного уклона.

где Д – свободное тяговое усилие на ободе ведущих колес преобладающего грузового автомобиля, отнесенное к единице его веса (динамический фактор); f – коэффициент сопротивления качению колес автомобиля, в расчете принимаем для усовершенствованных покрытий f = 0,015; δ – коэффициент, учитывающий влияние вращающихся частей автомобиля; j – ускорение автомобиля (при равномерном движении автомобиля с постоянной скоростью j=0 ).

Динамический фактор Д1, вычисленный из условия сцепления колес с покрытием.

где φ1 – коэффициент продольного сцепления автомобильной шины с покрытием, значение которого в зависимости от влажности и износа покрытия изменяется от 0.1 до 0.7. В расчете приняты неблагоприятные условия для движения автомобиля (покрытие дороги влажное, грязное), при этом φ1=0.2;

G, Gсц – общий (при полной нагрузке) и сцепной (приходящийся на ведущую ось) вес автомобиля, кг; РВ – сила сопротивления воздуха, зависящая от скорости движения;

 где k – коэффициент обтекаемости грузового автомобиля, k=0.7; VД – скорость движения автомобиля, км/ч, принимается по графику при максимальной работе двигателя на прямой передаче.

F=(0.8….0.9)HB

где H – высота расчетного автомобиля; B – ширина расчетного автомобиля.

Если соблюдается условие Д < Д1, то величину предельного уклона принимают как проектную.

Динамический фактор, определяемый по графикам динамических характеристик расчетного автомобиля при максимальном режиме работы двигателя на прямой передаче, равен 0.04. Следовательно, соблюдается условие Д<Д1, и величина предельного продольного уклона будет найдена по формуле

Определение минимального радиуса выпуклых вертикальных кривых.

1.     Из условия видимости поверхности покрытия автодороги.

    где Sп – расстояние видимости поверхности покрытия, м; d – высота глаз водителя над поверхностью покрытия, принимаем d=1.2.

2.Из условия видимости встречного автомобиля.

       где S0 – расстояние видимости встречного автомобиля, м.

Определение минимального радиуса вогнутых вертикальных кривых.

1.            Из условия видимости дороги в ночное время.

где Sп – расстояние видимости поверхности проезжей части дороги в ночное время при свете фар; hф – высота фар над поверхностью покрытия, в расчетах принимается hф=0.8 м; α – угол рассеивания света, α=20.

2.            Из условия нагрузки на рессоры.

где a – допускаемое центробежное ускорение, не дающее перегрузку рессор, a=0.5 м/с2.

В расчетах используется большее значение радиуса вертикальной выпуклой и вертикальной вогнутой кривой.

3.     ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПЛАНА ТРАССЫ АВТОМОБИЛЬНОЙ ДОРОГИ

Положение геометрической оси автомобильной дороги на местности называется трассой. Поскольку трасса при обходе препятствий, на подъемах на холмы и спусках в понижения местности меняет свое направление в плане и продольном профиле, она является пространственной линией.

Графическое изображение проекции трассы на горизонтальную плоскость, выполненное в уменьшенном масштабе, называется планом трассы.

Трасса автомобильной дороги должна проходить в заданном направлении через обозначенные (корреспондирующие) пункты. В данном курсовом проекте эти пункты обозначены точками А и Б. В данном курсовом проекте для сравнения предлагаю принять два варианта трасс: «северный» вариант и «южный» вариант. Каждый из запроектированных вариантов насчитывает три угла поворота. Различают следующие геометрические элементы закругления: угол α, радиус R, тангенс Т, длину кривой К, домер Д, биссектрису Б.

Т= Rtg α/2;  К=πRα/180;   Д=2Т-К;

По приведенным формулам можно напрямую найти все элементы круговой кривой. Для определения основных геометрических элементов закруглений с переходными кривыми необходимо воспользоваться следующими формулами:

- тангенс Т=Т0+ΔТ; , где Т0- тангенс круговой кривой(по формуле; ΔТ-расстояние от начала переходной кривой до начала круговой кривой(табличная величина);

- биссектриса Б=Б0+ρ, где Б0- биссектриса круговой кривой(по формуле ; ρ- сдвижка круговой кривой(табличная величина);

- длина всей кривой Кз=К0+2L, где К0- длина круговой кривой при угле поворота γ=α-2β, где β- центральный угол круговой кривой, оставшийся после разбивки клотоид, L- длина переходной кривой.

Пикетажное положение главных точек закругления определяют согласно формулам:

            ПК НЗ = ПК ВУ – Т;                

ПК НКК = ПК НЗ + L;             

ПК КЗ = ПК ВУ + Т – Д = ПК НЗ + К;       

ПК ККК = ПК КЗ – L.              

Проверку выполнения расчетов проводят по формулам:

ПК КТ =ΣК + ΣП;                 

ПК КТ = ΣS – ΣД;                

Σαлев – Σαпр = Азн – Азк,             

где: ΣП- сумма длин прямых вставок, м; ΣS- сумма длин всех прямых участков трассы между вершинами углов, м; ΣД- сумма домеров, м; ΣК- сумма длин кривых участков трассы, м; Σαлев- сумма левых углов поворота; Σαпр- сумма правых углов поворота; Азн- азимут начального направления трассы; Азк- азимут конечного направления трассы.

После всех вычислений необходимо провести сравнение по двум вариантам трассы. Сравнение проводят по таким показателям как:

Коэффициент удлинения трассы К= L/L0,         

где L – длина трассы по варианту,м.; L0 – длина трассы по воздушной линии, м.

Количество углов поворота на 1 км. трассы находят по формуле

             N = n / L,         

где n – количество углов поворота по всему варианту трассы; L – длина варианта трассы, км.

Среднее значение угла поворота

где α – значение угла поворота, град.; n – количество углов поворота по варианту трассы.

Кроме этих показателей варианты трасс сравнивают по длине, количеству искусственных сооружений, количеству пересечений в одном уровне.

Трасса№1

Угол№1α=75° R=100м вписываем две симметричные клотоиды (биклотоида)    

T=146,654; K=261,799; D=31.509; A=114.411;L=130.900;t=64.526; ρ=7.031

X=125.402;Y=27.696

ПК НЗ = ПК ВУ – Т=444-146.654=297.343                

ПК КЗ = ПК ВУ + Т – Д = 444+146.654-31.509=559.14

        ПК КЗ = ПК НЗ + К=297.343+261.799=559.14       

Угол№2 α=48° R=600м вписываем круговую с двумя переходными

T=267.1372 K=502.4 Б=56,78 Д=31,87

А=268,32 

Сдвижкой можно пренебречь 

Tк=T+t=267.137+57.196=324.333

Бк=56,78     К0=376,8 Кз=376,8+240=616,8

Д=2Т-К=31,866

ПК НЗ = ПК ВУ – Т=2962,491-324,333=2638,158                

ПК НКК=2758,158   ПК КЗ = ПК ВУ + Т – Д = 2962,491+324,333-31,866=3254,958

ПК ККК=3134,958 ПК КЗ = ПК НЗ + К=2638,158+616,8=3254,958       
Угол№3α=29° R=600м вписываем круговую кривую с двумя переходными

Т=155,170 К=303,53 Б=19,74 Д=6,81

А=268,328 X0=119,88 Y0=3.99 ρ=0.71 t=57.26

Tк=T+t=155.170+57.26=212.43

Бк=19,74 γ=29-12=17° К0=177,93 Кз=177,93+240=417,93

Д=2Т-К=6,93

ПК НЗ = ПК ВУ – Т=4360,625-212,43=4148,195
ПК КЗ = ПК ВУ + Т – Д =4360,625+212,43-6,93=4566,125
ПК КЗ = ПК НЗ + К=4148,195+417,93=4566,125
ПК НКК=4268,195
ПК ККК=4446,125

Трасса№2

Угол№1 α=90° вписываем две симметричные клотоиды(биклотоида).

R=200м Кп=2 , Т=374,02 К=628,318 Д=119,722 А=250,662 Б=111,29

 t=153.904 ρ=20.116 Xк=295,326 Yк=78,694

ПК НЗ = ПК ВУ – Т=444-374,02=69,98

ПК КЗ = ПК ВУ + Т – Д =444+374,02-119,722=698,298

ПК КЗ = ПК НЗ + К=69,98+628,318=698,298

Угол№2 α=13° R=800м вписываем круговую с двумя переходными

Т=91,148 К=181,422 Б=5,175 Д=0,874 β=4,5° 13°>9°

А=309,83 X0=119.96 Y0=2.998 ρ=0,532 t=57.2

Тк=148,348 Б=Б0=5,175 γ=13-9=4° К0=55,82 Кз=55,82+240=295,82
Д=0,876

ПК НЗ = ПК ВУ – Т=2084,278-148,348=1935,93
ПК НКК=1935,93+120=2055,93

ПК КЗ = ПК НЗ + К=1935,93+295,82=2231,75

ПК КЗ = ПК ВУ + Т – Д =2084,278+148,348-0,876=2231,75

ПК ККК=2055,93+55,82=2111,75
Угол№3 α=53° R=650 вписываем круговую и две переходные кривые

Т=324,078 К=600,961 Б=76,31 Д=47,195 β=5,5° 53°>11°

А=279,284 X0=119.897 Y0=3.69 ρ=0.697 t=57.59 Tк=381,67 Бк=76,31
γ=53-11=42° К0=476,233 Кз=716,233 Д=47,1188

ПК НЗ = ПК ВУ – Т=4331,44-381,67=3949,7641

ПК НКК=4069,7641

ПК КЗ = ПК НЗ + К=3949,7641+716,233=4665,9971

ПК КЗ = ПК ВУ + Т – Д =4331,44+381,6759-471188=4665,9971

ПК ККК=4545,9971

Расчет конца трассы и проверку расчета проведем по формулам ПК КТ =ΣК + ΣП =1640,371+3015,9122=4656,2832 ПК КТ = ΣS – ΣД =4656,2833

Т.е. ПК КТ =46+56

Σαлев – Σαпр =66

Азн – Азк =66

Подсчитаем показатели трассы, необходимые для сравнения по формулам

Коэффициент удлинения трассы К= L/L0 =1,18

Количество углов поворота на 1 км. трассы N = n / L =0,6442

Среднее значение угла поворота

Сравнение вариантов трассы по эксплуатационно-транспортным показателям

После сравнения вариантов трассы второй вариант оказался предпочтительнее.

4.          РАСЧЕТ НЕПРАВИЛЬНОГО ПИКЕТА

Неправильным пикетом отрезок длиной не равной 100 м, а также точка, обозначающая конец такого отрезка. При изысканиях и проектировании автомобильных дорог неправильные пикеты принимаются в пределах 50…..150 м. L1=ПКобщ-ПККПКз=5323,694-4566,125=757,569

  L2=5323.694-4665.9971=657.69

L1-L2=99.87м

Таким образом, неправильный пикет равен 99,87м.

5.     ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОДОЛЬНОГО ПРОФИЛЯ АВТОМОБИЛЬНОЙ ДОРОГИ

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

Нанесение черного профиля производится по отметкам отдельных пикетов. Отметки пикетов определяются методом интерполяции и методом экстраполяции.

Метод интерполяции применяется в том случае, если пикет расположен между двумя соседними горизонталями. Метод экстраполяции используется, когда пикет находится внутри замкнутой горизонтали.

Проектную линию на продольный профиль наносят по обертывающей или по секущей. В данном курсовом проекте применяется смешанный способ нанесения проектной линии из-за сложного рельефа и невозможности использовать какой-то один способ нанесения. Нанесение проектной линии начинают с назначения контрольных, или опорных высотных точек, и установления необходимых возвышений земляного полотна в зависимости от грунтово-гидрологических условий местности и условий снегонезаносимости дороги в зимнее время. Эти возвышения принято называть руководящими рабочими отметками. Поскольку в данном проекте предусмотрено устройство двух безнапорных водопропускных трубы, то для них необходимо определить контрольную отметку по формуле:

Страницы: 1, 2, 3