Проектирование лесовозной автомобильной дороги

 

Предельный подъем (доли единицы), на котором возможно трогание с места

,                                     (1.3)

где  – коэффициент сопротивления троганию с места, равный 0,015;

 – ускорение при трогании  с места, м/с².

Для груженого  автопоезда

       i_mp =

Для порожнего автопоезда

       i_mp = . 

Максимальный  спуск не должен превышать величину безопасного спуска     (доли единицы), определяемого по формуле

 

,                            (1.4)

где – коэффициент сопротивления качению, определенный для скорости ( – расчетная скорость движения км/ч);

 – коэффициент, учитывающий  долю массы транспортного средства, приходящуюся на тормозные оси,  если все оси транспортного  средства тормозятся, то  ;

 – коэффициент сцепления,  определенный для скорости  ;

 – коэффициент эффективности  торможения, равный для автопоездов  1,3…1,4 при коэффициенте сцепления  до 0,4;

 – начальная скорость торможения ( ), км/ч;

 – расчетное расстояние  видимости поверхности дороги (для  остановки), м;

 – время подготовки к  торможению равное 2 с.

; ,                        (1.5)

где 

– коэффициент, изменения сопротивления качению, равный для грузовых автомобилей и автобусов 0,00025, для легковых автомобилей 0,0002;

 – коэффициент снижения  значения коэффициента сцепления  в зависимости от скорости движения равный 0,003 (км/ч)^-1.

Расчетную скорость движения устанавливаем в зависимости от категории дороги для чего найдем грузооборот проектируемого головного участка магистрали = 50 + 40 + 50 = 140 тыс. м³, что соответствует категории III-в (см. табл. 1.4). Согласно [4] для межплощадочной дороги категории III-в =60 км/ч =16,7 м/с. Для 0,5 f = 0,04+0,00025(25-20) = 0,04; 0,25–0,003(25–20) = 0,24;     i_cn =

 

 

Таблица 1.4

Классификация лесовозных автомобильных дорог в рамках

внутриплощадочных и межплощадочных промышленных дорог

Вид и общее назначение дорог	Расчетный объем  перевозок в год,  тыс. т/тыс. м3	Категория дороги
Производственные, обеспечивающие связи  предприятий, их отдельных цехов, лесных складов и разрабатываемых лесных массивов (лесовозные магистрали)	Более 700/875 (350…700)/(438…875) До 350/438	I-в II-в III-в
Лесовозные магистрали и ветки	До 100/125	IV-в
Служебные и патрульные дороги	–	IV-в

Примечание. Объем перевозок в  м³ установлен при плотности древесины 0,8 т/ м³.

 

Минимально допустимое значение радиуса вогнутой вертикальной кривой определяется из условия ограничения центробежного ускорения, возникающего при движении по кривой

,                                                 (1.6)

где  – допускаемое центробежное ускорение, м/с².

Минимально допустимое значение радиуса выпуклой вертикальной кривой определяется из условия обеспечения видимости дороги в продольном профиле

,                                                  (1.7)

 

где 

– высота глаз водителя над поверхностью дороги (м), принимается: для легковых автомобилей 1,2 м; для грузовых и автобусов – 1,8 м.

Параметр переходной кривой (м²), необходимый для определения ее длины (м), равен

 

,                                               (1.8)

где  – радиус кривой в плане, м;

 – допускаемая величина  нарастания центробежного ускорения,  = =0,3…0,5 м/с³.

Значение ширины проезжей части для двухполосной дороги с встречным движением равно

,                                         (1.9)

где – соответственно ширина колеи и габаритная ширина расчетного транспортного средства, м;

 – параметры, учитывающие  динамические габариты транспортных  средств, м.

; .                          (1.10)

Ширина земляного полотна  равна , где – ширина обочины, м. =1,5 м [4].

a₁ = = 0,69 м; a₂ = =1,3 м;                                B₀ =  2,16 + 3,0 + 2 0,69 + 1,3 = 7,84 м.

Количество дней работы лесовозного автомобильного транспорта в год  (дн.) при круглогодовой вывозке равно

,                                   (1.11)

где  – количество календарных дней в году, дн.;

 – продолжительность рабочей  недели, дн.;

 – количество праздничных  дней в году, дн.;

 – количество дней в  году неблагоприятных для работы  транспорта по погодным условиям, дн.;

 – количество рабочих дней  в году остановки работы транспорта  в периоды весенней и осенней распутиц, дн.

A_p = = 278 дн.

Нормы проектирования дороги представлены в табл. 1.5.

 

Таблица 1.5

Нормы проектирования головного участка  транспортной сети

Наименование показателя	Единица измерения	Значение  показателя
Протяженность	км	7,3
Годовой грузооборот	тыс. м3	140
Годовой грузооборот	млн. т	0,112
Функциональное назначение	Межплощадочная дорога
Техническая категория дороги	–	III-в
Дорожно-климатическая зона и подзона	–	II2
Количество дней работы в год	дн.	278
Расчетная скорость движения	км/ч м/с	50 13,8
Тип дорожной одежды	–	Переходный
Число полос движения	–	2
Ширина обочин	м	1,5
Ширина проезжей части нормативная расчетная	м м	9,0 7,84
Ширина полос обочин укрепительной (краевой) укрепленной грунтовой	м м м	1 0,5
Ширина земляного  полотна нормативная расчетная	м м	11,0 10,84
Наименование  показателя	Единица измерения	Значение  показателя
Поперечный уклон поверхности  проезжей части	‰	30
Поперечный уклон поверхности  укрепленных  обочин	‰	45
Поперечный уклон поверхности  грунтовых обочин	‰	45
Расчетное расстояние видимости: поверхности дороги встречного автомобиля	м м	75 150
Наибольший продольный уклон (подъем) в грузовом направлении: нормативный расчетный для трогания с места	‰ ‰ ‰	30 84 42
Наибольший продольный уклон (подъем) в порожняковом направлении: нормативный расчетный для трогания с места	‰ ‰ ‰	50 215 170
Безопасный спуск	‰	0,259
Наименьший радиус кривых в плане	м	300
Параметр переходной кривой	м2	9315
Наименьшие радиусы кривых в продольном профиле (вертикальных кривых): Выпуклых: нормативный расчетный Вогнутых: нормативный расчетный	м м   м м	2500 1562   1500 381

Примечание. Годовой грузооборот (млн. т) определяется при плотности древесины 0,8 т/м³.

 

1.3 Трассирование дороги  по карте, расчет элементов плана трассы

 

Трасса – сложная линия, закрепленная на местности или нанесенная на карту, план или аэрофотоснимки и определяющая в пространстве положение оси дороги. Трасса представляет собой ортогональную проекцию оси дороги на естественную поверхность земли. Трассирование – процесс проложения дороги на местности или по карте. Предварительное трассирование дороги производится по карте, плану или аэрофотоснимкам (камеральное трассирование), что позволяет выбрать направление с учетом особенностей рельефа местности, подобрать необходимые радиусы кривых. Трассирование на местности предполагает прокладку трассы дороги по материалам, полученным при камеральном трассировании с корректировкой параметров, которая обуславливается местными особенностями, не указанными на картах, планах или аэрофотоснимках.

При камеральном трассировании  проводится карандашом линия, соединяющая по прямой опорные точки трассы: начало трассы (НТ) и конец трассы (КТ). Полученная линия называется – воздушная линия. Вблизи воздушной линии определяется расположение пониженных точек на водоразделах, устанавливаются наиболее удобные места перехода через реки, болота и т.п. Подобные точки, через которые заведомо целесообразно или необходимо проложить трассу, называются фиксированными. С учетом опорных и фиксированных точек определяются варианты направления проектируемой линии.

Рельеф местности обусловливает  сложность проложения трассы. По трудности  укладки трассу разделяют на участки: вольного хода, на которых естественные уклоны местности меньше наибольшего продольного уклона дороги; стесненного хода, где естественные уклоны местности больше принятой величины наибольшего продольного уклона дороги. Участки трассы вольного хода прокладывают по наикратчайшему направлению через фиксированные точки с обходом контурных препятствий небольшими углами поворота (до 20 град.) с таким расчетом, чтобы препятствие находилось с внутренней стороны кривых, разбиваемых на углах поворота.

На участках стесненного  хода при особо сложном рельефе  местности  следует сделать несколько  вариантов трассы и выбрать наилучший. При трассировании необходимо максимально использовать наибольший уклон трассирования, т.е. наибольший продольный уклон дороги.

В общем случае при трассировании  участков, как вольного, так и  стесненного ходов следует придерживаться также следующих правил: болота пересекать в самом узком и неглубоком месте, овраги обходить, при обходе оврагов трасса должна располагаться не ближе 70…100 м от его вершины; пересечения существующих, дорог производить на прямых участках пути и по возможности ближе к прямому углу; избегать резкого перехода от кривых большого радиуса к кривым малого радиуса; пересечение рек производить в наиболее узкой части поймы на прямых участках русла в высоких берегах, большие водотоки желательно пересекать по нормали к направлению течения.

Трасса на карте (см. прил. 1) проложена в соответствии с  рекомендациями [2, 3, 4, 8].

После проложения трассы дороги, которая представляет собой ломаную линию, состоящая из отрезков длиной S_(k-1)-k (м), где индекс k означает номер вершины угла поворота, для двух вариантов трассы измеряют и рассчитывают углы поворота, дирекционные углы (азимуты) и румбы. Все измерения и расчеты представлены в ведомости прямых и кривых.

Рассчитав углы поворота трассы, устанавливаем радиусы кривых, которые должны назначаться в нормальных условиях не менее 1000 м. Если размещение кривой с радиусом 1000 м и более не возможно, то допускается применение радиусов величиной до 1000 м, но не менее указанных в СНиП 2.05.07-91*. Во всех случаях следует назначить стандартные значения радиусов кривых (м): 5000; 4000; 3000; 2500; 2000; 1500; 1000; 800; 700; 600; 500; 400; 300; 250; 200; 150; 125; 100; 60; 30; 25; 20; 15.

Радиус кривой в плане  обосновывают исходя из возможности  размещения смежных кривых и устройства между ними прямой вставки, или переходных кривых, ограничения длин прямых вставок (максимальная длина прямой вставки – 1500 м). Следует учитывать, что пересечение существующих дорог, водотоков, лощин более рационально осуществлять прямыми участками (прямыми вставками).

Простая кривая, представляющая собой дугу окружности с радиусом R, устраивается на лесовозных дорогах при R>250 м, а на подъездных дорогах при R > 400 м. Данная кривая характеризуется следующими параметрами: Т, К, Б.

СНиП  2.05.02-85* рекомендует на дорогах общего пользования при R

равном 2000 м и менее, на подъездных дорогах к промышленным предприятиям при R равном 400 м и менее устраивать сложные кривые, которые состоят из двух переходных кривых – клотоид, примыкающих с двух сторон к круговой (основной) кривой, имеющей радиус R. На внутренних дорогах промышленных предприятий СНиП 2.05.07-91* рекомендует устраивать переходные кривые при R равном 250 м и менее. Если клотоиды имеют одинаковую длину L, то такая кривая называется симметричной. Длина клотоиды L назначается в соответствии СНиП 2.05.07-91*, она должна обеспечивать величину нарастания центробежного ускорения J не более допускаемой, то есть принимаемая длина клотоиды L должна быть больше величины определяемой по формуле

                                                      L = C/R,                                                (1.12)

где C = A² = RL – параметр клотоиды, м.

План трассы, нанесенный на карту и ведомость прямых и  кривых, представлены в прил. 1. 

 

1.4 Проектирование продольного профиля  дороги

 

Проектирование  продольного профиля дороги заключается  в построении и расчете проектной  линии – проекции бровки земляного  полотна на развертку вертикального  разреза земляного полотна и  его подошвы секущей поверхностью, проходящей по оси дороги перпендикулярно уровненной поверхности. Для обеспечения удобного и безопасного движения и минимизации затрат на строительство, при нанесении проектной линии необходимо обеспечить: не превышение руководящего уклона ; прохождение проектной линии с заданными отметками на контрольных (фиксированных) точках трассы; видимость дороги в продольном профиле и плавное изменение уклонов путем устройства вертикальных кривых; отвод воды от земляного полотна; небольшие объемы земляных работ и возможность их комплексной механизации.