Методика и пример выполнения задания

1. Проектирование дороги в продольном и поперечном профилях. Исходными данными для проектирования дороги в продольном профиле являются: категория дороги, опреде­ляющая ее основные технические нормативы (наибольшие допустимые продольные уклоны, радиусы выпуклых и вогну­тых вертикальных кривых, шаг проектирования и т. д.); от­метки контрольных точек, гидрогеологические условия по трассе дороги и другие сведения.

Чертеж продольного профиля является основным проект­ным документом, на котором указаны основные данные, не­обходимые для строительства дороги. Он составляется в со­ответствии с установленными правилами на листе миллимет­ровой бумаги высотой 28 см и длиной до 1 м и состоит из сетки и двух графиков — проектной линии и профиля мест­ности по трассе дороги. В задании продольный профиль дороги может быть вычерчен с сокращенной сеткой, как пока­зано на рис. 3.11. Горизонтальный масштаб профиля 1:5000 и вертикальный 1:500 (для горной местности соответственно 1: 2000 и 1: 200).

Во всех случаях соотношение масштабов 1:10 сохраняет­ся. Чертеж продольного профиля составляют в следующем порядке. Вычерчивают сетку продольного профиля с указа­нием масштаба и вертикальной шкалы отметок. Графу «рас­стояния» разбивают на отрезки, равные расстояниям между пикетами (при М 1: 5000 через 2 см). Снизу этой графы у каждой пикетной линии подписывают порядковые номера пи­кетов. Через каждые 10 пикетов проставляют километровый знак. При наличии плюсовых точек (понижений или повыше­ний между пикетами) их также показывают вертикальными линиями и выписывают расстояние между ними. Сумма рас­стояний должна равняться длине пикета (100 м).

В графе «пикеты, кривые, км» показывают скобками, на­правленными вверх при повороте трассы на карте вправо и вниз при повороте влево. Скобка начинается и заканчивает­ся в точках, соответствующих пикетному положению НК и КК. Здесь же выписывают округленное до целых метров рас­стояние НК и КК до ближайшего предыдущего пикета. Над скобкой или под ней обозначают: порядковый помер кривой, величину угла поворота и радиус кривой. При углах поворота менее 5° кривые не разбиваются, и поворот трассы на про­дольном профиле показывают не скобкой, а углом.

Километровые знаки показывают линией и кружком диа­метром 4 мм, наполовину залитым тушью. Справа от круж­ка пишут номер километра.

Далее заполняют графу «отметки местности по трассе до­роги». Отметки проставляют на всех пикетах и плюсовых точках. Их выписывают из предварительно составленной ве-

 

 

домости черных отметок (табл. 6). Отметки местности по трассе дороги получают для всех пикетов и плюсовых точек интерполяцией между отметками горизонталей по карте.

 

 

			Таблица 6
	Ведомость черных отметок
Пикеты, плюсовые точки	Отметки, м	Пикеты, плюсовые точки	Отметки, м
	Пример
+00 т. А	70,00	7+00	59,20
1+00	06,65	8+00	61,35
2+00	62,50	9+00	60,10
3+00	53,85	9+20	60,00
4+00	55,00	10+00	64,25
4+70	51,95	11+00	66,70
5+00	52,50	12+00	68,35
6+00	56,25	12+80 т. Б	72,50

Отметки местности по трассе дороги в ведомости черных отметок и в сетке продольного профиля выписываются с точ­ностью до 0,01 м (в данном задании можно до 0,05 м). По отметкам местности по трассе дороги вычерчивают черный профиль (линию поверхности земли по оси дороги).

Его располагают примерно на 6—8 см выше верхней ли­нии сетки. Между черным профилем и сеткой на всех пике­тах и плюсовых точках вычерчивают вертикальные линии (ор­динаты).

Проектирование проектной (красной) линии, то есть ли­нии бровки земляного полотна дороги, производится слева направо по участкам. Длина каждого участка проектной ли­нии (шаг проектирования) должна быть для сельскохозяйст­венных дорог не короче 100 м, то есть проектная линия не может менять продольного уклона чаще, чем через 100 м (в горных условиях допускается 50 м). Проектная линия нано­сится выше черной, на уровне рекомендуемой рабочей отмет­ки, с учетом отметок контрольных точек (рассчитанных от­меток мостов и труб, а также отметок проезжей части пере­секаемых дорог).

Для местных дорог характерно проектирование но методу обертывающей — проектная линия как бы следует параллель­но профилю местности по оси дороги. Такая проектировка диктуется экономическими соображениями, она обеспечивает минимум земляных работ. Отступление от метода обертыва­ющей линии допускается только на подходах к мостам и тру­бам, где дорога проектируется в насыпи, а также на участ­ках, где уклоны местности по трассе превышают допустимые наибольшие продольные уклоны проектируемой дороги. На этих участках проектная линия может проектироваться по ме­тоду секущей с устройством выемок. Мелких выемок глуби­ной до I м следует избегать, потому что они снегозаносимы. Секущая проектировка характерна для автомобильных дорог высоких категорий (I, II, III категорий), а также для желез­ных дорог.

Рекомендуемые рабочие отметки (высоты насыпей и глу­бины выемок) устанавливаются техническими условиями и зависят от дорожно-климатической зоны, качества грунтов, характера и степени увлажнения и других местных условий района строительства дороги. В данной работе рекомендуе­мые рабочие отметки указаны в задании.

Наметив положение проектной линии на профиле, следует в строке «проектные уклоны» между вертикалями, проведен­ными в местах излома проектной линии, указать длины уча­стков проектирования в метрах и обозначить уклон проект­ной линии (положительный, отрицательный или нулевой — отрезок прямой соответственно наклонен влево, вправо или по горизонтали). После этого приступают к вычислению про­дольных уклонов и проектных (красных) отметок проектной линии.

При назначении длины шага проектирования изломы про­ектной линии целесообразно приурочить к пикетам.

Пример вычисления проектных отметок. Участок трассы ПКО—ПК1. Шаг проектирования 100 м (рис. 3.11). Рекомен­дуемая рабочая отметка 0,80 м. Отметка поверхности земли в начале и конце участка соответственно 70,00 и 66,65 м. Про­ектная отметка на ПКО будет 70,00+0,80 = 70,80 м и на ПК1 (предварительная)—66,65+0,80 = 67,45 м.

Продольный уклон на участке проектирования

.

 

 

В сетку профиля вписывают только целые тысячные, ок­ругляем уклон до 0,034 = 34%о и пересчитываем красную отметку на ПК1: 70,80—0,034*100 = 70,80—3,40 = 67,40. Эту от­метку вписываем в сетку профиля на ПК1. Рабочая отметка на ПК1 будет 67,40—66,65 = 0,75 м.

Рабочие отметки, то есть разности между проектными (красными) отметками и отметками поверхности земли, вы­писывают на профиле: над проектной линией—высоты насы­пей, ниже ее—глубины выемок в метрах.

Участок трассы ПК1—ПК4. На этом участке профиль ме­стности представлен почти прямым отрезком, следователь­но, длину участка проектирования можно принять равной 300 м. Отметка поверхности земли на ПК4 равна 55,00, про­ектную отметку на ПК4 можно принять в первом приближе­нии равной 55,00+0,80 = 55,80 м. Уклон проектной линии на этом участке

 

По уклону 0,039 подсчитаем проектные рабочие отметки на ПК2:

67,40—0,039*100 = 63,50 м; 63,50—62,50=1,00 м;

на ПКЗ:

63,50—0,039*100 = 59,60 м; 59,60—58,85 = 0,75 м;

на ПК4:

59,60—0,039*100 = 55,70 м; 55,70—55,0 = 0,70 м.

Двигаясь слева направо, по участкам вычисляют проект­ные уклоны, отметки и рабочие отметки по всей длине трас­сы.

Проектную линию вычерчивают красной тушью или чер­нилами, но в два раза толще профиля местности по оси до­роги. Па продольном профиле условными обозначениями ука­зывают искусственные сооружения, а также их номера, раз­меры и пикетажное значение оси.

Например:

ж.-б. м. 5 м ж.-б. т. с1= 1,5x2

----- или

ПК4+70 ПК9+20

означает в первом случае железобетонный мост с отверстием 5 м, на пикете 4+70; во втором—железобетонная труба диа­метром 1,5 м, двухочковая, на пикете 9+20.

Поперечный профиль дороги проектируют с обязательным использованием типовых решений [4]. По индивидуальным проектам делают поперечники дорог в выемке или насыпи соответственно глубиной или высотой не более 12 м, в пределах населенных пунктов, при пересечениях автомобильных и железных дорог, а также тракторных путей (рис. 3.12).

Если дорога в насыпи, могут использоваться следующие типовые профили земляного полотна^:

а) низкая насыпь высотой до 0,8 м из привозного грунта
с треугольными или трапецеидальными кюветами (тип 1, рис.

3.13, а, б);

б) насыпь высотой от 0,8 до 1,5 м, возводимая из привоз­ного грунта (тип 4, рис. 3.13, в);

в) насыпь высотой до 1,5 м, возводимая из грунта боко­вых резервов (тип 3, рис. 3.13, г);

г) насыпь высотой от 1,5 до 6,0 м, возводимая из привоз­ного грунта или грунта боковых резервов (тип 5, рис. 3.13, д, е).

Если дорога проектируется в выемке, то используют сле­дующие типовые поперечники:

а) мелкая выемка (глубиной до 1 м): раскрытая (рис. 3.14, а) и раскрытая, разделенная под насыпь (рис. 3.14, б);

б) выемка глубиной от 1 до 12 м (рис. 3.14, в).

Здесь приведены только некоторые типовые поперечники, всего их в [4] представлено 29.

Насыпи с треугольными кюветами устраивают в сухих местах при малом количестве осадков и обеспеченном водо­отводе, а также в населенных пунктах. Насыпи с трапеце­идальными кюветами проектируются в недренирующих грун­тах (суглинистых, глинистых, пылеватых) при интенсивных осадках и высоком стоянии грунтовых вод.

Ширину трапецеидальных кюветов по дну принимают рав­ной 0,4 м, а глубину—по расчету, но в пределах от 0,3 то 1,5 м.

Ширина бокового резерва по дну

₍₁₉₎

 

Ширина бокового резерва по верху

 

 

(19а)

 

где F _Н = ВН+тН² — площадь поперечного сечения насыпи;

В —ширина земляного полотна;

Н — высота насыпи;

т — коэффициент заложения откоса насыпи;

п — коэффициент заложения откоса резерва;

h_р — глубина резерва.

Рис. 3.12. Основные элементы дороги в поперечном профиле: А—проезжая часть; Б—обочина; В—дорожное полотно; Г—земляное по­лотно; Д—обрез; Е—полосы отвода; а—в невысокой насыпи; б—в высо­кой насыпи; в—в выемке; 1—граница полосы отвода; 2—обрез; 3—бров­ка наружного откоса кювета; 1—наружный откос кювета; 5—кювет; 6— внутренний откос земляного полотна; 7—бровка земляного полотна; 8— обочина; 9—кромка проезжей части; 10—ось дороги; 11—проезжая часть; 12—кювет-резерв; 13—канава; 14—откос; 15—берма; 16—подошва откоса; 17—откос насыпи; 18—нижняя бровка выемки; 19—боковая канава; 20— откос выемки; 21—верхняя бровка выемки; 22—банкет; 23—забанкетная канава; 24—кавальер

 

 

 

Рис. 3.13. Типовые поперечные профили земляного полотна дороги в насыпи

 

Дно резерва устраивают с уклоном 20%о от дороги; при ширине резерва по дну более 6 м его проектируют с уклоном к середине. Коэффициенты заложения откосов насыпей вы­сотой от 0,8 до 1,5 м из привозного грунта полуторные.

Мелкие выемки (глубиной до 1 м) зимой интенсивно за­носятся снегом. Если их сделать с пологими откосами, то снег лучше выдувается ветром, поэтому выемки делают рас­крытыми. Если грунт из мелкой выемки используется для возведения соседней насыпи, то делают раскрытую выемку, разделанную под насыпь. Выемки глубиной более 1 м проек­тируют с трапецеидальными кюветами и полуторными отко­сами.

Для ускорения стока воды поверхности проезжей части дороги придается двухскатное очертание с уклоном 20—40%о, чем неровнее покрытие, тем больше должен быть уклон его поверхности; поверхности обочин придается уклон на 20%о больше, то есть 40—60%о.

На чертеже поперечного профиля указываются: уклоны проезжей части и обочины в %о; ширина земляного полотна, проезжей части, обочин, обрезов; коэффициенты заложения откосов; отметки бровки земляного полотна; высота насыпи.

Поперечные профили вычерчиваются тушью в масштабе 1: 100 с указанием пикетов.

2. Определение объемов земляных работ. Объем земляных работ определяют с использованием чертежей продольного и поперечного профилей по отдельным участкам дороги. Дли­ну каждого участка принимают между смежными перелома­ми на продольном профиле проектной (красной) или черной линий. Объемы насыпей и выемок подсчитывают раздельно.

Место нулевых работ, где выемка переходит в насыпь, устанавливают по формуле

(20)

 

где L — расстояние между точками на продольном профиле с рабочими отметками H 1и H 2;

х — расстояние от нулевой точки до рабочей отметки Н 1. Объем насыпи W н на участке длиной L mс рабочей отмет­кой в начале Н\, в конце Н₂ определяют как произведение

площади трапеции высотой на длину участка:

 

 

(21)

 

где В — ширина земляного полотна;

т — коэффициент заложения откосов.

 

На участках, где дорога проходит в выемке, объем земля­ных работ определяют по формуле

(22)

где В¹ - ширина выемки на уровне бровок земляного полот­на:

 

(23)

 

где т к h к b к— коэффициент заложения откосов, глубина и ши­рина по дну кюветов (b к ≈0,4 м).

Вычисления объемов земляных работ сводятся в таблицу (табл. 7).

 

 

Таблица 7