2020-01-15
150
Наметив положение трасс дорог на плане, производят их разбивку на отдельные отрезки (титулы). При этом примыкания или пересечения дорог (вне населенных пунктов) обозначаются на карте цифрами или буквами (они будут служить наименованиями отдельных участков дорог).
По запроектированным вариантам дороги (титулам) определяют основные показатели: протяженность, объем перевозимых грузов, интенсивность движения и др. (табл. 1.1).
Таблица 1.1. Основные показатели запроектированных дорог (по вариантам)
| Поряд-ко-вый номер | Наи-ме-нова-ние титула | Протя-женность, км | Объем грузов, т/год | Интен-сивность движения, авт/сут | Кате-гория доро-ги | Ширина, м |
Проектируемое покрытие |
Мост (тип, длина) |
Труба (тип, длина) | ||
| земляного полотна | проезжей части | полосы отвода | |||||||||
Для установления технической категории и технико-экономических параметров проектируемой дороги по вариантам определяют среднесуточную перспективную интенсивность движения автомобилей по каждому титулу дороги за наиболее напряженный период по формуле
|
|
|
, (1.1)
(табл. 1.2) устанавливают техническую категорию каждого где N – расчетная интенсивность движения по дороге, авт/сут;
Q – перспективная грузонапряженность дороги (титула), т/год;
f – коэффициент неравномерности перевозок по сезонам (месяцам), 2–3;
k – коэффициент, определяющий повторные, безобъемные и неучтенные перевозки и переезды, 1,2–1,4;
t – число дней сельскохозяйственных перевозок в году (200 дней);
– коэффициент использования пробега автомобиля, 0,6;
– коэффициент использования грузоподъемности автомобиля, 0,8–0,9;
P – средняя грузоподъемность автомобиля, 3–5 т.
На основании полученной интенсивности движения, основных нормативных показателей титула и в целом запроектированной дороги. Они отражаются в табл. 1.1.
Таблица 1.2. Основные технические нормативы для местных дорог
(ТКП 45-3.03-96–2008 (02250) и ТКП 45-3.03-19–2006 (02250)) [1, 2, 5]
|
Нормативы | Обычные автомобильные дороги | Автомобильные дороги низших категорий | ||||
|
Дороги общего назначения | Обеспечение постоянных подъездов к малым сельским поселениям | |||||
| Категория дороги | ||||||
| II | III | IV | V | VI-а | VI-б | |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| Расчетная интенсивность движения, ед/сут | Свыше 7000 | 3000–7000 | 400–3000 | До 400 | 25–50 | До 25 |
| Расчетная скорость движения, км/ч (основная) | 120 | 100 | 80 | 60 | 40–70 | 30–60 |
| Ширина земляного полотна по верху, м | 13 | 12 | 10 | 8 | 10 | 8 |
| Ширина проезжей части, м | 7 | 7 | 6 | 5,5 | 6,0–4,5 | 4,5–3,5 |
| Ширина обочин, м | 3 | 2,5 | 2 | 1,25 | 2 | 1,75 |
| Средняя ширина полосы отвода, м | 28 | 26 | 24 | 12 | 12 | |
| Наибольший продольный уклон, тыс. (‰) | 40 | 50 | 60 | 70 | 60–80 | 70–90 |
| Наименьший радиус кривых в плане, м | 500 | 400 | 250 | 125 | 80–200 | 80–150 |
|
|
|
Окончание табл. 1.2
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| Наименьший радиус вертикальных кривых, м: а) выпуклых б) вогнутых | 15000 600 | 8000 4000 | 4000 2500 | 1500 1500 | 1000 1000 | 1000 1000 |
| Наименьшее расстояние видимости для остановки, м | 250 | 150 | 100 | 60 | 40 | 40 |
| Габариты мостов Рекомендуемые покрытия: а) монолитные цементобетонные б) асфальтобетонные в) черные щебеночные и гравийные; мостовые из камня, щебеночные, гравийные в) грунтовые, укрепленные добавками, грунтовые оптимальной смеси, грунтовые профилированные | Г-11 + + – – | Г–10 + + – – | Г–8 + + + – | Г–6,5 + – + + | Г–6,5 – – + + | Г–6,5 – – + + |
Для оценки размещения вариантов трассы дороги в плане определяют и анализируют их эксплуатационно-технические и экономические показатели, рассчитывают экономическую эффективность строительства.
Оценка запроектированных вариантов трассы дороги по эксплуатационно-техническим показателям включает установление их протяженности и извилистости в плане (коэффициент развития трассы), общей площади земель под дорогой, в том числе пахотных и луговых, проектируемого минимального радиуса горизонтальных кривых в плане, максимального продольного уклона местности по трассе, числа пересечений (примыканий) с существующими и проектируемыми дорогами, пересечений водотоков, количества мостов и труб, их длины, условий движения и др.
Эксплуатационно-технические показатели оценки вариантов размещения трассы дорог отражаются в табл. 1.3.
Таблица 1.3. Оценка вариантов по эксплуатационно-техническим
Показателям
|
Показатели | Данные по вариантам | |||
|
1 |
2 | Оценка вариантов (±) | ||
| 1 | 2 | |||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Длина трассы, км | ||||
Окончание табл. 1.3
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Площадь земель под дорогой, га | ||||
| Площадь пахотных земель под дорогой, га | ||||
| Площадь луговых земель под дорогой, га | ||||
| Количество углов поворота | ||||
| Количество углов на 1 км трассы | ||||
| Коэффициент развития трассы | ||||
| Проектируемый минимальный радиус кривой в плане, м | ||||
| Наименьшее расстояние видимости поверхности дороги, м | ||||
| Максимальный продольный уклон местности по трассе, ‰ | ||||
| Количество пересечений (примыканий) дорог | ||||
| Количество пересечений водотоков и их общая ширина, м | ||||
| Количество мостов и их общая длина, м | ||||
| Количество труб и их общая длина, м | ||||
| Протяженность участков трассы с неблагоприятными условиями (овраги, болота, поймы рек, крутые склоны и др.), км | ||||
| Протяженность трассы в границах населенных пунктов, км | ||||
| Принятый вариант |
В состав определяемых экономических показателей входят капитальные затраты, ежегодные затраты и сбережения, приведенные затраты и срок окупаемости капиталовложений.
Капитальные затраты включают: стоимость строительства дороги, инженерных сооружений (мостов и труб), расходы, связанные с отводом земель под дорогу.
Стоимость строительства дороги определяется по формуле
, (1.2)
|
|
|
где L д – протяженность запроектированной дороги, км;
с 1– стоимость строительства 1 км дороги, руб. (у.е).
Стоимость строительства инженерных сооружений рассчитывается по формуле
, (1.3)
где Lc – длина инженерного сооружения (моста, трубы), пог. м;
c 2 – стоимость строительства 1 погонного метра инженерного сооружения, руб. (у.е.).
Затраты, связанные с отводом земель под дорогу (потери сельскохозяйственного производства), находятся по формуле
, (1.4)
где S д– площадь сельскохозяйственных земель, отводимая под дорогу, га;
с 3– нормативная стоимость освоения новых земель взамен изымаемых сельскохозяйственных для несельскохозяйственных нужд, руб/га, (у.е/га);
kn – повышающий коэффициент.
Исходные данные (с 1, c 2) принимаются из табл. 1.4, а показатели с 3 и kn задаются преподавателем.
Таблица 1.4. Дорожно-транспортные затраты, у.е.
| Техническая категория дороги | Наименование покрытий и сооружений | Стоимость строительства за 1 км, тыс. | Годовые затраты на содержание и ремонт 1 км дороги r, тыс. | Амортизационные отчисления, % от стоимости | Стоимость перевозок 1 т·км | ||
| II – III – IV –V | Асфальтобетонное | 90 – 120 | 2 – 4 | 5,0 | 0,2 – 0,3 | ||
| III – IV – V – VI-a | Черные щебеночные и гравийные | 90 – 110 | 2 – 4 | 7,0 | 0,2 – 0,3 | ||
| IV – V | Щебеночные | 70 – 50 | 2 – 4 | 2,5 | 0,3 – 0,5 | ||
| VI-a – VI-б | Гравийные | 70 – 50 | 2 – 4 | 9,5 | 0,3 – 0,5 | ||
| V – VI-a – VI-б | Грунтовые, укрепленные добавками | 20 – 30 | 1 – 2 |
3,5 | 0,3 – 0,5 | ||
| VI-a – VI-б | Грунтовые оптимальной смеси | 10 – 15 | 1 – 2 | 13,0 | 0,5 – 0,8 | ||
| VI-a – VI-б | Грунтовые профилированные | 2 – 5 | 1 – 2 | 13,0 | 0,5 – 0,9 | ||
| Мосты железобетонные (до 20 м), за 1 пог. м | 1,0 – 1,5 | – |
1,5 | – | |||
| Трубы железобетонные круглые (диам. 1–1,5 м), за 1 пог. м | 0,2 – 0,3 | – | 1,5 |
– | |||
Значения определяемых показателей приводятся в табл. 1.5.
Таблица 1.5. Оценка вариантов по экономическим показателям, руб. (у.е.)
|
Показатели | Данные по вариантам | |||
|
1 |
2 | Оценка вариантов (±) | ||
| 1 | 2 | |||
| Капитальные затраты | ||||
| Стоимость строительства дорог (К1) | ||||
| Стоимость строительства мостов (К2) | ||||
| Стоимость строительства труб (К3) | ||||
| Затраты, связанные с отводом земель под дороги (К4) | ||||
| Итого капитальных затрат… | ||||
| Ежегодные затраты | ||||
| Затраты на эксплуатацию дорог (R) | ||||
| Затраты на перевозки грузов (Р) | ||||
| Амортизационные отчисления от К1, К2, К3 (А), % | ||||
| Земельный налог (З) | ||||
| Итого ежегодных затрат… | ||||
| Приведенные затраты (ПЗ) | ||||
| Ежегодные сбережения | ||||
| Сбережения на перевозках грузов (Э1), ± | ||||
| Сбережения на эксплуатацию дорог (Э2), ± | ||||
| Сбережения вследствие уменьшения (увеличения) площади сельхозземель под дорогами (Э3), ± | ||||
| Сбережения за счет улучшения качества дорог (Э4), ± | ||||
| Итого ежегодных сбережений… | ||||
| Срок окупаемости капитальных затрат, лет | ||||
| Принятый вариант | ||||
Суммарные капитальные затраты (Kc) рассчитываются по формуле
. (1.5)
Ежегодные затраты включают затраты на эксплуатацию дорог (R), затраты на перевозки грузов (P), амортизационные отчисления (А) в связи с эксплуатацией автомобильной дороги и инженерных сооружений (мостов, труб), земельный налог (Зн).
Затраты на эксплуатацию дорог можно определить по формуле
, (1.6)
где 
– протяженность i -й запроектированной дороги, км;
ri – годовые затраты на содержание и ремонт i -й дороги, руб. (у.е.)/км.
Затраты на перевозки грузов (P) рассчитываются по формуле
, (1.7)
где Qi – вес перевозимых грузов по i -й дороге, титулу, т;
li – расстояние перевозки грузов по i -й дороге, титулу, км;
ci – стоимость перевозки 1 т груза по i -му титулу, руб. (у.е.)/т·км.
Амортизационные отчисления в связи с эксплуатацией дороги находятся по формуле
, (1.8)
где α1 и α2– норма амортизационных отчислений на полное восстановление основных фондов;
K 1 и K 2– то же, что и в формулах (1.2) и (1.3).
Земельный налог, ежегодно взымаемый с дорожных организаций за земли, занятые под дорогой, определяется по нормативным ставкам за 1 га по формуле
, (1.9)
где 
– площадь земель под дорогой, га;
ni – нормативная ставка земельного налога за 1 га земель, руб. (у.е.).
Суммарные ежегодные затраты находятся по формуле
. (1.10)
Суммарные приведенные затраты (З n) определяются по формуле
, (1.11)
где Ен – нормативный коэффициент эффективности капиталовложений. Для внутрихозяйственных дорог он принимается равным 0,05, для дорог общего пользования – 0,10;
Кс – суммарные капитальные затраты, руб. (у.е.);
Сс – суммарные ежегодные затраты, руб. (у.е.).
При использовании запроектированной автомобильной дороги будут иметь место ежегодные сбережения, включающие сбережения на перевозки грузов (Э1), эксплуатацию автомобильных дорог (Э2), дополнительный доход (убытки) вследствие уменьшения (увеличения) площадей сельскохозяйственных земель из-под дорог (Э3) и сбережения в результате более полного использования автотранспорта в течение года, улучшения культурно-бытовых и административных связей, активизации хозяйственной деятельности (Э4). Значения перечисленных сбережений можно найти по соответствующей формуле.
Сбережения на перевозку грузов можно рассчитать следующим образом:
, (1.12)
где Qi – вес перевозимых грузов по i -й дороге, перегону, т;
и 
– расстояние перевозки грузов по i-й существующей и запроектированной дороге, перегону, км;
ci – стоимость перевозки 1 т груза по i -й дороге, руб. (у.е.)/т·км.
Экономию (перерасход) на эксплуатацию дорог (Э2) можно определить по формуле
, (1.13)
где 
и 
– соответственно протяженность существующих и запроектированных i -х дорог, км;
ri – то же, что и в формуле (1.6).
Величину экономии (убытка) вследствие уменьшения (увеличения) площадей сельскохозяйственных земель под дорогами (Э3) определяют как доход (убыток), получаемый как разность площадей под существующими и проектируемыми дорогами по вариантам:
, (1.14)
где Sc и Sn – площади сельскохозяйственных земель под существующими и проектируемыми дорогами, га;
проектное решение, является срок окупаемости капиталовложений D – доход с 1 га сельскохозяйственных земель, руб. (у.е.).
Сбережения, получаемые в результате более полного использования автотранспорта в периоды распутиц, улучшения культурно-бытовых и административных связей, активизации хозяйственной деятельности Э4, можно условно принять в размере 20–30 % от общей экономии (Э1) и (Э2).
Общая годовая экономия на транспортных и других расходах (Эобщ), получаемая в результате использования запроектированной дороги, выражается формулой
. (1.15)
Окончательным показателем, характеризующим в строительство дорог (лет):
, 
(1.16)
где Kc – то же, что и в формуле (1.11);
Э общ – то же, что и в формуле (1.15).
Лучшим вариантом размещения трассы дороги является тот, который имеет меньший срок окупаемости капитальных затрат.
Для внутрихозяйственных дорог срок окупаемости капиталовложений не должен превышать 20 лет, для дорог общего пользования – 10 лет.
Оценку разработанных вариантов размещения трассы дороги по экономическим показателям с использованием изложенной методики можно выполнить на компьютере по разработанной на кафедре программе.
Определение параметров круговых кривых в плане
И их вписывание
На изломах трассы дороги устанавливают положение углов поворота (α) между продолжением предыдущей и последующей прямой. Величину углов поворота определяют по карте с помощью транспортира (рис. 1.2).
Далее устанавливаются элементы круговой кривой: K – длина кривой, Т – тангенс, Б – биссектриса, Д – домер. Для этого необходимо задаться радиусом. Радиусы круговых кривых назначают в зависимости от категории дороги и местных условий. Малые радиусы ухудшают эксплуатационные показатели дороги, поэтому их проектируют только в исключительных случаях: при сложном рельефе, обходе ценных земель, в пределах населенных пунктов и др.
Минимальное значение радиуса вписываемой кривой (R) принимается с учетом категории проектируемой дороги в соответствии сТКП 45-3.03-19 – 2006 (02250) (табл. 1.2). Однако если позволяют топографические и другие условия, необходимо вписывать круговые кривые с наибольшими радиусами. После уточнения положения трассы на карте, используя специальные таблицы [10] или формулы (1.17–1.20), определяют элементы кривых (рис. 1.2).
 |
Рис. 1.2. Элементы горизонтальной круговой кривой
Длина круговой кривой (K) рассчитывается по формуле
, (1.17)
где R – радиус круговой кривой, м;
α– угол поворота, град;
π – число, приблизительно равное 3,14.
Значение тангенса (T) находится по формуле
, (1.18)
где R и α – то же, что и в формуле (1.17).
Биссектриса (Б) определяется из выражения
. (1.19)
Значение домера (Д)
. (1.20)
Последовательность вписывания горизонтальной кривой состоит в следующем (рис. 1.2):
1. От вершины угла (ВУ) поворота по трассе дороги откладывают вперед и назад величины тангенсов (Т) и определяют положение начала и конца кривой (НК и КК).
2. Строят биссектрису угла, смежного с углом α. Отложив от вершины угла по биссектрисе значение Б, находят середину кривой (СК).
3. Отложив от центра кривой по биссектрисе кривой значение R, получают центр вписываемой горизонтальной кривой О.
4. Принятым радиусом (R) через точки начала (НК), середины (СК) и конца кривой (КК) вписывают горизонтальную кривую.
Определение параметров горизонтальных кривых в плане возможно выполнять с использованием специального программного обеспечения и ПЭВМ. Так, программа «CircPro» (Расчет автодорожных закруглений) предназначена для расчетов основных элементов и детальной разбивки различных типов автомобильно-дорожных закруглений. Модуль программы работает в среде операционной системы Windows 95 и выше.
Разбивка пикетажа по лучшему варианту трассы дороги
и графическое оформление проекта
Запроектированную трассу дороги (лучший вариант) на карте показывают в виде отрезков прямых сплошных линий красного цвета, соединенных между собой кривыми (рис. 1.3). Кривые вписываются в трассу принятым радиусом через точки начала, середины и конца кривой, тангенсы вычерчиваются тонким пунктиром. Параметры элементов кривых выписывают на карте у каждого угла поворота или в виде общей таблицы (рис. 1.3).
По всей трассе, включая кривые, через 100 м разбивается пикетаж в виде коротких штрихов (3 мм) справа по ходу. Пикеты нумеруют арабскими цифрами от 1 до 9 и полностью выписывают номер каждого десятого пикета. Цифры (номера пикетов) подписываются вертикально. На каждом десятом пикете показывают километры в виде круга диаметром 5 мм (прил. 1).
Разбивка пикетажа на кривой производится в приведенной ниже последовательности.
1. Разбивается пикетаж через 100 м от начала трассы дороги (ПК0) до вершины первого угла поворота и определяется пикетажное значение 
(например, при расстоянии до ВУ1 960 м пикетажное значение 
).
2. Пикетажи положения НК и КК находятся с учетом элементов кривой по следующим формулам:
ПК НК = ПК ВУ – Т, (1.21)
ПК КК = ПК ВУ + Т – Д или ПК КК = ПК НК + К. (1.22)
Устанавливается целое число пикетов, которые должны быть вынесены на кривую.
Например: на вычерченной в плане горизонтальной кривой откладывают 10,69 м по ходу разбивки пикетажа от НК1 (графически) до 
, а от 
в направлении, противоположном разбивке пикетажа, – 8,39 м до ПК13. Путем деления кривой на равные части раствором циркуля-измерителя, примерно чуть меньшим 100 м (взятых в масштабе), между ПК6 и ПК13 находят положения ПК7 – ПК12:
.
3. От пикета конца кривой откладывают расстояние до последующего пикета и продолжают дальнейшую разбивку пикетажа через 100 м.
Вдоль прямых участков подписываются их направления (румбы) и длины: от начала трассы до НК и от КК до конца следующего прямолинейного отрезка и т. д. (рис. 1.3).
 |
Рис. 1.3. Фрагмент оформления плана трассы дороги
Направление первого отрезка (румб) определяют по карте (рис. 1.4) с помощью транспортира, а последующих – вычисляют с учетом углов поворота трассы дороги. Для данного примера можно использовать следующую формулу:
rn +1 = 180º – rn – α1, (1.23)
где rn – румб первого прямолинейного отрезка трассы, град;
α1 – значение первого угла поворота, град.
На плане могут отмечаться съезды и пересечения дорог, а также места установки дорожных знаков.
Все оформление производится тушью красного цвета в соответствии с прил. 1.
|
|
|
|
Рис. 1.4. Схема к расчету румбов прямых трассы
Значения элементов горизонтальных кривых, расстояния между их вершинами, длины прямолинейных отрезков трассы дороги и их румбы отражают в табл. 1.6.
Таблица 1.6. Ведомость углов поворота, прямых и кривых участков дороги
| Номер угла пово-рота | Угол | |||||||||||
| Положение вершины | Вели-чина угла, град | Элементы горизонтальной кривой, м | Местоположение | |||||||||
| ПК | + |
R |
T |
K |
Б |
Д | Начало кривой | Конец кривой | ||||
| ПК | + | ПК | + | |||||||||
Окончание табл. 1.6
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | ||
| Прямые |
Румбы линий, град | |||||||||||||
| Расстояние между вершинами L м, м | Длины прямых L м, м | |||||||||||||
| 14 | 15 | 16 | ||||||||||||
Расчеты по заданию выполняются в соответствующих таблицах, приведенных в рабочей тетради, а при наличии программного обеспечения – на ПЭВМ.
