Анализ продольного профиля и выбор поперечных профилей

Поперечный профиль дороги – изображение в уменьшенном масштабе сечения дороги в вертикальной плоскости, перпендикулярной оси дороги.

Полосу поверхности дороги, в пределах которой происходит движение автомобилей, называют проезжей частью. С боку проезжей части расположены обочины. Наличие обочины способствует безопасности движения автомобилей. Вдоль проезжей части на обочинах и на разделительных полосах укладывают укрепительные полосы, повышая прочность дорожной одежды. Для расположения проезжей части на необходимом уровне поверхности грунта сооружают земляное полотно – насыпь или выемку – с боковыми канавами (кюветами) для осушения дороги и отвода от неё воды, а также для облегчения снегоочистки и предохранения от снежных заносов.

Проезжая часть и обочина отделяются от прилегающей местности

правильно спланированными наклонными плоскостями – откосами (внутренние и внешние). Минимальная высота насыпи определяется с учетом требований

минимально допустимого превышения дна корыта над поверхностью земли и над расчетным уровнем грунтовых и поверхностных вод.

Запроектировав продольный профиль автомобильной дороги, снимаем рабочие отметки и в соответствии с ними, руководствуясь методическими указаниями «Типовые поперечные профили земляного полотна», назначаем следующие типы поперечных профилей:

1) тип 1 (рисунок 6) – насыпь до 2 м, крутизну откосов принимаем 1:3. Этот тип поперечного профиля будем использовать на участках: ПК 0+00 – ПК 2+05; ПК 24+50 – ПК 28+50;

2) тип 2 (рисунок 7) – насыпь до 6 м величину откосов принимаем 1:1,75. Данный тип применим на участках: ПК 2+05 – ПК 4+89; ПК 8+00 – ПК 11+10; ПК 14+50– ПК 24+50;

3) тип 3 (рисунок 8) – насыпь до 12 м, величину откосов в нижней части (0 – 6 м) принимаем 1:2, а в верхней части (6 – 12 м) равную 1:1,75. Применяется на участке ПК 11+ 10 – ПК 14 + 50.

4) тип 4 (рисунок 9) – выемка до 5 м, крутизну откосов принимаем 1:5. Этот тип поперечного профиля будем использовать на участках: ПК 4+89 – ПК 8+00; ПК 28+50 – ПК 31+00;

Подсчет объемов земляных масс

Полученные рабочие отметки используем при подсчётах объёмов земляных масс. При подсчёте объёмов земляных работ придерживаемся следующих положений:

· объёмы канав в выемке включаются в объём выемки;

· объёмы канав вдоль насыпи не учитываются в распределении;

· для насыпи вводится коэффициент уплотнения грунта (К_упл.);

· при подсчёте объёмов земляных работ учитывается поправка на дорожную одежду (со знаком «-» для насыпи и «+» - для выемки).

Объёмы земляных масс рассчитываются по формуле:

Рисунок 10 Схема вычисления объемы земляных работ

V = ·L, м³ (4.1)

где V – объём земляных масс на пикете;

F_{1, 2} – площади поперечного сечения насыпи на соседних пикетах;

F = ·h, м² (4.2)

где B – ширина земляного полотна поверху;

S – ширина земляного полотна между нижними бровками;

S = B + 2·h·m, (4.3)

где m – коэффициент заложения откосов насыпи;

h – высота поперечного профиля, которая равна средней рабочей отметке между двумя соседними пикетами;

L – длина участка (пикета).

Рассчитаем ширину земляного полотна между нижними бровками на пикетах (участках) по формуле 4.3 далее находим площади поперечных сечений насыпи по формуле 4.2. Затем находим объемы по формуле 4.1. Для расчетов используем Microsoft Exel:

 

 

Таблица 4.1 Расчет объемов

ПК	S	F	V
	27,5	26,5375	6054,055
	39,08	94,5436	9487,414
	40,625	95,20469	6081,194
	33,94	26,4192	1356,21
	28,7	26,705	1364,888
	49,8	26,59275	1929,713
	52,9	22,0015	2876,756
	29,775	45,53362	7568,664
	36,355	105,8397	13561,97
	41,85	165,3997	19375,99
	46,54	222,12	24700,2
	50,74	271,884	27903,39
	53,86	286,1838	26443,14
	51,42	242,679	21194,4
	46,995	181,2091	15068,7
	42,06	120,1649	10515,84
	37,125	90,15187	9318,677
	37,405	96,22166	10243,71
	38,35	108,6525
	39,75	117,6875	11096,25
	39,75	104,2375	9425,294
	36,95	84,26837	8036,737
	36,355	76,46636	6386,901
	35,41	51,27165	4279,208
	33,5	34,3125	3864,063
		42,96875	4188,437
	36,5	40,8	2001,687
	33,8	46,47	453,9375
	38,5	39,845	2842,05
	52,3	46,996	5601,05
	78,5	65,025	3251,25

 

Теперь нужно учесть поправки на разность рабочих отметок и на срезку раститетльного слоя грунта.

Поправка на разницу рабочих отметок находится по следующей формуле:

(4.4)

Где m – коэффициент заложения откоса;

h ₁, h ₂ – рабочие отметки на соседних участках, м;

L – длина участка, м.

Поправку для срезку растительного слоя грунта для насыпи:

= B +2 h _к(m + n) + (b _к + m H _ср)] h _р L, (4.5)

Где В – ширина земляного полотна;

H _ср – средняя высота насыпи;

h _р – толщина снимаемого растительного грунта.

Для выемки:

= B +2 h _к(m + n) + (b _к + m H _ср)] h _р L, (4.6)

Где h _к и b _к – глубина и ширина боковой канавы выемки, м;

m – коэффициент заложения внутреннего откоса.

Так как насыпь в процессе возведения уплотняется дорожными машинами, то при подсчёте земляных работ следует учесть коэффициент уплотнения насыпи. Коэффициент относительного уплотнения – это отношение требуемой плотности грунта в насыпи к его плотности в карьере или резерве, устанавливаемой при изысканиях. Грунт – суглинок легкий с коэффициентом уплотнения К_упл. = 1,05. Объём для насыпи с коэффициентом уплотнения находится по формуле:

V₂ = V₁∙К_упл., (4.7)

Вычисление производим в Microsoft Exel.

Таблица 4.2 Расчет объемов с поправками

ПК	ΔVп	ΔVр	Vc поправками	V c коэфиценом уплотнения
	48,25	463,1625	6565,467	6893,741
	45,5	561,6	10094,51	10599,24
	47,75	559,2375	6688,182	7022,591
		457,65	1862,86	1956,003
	52,75	350,8125	1768,45	1768,45
	7,75	287,2875	2224,75	2224,75
	79,75	362,8875	3319,394	3319,394
		495,975	8111,639	8517,221
	39,25	586,5375	14187,76	14897,15
	33,5	662,925	20072,41	21076,03
		727,5	25455,7	26728,49
	19,5	777,375	28700,26	30135,28
	15,25	781,8375	27240,23	28602,24
		735,375	21958,78	23056,72
	35,25	667,9125	15771,86	16560,45
	35,25	593,8875	11144,98	11702,23
		558,975	9879,652	10373,63
	6,75	568,1625	10818,62	11359,55
		585,75	11912,75	12508,39
		596,25	11692,5	12277,13
		575,25	10020,54	10521,57
	4,25	549,7875	8590,774	9020,313
	6,75	538,2375	6931,888	7278,483
	31,5	498,075	4808,783	5049,222
	6,25	471,5625	4341,875	4558,969
	6,25	484,6875	4679,375	4913,344
	11,25	479,4375	2492,375	2616,994
	53,75	411,1875	918,875	964,8187
	34,5	318,525	3195,075	3195,075
	65,5	213,525	5880,075	5880,075
	127,5	278,625	3657,375	3657,375

Таблица 4.3 Ведомость объемов земляных масс

Проектный километр	Участок	V, м3	V с учётом поправки на разность отметок и растительный грунт, м3	Коэф. уплотнения грунта	V c коэф. Уплотнения, м3
ПК+	ПК+	L
				6054,055	6565,467	1,05	6893,741
				9487,414	10094,51	1,05	10599,24
				6081,194	6688,182	1,05	7022,591
				1356,21	1862,86	1,05	1956,003
				1364,888	1768,45	1,05	1768,45
				1929,713	2224,75	-	2224,75
				2876,756	3319,394	-	3319,394
				7568,664	8111,639	-	8517,221
				13561,97	14187,76	1,05	14897,15
				19375,99	20072,41	1,05	21076,03
Итого на 1 км	69656,85	74895,43	-	78274,57
Итого на 1 км выемки	6171,4	7312,59	-	7312,594
Итого на 1 км насыпи	63485,5	67582,83	-	70961,98
					25455,7	1,05	26728,5
					28700,3	1,05	30135,3
					27240,2	1,05	28602,2
					21958,8	1,05	23056,7
					15771,9	1,05	16560,5
						1,05	11702,2
				9318,7	9879,65	1,05	10373,6
					10818,6	1,05	11359,6
					11912,8	1,05	12508,4
					11692,5	1,05	12277,1
Итого на 2 км	167801,3	174575,3	-	183304,1
Итого на 2 км выемки			-
Итого на 2 км насыпи	19557,74	19557,74	-	19557,74
				9425,3	10020,5	1,05	10521,6
				8036,7	8590,77	1,05	9020,31
				6386,9	6931,89	1,05	7278,48
				4279,2	4808,78	1,05	5049,22
				3864,1	4341,88	1,05	4558,97
				4188,4	4679,37	1,05	4913,34
				2001,7	2492,37	1,05	2616,99
				453,94	918,875	1,05	964,819
				2842,1	3195,08	-	3195,08
					5880,07	-	5880,07
Итого на 3 км	47079,36	51859,64	-	54452,62
Итого на 3 км выемки	8443,1	9075,15	-	9075,15
Итого на 3 км насыпи	38636,26	42784,49	-	44923,71
				3251,2	3657,37	-	3657,4
Итого на 4 км	3251,2	3657,37	-	3657,4
Итого на 4 км выемки	3251,2	3657,37	-	3657,4
Итого на 4 км насыпи			-
Итого суммарно на 4 км	287788,8	304987,8	-	319234,9
Итого суммарно на 4 км выемки	17865,71	20045,12	-	20045,12
Итого суммарно на 4 км насыпи	269923,1	284942,7	-	299189,8