КУРСОВАЯ РАБОТА
по дисциплине «Транспортная инфраструктура. Пути сообщения и технологические сооружения»
на тему: «Основы проектирования дорог»
| Выполнил: | студент группы ОДб-13Z1 Зырянов А. П. |
| Приняла: | к.т.н., доцент Гречнева Г.И. |
| ____________ (дата) | |
| Работа защищена с оценкой: | ____________ ______________ (оценка) (подпись) |
Омск 2014
Содержание
1. Назначение технической категории
2. Расчеты и обоснование технических нормативов
3. Оценка относительной опасности участков дороги
3.1 Выявление опасных мест методом коэффициентов аварийности
3.2 Определение коэффициентов безопасности
3.3 Определение пропускной способности дороги и коэффициента загрузки движением
3.4 Мероприятия
Вывод
Задания
Приложение А
1. Назначение технической категории
Категория автомобильной дороги – это характеристика, отражающая принадлежность автомобильной дороги соответствующему классу и определяющая технические параметры автомобильной дороги.
Автомобильные дороги по транспортно-эксплуатационным качествам и потребительским свойствам разделяются на категории в зависимости от следующих параметров:
– количества и ширины полос движения;
– наличия центральной разделительной полосы на проезжей части;
– типа пересечений с автомобильными, железными дорогами, трамвайными путями, велосипедными и пешеходными дорожками;
– условий доступа на дорогу с примыканий в одном уровне.
Интенсивность движения Nт – количество автомобилей, проходящее через некоторое сечение автомобильной дороги за единицу времени (час, сутки). В зависимости от интенсивности движения устанавливается категория дороги, выбираются сроки выполнения ремонта и мероприятия по организации движения.
Интенсивность движения со временем растет. Закономерность изменения интенсивности движения во времени может быть представлена уравнением сложных процентов (геометрической прогрессией):
NT = N 0 ( 1 + q)T- 1,
где N 0 – начальная (исходная) интенсивность движения; q – ежегодный темп прироста движения; Т – год.
Чем выше интенсивность движения, тем более совершенными проектируют дороги. Это связано с тем, что если для пропуска движения большей интенсивности построить дорогу с относительно крутыми уклонами и малой шириной проезжей части, то, хотя она и будет стоить дешевле, автомобили на ней не смогут двигаться с высокими скоростями. На такой дороге в течение всего периода эксплуатации автомобильный транспорт будет нести очень большие расходы.
Автомобильные дороги на всем протяжении или на отдельных участках подразделяются на категории в зависимости от интенсивности движения согласно табл.1.
В курсовом задании задается перспективная интенсивность движения на 20-й год (авт/сут). Для того чтобы определить категорию дороги, мы должны перевести перспективную интенсивность движения в расчетную приведенную к легковому автомобилю интенсивность движения (ед/сут). Приведение транспортного потока к расчетному легковому автомобилю производят по формуле
Nпр= S Ni × Кпрi. (1.1)
Коэффициенты приведения выбираем из таблицы коэффициентов приведения в зависимости от типа транспортных средств (табл.2) и производим расчет приведенного в табл.3.
Таблица 1
Категории дорог
| Назначение автомобильной дороги | Категория дороги | Расчетная интенсивность движения, прив. ед/сут |
| Магистральные федеральные дороги (для связи столицы Российской Федерации со столицами независимых государств, столицами республик в составе Российской Федерации, административными центрами краев и областей, а также обеспечивающие международные автотранспортные связи) | I-а (автомагистраль) | св. 14 000 |
| I-б (скоростная дорога) | св. 14 000 | |
| II | св. 6000 | |
| Прочие федеральные дороги (для связи между собой столиц республик в составе Российской Федерации, административных центров краев и областей, а также этих городов с ближайшими административными центрами автономных образований) | I-б (скоростная дорога) | св. 14 000 |
| II | св. 6000 | |
| III | св. 2000 до 6000 | |
| Республиканские, краевые, областные дороги и дороги автономных образований | II | св. 6000 до 14 000 |
| III | св. 2000 до 6000 | |
| IV | св. 200 до 2000 | |
| Дороги местного значения | IV | св. 200 до 2000 |
| V | до 200 |
Таблица 2
Коэффициенты приведения
| Типы транспортных средств | Коэффициент приведения |
| Легковые автомобили | |
| Мотоциклы с коляской | 0,75 |
| Мотоциклы и мопеды | 0,5 |
| Грузовые автомобили грузоподъемностью, т: | |
| 1,5 | |
| 2,5 | |
| св. 14 | 3,5 |
| Автопоезда грузоподъемностью, т: | |
| 3,5 | |
| св. 30 |
Пример: необходимо определить техническую категорию дороги, задана перспективная интенсивность движения N = 2900 авт/сут.
Таблица 3
Расчет приведенной интенсивности движения
| Состав транспортного потока | Кол–во автомоб., ‰ | Перспективная интенсивность движения Ni , авт/сут | Кпр | Приведенная интенсивность движения, ед/сут, Кпр × Ni |
| Легковые автомобили Автобусы Грузовые, груз.,т.: до 2 2 до 6 от 6 до 8 от 8 до 14 свыше 14 | 1,0 2,5 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 | 362,5 362,5 1522,5 | ||
| S = 100 | S = 2900 | S =5582 |
Приведенная интенсивность движения NT = 5582 ед/сут соответствует II категории дороги. Назначается расчетная скорость 100 км/ч.
2. Расчеты и обоснование технических нормативов
Расчетной скоростью считается наибольшая возможная (по условиям устойчивости и безопасности) скорость движения одиночных автомобилей при нормальных условиях погоды и сцепления шин автомобилей с поверхностью проезжей части, которой на наиболее неблагоприятных участках трассы соответствуют предельно допустимые значения элементов дороги. На эту скорость проектируют все геометрические элементы автомобильных дорог – план и продольный профиль.
Расчетные скорости движения для проектирования элементов плана, продольного и поперечного профилей, а также других элементов, зависящих от скорости движения, следует принимать по табл.4.
Расчетные скорости, установленные в табл.4 для трудных участков пересеченной и горной местностей, допускается принимать только при соответствующем технико-экономическом обосновании с учетом местных условий для каждого конкретного участка проектируемой дороги.
Расчетные скорости на смежных участках автомобильных дорог не должны отличаться более чем на 20 %.
Таблица 4
Расчетные скорости
| Категория дороги | Расчетные скорости, км/ч | ||
| основные | допускаемые на трудных участках местности | ||
| Пересеченной | Горной | ||
| I-а | |||
| I-б | |||
| II | |||
| III | |||
| IV | |||
| V |
В соответствии с перспективной интенсивностью движения на 20- летний период, указанной в задании, устанавливаем техническую категорию дороги.
· Определение допустимого радиуса горизонтальных кривых в плане.
Наименьший допустимый радиус горизонтальных кривых в плане без
устройства виража вычисляем расчетом при заданной скорости движения VР по формуле
, (1)
м
где µ - коэффициент поперечной силы; из условия обеспечения удобства езды пассажиров за расчетное значение можно принять µ= 0,15, inon- поперечный уклон проезжей части, inon - 0,020.
· Определение радиуса кривой при устройстве виража.
Для повышения безопасности и удобства движения на горизонтальных кривых в плане при радиусе R ≤ 3000 м для дорог I технической категории и при радиусе R ≤ 2000 м для дорог II-V технический категорий обычно предусматривают устройство виража, тогда минимальный радиус кривой находится по формуле
, (2)
м
где iв – поперечный уклон проезжей части на вираже, для расчета можно принять iв = 0,06
· Определение наименьшего расчетного расстояния видимости.
Наименьшее расчетное расстояние видимости вычисляется по двум схемам:
а) Поверхности дороги – это расстояние S1, на котором водитель может остановить автомобиль перед препятствием на горизонтальном (iпр = 0) участке дороги, м:
, (3)
м
где Vр – расчетная скорость движения, км/ч; КЭ – коэффициент эксплуатационного состояния тормозов, КЭ = 1,2; lЗ – расстояние безопасности, l3 = 5 – 10 м; j – коэффициент продольного сцепления шины, зависит от состояния покрытия, в расчетах принято j = 0,5 для случая
влажного покрытия; iпр – продольный уклон участка дороги; t – время
реакции водителя, t= 1 – 2 с.
б) Встречного автомобиля – расстояние видимости S2, складывается из суммы остановочных путей двух автомобилей, м:
S 2 = 2 S 1, (4)
S2 = 2 
99,5=199 м
· Радиусы вертикальных кривых
а) радиусы выпуклых кривых – из условия обеспечения видимости дороги по формуле
, (5)
м
где h1 – возвышение глаза водителя над поверхностью дороги, h1 = 1,2 м.
б) Радиусы вогнутых кривых – из условия ограничения величины центробежной силы, допустимой по условиям самочувствия пассажиров и перегрузки рессор:
, (6)
= 1538 м
где в – величина нарастания центробежного ускорения; при разработке норм на проектирование вертикальных кривых в России принимают в = 0,5 – 0,7 м/с2.
Основные параметры и нормы
Таблица 5
| Показатели | Получено расчетом | Рекомендует СНиП 2.05.02.-85* | Принято в проекте |
| 1. Перспективная среднесуточная интенсивность движения, авт/сут Приведенная инт. движения, ед/сут | - 2000-6000 | ||
| 2. Расчетная скорость движения авто, км/ч | - | ||
| 3. Число полос движения, м | - | ||
| 4. Ширина полосы движения, м | - | 3,75 | 3,75 |
| 5. Ширина земляного полотна, м | - | ||
| 6. Ширина проезжей части, м | - | ||
| 7. Ширина обочин, м | - | 2,5 | 2,5 |
| 8. Наименьшая ширина укрепленной полосы обочины, м | - | 0,5 | 0,5 |
| 9. Наибольший продольный уклон, ‰ | - | ||
| 10. Наименьшая расчетная видимость: а) поверхности дороги S1, м б) встречного автомобиля S2, м | 99,5 | ||
| 11. Наименьший радиус кривых в плане: а) без устройства виража, м б) с устройством виража, м | 605,7 | ≥2000 ≤2000 | ≥2000 ≤2000 |
| 12. Наименьшие радиусы вертикальных кривых: а) выпуклых Rвып, м б) вогнутых Rвог, м |
3. Оценка относительной опасности участков дороги
Безопасность движения по дорогам может быть достигнута только при условии одновременного проведения комплекса мероприятий: совершенствования конструкции автомобилей и других транспортных средств; содержания транспортных средств в надлежащем техническом состоянии; строгого соблюдения водителями и пешеходами правил дорожного движения; обеспечения планом и продольным профилем дорог возможности движения автомобилей с высокими скоростями; поддержания дорожно-эксплуатационной службой транспортных качеств дорог путем обеспечения необходимой прочности, ровности, коэффициента сцепления покрытий, необходимых расстояний видимости и т.д.
Основными показателями безопасности дороги для движения являются отсутствие на дороге мест, на которых происходит резкое изменение скорости движения транспортного потока на коротком участке пути, а также малый перепад скоростей на таких участках.
Наиболее опасными местами на дорогах являются:
1) участки резкого уменьшения на коротком протяжении дороги допускаемых скоростей, обеспечиваемых элементами плана и продольного профиля с недостаточной видимостью и малыми радиусами;
2) участки резкого несоответствия одного из элементов дороги скоростям движения, обеспечиваемым другими элементами (скользкое покрытие на кривой большого радиуса, узкий малый мост на длинном горизонтальном прямом участке, кривая малого радиуса среди затяжного спуска и др.);
3) участки, где план и продольный профиль дороги создают возможность значительного возрастания скоростей, которые могут превысить безопасные при данной ровности и шероховатости покрытия (затяжные спуски на прямых участках);
4) участки, где у водителя может возникнуть неправильное представление о дальнейшем направлении дороги;
5) места слияния или пересечения потоков движения на перекрестках, съездах и примыканиях, переходно-скоростных полосах;
6) места, где имеется возможность неожиданного появления на дороге пешеходов и выезда транспортных средств с придорожной полосы;
7) участки, где однообразность придорожного ландшафта, плана и профиля дороги способствует потере водителями легковых автомобилей контроля за скоростью или же где такое однообразие приводит к утомлению и сонливости водителей грузовых автомобилей.
3.1.Выявление опасных мест методом коэффициентов аварийности
Степень обеспечения безопасности движения определяется не только соблюдением требований к размерам отдельных геометрических элементов трассы дороги, но и взаимным сочетанием этих элементов. Поэтому при рассмотрении вариантов дороги обязательна оценка по степени обеспеченности безопасности движения. Для этой цели используется метод коэффициентов аварийности, который основан на обобщении данных статистики дорожно-транспортных происшествий. Он особенно удобен для анализа участков дорог, находящихся в эксплуатации и подлежащих реконструкции.
Степень опасности участков дороги характеризуют итоговым коэффициентом аварийности, который представляет собой произведение частных коэффициентов, учитывающих влияние отдельных элементов плана и профиля:
,
где К 1, К 2, К 3 ,..., К 18 – частные коэффициенты, представляющие собой количество происшествий в том или ином значении элемента плана и профиля по сравнению с эталонным участком дороги.
К эталонному относится горизонтальный прямой участок дороги с двумя полосами движения, шириной проезжей части 7,5 м, шероховатым покрытием и укрепленными обочинами при интенсивности движения 5000 авт/сут.
Дорожные организации, осуществляя учет и анализ ДТП, могут устанавливать дополнительные коэффициенты, учитывающие местные условия, например частоту расположения кривых, наличие вблизи дороги аллейных насаждений, ирригационных каналов, неогражденных крутых склонов и т. д.
Итоговый коэффициент аварийности определяют последовательно, перемножая частные коэффициенты.
Таблица 6
