Проектирование автомобильных дорог

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Вл Государственный технический университетВ»

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

по выполнению курсового проекта по дисциплине

ВлПути сообщения, технологические сооруженияВ»

для студентов специальности

190702 (240200) Организация и безопасность движения

Ставрополь, 2007

Методические указания по выполнению курсового проекта по дисциплине ВлПути сообщения, технологические сооруженияВ» предназначены для студентов специальности 190702 (240200) Организация и безопасность движения, содержат методики расчетов основных элементов автомобильных дорог, положения по обустройству, содержанию, эксплуатации автомобильных дорог, требования по обеспечению безопасности движения. Составлены в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования и основной образовательной программы подготовки.

СОДЕРЖАНИЕ

1. Цели и задачи курсового проекта

2. Формулировка задания и его объем

3. Основное содержание курсового проекта по разделам, последовательность и порядок их выполнения

3.1 Характеристика природных условий района расположения дороги

3.2 Назначение категории и расчетное обоснование основных технических нормативов

3.2.1 Установление технической категории дороги и назначение расчетной скорости движения автомобилей

3.2.2 Определение продольных уклонов

3.2.3 Определение нормативных радиусов для проектирования кривых в плане

3.2.4 Определение расстояний видимости

3.2.5 Определение наименьших радиусов вертикальных кривых для сопряжения переломов продольного профиля

3.2.6 Определение пропускной способности и уровня загрузки дороги

3.2.7 Определение ширины проезжей части дороги и земляного полотна

3.2.8 Сравнение расчетных параметров с нормативными

3.3 Проектирование плана трассы автомобильной дороги

3.4 Проектирование дополнительных устройств на кривых малого радиуса

3.4.1 Проектирование переходной кривой

3.4.2 Проектирование виража

3.4.3 Проектирование уширения проезжей части на кривых

3.5 Проектирование дороги в продольном профиле

3.6 Проектирование поперечного профиля дороги

3.7 Проектирование дорожных одежд

3.8 Оценка транспортно-эксплуатационного состояния дороги

3.8.1 Оценка скорости движения транспортного потока

3.8.2 Оценка пропускной способности дороги

3.8.3 Оценка безопасности движения на участке дороги

3.9 Содержание участка автомобильной дороги

3.10 Обустройство участка автомобильной дороги

3.11 Определение экономической эффективности мероприятий по совершенствованию участка автомобильной дороги

4. Общие требования к курсовому проекту

5. Рекомендации по организации работ над проектом, примерный календарный план его выполнения

6 Порядок защиты и ответственность студента за выполнение задания по курсовому проекту

Список рекомендуемой литературы

Развитие дорожно-транспортной сети является приоритетной задачей каждой страны, регионов и отдельных территориальных единиц. Кроме требований осуществления бесперебойной работы автотранспорта и обеспечения безопасности движения к автомобильным дорогам необходимо предъявлять высокие архитектурно-эстетические требования как и к любому инженерному сооружению массового использования.

Проектирование, эксплуатация и содержание автомобильных дорог подразумевает наличие у специалиста по безопасности движения системных знаний, обобщающих как фундаментальные общеобразовательные, так и узкоспециальные дисциплины, входящие в общую программу подготовки. Он должен владеть приёмами выбора трассы дороги на местности; уметь назначать конструктивные элементы дорог, обеспечивающие удобство, безопасность и экономичность грузовых и пассажирских перевозок; обладать знаниями методов технико-экономической оценки и сравнения вариантов. Кроме того, необходимо не только четко ориентироваться в нормативно-правовой базе по проектированию дорог и базовых принципах проектирования, но и стремиться дополнять их собственным опытом и наблюдениями.

Содержание курсового проекта определяет базовый комплекс знаний о путях сообщения и технологических сооружениях, необходимых специалисту по безопасности движения.

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

Курсовое проектирование ставит своей целью обобщение и закрепление знаний, полученных студентами при изучении дисциплины ВлПути сообщения, технологические сооруженияВ».

Курсовое проектирование должно научить студентов грамотно производить технические расчеты, освоить навыки и методы проектирования автомобильных дорог, их эксплуатации и содержанию, а также творчески подходить к решению конкретных инженерных задач и широко использовать в своей работу техническую, нормативную и справочную литературу.

При выполнении проекта студент должен учитывать новейшие достижения в области проектирования дорог, как в нашей стране, так и за рубежом, в частности, по возможности использовать программные продукты автоматизированного проектирования.

К выполнению курсового проекта следует приступить лишь после тщательного изучения разделов дисциплины ВлПути сообщения, технологические сооруженияВ».

2. ФОРМУЛИРОВКА ЗАДАНИЯ И ЕГО ОБЪЕМ

Курсовой проект предусматривает расчет технических показателей и основных элементов плана, продольного и поперечного профилей автомобильных дорог. В задании на выполнение курсового проекта содержаться следующие данные: район расположения участка автомобильной дороги; интенсивность движения на перспективу, состав транспортного потока и расчетные автомобили, схемы плана и продольного профиля с заданными углами поворота и величинами продольных уклонов; категория существующей дороги.

Выполненный курсовой проект должен содержать следующие материалы:

1) пояснительную записку с необходимыми расчетами тАУ объемом 50 тАУ 70 страниц;

2) графический материал на двух листах формата А1:

тАУ план трассы (по заданию);

тАУ один из углов поворота с обозначениями и сводную ведомость углов поворота, прямых и кривых;

тАУ продольный профиль трассы (по заданию);

тАУ поперечные профили земляного полотна дороги;

тАУ схему принятой конструкции дорожной одежды;

тАУ схему отгона виража и уширения на кривых;

тАУ схему обустройства дороги сооружениями обслуживания движения.

3. ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА ПО РАЗДЕЛАМ, ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ И ПОРЯДОК ИХ ВЫПОЛНЕНИЯ

3.1 Характеристика природных условий района расположения дороги

При описании природных условий следует указать в какой дорожно-климатической зоне расположена дорога, и дать краткую характеристику района расположения дороги.

Климат. Приводится общая характеристика климата, максимальная и минимальная температуры воздуха, глубина промерзания грунтов, высота снежного покрова, направление и скорость ветра и т. д.

Рельеф. Дается характеристика общих сведений о рельефе местности. Наличие характерных изменений и высотных препятствий (возвышенности, овраги, котлованы и т. д.).

Растительность. Следует указать наличие лесов, парков и земель, занятых ценными угодьями (сады, пашни).

Грунтово-геологические и гидрологические условия. Дается описание грунтово-геологических условий (типы грунтов, наличие оползней, устойчивости склонов), гидрологических условий (заболоченные участки и участки с необеспеченным поверхностным стоком, глубину залегания грунтовых вод).

Дорожно-строительные материалы. Приводятся данные о наличии местных каменных материалов и отходов промышленности, которые можно использовать в различных конструктивных слоях дорожных одежд и других инженерных сооружениях.

Также даются краткие данные об экономике района.

Характеристика природных условий составляется на основе данных [10 тАУ 15].

3.2 Назначение категории и расчетное обоснование основных технических нормативов

Технические нормативы на проектирование элементов плана, продольного и поперечного профилей назначаются по расчетной скорости, принимаемой для дороги данной категории в зависимости от рельефа местности. Следует помнить, что на участках автомобильных дорог на подходах к городам в случаях пересечения дорогами территорий, занятых особо ценными сельскохозяйственными культурами и садами, допускается принимать значения расчетных скоростей, установленные для трудных участков пересеченной местности.

Отдельные величины технических нормативов следует обосновать расчетами. Расчеты технических нормативов следует выполнять для основной расчетной скорости и для трудных участков пересеченной местности и сопоставляться с рекомендуемыми [13] для данной технической категории дороги.

3.2.1 Установление технической категории дороги и назначение расчетной скорости движения автомобилей

Техническая категория дороги устанавливается по [13, табл. 1] на основе данных об интенсивности и составе движения, приведенных в задании на выполнение курсового проекта.

Используя данные о составе потока и коэффициенты приведения различных транспортных средств по [13, табл. 2], рассчитываем приведенную интенсивность движения по формуле:

,ВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВа (1)

гдеВатАУ интенсивность движения транспортного средства i-ой марки;

ВатАУ коэффициент приведения транспортного средства i-ой марки.

В соответствии со значением определенной интенсивности движения транспортных единиц на перспективный год эксплуатации дороги по [13, табл. 1] определяется техническая категория автомобильной дороги.

Интенсивность движения на автомобильных дорогах неравномерна в течение суток. Для определения пиковых периодов максимальной интенсивности (для использования в последующих расчетах) необходимо рассчитать распределение суточной интенсивности движения по часам, используя формулу 2 и таблицу 1.

Интенсивность движения за искомый час:

,ВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВа (2)

гдеN_i тАУ интенсивность движения за искомый час суток, пр. авт./ч;

K_i тАУ коэффициент, соответствующий искомому часу суток;

N тАУ замеренная интенсивность движения, пр. авт. /ч;

К тАУ коэффициент, соответствующий часу суток, когда был произведен замер интенсивности движения.

Таблица 1 тАУ Коэффициенты распределения интенсивности движения по часам суток

По полученным расчетам строиться график распределения интенсивности по часам суток (рисунок 1).

Рисунок 1 тАУ График распределения интенсивности движения по часам суток

Расчетная скорость движения автомобилей принимается в зависимости от установленной технической категории дороги и рельефа местности (таблица 2).

Таблица 2 тАУ Расчетные скорости движения автомобилей

Для определения остальных технических нормативов автомобильной дороги необходимо для указанных в задании расчетных автомобилей составить таблицу технических характеристик [4, 6, 7, 17] по форме таблицы 3.

Таблица 3 тАУ Основные технические характеристики расчетных автомобилей

3.2.2 Определение продольных уклонов

Наибольший продольный уклон, преодолеваемый автомобилем, определяется из условия его движения на подъем на III передаче. При этом принимается допущение, что движение автомобиля происходит с равномерной (расчетной) скоростью. Наибольший продольный уклон при этих условиях:

,ВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВа (3)

гдеД_max тАУ динамический фактор;

f тАУ коэффициент сопротивления качению;

i_max тАУ продольный уклон дороги, тА°.

Динамический фактор:

,ВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВа (4)

гдеG тАУ вес автомобиля, Н.

Р_а тАУ сила тяги, кН;

Р_W тАУ сила сопротивления воздуха, Н.

Сила тяги при скорости автомобиля на III передаче:

,ВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВа (5)

К_р тАУ коэффициент размерности (К_р=9,55);

η тАУ механический коэффициент полезного действия трансмиссии автомобиля (для грузовых двухосных автомобилей принимается равным 0,9, для трехосных тАУ 0,80, для легковых автомобилей тАУ 0,92);

n_v тАУ частота вращения коленчатого вала, об./мин.

Расчет наибольшего продольного уклона для расчетного грузового автомобиля выполняется с использованием математической зависимости эффективной мощности двигателя от частоты вращения коленчатого вала, предложенной С. Д. Лейдерманом:

,ВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВа (6)

гдеN_{e mах} тАУ максимальная мощность двигателя, кВт;

λ тАУ отношение частоты вращения коленчатого вала двигателя при движении автомобиля со скоростью V к частоте вращения при максимальной скорости;

a, b, c тАУ эмпирические коэффициенты уравнения, значения которых для грузовых автомобилей:

тАУ с карбюраторными двигателями тАУ а=b=c=1;

тАУ с дизельными двигателями тАУ а=0,87; b=1,13; с=1.

Наибольший продольный уклон при движении грузового автомобиля на III передаче определяется в следующей последовательности:

По графикам динамических характеристик автомобилей [4, 6, 7] находится скорость автомобиля на III передаче V_III.

Далее определяется частота вращения коленчатого вала двигателя при скорости автомобиля V_III по формуле:

,ВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВа (7)

гдеn_v тАУ частота вращения коленчатого вала, об./мин;

V_III тАУ скорость движения автомобиля, км/ч;

i₀ и i_k3 тАУ передаточные числа главной передачи и коробки передач;

r_k тАУ радиус качения колес автомобиля, м.

Определяется максимальная частота вращения коленчатого вала при движении автомобиля на прямой передаче по формуле:

,ВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВа (8)

гдеn_max тАУ максимальная частота вращения коленчатого вала двигателя при движении автомобиля на прямой передаче, об./мин;

V_max тАУ максимальная скорость движения автомобиля на прямой передаче, км/ч;

i₀ и i_k4(5) тАУ передаточные числа главной передачи и прямой передачи;

r_k тАУ радиус качения колес автомобиля, м.

Находится отношение частоты вращения коленчатого вала двигателя при скоростях V_III и V_max:

Автоматизированная система оперативного управления перевозками

Автоматика и автоматизация на железнодорожном транспорте

Автомобильные дизельные топлива

Автомобильные эксплуатационные материалы

Автомобильный кран