Проект реконструкции участка автомобильной дороги М-53 км 955+000- км 961+000 в Красноярском крае

Введение



	Тема дипломного проекта: «Проект реконструкции участка автомобильной дороги М-53 км 955+000- км 961+000 в Красноярском крае.

Целью реконструкции является восстановление и повышение транспортно-эксплуатационного состояния дороги до уровня позволяющего обеспечить нормативные требования в период до очередного ремонта  при интенсивности движения, не превышающей расчетную для данной категории автомобильной дороги.



1.Анализ исходных данных



1.1.1.Климат района строительства



Климатическая характеристика района изысканий приводится по материалам наблюдений метеорологических станций     Уяр.

Дорожно – климатическая зона   II.

Климат района резко континентальный.

Сейсмичность района изысканий равна    6   баллам.

Необходимые для расчетов и проектирования данные приведены в «Ведомости климатических показателей» и таблицах. Ветровые характеристики представлены «Розой ветров».

	

1.1.2.Рельеф местности



Реконструируемый участок автодороги км 955+000 – км 961+000 в физико-географическом отношении расположен в пределах  Рыбинского денудационного холмисто-увалистого плато. В тектоническом отношении район представляет наложенную структуру на складчатом фундаменте  - метаморфических породах архея, протерозоя и кембрия. Породам присуще пологоволнистое залегание слоев. Толща осадочных формаций палеозоя - это красноцветы среднего и верхнего девона, залегают наклонно с 







Таблица 1.1 – Ведомость климатических показателей



  Рисунок 1.1 – Розы ветров

Таблица 1.2 - Средняя месячная температура воздуха



I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

-16,8

-17,5

-9,3

0,6

8,1

15,4

17,8

14,6

8,4

0,8

-9,8

-17,3



малыми углами падения пластов. Красноцветная формация представлена песчаниками с прослоями аргиллитов, алевролитов и мергеля. Песчаники средне-мелкозернистые с карбонатно-железистым цементом. Ландшафт местности холмистый, соответствует лесостепной зоне. Холмисто-увалистый рельеф формировал-ся на породах красноцветной формации и представляет собой чередование холмов и увалов с разделяющими их понижениями. Абсолютные отметки составляют 200-250 м. Холмы и увалы ассиметричной формы, склоны крутизной 6-8? изрезаны овражно-балочной сетью. Толща осадочных пород на изученную глубину неоднородна. В геологическом строении участка дороги принимают участие генетические комплексы четвертичных и современных отложений. На плоских широких водоразделах залегают щебенистые грунты элювиально-делювиального комплекса. Склоны покрыты дресвяными и глинистыми грунтами делювиально- пролювиального генезиса. В пониженных местах и долинах рек залегают аллювиально-делювиальные грунты значительной мощности. Грунты представлены почвенно-растительным слоем, дресвяным грунтом с суглинистым заполнителем, суглинками твердыми, полутвердыми слабозаторфованными, мягкопластичными, текучепластичными, глинами от твердых до мягкопластичных.

Гидрогеологические условия характеризуются наличием порово-пластовых вод, приуроченных к толще четвертичных аллювиально-делювиальных отложений.

Подробный геолого-литологический разрез грунтов, слагающих земляное полотно и его основание представлен на продольных и поперечных профилях (технический отчет об инженерно-геологических изысканиях).

	

1.1.3.Инженерно-геологические и гидрологические условия



Изыскиваемый участок автомобильной дороги на проезжей части имеет конструкцию дорожной одежды одного типа. Представлен однослойным асфальтобетоном черно-серого цвета, толщиной 0,07-0,23 м (ИГЭ№ 1), под которым встречаются цементобетонные плиты (ИГЭ № 1а). Цементобетонные плиты  в основном в удовлетворительном состоянии, но встречаются участки, где плиты трещиноватые, разрушенные до щебенисто – глыбового  состояния. Разрушенные плиты встречаются на ПК: 50+60.

С ПК 0+00 до ПК 49+23 (км 981) отмечаются дорожные плиты размером 1,50 х 3,0 м, уложенные по 5 плит; с ПК 49+23 и до конца участка выложены аэродромные плиты размером 2,0 х 6,0 м, уложенные по 4 плиты, толщина плит 0,16 м.  Под бетонными плитами отмечается второй слой основания представленный гравийно-песчаной смесью, мощностью 0,11-0,17 м. Разрушенные цементобетонные плиты встречаются на ПК 34+21; ПК 46+54; ПК 54+73.

С ПК 00+00 по ПК 5+50 асфальтобетон с деформациями в виде частых поперечных (по границе бетонных плит), продольных, косых трещин, выбоин и заплат. Коэффициент снижения модуля упругости – 0,80 на 75 % покрытия, а на 25% покрытия сетка трещин размером 0,5-0,6 м в поперечнике с  коэффициентом снижения модуля упругости - 0,65. С ПК 5+50 по ПК 10+75 участок покрыт новым асфальтобетонным покрытием. С ПК 8+00 по ПК 17+20 встречен пучинистый участок, характеризующийся высоким залеганием уровня  грунтовых вод и наличием мягко –и текучепластичных грунтов в зоне промерзания. С ПК 10+75 по ПК 17+20 асфальт с частыми трещинами, заплатами, выбоинами,  коэффициент снижения модуля упругости - 0,80  на 50 % покрытия, отмечается сетка трещин 0,50 х 0,60 м, с коэффициентом снижения модуля упругости - 0,65 на 30 %; и сетка с более густыми трещинами 0,15 х 0,20 м,  с коэффициентом снижения модуля упругости - 0,50 на 20 % покрытия.

На ПК 8+65 водопропускная труба, в небольшом сухом ложку,  с пологими бортами, поросшими березой и кустарником.

На ПК 18+76 в сухом логу с пологими бортами также встречается водопропускная труба. Насыпь в удовлетворительном состоянии. Над трубой наблюдаются сломанные цементобетонные  плиты.

От  ПК 17+20 до ПК 29+20 на асфальтобетоне частые поперечные, продольные и косые трещины, «заплаты» и выбоины; коэффициент снижения модуля упругости - 0,80 на 80 % покрытия, отмечается сетка трещин с коэффициентом снижения модуля упругости - 0,65 на 20 % покрытия.

С ПК 29+20 по ПК 36+20 встречено проявление пучения, справа от дороги заболоченные земли, отмечается застой воды, заросли камыша, осоки. 

С ПК 29+20 по ПК 50+00 и с ПК 54+88  до ПК 59+40 на асфальтобетоне частые поперечные и продольные трещины, «заплаты» и выбоины;  коэффициент снижения модуля упругости - 0,80 на 60 % покрытия, отмечается сетка трещин со стороной 0,5-0,6 м с коэффициентом снижения модуля упругости - 0,65 на 30% покрытия и с густой сеткой трещин 0,15 х 0,20 м на 10% покрытия; с ПК 40+00 по ПК 41+95 – сетка выбоин, провалы. с ПК 54+88 по ПК 55+60 на асфальтобетоне отмечаются неровности;  с ПК 55+60 по ПК 56+35  отмечаются провалы, разрушения плит.

В интервале с ПК 50+00 по ПК 54+88 участок автомобильной дороги с новым асфальтобетонным покрытием.

 На ПК 54+97 -  труба через суходол пологими берегами, заросшими березой и кустарником. Насыпь в удовлетворительном состоянии.

С ПК 59+40  до конца участка ПК 60+00 асфальтобетон: с трещинами и выбоинами, коэффициент снижения модуля упругости - 0,80 на 60% покрытия, с коэффициентом снижения модуля упругости - 0,65 на 30% покрытия и с густой сеткой трещин 0,15 х 0,20 м на 10% покрытия.  Наибольшие деформации асфальта отмечаются в местах разрушения бетонных плит. С ПК 58+33  по ПК 60+00 слева и справа от дороги отмечаются заболоченные земли, мочажины с болотной растительностью: камыш, осока.

Обочины слева и справа от автомобильной дороги отсыпаны щебеночно-гравийной смесью серого цвета (ИГЭ № 3), по зерновому составу соответствует смеси № 5 (усредненные значения) для оснований по ГОСТ 25607-94. 

  Под  дорожной одеждой  вскрыто  земляное полотно, уложенное в основном гравийным грунтом с песчаным заполнителем  22,1 % (ИГЭ № 5а), суглинком тяжелым песчанистым твердым с примесью органики (ИГЭ № 4а), дресвяным грунтом с суглинистым заполнителем-47,0 % (ИГЭ № 4в), суглинком тяжелым песчанистым, слабозаторфованным (ИГЭ № 5б). Также земляное полотно на отдельных участках представлено глиной легкой песчанистой от твердой до тугопластичной консистенции, местами слабозаторфованной (ИГЭ №№ 7а;9а; 9б).  Земляное полотно грунтов: ИГЭ № 4а – суглинок твердый с примесью органики и ИГЭ № 7а – глина легкая песчанистая слабозаторфованная не уплотнены до требуемой плотности при требуемом коэффициенте уплотнения 0,95 (см. технический отчет об инженерно-геологических изысканиях, текстовое приложение № 2). 

Подземные воды  на участке встречены

-  в скв. 10108 на глубине 3,50м – установление и появление, абсолютная отметка –368,76 м;

-  в скв. 10114 на глубине 5,50м – установление и появление, абсолютная отметка –365,09 м;

-  в скв. 10122 на глубине 2,90м – установление и появление, абсолютная отметка –379,32 м;

-  в скв. 10132 на глубине 5,70м – установление и появление, абсолютная отметка –350,80 м;

-  в скв. 10138 на глубине 2,70м – установление, абсолютная отметка-338,28 м, появление на глубине 3,80 м -  абсолютная отметка –337,18 м;

-  в скв. 10140 на глубине 2,90м – установление, абсолютная отметка-335,24 м, появление на глубине 4,00 м -  абсолютная отметка –334,14 м;

-  в скв. 10142 на глубине 8,70м – установление и появление, абсолютная отметка –321,12 м.

 По химическому составу воды гидрокарбонатные кальциево-магниевые в скважинах и гидрокарбонатные кальциево-натриевые в ручьях, по водородному показателю (рН) – неагрессивные в скважинах и  неагрессивные и со слабой щелочной реакцией в ручьях. В скважинах воды слабоагрессивные по отношению к бетону марки W4 и неагрессивные по отношению к бетону марки W6, вода из ручья неагрессивная по отношению к бетону  марки W4 и к бетону марки W6 , согласно тб. 5 СНиП 2.03.11-85.

По содержанию  Cl (мг/л)  при периодическом замачивании слабоагрессивные по степени воздействия воды на арматуру железобетонных конструкций, согласно СНиП 2.03.11-85*, табл.7.

По суммарной концентрации сульфатов и хлоридов, (г/л) и  водородному показателю рН воды среднеагрессивные, по степени воздействия на металлические конструкции; грунты ниже уровня  грунтовых вод слабоагрессивные на конструкции из углеродистой стали, согласно СНиП 2.03.11-85*, табл.26, 28. 

Физико-механические показатели по единичным пробам грунтов ИГЭ №№ 4г; 8а приведены в техническом отчете об инженерно-геологических изысканиях, текстовое приложение № 1.

Химический анализ воды приведен в текстовом приложении № 5. Оценка воды в техническом отчете об инженерно-геологических изысканиях текстовое приложение № 6.

По коррозийным свойствам по отношению грунта к стали коррозийная активность  низкая и средняя технический отчет об инженерно-геологических изысканиях, текстовое приложение № 7; по отношению к бетону грунты неагрессивные, текстовое приложение № 8 того же отчета.

По характеру и степени увлажнения  дорога относится к I, II типам  местности. На ПК 00+00 - ПК 8+00; ПК 17+20 – ПК 29+20; ПК 46+20 – ПК 54+20; ПК 55+40 – ПК 58+33 – I тип местности. На ПК 8+00 – ПК 17+20; ПК 29+20 – 46+20; ПК 54+20 – ПК 55+40; ПК 58+33 – ПК 60+00– II тип местности.

1.1.4.Растительность и почвы



Район работ расположен в пределах южной подзоны хвойной тайги из  пихты, ели, кедра, березы, сосны.

Почвы в районе супесчаные и песчаные, дерново-подзолистые, перегнойно-карбонатные.



1.2. Дорожно-строительные материалы

	

	Обеспечение реконструируемого участка дороги материалами и изделиями предусматривается из действующих карьеров и заводов Красноярского края, согласно транспортной схемы.

Для возведения насыпей используются грунты, полученные от срезки существующего земляного полотна, представленные: щебеночно-гравийно-песчаная смесь; щебенистый грунт с суглинистым заполнителем 35%; дресвяный грунт с суглинистым заполнителем 40%.

	Рабочий слой под дорожную одежду устраивается из песчано-гравийной смеси из карьера «Николаевка», дальность возки автомобильным транспортом 20 км до начала трассы ПК 00+95 и должен отвечать требованиям ГОСТ 25607-2009, СанПиН 2.6.1.2523-09.  Рабочий слой устраивается на участках ПК 33+64 – ПК 14+00; ПК 42+80 – ПК 43+00; ПК 48+25 – ПК 48+90. 

	Щебень и щебеночные смеси доставляются из карьера «Тарачиха», дальность возки автомобильным транспортом 10 км до начала трассы ПК 00+95.

	Песок доставляется из карьера «Николаевка».

	 Асфальтобетонные смеси доставляется на расстояние 4 км до начала трассы, и должна отвечать требованиям ГОСТ 9128-2013, ГОСТ 31015-2002.

	Битум доставляется с НПЗ г.Ачинск, на расстояние 387 км до начала трассы ПК 0+95. 

	Сборный железобетон доставляется из г.Красноярск на расстояние 219 км до начала трассы ПК 00+95 и должен отвечать требованиям ГОСТ 10180-2012. 

	Бетон-раствор доставляется с завода г.Ужур, автомобильным транспортом на расстояние 102 км до начала трассы, должен отвечать требованиям ГОСТ 10180-90, ГОСТ 26633-91, ГОСТ 30108-94. 

	Металлическое барьерное ограждение, доставляется из г.Новосибирск на расстояние 1041 км до начала трассы ПК 00+95, должно отвечать требованиям ГОСТ Р 52290-2004, ГОСТ Р 52607-2006.  

	Знаки дорожные доставляются из д. Вознесенка на расстояние 255 км до начала трассы ПК 00+95, должны отвечать требованиям ГОСТ Р 52290-2004. 

	Сигнальные столбики, геосинтетические материалы доставляется из г.Красноярск на расстояние 219 км до начала трассы ПК 00+95 и должен отвечать требованиям ГОСТ 50970-2011  

	 Строительный мусор, бетонные изделия, вывозятся на полигон твёрдо-бытовых отходов на расстояние 4 км от начала трассы. 

	Вскиркованный асфальтобетон вывозиться на АБЗ на расстояние 4 км для вторичного использования.

	Металлические изделия вывозятся на базу «Вторчермета» на расстояние 4 км.

	Щебень для приготовления ЩМА привозится из карьера «Знаменка» на АБЗ, расстояние от карьера до АБЗ - 87км. Щебень должен отвечать ГОСТ 8267-93, а так же ГОСТ 30108-94, СанПиН 2.6.1.2523-09



1.3 Описание трассы существующей дороги



Дорога проходит по местности с равнинно-холмистым рельефом, занятым степями и перелесками.

Общая протяженность – 6,00 км. Дорожная одежда с асфальтобетонным покрытием, Ширина асфальтобетонного покрытия  составляет от 7,60 м до 10,00 м. Обочины устроены из гравийно-песчаной смеси. Ширина земляного полотна составляет 11,8 м – 12,5 м, перепад высотных отметок от 299,7 до 392,9 высота насыпей колеблется от 0 м до 5,0 м. 

Дорогу пересекает кабель связи (КСПП 1*4*0,9) принадлежащий ОАО «Ростелеком», проходящий в двухочковой прямоугольной трубе на ПК 48+48,00. Кабель проложен вдоль дороги, на расстоянии 3-15 м от дороги. 

Искусственные сооружения представлены семью железобетонными трубами.

ПК 13+73,64 круглая, труба с отверстием 1,5 м, длина 11,3 с учетом козырьков  13,6 м. Состоит из 11 метровых звеньев, состыкованных между собой. Расхождение в стыках колец до 5 см. На входе и выходе трубы устроены укрепления, на выходе укрепление сильно повреждена, сквозь трещины прорастает трава. Открылки на выходе имеют сколы, трещин не наблюдается.

ПК 27+78,96 (откопана в период выполнения изысканий)

Круглая двухочковая труба с отверстием 1 м длина 14,9 м. На входе и выходе трубы устроено укрепление, железобетонная плита перекрытия на выходе имеет дефекты и оголение арматуры. Открылки в удовлетворительном состоянии, сколов и трещин не наблюдается.

ПК 42+91,38 (заилена, засыпана полностью), длина 15,8 м.

Труба полностью занесена илом, и заросла травой, установить тип трубы не возможно. На поверхности имеются только два железобетонных блока со сколами.

ПК 48+48,38 (прямоугольная)

Двухочковая прямоугольная труба, с шириной пропускного отверстия 2,83 и 2,95, высоту отверстий установить невозможно, труба заилена, плиты перекрытия имеют открытые трещины, на входе у плиты перекрытия оголена арматура, и наблюдается сильный прогиб. Длина трубы 18,3 м. Железобетонные блоки верхней подпорной стенки смещены, а крайние блоки на гране потери устойчивости. Открылки имеют сколы, наблюдаются трещины в местах стыка железобетонных конструкций. В трубе проходит кабель связи, прикреплённый к стенке трубы.

ПК 59+52,72 круглая труба с отверстием 1 м, длина  15,2 м. Оголовки трубы и нижняя часть открылков устроены из железобетонных блоков, блоки в удовлетворительном состоянии. Верхняя часть открылков устроена из бетона, и практически полностью разрушена. Отмостка полностью разрушена, и густо заросла травой. Выходной оголовок имеет дефекты (сколы, трещины), железобетонные блоки над оголовком смещены.

Трубы по съездам:

ПК 46+49,70 (на съезде слева с АЗС)

Круглая труба с отверстием 1,2 м длина 20,67 м. Укрепление отсутствует, площадка перед трубой заросла травой. Оголовки и открылки имеют многочисленные сколы, трещин не наблюдается.

ПК 47+07,17 – на съезде слева в кафе

Круглая труба с отверстием 1 м длина 35,13 м. Укрепление отсутствует, площадка перед трубой заросла травой. Выходное отверстие не имеет оголовка и открылков. Оголовки и открылки, на входе, имеют многочисленные сколы, имеются трещины в местах стыка оголовка и открылков. 

Трубы под указанными съездами относятся к собственности объектов сервиса и ремонтируются за их счет.

Инженерное обустройство представлено дорожными знаками, металлическими сигнальными флажками, железобетонным барьерным ограждением, в местах расположения существующих малых искусственных сооружений и съездов с основной дороги. 



2. Обоснование категории проектируемого участка дороги



Интенсивность движения по автомобильной дороге полученная путем статистического наблюдения при помощи автоматизированных приборов учёта движения автотранспорта и составляет 3613 автомобилей в сутки. Проектируемый прирост интенсивности движения 4% в год для легковых автомобилей и автобусов, 3% для грузового транспорта (смотрите табл. 2.2)

Таблица 2.1 – Состав парка 



Состав парка, авт./сут.

 

№№

Наименование показателей

2015

авт/сут

2035

авт/сут

Расчётная интенсивность, приведённых ед/сут

1

Грузовой парк по грузоподъёмности: 

 

 



 

до 2 т

197

356

356х1,3=462

 

от 2 до 6 т

172

311

311х1,4=435

 

от 6 до 8 т

170

307

307х1,6=491

 

от 8 до  14т

191

345

345х1,8=621

 

Автопоезда до 20 т

48

87

87х2,2=191

2

Легковые автомобили 

2738

5999

5999х1=5999

3

Автобусы большой вместимости

97

213

213х3=639

 

Итого:

3613

7618

8828

































Интенсивность движения соответствует II технической категории автомобильной дороги.

При расчёте дорожной одежды за исходные данные приняты:

категория дороги II;

расчетный срок службы дорожной одежды 15 лет;

дорожно-климатическая зона – II;

схема увлажнения – 1;

тип покрытия - капитальный; 

требуемый модуль упругости 265 МПа.

Таблица 2.2 - Основные технико-экономические показатели

	№/п

Наименование

Един. изм.

Показатели

	1

2

3

4

	Основная дорога II технической категории 

	

			Вид строительства



реконструкция

	

Категория дороги



II

	

Строительная длина 

м

6 000

	

Основная расчетная скорость 

км/час

120

	

Ширина земляного полотна 

м

15

	

Ширина проезжей части

м

7,5

	

Ширина полосы движения

м

3,75

	

Количество полос движения

шт

2

	

Ширина разделительной полосы

м

-

	

Ширина обочин

м

2,75 х 2

	

Ширина краевых полос

м

0,75 х 2

	

Дорожная одежда:

Покрытие:







тип

вид



капитальный

асфальтобетон

	

Водопропускные сооружения

шт.

7

	

Год начала строительства



2016

	

3. Проектирование плана трассы



Вариант 1 (до реконструкции).

На данном отрезке участка дороги имеется 4 угла поворота. Радиусы кривых а плане от 400 до 3500 м. Радиусы 1 и 2 по 2000 м, радиус 3  - 400 м, радиус 4 – 3500 м. Вариант существующей трассы представлен на чертеже плана трассы. Радиус 400 м не соответствуют минимальным требованиям для II технической категории, поэтому при проведении работ по реконструкции требуется изменение параметров плана трассы.

Вариант 2 (после реконструкции).

Для приведения геометрических параметров в соответствие со II категории изменены параметры 3его угла поворота. Радиус увеличен до 800 м, также предусмотрены переходные кривые длиной по 120 м. Ведомость улов поворота для проектируемого варианта трассы представлена на чертеже плана автомобильной дороги.

За счёт увеличения радиуса третьего угла поворота, трасса уменьшилась на 1,61 м. Также во втором варианте все радиусы кривых в плане соответствуют нормам II технической категории для скорости 120 км/час. На существующем варианте также отсутствуют переходные кривые при радиусе менее 2000 м. Все параметры соответствуют II категории. Ведомость углов поворота, прямых и кривых представлена на листе.



4. Проектирование продольного профиля 

4.1. Обоснование контрольных точек и руководящих отметок 



Руководящая отметка из условия снегонезаносимости и составляет:

hр=0,70+0,16+0,48=1,34 м, где:

		0,70 м – возвышение бровки насыпи над расчетным уровнем снегового покрова;

		0,16 м – превышение оси над бровкой;

		0,48 м – расчетная толщина снега 5% вероятности.

Насыпь на проектируемом участке превышает руководящую отметку на 97% от всей длины трассы, так же для обеспечения снегонезаносимости выполнено уполаживание откосов земляного полотна. Снегонезаносимость автодороги обеспечивается высотой существующей насыпи с учетом толщины дорожной одежды после реконструкции. 



4.2. Описание проектной линии 



Продольный профиль запроектирован для принятого 2го варианта трассы в плане. Нормативные параметры приняты для II технической категории дороги в соответствии с таб.10, СП 34.13330.2012 для расчетной скорости движения 120 км/ч и составляют: выпуклая кривая  - 15000м, вогнутая кривая – 5000 м.

Линия продольного профиля проложена по обёртывающей, с учётом минимальных руководящих отметок, с учётом толщины дорожной одежды. В целом продольный профиль повторяет геометрию существующей трассы, исправляя её на участках не соответствующим II категории.

Минимальный радиус выпуклой кривой 15000 м, минимальный радиус вогнутой кривой 12400 м.



5. Проектирование поперечных профилей земляного полотна



Конструкция поперечных профилей земляного полотна назначена согласно категории дороги, на основании решений по продольному профилю, в соответствии с гидрологическими, геологическими и климатическими условиями, и применительно к типовым проектным решениям серии 503 – 0 – 48.87, с учетом требований СП 34.13330.2012, ГОСТ Р 52399-2005 и согласно заданию на проектирование.

Заложение откосов насыпей принято 1:3 при высоте насыпи до 3 м и 1:1, 5 при высоте насыпи более 3 м. Исходя из экономии земляных работ на некоторых участках, насыпи высотой до 3 м устраиваются с заложением откоса  1:2; 1:5, так как существующие откосы земляного полотна так же пологие (см. типовые поперечны профили). На отдельных участках заложение откосов 1:1,5 и 1:2 при высоте насыпи до 3-х м назначено из условия прохождения дороги в пределах отвода существующей дороги.

Тип 1

Поперечный профиль насыпи до 3 м устраивается с крутизной откосов 1:4. Земляное полотно отсыпается из привозного грунта и из грунтов вырезки земляного полотна для устройства уширения дорожной одежды. Уширение земляного полотна в обе стороны. 

Тип 2

Поперечный профиль насыпи до 3 м устраивается с крутизной откосов 1:4. Земляное полотно отсыпается из привозного грунта и из грунтов вырезки земляного полотна для устройства уширения дорожной одежды. Уширение земляного полотна влево. 

Тип 3

Поперечный профиль насыпи до 3 м устраивается с крутизной откосов 1:4. Земляное полотно отсыпается из привозного грунта и из грунтов вырезки земляного полотна для устройства уширения дорожной одежды. Уширение земляного полотна вправо. 

Тип 4

Поперечный профиль насыпи до 3 м устраивается с крутизной откосов 1:4. Земляное полотно отсыпается из привозного грунта и из грунтов вырезки земляного полотна для устройства уширения дорожной одежды. 



6. Проектирование дорожной одежды

 

В проектной документации рассматривались так же два варианта дорожной одежды тесно увязанные с продольным профилем. 

Конструкция дорожной одежды вариант 1 (замена существующей дорожной одежды, а также в местах уширения земляного полотна):

Верхний слой покрытия из мелкозернистого асфальтобетона марки I, тип А, на битуме БНД 90/130, толщиной – 5см;

Нижний слой покрытия из крупнозернистого асфальтобетона пористого горячего на битуме БНД 90/130, марки II, толщиной – 7см;

Верхний слой основания из чёрного щебня, толщиной – 12см;

Нижний слой основания из щебня по способу заклинки – 24 см;

Дополнительный слой основания из ЩПС С5 – 43 см;

Грунт земляного полотна – суглинок лёгкий.



6.1 Расчёт дорожной одежды

	Исходные данные

	Название объекта:	Автомобильная дорога

	Район проектирования:	Красноярский край

	Выполняемые расчёты:	На упругий прогиб, сдвиг, изгиб

	Дорожно-климатическая зона:	II - подзона 2

	Схема увлажнения:	Схема 1

	Расчётная влажность грунта Wр:	0,74

	Коэффициент уплотнения грунта:	1,00

	Проектные данные

	Категория дороги:	II категория

	Тип дорожной одежды:	Капитальный

	Заданная надёжность Kn:	0,90

	Расчётный срок службы Tсл, лет:	15

	Ширина дорожной одежды, м:	9,0

	Расчётная нагрузка

	Давление в шине p, МПа:	0,60

	Диаметр отпечатка шины D (дин.), см:	39,00

	Статическая нагрузка на ось, кН:	100,00

	

Расчёт 

	

Величина N_p приведенной интенсивности на последний год срока службы определяют по формуле:







Проектируемый прирост интенсивности движения 4% в год для легковых автомобилей и автобусов, 3% для грузового транспорта. Расчётный срок службы дорожной одежды 15 лет.



Тип автомобиля

Исходная интенсивность

Проектная интенсивность

Коэффициент приведения

Приведённая интенсивность

Легковые автомобили

2738

4931

0

0

Грузовые автомобили до 2 т

197

307

0,005

2

Грузовые автомобили от 2 до 5 т

172

268

0,2

54

Грузовые автомобили от 5 до 8 т

170

265

0,7

186

Грузовые автомобили свыше 8 т

191

298



1,25

373

Автобусы

97

175

0,7

123

Тягачи с прицепами

48

75

1,5

113







Nр=

903

Суммарное расчетное число приложений расчетной нагрузки к точке на поверхности конструкции за срок службы определяют по формуле:







где - приведенная интенсивность на последний год срока службы,903 авт/сут;

    - расчетное число расчетных дней в году, соответствующих          определенному состоянию деформируемости конструкции; 140 дней;

     - коэффициент, учитывающий вероятность отклонения суммарного          движения от среднего ожидаемого, 1,49; 

     - коэффициент суммирования, 20;

      - показатель изменения интенсивности движения данного типа

         автомобиля по годам, 1,03.

Величину минимального требуемого общего модуля упругости конструкции вычисляют по эмпирической формуле:





с   - эмпирический  параметр,  принимаемый равным  для  расчетной

              нагрузки  на  ось  100 кН - 3,55.



Конструкция дорожной одежды

1. Верхний слой покрытия – ЩМА-20 на битуме БНД 90/130 – 4 см;

2.Нижний слой покрытия – асфальтобетон пористый горячий крупнозернистый тип А марки I на битуме БНД 90/130 – 8 см;

3.Верхний слой основания – чёрный щебень по способу заклинки – 8 см;

4.Нижний слой покрытия – щебень по способу заклинки – 24 см;

5.Дополнительный слой основания – ЩПС С5 – 40 см.

Расчёт по допускаемому упругому прогибу

Расчет по допускаемому упругому прогибу ведем послойно, начиная с подстилающего грунта 

1)

















2)

















3)

















4)



















5)



















6) Определяем коэффициент прочности по упругому прогибу:









Рассчитываем конструкцию по условию сдвигоустойчивости в грунте.

Для расчёта предварительно назначенную дорожную конструкцию приводим к двухслойной расчетной модели.

В качестве нижнего слоя модели принимаем грунт (песок мелкий) со следующими характеристиками: (при и ) ;  и с = 0,002 МПа 

Модуль упругости верхнего слоя модели вычисляем по формуле:





По отношениям:






с помощью номограммы находим удельное активное напряжение

сдвига:





Напряжение сдвига:







Предельное активное напряжение сдвига  в грунте рабочего слоя определяем по формуле, где , 1,0













Расчёт на растяжение при изгибе

Рассчитываем конструкцию на сопротивление монолитных слоев усталостному разрушению от растяжения при изгибе.

Расчет выполняем в следующем порядке:

Приводим конструкцию к двухслойной модели, где нижний слой модели - часть конструкции, расположенная ниже пакета асфальтобетонных слоев, т.е. слой щебня по способу заклинки и слой ЩПС. 







К верхнему слою относят все асфальтобетонные слои и слой чёрного щебня.

Модуль упругости верхнего слоя (h_в = 20 см) устанавливаем по формуле (3.12)







По отношениям:






Определяем 



                       

Расчетное растягивающее напряжение вычисляем по формуле:







в) Вычисляем предельное растягивающее напряжение по формуле:





где R   - нормативное  значение  предельного   сопротивления   растяжению

     o    (прочность)  при   изгибе   при   расчетной     низкой весенней

          температуре при однократном приложении нагрузки, принимаемое по

          табличным данным 5,5МПа;

    k   - коэффициент,   учитывающий   снижение   прочности    вследствие

     1    усталостных явлений при многократном приложении нагрузки;

    k   - коэффициент,  учитывающий  снижение  прочности  во   времени от

     2    воздействия погодно-климатических факторов 0,8;



   ню   - коэффициент вариации прочности на растяжение 0,1;

     R

      t - коэффициент нормативного отклонения 1,32

              








7. Проектирование системы водоотвода



7.1. Проектирование водопропускных труб



При реконструкции федеральной автомобильной дороги М-53  от Челябинска, через Курган, Омск, Новосибирск, Красноярск, Иркутск, Улан-Удэ до Читы в Красноярском крае необходимо произвести замену 5-и труб на ПК 8+65, ПК 18+71, ПК 54+97. Замена осуществляется на трубы из гофрированного металла, диаметром 1,5 м. Существующие сооружения полностью справляются с пропуском воды, согласно отчета об инженерных изыскания отсутствуют наледные процессы.

Конструкция  трубы  назначена с использованием типового проекта серии 3.501.3-186.09 «Трубы водопропускные круглые из гофрированного металла для железных и автомобильных дорог», который предназначен для труб, строящихся на периодически действующих водотоках без процессов наледеобразования.

Укрепление русла и откосов у трубы производится матрацами РЕНО на геотекстиле ИП 350 (полотно нетканое иглопробивное).

Так как остальные существующие железобетонные трубы находятся на постоянно действующих водотоках, ручьях, они (трубы) заменены на сводчатые мосты из гофрированного металла (СП 35.13330.2011  пункт 5.16 - применять трубы не допускается при наличии ледохода и карчехода, а также, как правило, в местах возможного возникновения селей и образования наледи)



8. Подсчёт объёмов земляных работ



Для подсчёта земляных работ составлен график распределения земляных масс и покилометровая ведомость объёмов земляных работ.

Подсчет объемов земляных работ произведен с учетом поправок на  устройство дорожной одежды, а также коэффициента относительного уплотнения. При подсчете объемов земляных работ учтены потери при транспортировке грунта в размере 1%.

Земляные работы представлены устройством только рабочего слоя на отдельных участках, в связи с чем профильные объемы указаны в ведомости проектируемой дорожной одежды

Профильный объем по основной дороге составил:

рабочий слой – 789 м3;

выемка (врезка под дорожную одежду) – 2 572  м3;

насыпь – 13 849.

Общий объем оплачиваемых земляных работ по основной дороге составил 16 958 м3, в том числе:

бульдозерных – 2 011

экскаваторных – 14 947 м3.

Для обеспечения устойчивости земляного полотна предусмотрено предварительное рыхление существующих откосов земляного полотна и нарезка уступов. 



9. Обустройство участка автомобильной дороги



Для обеспечения безопасности движения автотранспорта на автомобильной дороге предусмотрены следующие мероприятия:

-  снегонезаносимость автодороги обеспечивается высотой существующей насыпи с учетом толщины дорожной одежды после реконструкции, и ее западным ориентированием;

-  устройство откосов насыпей при высоте до 2 м с заложением 1:4;

-   расстановка дорожных знаков выполнена в соответствии с ГОСТ Р 52289-2004 “Техническими средствами организации дорожного движения”. Знаки устанавливаются на присыпных бермах. Опоры знаков приняты металлические, без фундаментные по типовому проекту серии 3.503.9-80 “Опоры дорожных знаков на автомобильных дорогах”, для лучшей видимости знака, а соответственно безопасности движения стойка знака устанавливается в тротуарную плиту 8К.8 размерами 1,0м х 1,0м х 0,08м изготавливаемую по ГОСТ 17608-91 «Плиты бетонные тротуарные. 

- на създах согласно ГОСТ Р 52289-2004 “Технические средства организации движения” (п. 8.2) устанавливаются сигнальные столбики с катафотирующими элементами по ГОСТ 50970-2011.

Согласно требований ГОСТ Р 52289-2004 (п. 8.1.8) начальный и концевой участки барьерного ограждения, устанавливаемого на обочине, устраивают с отгоном 1:20 к бровке земляного полотна, для этого необходимо произвести уширение земляного полотна на 0,6м с плавным его отгоном, в местах начала и окончания барьерного ограждения. 

Уровень удерживающей способности ограждений соответствует степени сложности дорожных условий. Проектом  установлены следующие группы дорожных условий:  

? группа А с уровнем удерживающей способности У3 не менее 250 кДж по ГОСТ Р 52289-2004;

? группа Б с уровнем удерживающей способности У2 не менее 190 кДж по ГОСТ Р 52289-2004;

В соответствии с ГОСТ Р 52289-2004 проектом предусматривается горизонтальная разметка по поверхности асфальтобетонного покрытия, и вертикальная разметка на сигнальных столбиках.

Максимальный итоговый коэффициент аварийности по проекту составляет 1,98, что менее допустимого 20. 

Всего по проектируемому участку дороги для обеспечения безопасных условий движения транспорта запроектировано: 

- дорожных знаков – 19 шт.;

- металлического барьерного ограждения – 250 п. м.

Все объемы работ сведены в сводную ведомость объемов работ. 

С целью обеспечения безопасных условий движения транспорта в зимний период службе эксплуатации рекомендуется производить регулярную очистку проезжей части от снега и гололеда.

В соответствии с заданием Заказчика в проекте разработаны схемы организации движения транспортных средств на участках проведения работ без .......................