Оценка транспортно-эксплуатационного состояния автомобильной дороги и назначение мероприятий по его улучшению

ВВЕДЕНИЕ

Вариант работы № 5. Для определения расчетной интенсивности транспортных средств принята фактическая интенсивность движения, значения которой обозначены в пункте 1.1. также указан состав транспортных средств. Значение основных параметров дороги указаны ниже. Указана существующая конструкция дорожной одежды: верхний слой покрытия – плотный мелкозернистый асфальтобетон – 6 см, нижний слой покрытия – крупнозернистый пористый асфальтобетон – 8 см, верхний слой основания – черный щебень – 6 см, нижний слой основания – грунт, укрепленный цементом – 35 см, песчаный подстилающий слой – 55 см, тип укрепления обочин – щебень.
Относительно исходных данных необходимо составить график эксплуатационного состояния дороги и разработать комплекс мероприятий по улучшению эксплуатационного состояния автомобильной дороги.






















Основные требования к автомобильной дороге

Определение расчетной интенсивности движения транспортных средств

Расчетная (перспективная) интенсивность движения транспортных средств Np, авт./сут., определяется по данным натурных измерений с целью установления категории дороги и основных требований, которым она должна соответствовать. При определении Np последовательно устанавливают фактическую приведенную интенсивность движения автомобилей в заданный час суток Nфпр, приведенную интенсивность движения в любой час суток Nzi и среднесуточную приведенную интенсивность движения транспортных средств в период проведения измерений на автомобильной дороге.
Фактическая приведенная интенсивность движения для каждого типа транспортных средств рассчитывается по формуле:
,
где n – количество типов транспортных средств, ед.;
Nфпр – фактическая измеренная интенсивность движения транспортных средств i-го типа в соответствии с заданием, авт./ч;
Kпрi – коэффициент приведения интенсивности движения i-го типа транспортного средства к легковому автомобилю.
Результаты расчетов представляются в виде таблицы 1.

Таблица 1 - Результаты расчета фактической приведенной интенсивности движения транспортных средств

№
п/п Наименование транспортных
средств ,
авт./ч ,
авт./ч
1 Легковые автомобили 1 50 50
2 Мотоциклы 1 5 5
Грузовые автомобили, грузоподъемностью, т
3 2-6 1,4 28 39,2
4 6-8 1,6 20 32
5 8-14 1,8 15 27
6 Более 14 2,0 4 8
Автопоезда, т
7 До 12 1,8 16 28,8
8 12-20 2,2 19 41,8
9 20-30 2,7 4 10,8
10 30-40 3,2 2 6,4
Автобусы:
11 Малой вместимости 1,4 5 7
12 Средней вместимости 2,5 2 5
13 Большой вместимости 3,0 1 3
Всего - 171 264 авт/сут

Приведенная интенсивность движения в любой j-й час суток устанавливается расчетом по формуле:

где – коэффициент приведения среднечасовой интенсивности движения к среднесуточной, соответствующий j-му часу суток;
– коэффициент приведения среднечасовой интенсивности движения к среднесуточной, соответствующий фактическому времени измерений, указанному в задании.
Результаты расчетов по определению приведенных интенсивностей движения и сводят в таблицу 2.

Таблица 2 - Определение приведенных интенсивностей движения Nrj

Часы суток Часы суток
0-1 0,08 21,12 12-13 0,74 195,36
1-2 0,02 5,28 13-14 0,75 198
2-3 0,01 2,64 14-15 0,83 219,12
3-4 0,02 5,28 15-16 0,97 256,08
4-5 0,06 15,84 16-17 1,05 277,2
5-6 0,14 36,96 17-18 0,95 250,8
6-7 0,27 71,28 18-19 0,79 208,56
7-8 0,30 79,2 19-20 0,47 124,08
8-9 0,52 137,28 20-21 0,26 68,64
9-10 0,68 179,52 21-22 0,24 63,36
10-11 1,00 264 22-23 0,19 50,16
11-12 0,84 221,76 23-24 0,12 31,68
Всего: Nc = 2983 авт/сут
Год окончания строительства дороги – 2022 г.
Категории дороги по проекту – 3
Месяц обследования дороги – 6 (июнь)
Район расположения – в пригородной зоне больших городов
Nc = 2983 авт./сут.
= 0,90
Тр = 15 (дорожно-климатическая зона – 2, 3 категория дороги)
Тф = 2022 - 2020 =2
t = 15 – 2 = 13
Среднесуточная приведенная интенсивность движения транспортных средств в период проведения измерений представляет собой сумму часовых интенсивностей движения, определяется по формуле:

Расчетная перспективная интенсивность движения транспортных средств определяется по формуле:

где – коэффициент приведения привидения среднесуточной интенсивности в период проведения испытаний к интенсивности, соответствующей расчетному периоду года;
α – коэффициент ежегодного прироста движения, равный 0,04;
t – расчетный период эксплуатации дорожной одежды, год.
t=Тр – Тф =15-2=13 лет,
где Тр – проектный расчетный срок службы дорожной одежды,
Тф – фактический период эксплуатации дороги от момента строительства (реконструкции) до момента обследования.
По данным расчетной перспективной приведенной интенсивности движения с учетом данных СП 34.13330.2012 устанавливается категория автомобильной дороги. Для Nр = 4470 авт/сут (находится в пределах 2000-6000) автомобильная дорога должна соответствовать 3 категории.

Основные технические нормы и транспортно-эксплуатационные показатели дороги

Основные нормы и показатели дороги устанавливаются в зависимости от ее категории СП 34.13330.2012, ГОСТ Р 522398-2005, ГОСТ Р 522399-2005 и представляются в виде табл.3.

Таблица 3 - Технические нормы и транспортно-эксплуатационные показатели

№
п/п Наименование
показателей Наименование нормативного документа Величина
показателя
1 Перспективная интенсивность движения СП 34.13330.2012 4470
авт./сут.
2 Категория дороги СП 34.13330.2012 3
3 Основная расчетная скорость движения СП 34.13330.2012 100 км/ч
4 Расчетная скорость движения в пересеченной местности СП 34.13330.2012 100 км/ч
5 Число полос движения СП 34.13330.2012 2
6 Ширина полосы движения СП 34.13330.2012 3,5 м
7 Ширина проезжей части СП 34.13330.2012 7,0 м
8 Ширина обочин СП 34.13330.2012 2,5 м
9 Наименьшая ширина укрепленной полосы обочин СП 34.13330.2012 0,5 м
10 Ширина земляного полотна СП 34.13330.2012 12 м
11 Поперечный уклон проезжей части СП 34.13330.2012 20 ‰
12 Поперечный уклон обочин СП 34.13330.2012 40 ‰
13 Наименьшее расстояние видимости до остановки автомобиля СП 34.13330.2012 200 м
14 Наименьшее расстояние видимости встречного автомобиля СП 34.13330.2012 350 м
15 Наибольший продольный уклон СП 34.13330.2012 60 ‰
16 Наименьший радиус кривых в плане
Наименьший радиус кривых в продольном профиле
выпуклых кривых
вогнутых кривых СП 34.13330.2012 600 м


10000 м
3000 м


Оценка транспортно-эксплуатационного состояния автомобильной дороги

Определение коэффициентов запаса прочности дорожной одежды

Коэффициент запаса прочности дорожной одежды рассчитывается по формуле:
,
где – фактический модуль упругости дорожной одежды по данным результатов измерений в натуральных условиях, МПа
– требуемый модуль упругости дорожной одежды с учетом имеющихся состава транспортных средств и интенсивности воздействия транспортных нагрузок на дорожную одежду, МПа.
Величина указывается в задании на выполнение курсового проекта.
В качестве требуемого модуля упругости дорожной одежды принимается максимальное значение путем его выбора из модулей :

Величина требуемого модуля упругости определяется по графику, в зависимости от приведенной расчетной интенсивности воздействия транспортных средств . Модуль упругости , полученный с помощью графика, не должен быть меньше указанного в прил.5.
Приведенная расчетная интенсивность воздействия нагрузки на полосу дорожной одежды устанавливается расчетом по формуле:
0,55*2379,2= 1308,6 ед./сут.,
где – коэффициент, учитывающий число полос движения и распределение движения по ним ( при 2 полосах движения);
– число проездов в сутки в обоих направлениях транспортных средств i-й марки;
– коэффициент приведения нагрузки для транспортных средств i-й марки.
,
Результаты расчетов по определению приведенной расчетной интенсивности воздействия нагрузки представляются в форме табл.4.

Таблица 4 - Результаты расчетов приведенной интенсивности воздействия нагрузок

Марки
автомобилей
1 2 3 4 5 6
Легковые автомобили, мотоциклы и мопеды 55 0,32 1430,4 0,00 0,00
Грузовые автомобили:
До 2 т 28 0,16 715,2 0,00 0,00
2-6 20 0,12 536,4 0,20 107,28
6-8 15 0,09 402,3 0,27 108,62
8-12 4 0,02 89,4 2,46 219,92
Автопоезда:
До 12 16 0,09 402,3 1,03 414,37
12-20 19 0,11 491,7 2,14 1052,24
20-30 4 0,02 89,4 2,71 242,27
30-40 2 0,01 44,7 4,21 188,19
Автобусы:
Малой вместимости 5 0,03 134,1 0,03 4,02
Средней вместимости 2 0,01 44,7 0,40 17,88
Большой вместимости 1 0,006 26,8 0,91 24,39
Итого: 171 0,986 4407,4 - 2379,2

Величина требуемого модуля упругости E_1 определяется по графику, в зависимости от приведенной расчетной интенсивности воздействия транспортных средств P_e , рис. 1.
В соответствии с графиком, величина Ре=1308,6 ед./сут соответствует Е1=270 МПа, для транспортных средств группы А.
Модуль упругости дорожной одежды устанавливается только для нормативных нагрузок от транспортных средств группы А расчетом по формуле:

где а, в – эмпирические коэффициенты для расчетного автомобиля группы А: а=125 МПа; в= 68МПа
γ – параметр, принимаемый для усовершенствованных капитальных и облегченных одежд равным соответственно 0,12 и 0,15
ω – коэффициент, учитывающий агрессивность воздействия расчетных автомобилей в разных погодно-климатических условиях (1,14 для 2 дорожно-климатической зоны).
Е2 =125+68(lg(0,12*1,14*4470)-1)=247 МПа
При этом Етр=мах (270;247) = 270 МПа
На основании результатов расчета и исходных данных, указанных в задании, строится график коэффициентов запаса прочности дорожной одежды (рис.1).