Проектирование поперечных профилей земляного полотна

Поперечные профили земляного полотна проектируют одновре­менно с продольным профилем дороги.

В курсовом проекте должны быть представлены типовые попереч­ные профили земляного полотна в соответствии с рабочими отметками, видом грунта с учетом обеспечения устойчивости откосов, требований безопасности движения, незаносимости дороги снегом, минимальной стоимости строительства.

1. Типовые поперечные профили насыпей:

1) низкие насыпи (рисунок 11) высотой до 3 м на дорогах I-II категорий и до 2 м на дорогах III-IV категорий. Заложение откосов (1: 4 или 1: 3) назначается по условиям безопасности движения. Нормы предусматривают крутизну откоса 1: 4 для дорог I-a категории (для автомагистралей) и 1: 3 для дорог I-б, I-в, II-IV категорий.

Рисунок 11 - Поперечные профили низких насыпей на дорогах: а) - I-II категорий; б) – III - IV категорий

2) высокие насыпи высотой от 2 (3) м до 12 м (рис. 3.20). Крутизна откосов назначается минимальной по условиям их устойчивости: m₁ = 1,5 при мелких и пылеватых песках, m₁ = 1,75 - при глинистых грунтах.

Рисунок 12 - Поперечные профили насыпей по условиям устойчивости откосов

Для повышения устойчивости откоса нижнюю его часть при высоте насыпи более 6 м проектируют более пологой (m₂ = m₁ + 0,25).

2. Типовые поперечные профили выемок.

На открытых участках местности по условиям снегозаносимости дороги мелкие выемки проектируют раскрытыми (рисунок 13 а) или разделанными под насыпь (рисунок 13, б), в выемках глубиной до 5 м откос выемки отдаляют от дороги путем устройства закюветной полки (кювет-резерва) шириной не менее 3,0 м (рисунок 14). Заложение откоса, со стороны обочины принимают 1:4 для дорог I-а категории и 1:3 для дорог I-б – IV категорий по условиям безопасности движения аналогично заложения откосов низких насыпей (рисунок 11).

Рисунок 13 - Поперечный профиль мелкой выемки на открытой местности

Рисунок 14 - Поперечный профиль выемки глубиной до 5 м на снегозаносимом участке местности

На снегонезаносимых участках выемки глубиной 0-12 м проекти­руют с заложением откосов 1: 1,5 по условиям их устойчивости (см. рисунок 15). Такой же поперечный профиль имеет выемки глубиной 5-12 м на снегозаносимых участках местности.

Заложение откосов со стороны обочины принимают 1: 4 для дороги I-а категории и 1: 3 для дорог I-б – IV категорий.

Рисунок 15 - Поперечный профиль выемки

Поперечные профили земляного полотна вычерчивают на миллиметровке в масштабе 1: 200 или 1: 100. Вертикальный и горизонтальный масштабы одинаковы. Типовым поперечникам присваивают номера (тип 1, тип 2 и т.д.), в соответствии с которыми в графе 3 (таблица 8) продольного профиля указывают их наименование и границы применения с рассто­янием до ближайших пикетов. В основной надписи в графе 4 записывают «Поперечные профили земляного полотна».

При подсчете земляных работ мосты длиной по настилу менее 4 м и все трубы включают в объем земляных работ, в остальных случаях протяженность участков, занимаемых мостами и путепроводами, в общие объемы земляных работ не включается.

В объемы земляных работ, подсчитанные по таблицам, вводят призматоидальные поправки на разность рабочих отметок, если она более 1,0 м на участке 100 м, поправки на устройство дорожной одежды и на дополнительные объемы по удалению растительного слоя.

Призматоидальная поправка рассчитывается по формуле

(30)

где m – коэффициент заложения откоса;

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

L – длина участка, м.

Эта поправка учитывается со знаком "+".

Поправка на устройство дорожной одежды (см. рисунок 16) вычисляется по формуле

Δ V _д.о= ±[(F _д.о+ F _к.у+ F _п) – F _т ] L, (31)

где F _д.о – площадь сечения дорожной одежды из каменных материалов,м²;

F _к.у – площадь сечения краевых полос и укрепления обочин, м²;

F _п – площадь сечения слоя из песчаного материала при укладке его на всю ширину земляного полотна, м²;

F _т – площадь сточного треугольника, м²;

L – длина участка, м.

F _д.о = bh _д.о, (32)

где b – ширина проезжей части, м.

h _д.о – толщина дорожной одежды до песчаного слоя, м;

F _к.у. = 2(с'h _к.п + с''h _у), (33)

где с', с'' – ширина краевой полосы и укрепления обочины, м;

h _к.п, h _у – толщина краевой полосы с основанием и укрепления обочин, м.

F _п = [ В + 2 m(h _д.о + h _п/2)] h _п, (34)

где В – ширина земляного полотна, м;

h _п – толщина слоя песка, м;

m – коэффициент заложения откоса.

F _т= с ² i _о + b (сi _о + bi _п/2) (35)

где с – ширина обочины;

i _o и i _п – уклоны обочины и проезжей части, ^о/_оо.

Рисунок 16 – Схема для определения площади: а – сточного треугольника; б – сечения дорожной одежды

Поправку на растительный грунт принимают для всех насыпей и выемок. При устройстве насыпи поправка на растительный грунт определяется по формуле

= [ B + 2 m (H _ср + h _р/2] h _р L, (36)

где В – ширина земляного полотна;

H _ср – средняя высота насыпи;

h _р – толщина снимаемого растительного грунта.

Эта поправка прибавляется к профильному объему.

При устройстве выемки от ее профильного объема отнимают поправку на растительный грунт, которая определяется по формуле

= B +2 h _к(m + n) + (b _к + m H _ср)] h _р L, (37)

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

m – коэффициент заложения внутреннего откоса.

В случае несовпадения табличной крутизны откосов с запроектированной вводится поправка на крутизну откосов

(38)

где m _т – коэффициент заложения откосов.

Поправка на устройство искусственных сооружений учитывается в случае, если размер отверстия искусственного сооружения более 4 м. При этом устанавливают пикетажное положение начала и конца моста и соответствующие высоты насыпи. Расчет выполняют обычным способом.

На дополнительные работы, связанные с устройством временных съездов для землеройных машин, засыпкой ям, неровностей в основании насыпи из-за микрорельефа местности вводят поправочный коэффициент 1,05 – 1,10 на общий объем работ.

На рисунке 17 приведена попикетная ведомость объемов земляных масс

Кривую распределения земляных масс строят путем алгебраического суммирования по ходу трассы объемов насыпей и выемок по данным ведомости расчета земляных работ. Последовательно сумму объемов откладывают по ординатам против пикетов и промежуточных точек трассы.

Пример оформления графика кривой распределения земляных масс приведен на рисунке 18