Politechnika Gdańska

Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska

Katedra Inżynierii Drogowej

Zakład Budowy Dróg

Projekt jednojezdniowej drogi klasy G

Przedmiot Budowa Dróg i Autostrad

Wykonała: Dominika Kulęgowska

WILiŚ, kierunek Budownictwo,

Nr albumu: 132734

Grupa 10

Sem. V, rok akademicki 2012/2013

Oddano dnia: …………………………………………………….

Sprawdziła: …………………………………………………….

Ocena: …………………………………………………….

Spis treści:

Część I:

1.1 Przedmiot opracowania s. 3

1.2 Cel opracowania s. 3

1.3 Zakres opracowania s. 3

1.4 Podstawa formalna opracowania s. 3

1.5 Wykorzystane materiały s. 3

Część II:

2.1 Stan istniejący s. 4

2.2 Opis rozwiązań technicznych s. 4

2.1.1 Podstawowe parametry s. 4

2.1.2 Plan sytuacyjny s. 4

2.1.3 Profil podłużny s. 4

2.1.4 Przekroje normalne drogi s. 5

2.1.5 Pozostałe elementy s. 5

Część III: Przyjęcie podstawowych parametrów s. 6

Część IV: Obliczeniowa

4.1 Krok traserski s. 6

4.2 Elementy planu sytuacyjnego s. 6

4.3 Elementy profilu podłużnego s. 11

4.4 Elementy rampy przechyłowej s. 12

Część V: Rysunkowa

1. Przedmiot opracowania

Przedmiotem opracowania jest projekt jednojezdniowej drogi klasy G, pomiędzy punktami A1 i B2 na zadanym podkładzie mapowym nr 4.

1. Cel opracowania

Celem projektu jest zapoznanie się z procesem, terminami i zasadami projektowania dróg kołowych oraz Rozporządzeniem Ministra Infrastruktury dotyczącym dróg publicznych.

1. Zakres opracowania

Projekt obejmuje swym zakresem:

· przyjęcie podstawowych parametrów konstrukcyjnych drogi,

· przeprowadzenie drogi w planie,

· przeprowadzenie drogi w profilu podłużnym,

(zgodnie z zasadami i wytycznymi) oraz wykonanie:

· opisu technicznego,

· przekrojów normalnych drogi,

· wykonanie stosownych rysunków (planu sytuacyjnego w skali 1:2000, profilu podłużnego w skali 1:200/2000, przekrojów normalnych w skalach 1:50).

1. Podstawa formalna opracowania

Podstawą formalną opracowania jest temat projektu nr 11A wydany przez prowadzącego zajęcia projektowe z przedmiotu Budowa Dróg i Autostrad na semestrze 5. studiów stacjonarnych na kierunku Budownictwo w roku akademickim 2011/2012 na Wydziale Inżynierii Lądowej i Środowiska Politechniki Gdańskiej. Projekt wykonano w oparciu o Rozporządzenie Ministra Transportu i Gospodarki Morskiej z dnia 2 marca 1999 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać drogi publiczne i ich usytuowanie (Dz. U. Nr 43, poz. 430) wraz z późniejszymi zmianami.

1. Wykorzystane materiały

Projekt opracowano w oparciu o:

· temat projektowy nr 11A,

· podkład sytuacyjny (mapę) wydaną przez Prowadzącego przedmiot projektowy, załączoną jako rysunek 4,

· Rozporządzenie Ministra Transportu i Gospodarki Morskiej z dnia 2 marca 1999 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać drogi publiczne i ich usytuowanie (Dz. U. Nr 43, poz. 430) wraz z późniejszymi zmianami/.

2.1 Stan istniejący

Drogę poprowadzono na terenie pagórkowatym, z licznymi wzniesieniami o wysokości względnej do 60m nad przyjętym poziomem projektowym, Zaprojektowana droga przecina rzekę. W odległości do 1000m od projektowanej drogi nie znajdują się żadne obiekty budowlane.

2.2 Opis rozwiązań projektowych

2.2.1 Podstawowe parametry

- droga klasy G,

- prędkość projektowa Vp = 50km/h,

- prędkość miarodajna Vm = 80km/h,

- droga jedno-jezdniowa o 2 pasach ruchu o szerokości 3m każdy,

- pobocze nieutwardzone o szerokości:

- 125cm na odcinku prostym,

- 125cm na łuku poziomym,

- pochylenie poprzeczne:

- 2% na odcinku prostym,

- 5% na łuku poziomym,

2.2.2 Plan sytuacyjny

Drogę poprowadzono pomiędzy dwoma posterunkami policji, po terenie możliwie najbardziej płaskim. W środku projektowanego odcinka przecina ona poligon. Na odcinku początkowym droga biegnie pośród nieużytków rolnych.

Projektowana droga zaczyna się w punkcie A1 o współrzędnych X = 1105,7331; Y = 147,3642 i stąd biegnie w kierunku północno-zachodnim. Projektowany odcinek kończy się w punkcie B2 o współrzędnych: X = 246,5934; Y = 1025,7413. Długość całkowita trasy wynosi 1,2345 km.

W planie ze względu na istnienie przeszkód terenowych zaprojektowano dwa poziome załomy trasy – na kilometrze KM 0+173,95 w prawo (zgodnie z kilometrażem) oraz na kilometrze KM 1+253,99 również w prawo (zgodnie z kilometrażem), które wyłagodzono łukami poziomymi z krzywymi przejściowymi odpowiednio o:

· promieniach R1 = 450 m oraz R2 = 300 m

· długościach części kołowych łuków: K1 = 211,91 m oraz K2 = 377,63 m

· krzywych przejściowych o parametrach: A1 = 182 i A2 = 170 oraz długościach: L1 = 73,61 m i L2 = 96,33 m. Na KM 0+279,53 zaprojektowano skrzyżowanie z drogą lokalną. Na KM 1+097,43 zaprojektowano przepust.

2.3.3. Profil podłużny

Niweletę drogi poprowadzono:

· od punktu początkowego A1 (KM 0+000,000) do kilometra KM 0+192,47 spadek (zgodnie z kilometrażem) o nachyleniu podłużnym 1,0%

· od kilometra KM 0+192,47 do kilometra KM 0+548,9 wzniosem (zgodnie z kilometrażem) podłużnym o wartości 4,6%

· od kilometra KM 0+548,9 do kilometra KM 0+886,1 wzniosem (zgodnie z kilometrażem) podłużnym o wartości 2%

· od kilometra KM 0+886,1 do punktu końcowego trasy B2 (KM 1+453,33) wzniosem (zgodnie z kilometrażem) o nachyleniu podłużnym 4,6%.

Załomy trasy wyokrąglono łukami pionowymi odpowiednio dla załomu:

· 1-go na kilometrze KM 0+192,47 łukiem pionowym wklęsłym o promieniu R1 = 1 500 m

· 2-go na kilometrze KM 0+548,9 łukiem pionowym wypukły o promieniu R1 = 2 500 m

· 3-go na kilometrze KM 0+886,1 łukiem pionowym wklęsłym o promieniu R1 =

Od kilometra KM 0+000,000 do kilometra KM 0+62,79 drogę poprowadzono w wykopie – niweleta maksymalnie 0,89 m poniżej poziomu terenu. Od kilometra KM 0+62,79 do kilometra KM 0+412,60 drogę poprowadzono w nasypie – niweleta maksymalnie 4,77 m powyżej poziomu terenu. Od kilometra KM 0+412,60 do kilometra KM 0+548,90 drogę poprowadzono w wykopie – niweleta maksymalnie 1,33 m poniżej poziomu terenu. Od kilometra KM 0+548,90 do kilometra KM 0+744,08 drogę poprowadzono w nasypie – niweleta maksymalnie 3 m. powyżej poziomu terenu. Od kilometra KM 0+744,08 do kilometra KM 0+820,77 drogę poprowadzono w wykopie – niweleta maksymalnie 0,8 m poniżej poziomu terenu. Od kilometra KM 0+820,77 do kilometra KM 1+044,45 drogę poprowadzono w nasypie – niweleta maksymalnie 3,3 m powyżej poziomu terenu. Od kilometra KM 1+044,45 do końca projektowanego odcinka (KM 1+453,33) droga poprowadzona w wykopie o maksymalnej wysokości względnej (w stosunku do poziomu terenu) 3,0 m.

2.2.4. Przekroje normalne drogi

Zaprojektowano koronę drogi w nasypie i przekopie o szerokości 11,5 m na odcinku prostym oraz 12,3 m na łukach - zaprojektowano drogę jednojezdniową o szerokości , o dwóch pasach ruchu (po szerokości każdy) z poboczem nieutwardzonym (gruntowym) o szerokości 1,25 m. Na odcinku prostym zastosowano przekrój daszkowy jezdni o spadkach poprzecznych 2%. Na łukach zastosowano pochylenie jednostronne o wartości 5%. Spadki poboczy – 6% na odcinkach prostych i 8% łukach drogi.

Zastosowano nachylenia skarp nasypów i wykopów 1:1,5 na całym projektowanym odcinku.

2.2.5 Pozostałe elementy

Należałoby ponadto wykonać:

· przekroje poprzeczne na projektowanym odcinku

· projekt odwodnienia w postaci rowów

· wykonać rysunek uwzględniający linie graniczne pasa drogowego (szerokości jezdni), nasypów oraz wykopów

· rozwiązanie warstwicowe odcinka

· bilans robót ziemnych

· sprawdzenie warunków widoczności na zaprojektowanym odcinku,

czego nie przewidziano zakresem niniejszego projektu.

Przewiduje się także docelowo wykonanie na projektowanym odcinku:

· rowy drogowe wykonane na całej długości drogi po obu jej stronach w kształcie trapezowym:

· przepusty drogowe wykonane w nasypach o średnicach uzależnionych od ilości przejętej z drogi wody oraz wody płynącej w naturalnych ciekach wodnych, które projektowana droga przecina

· przepustów dla zwierząt na terenach leśnych, na których stwierdzono występowanie zwierzyny

· znaków drogowych

3.0. Przyjęcie podstawowych parametrów

Na podstawie Rozporządzenia Ministra przyjmuje się następujące podstawowe parametry projektowanej z uwagi na jej klasę techniczną L, prędkość projektową

V_P = 60km/h:

· szerokość jednego pasa ruchu

· pochylenie poprzeczne drogi na odcinku prostym 2%

· pochylenie poprzeczne drogi w łuku 5%

· szerokość poboczy 1,2 m

· spadek poprzeczny pobocza 8%

· pochylenie skarp nasypów i wykopów 1:1,5

· największa dopuszczalna długość odcinka prostego –

· najmniejsza dopuszczalna długość odcinka prostego między odcinkami krzywoliniowymi

o zgodnym kierunku zwrotu –

· minimalny promień łuków poziomych na drodze nieograniczonej krawężnikami

R_poz,min = 125 m

· minimalny promień łuków pionowych wklęsłych R_pion,wkl,min = 1 500 m

· minimalny promień łuków pionowych wypukłych na drodze o 1 jezdni

R_pion,wyp,min = 2500 m

· maksymalne dopuszczalne pochylenie podłużne niwelety jezdni i_podł,max =8%

4.0 Część obliczeniowa

4.1. Krok traserski

H = 1m

i_max = 7%

D = h / (i_max - 2)

D = 1/(0,07-0,02) = 15m

4.2. Elementy planu sytuacyjnego

Współrzędne punktów:

A - Początek trasy.

W1 - Wierzchołek pierwszego łuku.

W2 - Wierzchołek drugiego łuku.

B - Koniec trasy.

A(X_a;Y_a) W1(X₁;Y₁) W2(X₂;Y₂) B(X_b;Y_b)

A (1105,7331; 147,3642)

W1 (931,9498; 139,6967)

W2 (34,9353; 741,2372)

B (246,5934; 1025,7413)

Długości odcinków:

|AW1|=

173,9524

|W1W2|=

|W2B|=

Kąty zwrotu trasy:

Cosα₁==0,805181

α₁ = 36,372214^o

Cosα₂==-0,4887862

α ₂= 92,801655^o

Długość stycznych:

R₁ = 450m

R₂ = 300m

Długość łuków:

Strzałki łuków

Kilometraż punktów głównych:

P.P.O.D KM 0+000,00

PŁK 1 KM 0+26,12

KŁK 1 KM 0+311,79

PŁK 2 KM 0+928,96

KŁK 2 KM 1+414,87

K.P.O.D KM 1+454,43

Obliczenia dotyczące krzywych przejściowych:

Łuk 1:

Przyjęcie długości krzywej przejściowej:

Łuk R=450 m.

Warunek dynamiki i komfortu ruchu:$A_{\min}^{(1)}v_{p} = 60\ \frac{\text{km}}{h} \gg k = 0,7$

$$A_{\min}^{(1)} = \sqrt{\frac{v_{p}^{3}}{{3,6}^{3}*k}} = \sqrt{\frac{60^{3}}{{3,6}^{3}*0,7}} = 81,325$$

Warunek geometryczny: $A_{\max}^{(2)} = R*\sqrt{\alpha}$

$$A_{\max}^{(2)} = R*\sqrt{\alpha} = 450*\sqrt{\frac{36,37*\pi}{180}} = 358,528\ $$

Warunek estetyki: (1)

$$A_{\min}^{(3)} = R*\frac{1}{3} = \frac{450}{3} = 150$$

A_max⁽⁴⁾ = R = 450

Warunek estetyki: (2)

$$A_{\min}^{(5)} = 1,86*R^{\frac{3}{4}} = 1,86*450^{\frac{3}{4}} = 181,728$$

$$A_{\max}^{(6)} = 2,78*R^{\frac{3}{4}} = 2,78*450^{\frac{3}{4}} = 271,615$$

$$A_{\min}^{(7)} = 1,48*R^{\frac{3}{4}} = 1,48*450^{\frac{3}{4}} = 144,6$$

Warunek konstrukcyjny (3):

$$A_{\min}^{(9)} = \sqrt{\frac{R}{\text{Δi}}*\frac{B}{2}*(i_{0} + \left| i_{p} \right|)} = 76,852$$

Przyjęcie parametru $\mathbf{"}\mathbf{A}\mathbf{"}$

A_min=max{A_3,5,7,8,9} 

A_min=181,7282

A_max=min{A_2,4,6} 

A_max=271,615

Przyjęto: A=182

R = 450m

A² = R * L → L = 73, 61 m

$$X = L - \frac{L^{5}}{40*A^{2}} = 73,61 - \frac{{73,61}^{5}}{40*182^{2}} = 73,56077m$$

$$Y = \frac{L^{3}}{6*A^{2}} - \frac{L^{7}}{336*A^{2}} = \frac{{73,61}^{3}}{6*182^{2}} - \frac{{73,61}^{7}}{336*182^{2}} = 2,005977m$$

$$\tau = \frac{L}{2R} = \frac{73,61}{2*450} = 0,081789$$

β = α − 2τ = 0, 471

L = R * β = 450 * 0, 471 = 211, 91 m

X_s = X − R * sinτ = 73, 5607 − 450 * sin(0,08179) = 36, 79624m

H = Y − R(1−cosτ) = 2, 006 − 450 * (1−cos(0,081789)) = 0, 501707m

$$T_{0} = X_{s} + \left( R + H \right)*\text{tg}\frac{\alpha}{2} = 36,79624 + \left( 450 + 0,502 \right)*\text{tg}\frac{36,37}{2} = 184,7123\ m$$

$$Z_{0} = H + \left( R + H \right)*\left( \frac{1}{\cos\frac{\alpha}{2}} - 1 \right) = 24,16343m$$

Skorygowany kilometraż

PKP₁ = AW1 − T₀ = 173, 9524 − 184, 7123 = −10, 7599m → przyjeto PKP w punkcie A1

KKP₁ = PLK = PKP₁ + L = −10, 7599 + 73, 61 = 62, 85 m

KLK = KKP₂ = PLK + L = 62, 85 + 211, 91 = 274, 76 m

PKP₂ = KKP₂ + L = 274, 76 + 73, 61 = 348, 37m

Łuk 2:

A_min⁽¹⁾ = 81, 325

A_max⁽²⁾ = 217, 025

A_min⁽³⁾ = 100

A_max⁽⁴⁾ = 300

A_min⁽⁵⁾ = 134, 0769

A_max⁽⁶⁾ = 200, 3945

A_min⁽⁷⁾ = 106, 6848

A_min⁽⁹⁾ = 71, 15125

A_min=max{A_1,3,5,7,8,9} 

A_min=134,0769

A_max=min{A_2,4,6} 

A_max=200,3945

Przyjęto: A=170

R = 300m

A² = R * L → L = 96, 33m

$$X = L - \frac{L^{5}}{40*A^{2}} = 96,082m$$

$$Y = \frac{L^{3}}{6*A^{2}} - \frac{L^{7}}{336*A^{2}} = 5,146\ m$$

$$\tau = \frac{L}{2R} = 0,16$$

$$\beta = \alpha - 2\tau = 66,23*\frac{\pi}{180} - 2*0,151 = 0,853\ $$

X_s = X − R * sinτ = 48, 1253m

H = Y − R(1−cosτ) = 1, 288

$$T_{0} = X_{s} + \left( R + H \right)*\text{tg}\frac{\alpha}{2} = 364,2589m$$

$$Z_{0} = H + \left( R + H \right)*\left( \frac{1}{\cos\frac{\alpha}{2}} - 1 \right) = 136,7097m$$

Skorygowany kilometraż

PKP₃ = PKP₂ + W₁W₂ − T₀₂ − T₀₁ = 348, 37 + 1080, 04 − 364, 26 − 184, 71 = 879, 44m

KKP₃ = PKP₃ + L = 879, 44 + 96, 33 = 975, 77m

KKP₄ = KKP₃ + L = 975, 77 + 377, 63 = 1353, 40

PKP₄ = KKP₃ + L = 1353, 40 + 96, 33=1449,73m

4.3 Elementy profilu podłużnego

Łuk 1 - wklęsły:

$$i_{\text{AB}} = \frac{{\Delta h}_{\text{AB}}}{L1} = 0,01378$$

$$i_{\text{BC}} = \frac{{\Delta h}_{\text{BC}}}{L2} = 0,046291$$

ω = [i_AB+i_BC] = 0, 05667

Styczna : $T = R*\frac{\omega}{2} = 1500*\frac{0,05667}{2} = 42,50217m$

Strzałka : $\beta = R*\frac{\omega^{2}}{8} = 1500*\frac{{0,05667}^{2}}{8} = 0,602145\ m$

H = h_AB − β = 2, 897855m

Najniższy punkt:

Najniższym punktem jest początek łuku pionowego [150,44;52,00].

Łuk 2 - wypukły:

$$i_{\text{AB}} = \frac{{\Delta h}_{\text{AB}}}{L1} = 0,046291$$

$$i_{\text{BC}} = \frac{{\Delta h}_{\text{BC}}}{L2} = 0,020185$$

ω = [i_BC+i_CD] = 0, 026106

Styczna : $T = R*\frac{\omega}{2} = 2500*\frac{0,026106}{2} = 32,633\ m$

Strzałka : $\beta = R*\frac{\omega^{2}}{8} = 2000*\frac{{0,026106}^{2}}{8} = 0,212983\ m$

H = h_BC − β = 16, 81802 m

Najwyższy punkt:

ω^′ = i_AB = 0, 046291

$$T^{'} = R*\frac{\omega^{'}}{2} = 2500*\frac{0,046291}{2} = 57,68424\ m$$

X = L₁ − T + 2T^′ = 371, 2955m

$$Y = \frac{\left( 2T^{'} \right)^{2}}{2R} = \frac{\left( 2*11,01 \right)^{2}}{2*2000} = 2,679m$$

$$H_{x} = \frac{X*\Delta h_{\text{AB}}}{L_{1}} - Y = 19,26286\ m$$

Łuk 3 - wklęsły:

$$i_{\text{AB}} = \frac{{\Delta h}_{\text{AB}}}{L1} = 0,020185$$

$$i_{\text{BC}} = \frac{{\Delta h}_{\text{BC}}}{L2} = 0,040907$$

ω = 0, 020722

Styczna : $T = R*\frac{\omega}{2} = 1500*\frac{0,020722}{2} = 15,5415m$

Strzałka : $\beta = R*\frac{\omega^{2}}{8} = 1500*\frac{{0,020722}^{2}}{8} = 0,080512\ m$

H = h_AB − β = 6, 551488m

Najniższy punkt:

Najniższym punktem jest początek łuku pionowego [870,56;76,49].

4.4 Elementy rampy przechyłowej

Łuk 1

B = 6m

L = 73,61m

warunek spełniony

Łuk 2

B = 6m

L = 96,33m

warunek spełniony

5.0 Część rysunkowa