Анализ продольного профиля и выбор поперечных профилей
Поперечный профиль дороги – изображение в уменьшенном масштабе сечения дороги в вертикальной плоскости, перпендикулярной оси дороги.
Полосу поверхности дороги, в пределах которой происходит движение автомобилей, называют проезжей частью. С боку проезжей части расположены обочины. Наличие обочины способствует безопасности движения автомобилей. Вдоль проезжей части на обочинах и на разделительных полосах укладывают укрепительные полосы, повышая прочность дорожной одежды. Для расположения проезжей части на необходимом уровне поверхности грунта сооружают земляное полотно – насыпь или выемку – с боковыми канавами (кюветами) для осушения дороги и отвода от неё воды, а также для облегчения снегоочистки и предохранения от снежных заносов.
Проезжая часть и обочина отделяются от прилегающей местности
правильно спланированными наклонными плоскостями – откосами (внутренние и внешние). Минимальная высота насыпи определяется с учетом требований
минимально допустимого превышения дна корыта над поверхностью земли и над расчетным уровнем грунтовых и поверхностных вод.
Запроектировав продольный профиль автомобильной дороги, снимаем рабочие отметки и в соответствии с ними, руководствуясь методическими указаниями «Типовые поперечные профили земляного полотна», назначаем следующие типы поперечных профилей:
1) тип 1 (рисунок 6) – насыпь до 2 м, крутизну откосов принимаем 1:3. Этот тип поперечного профиля будем использовать на участках: ПК 0+00 – ПК 2+05; ПК 24+50 – ПК 28+50;
2) тип 2 (рисунок 7) – насыпь до 6 м величину откосов принимаем 1:1,75. Данный тип применим на участках: ПК 2+05 – ПК 4+89; ПК 8+00 – ПК 11+10; ПК 14+50– ПК 24+50;
3) тип 3 (рисунок 8) – насыпь до 12 м, величину откосов в нижней части ( 0 – 6 м ) принимаем 1:2, а в верхней части (6 – 12 м ) равную 1:1,75. Применяется на участке ПК 11+ 10 – ПК 14 + 50.
4) тип 4 (рисунок 9) – выемка до 5 м, крутизну откосов принимаем 1:5. Этот тип поперечного профиля будем использовать на участках: ПК 4+89 – ПК 8+00; ПК 28+50 – ПК 31+00;
Подсчет объемов земляных масс
Полученные рабочие отметки используем при подсчётах объёмов земляных масс. При подсчёте объёмов земляных работ придерживаемся следующих положений:
· объёмы канав в выемке включаются в объём выемки;
· объёмы канав вдоль насыпи не учитываются в распределении;
· для насыпи вводится коэффициент уплотнения грунта (Купл.);
· при подсчёте объёмов земляных работ учитывается поправка на дорожную одежду (со знаком «-» для насыпи и «+» - для выемки).
Объёмы земляных масс рассчитываются по формуле:
Рисунок 10 Схема вычисления объемы земляных работ
V = 
·L, м3 (4.1)
где V – объём земляных масс на пикете;
F1, 2 – площади поперечного сечения насыпи на соседних пикетах;
F = 
·h, м2 (4.2)
где B – ширина земляного полотна поверху;
S – ширина земляного полотна между нижними бровками;
S = B + 2·h·m, (4.3)
где m – коэффициент заложения откосов насыпи;
h – высота поперечного профиля, которая равна средней рабочей отметке между двумя соседними пикетами;
L – длина участка (пикета).
Рассчитаем ширину земляного полотна между нижними бровками на пикетах (участках) по формуле 4.3 далее находим площади поперечных сечений насыпи по формуле 4.2. Затем находим объемы по формуле 4.1. Для расчетов используем Microsoft Exel:
Таблица 4.1 Расчет объемов
| ПК | S | F | V |
| 27,5 | 26,5375 | 6054,055 | |
| 39,08 | 94,5436 | 9487,414 | |
| 40,625 | 95,20469 | 6081,194 | |
| 33,94 | 26,4192 | 1356,21 | |
| 28,7 | 26,705 | 1364,888 | |
| 49,8 | 26,59275 | 1929,713 | |
| 52,9 | 22,0015 | 2876,756 | |
| 29,775 | 45,53362 | 7568,664 | |
| 36,355 | 105,8397 | 13561,97 | |
| 41,85 | 165,3997 | 19375,99 | |
| 46,54 | 222,12 | 24700,2 | |
| 50,74 | 271,884 | 27903,39 | |
| 53,86 | 286,1838 | 26443,14 | |
| 51,42 | 242,679 | 21194,4 | |
| 46,995 | 181,2091 | 15068,7 | |
| 42,06 | 120,1649 | 10515,84 | |
| 37,125 | 90,15187 | 9318,677 | |
| 37,405 | 96,22166 | 10243,71 | |
| 38,35 | 108,6525 | ||
| 39,75 | 117,6875 | 11096,25 | |
| 39,75 | 104,2375 | 9425,294 | |
| 36,95 | 84,26837 | 8036,737 | |
| 36,355 | 76,46636 | 6386,901 | |
| 35,41 | 51,27165 | 4279,208 | |
| 33,5 | 34,3125 | 3864,063 | |
| 42,96875 | 4188,437 | ||
| 36,5 | 40,8 | 2001,687 | |
| 33,8 | 46,47 | 453,9375 | |
| 38,5 | 39,845 | 2842,05 | |
| 52,3 | 46,996 | 5601,05 | |
| 78,5 | 65,025 | 3251,25 |
Теперь нужно учесть поправки на разность рабочих отметок и на срезку раститетльного слоя грунта.
Поправка на разницу рабочих отметок находится по следующей формуле:
(4.4)
Где m – коэффициент заложения откоса;
h1, h2 – рабочие отметки на соседних участках, м;
L – длина участка, м.
Поправку для срезку растительного слоя грунта для насыпи:
= B +2hк(m + n) + (bк + m Hср)] hр L, (4.5)
Где В – ширина земляного полотна;
Hср – средняя высота насыпи;
hр – толщина снимаемого растительного грунта.
Для выемки:
= B +2hк(m + n) + (bк + m Hср)] hр L, (4.6)
Где hк и bк – глубина и ширина боковой канавы выемки, м;
m – коэффициент заложения внутреннего откоса.
Так как насыпь в процессе возведения уплотняется дорожными машинами, то при подсчёте земляных работ следует учесть коэффициент уплотнения насыпи. Коэффициент относительного уплотнения – это отношение требуемой плотности грунта в насыпи к его плотности в карьере или резерве, устанавливаемой при изысканиях. Грунт – суглинок легкий с коэффициентом уплотнения Купл. = 1,05. Объём для насыпи с коэффициентом уплотнения находится по формуле:
V2 = V1∙Купл., (4.7)
Вычисление производим в Microsoft Exel.
Таблица 4.2 Расчет объемов с поправками
| ПК | ΔVп | ΔVр | Vc поправками | V c коэфиценом уплотнения |
| 48,25 | 463,1625 | 6565,467 | 6893,741 | |
| 45,5 | 561,6 | 10094,51 | 10599,24 | |
| 47,75 | 559,2375 | 6688,182 | 7022,591 | |
| 457,65 | 1862,86 | 1956,003 | ||
| 52,75 | 350,8125 | 1768,45 | 1768,45 | |
| 7,75 | 287,2875 | 2224,75 | 2224,75 | |
| 79,75 | 362,8875 | 3319,394 | 3319,394 | |
| 495,975 | 8111,639 | 8517,221 | ||
| 39,25 | 586,5375 | 14187,76 | 14897,15 | |
| 33,5 | 662,925 | 20072,41 | 21076,03 | |
| 727,5 | 25455,7 | 26728,49 | ||
| 19,5 | 777,375 | 28700,26 | 30135,28 | |
| 15,25 | 781,8375 | 27240,23 | 28602,24 | |
| 735,375 | 21958,78 | 23056,72 | ||
| 35,25 | 667,9125 | 15771,86 | 16560,45 | |
| 35,25 | 593,8875 | 11144,98 | 11702,23 | |
| 558,975 | 9879,652 | 10373,63 | ||
| 6,75 | 568,1625 | 10818,62 | 11359,55 | |
| 585,75 | 11912,75 | 12508,39 | ||
| 596,25 | 11692,5 | 12277,13 | ||
| 575,25 | 10020,54 | 10521,57 | ||
| 4,25 | 549,7875 | 8590,774 | 9020,313 | |
| 6,75 | 538,2375 | 6931,888 | 7278,483 | |
| 31,5 | 498,075 | 4808,783 | 5049,222 | |
| 6,25 | 471,5625 | 4341,875 | 4558,969 | |
| 6,25 | 484,6875 | 4679,375 | 4913,344 | |
| 11,25 | 479,4375 | 2492,375 | 2616,994 | |
| 53,75 | 411,1875 | 918,875 | 964,8187 | |
| 34,5 | 318,525 | 3195,075 | 3195,075 | |
| 65,5 | 213,525 | 5880,075 | 5880,075 | |
| 127,5 | 278,625 | 3657,375 | 3657,375 |
Таблица 4.3 Ведомость объемов земляных масс