Дороги местного зночения

Длина круговой кривой (K) рассчитывается по формуле

                    ,                                                   (1.17)

где R – радиус круговой кривой, м;

  α – угол поворота, град;

  π – число, приблизительно равное 3,14.

Значение тангенса (T) находится по формуле

                  ,                                                  (1.18)

где R и α – то же, что и в формуле (1.17).

Биссектриса (Б) определяется из выражения

                 .                                          (1.19)

Значение домера (Д)

                 .                                                  (1.20)

Последовательность вписывания горизонтальной кривой состоит в следующем (рис.1.2):

1. От вершины угла (ВУ) откладывают вперед и назад величины тангенсов и определяют положение начала и конца кривой (НК и КК);

2. Строят биссектрису  угла, смежного с углом α. Отложив от вершины угла по биссектрисе значение Б, находят середину кривой;

3. Принятым радиусом  через точки начала, середины  и конца кривой вписывают горизонтальную кривую.

Определение параметров горизонтальных кривых в плане возможно выполнять с использованием специального программного обеспечения и ПЭВМ. Так,  программа «CircPro» (Расчет автодорожных закруглений) предназначена для  расчетов основных элементов и детальной разбивки различных типов автомобильно-дорожных закруглений. Модуль программы работает в среде операционной системы Windows 95 и выше.

 

1.6. Разбивка пикетажа по трассе дороги

 и графическое оформление проекта

 

Запроектированную трассу дороги на карте показывают в виде отрезков прямых сплошных линий красного цвета, соединенных между собой кривыми (рис. 1.3). Кривые вписываются в трассу принятым радиусом через точки начала, середины и конца кривой, тангенсы вычерчиваются тонким пунктиром. Параметры элементов кривых выписывают на карте у каждого угла поворота или в виде общей таблицы (рис.1.3).

По всей трассе, включая кривые, через 100 м разбивается пикетаж в виде коротких штрихов (3 мм) справа по ходу. Пикеты нумеруют арабскими цифрами от 1 до 9 и полностью выписывают номер каждого десятого пикета. На каждом десятом пикете показывают километры в виде круга диаметром 5 мм (приложение 1).

Разбивка пикетажа на кривой производится в приведенной ниже последовательности.

1. Разбивается пикетаж  через 100 м от начала трассы  дороги (ПК0) до вершины первого угла поворота и определяется пикетажное значение (например, при расстоянии до ВУ1 960 м пикетажное значение ).

2. Пикетажные положения  НК и КК находятся по элементам  кривой по следующей схеме (пример).

На вычерченной в плане кривой откладывают 10,69 м по ходу разбивки пикетажа от НК1 (графически) до , а от в направлении, противоположном разбивке пикетажа, – 8,39 м до ПК13. Путем деления кривой на равные части раствором циркуля-измерителя, примерно чуть меньшим 100 м (взятых в масштабе), между ПК6 и ПК13 находят положения ПК7 –ПК12.

.

3. От конца последней кривой разбивают пикетаж до конца трассы.

Вдоль прямых участков подписываются их направления (румбы) и длины: от начала трассы до НК и от КК до конца следующего прямолинейного отрезка и т. д. (рис.1.3).

Направление первого отрезка определяют по карте (рис.1.4) с помощью транспортира, а последующих – вычисляют с учетом углов поворота трассы дороги. Для данного примера можно использовать следующую формулу:

 

                                 ,                                       (1.19)

где – румб первого прямолинейного отрезка трассы, град;

α1 – значение первого угла поворота, град.

 

 

Рис. 1.3. Фрагмент оформления плана трассы дороги.

 

На плане могут отмечаться съезды и пересечения дорог, а также места установки дорожных знаков.

Все оформление производится тушью красного цвета в соответствии с приложением 1.

 

 

 

Рис. 1.4. Схема к расчету румбов прямых трассы.

 

Необходимые расчеты по работе выполняются в соответствующих таблицах, приведенных в рабочей тетради [6], а при наличии программного обеспечения – на ПЭВМ.

 

Работа 2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ДОРОГИ

В ПРОДОЛЬНОМ ПРОФИЛЕ

 

Цель работы: овладеть методикой проектирования дороги в продольном профиле.

Содержание работы:

2.1. Построение сетки продольного  профиля.

2.2. Построение профиля земной  поверхности участка трассы дороги.

2.3. Проектирование дороги в продольном  профиле.

2.4. Вычисление уклонов проектной  линии, отметок бровки  земляного полотна и рабочих отметок

2.5. Расчет параметров вертикальных  кривых и их вписывание. Определение  поправок в рабочие отметки  и местоположения точек «нулевых» работ.

2.6. Определение местоположения  кюветов и типа их укрепления.

2.7. Оформление продольного профиля дороги.

2.8. Подготовка исходных данных для автоматизированного проектирования продольного профиля на ПЭВМ.

Исходные данные:1) материалы работы 1; 2) методические указания и нормативные данные.

 

В результате выполнения работы студент представляет:

 

1.Вычерченный продольный профиль  дороги.

2. Оформленную работу.

 

2.1. Построение сетки  продольного профиля

 

Продольный профиль автомобильной дороги является одним из графических документов рабочего проекта ее строительства. Построение продольного профиля производится на листе миллиметровой бумаги размером 40 – 50 70 – 80 см. Отступив 1 – 2 см от левого и 5 – 6 см от нижнего края листа, вычерчивается сетка профиля. Следует стремиться, чтобы вертикальная линия штампа сетки профиля справа и верхняя горизонтальная линия совпадали с «жирной» линией сетки миллиметровки. Наименование строк сетки и ширина их в сантиметрах приведены на рис. 2.1.

 

2.2. Построение профиля  земной поверхности участка 

трассы дороги

 

Построение профиля поверхности земли по запроектированной дороге, как правило, производят по данным продольного нивелирования закрепленных на местности пикетов трассы. Для небольших и несложных объектов профиль может быть составлен по высотным отметкам, снятым графически с крупномасштабной топографической карты или плана. При выполнении лабораторных работ используют второй способ.

Для наиболее точного отображения продольного профиля земной поверхности кроме пикетов назначают плюсовые точки. В качестве их принимают точки пересечения трассой дороги горизонталей, контуров земель, берегов и дна водотоков, существующих дорог, а также контрольные точки (пересечения с существующими дорогами, примыкания к улицам, подходы к мостам и другим инженерным сооружениям), начало и конец горизонтальных кривых и др.

Отметки пикетов определяют путем интерполяции или экстраполяции отметок горизонталей. Интерполяцию используют в том случае, если пикет или плюсовая точка расположена между горизонталями, а экстраполяцию – если точка находится в пределах замкнутой горизонтали.

Отметки поверхности земли в пикетах (плюсовых точках) определяются методом интерполяции, исходя из свойств подобия треугольников (рис. 2.2).

Для этого устанавливают кратчайшее расстояние (D) между горизонталями, которое проходит через пикет или  плюсовую точку  A  и  расстоя-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ние  (d)  от  горизонтали  с  меньшей  отметкой  до  этой  точки. Пользуясь

свойством подобия треугольников, составляют следующую пропорцию:

                                   ,                                                             (2.1)

где d – расстояние от горизонтали с меньшей отметкой до точки A, м;

h – высота сечения рельефа, м;

D – кратчайшее расстояние между горизонталями, которое проходит через точку A, м.

Превышение точки A над горизонталью с меньшей отметкой определяется следующим образом:

	(2.2)

Рис. 2.2. Схема к определению отметки точки методом интерполяции.

 

Например, требуется найти отметку точки A, расположенную между горизонталями с отметками 170,00 и 175,00 м. Кратчайшее расстояние между горизонталями D =160 м, расстояние от пикета до горизонтали с наименьшей отметкой d=60 м. Сечение рельефа h=5 м. Тогда отметка точки .

Отметку точки путем экстраполяции рассчитывают также исходя из свойств подобия треугольников (рис. 2.3).

 

Рис. 2.3. Схема к определению отметки точки методом экстраполяции.

При кратчайшем расстоянии между ближайшими горизонталями (D) и расстоянии (d) от точки A до ближайшей горизонтали превышение (или понижение) по отношению к отметке ближайшей горизонтали определяется по формуле (2.2).

Если ближайшая горизонталь имеет меньшую отметку, чем смежная, то превышение вычитают от отметки ближайшей горизонтали, если большую – прибавляют.

Например, точка A расположена в пределах замкнутой горизонтали с отметкой 175,00 м. Расстояние от точки до ближайшей горизонтали d=30 м, кратчайшее от горизонтали с отметкой 175,00 м до соседней с отметкой 170,00 м – D=65 м. Сечение рельефа h=5 м. Тогда отметка точки

Все определенные высотные отметки пикетов и плюсовых точек вычисляются с точностью до 0,01 м и заносятся в табл. 2.1.

 

Т а б л и ц а 2.1. Ведомость отметок пикетов и плюсовых точек поверхности

земли по трассе дороги

 

Номера пикетов и плюсовых точек	Отметка земли (до 0,01), м	Примечание (расположение кривых, контуров земель, контрольных точек и др.)

 

Для построения продольного профиля принимают масштабы: горизонтальный – 1:5000, вертикальный – 1:500. Условный горизонт задается на 15 – 20 м ниже минимальной отметки земной поверхности.

Используя отметки пикетов и плюсовых точек (табл. 2.1), расстояния между ними, заполняют строки 7, 8  сетки продольного профиля и строят профиль земной поверхности по трассе дороги (см. рис. 2.1).

 

2.3. Проектирование дороги  в продольном профиле

 

Продольным профилем автомобильной дороги называется графическое изображение вертикальной проекции бровки земляного полотна дороги на плоскость.

При проектировании дороги в продольном профиле необходимо соблюдение следующих основных требований: безопасности и плавности движения транспортных средств с расчетными скоростями, устойчивости земляного полотна и дорожной одежды, а также минимума земляных работ. Проектная линия дороги должна согласовываться с рельефом местности, проходить через отметки контрольных точек. Безопасность и плавность движения достигается правильным подбором радиуса вертикальных кривых, величин уклонов спусков и подъемов участков дороги и их последовательного размещения, соблюдением шага проектирования. Устойчивость и долговечность земляного полотна обеспечивается необходимым возвышением бровки земляного полотна над поверхностью земли с учетом местных условий, обеспечением дорожного водоотвода и соблюдением других эксплуатационных требований. Минимум земляных работ достигается оптимальными параметрами высоты насыпи и глубины выемки, а также их смежным размещением. В процессе проектирования следует увязывать элементы плана, продольного и поперечного профилей дороги между собой и с окружающим ландшафтом.

Таким образом, при проектировании дороги в продольном профиле необходимо учитывать приведенные ниже требования.

1. Допустимые величины продольных уклонов. Они зависят от рельефа местности, характера движения автомобилей по дороге. Наибольший уклон не должен превышать допустимого для данной категории дороги исходя из технических условий и эксплуатационных требований СНиП 2.05.02–85 (см. табл. 1.2).

В сложных условиях местности допустимые уклоны могут увеличиваться на 10 ‰. Для обеспечения плавности пути дорогу проектируют с возможно минимальными уклонами, если это не приведет к значительному увеличению объема земляных работ. Наименьшие продольные уклоны на участках, проходящих в выемке, должны быть для глинистых грунтов не менее 5‰, для песчаных – 3‰ [3]. Минимальный уклон задается для обеспечения водоотвода с земляного полотна.

2. Рекомендуемая рабочая отметка бровки земляного полотна (высота насыпи). Дорога должна проходить по возможности в невысокой насыпи (0,5 – 1,0 м), высота которой принимается в зависимости от климатической зоны, типа местности, характера и степени увлажнения поверхностными и грунтовыми водами, вида грунтов и др. (табл.2.2).