Проектирование участка дороги

 

3.1 Проектирование плана трассы

 

Трасса дороги должна удовлетворять требованиям удобного и безопасного движения автомобиля, при этом длина ее должна быть возможно меньшей. [6] Трасса должна огибать рельеф местности так, чтобы ее уклоны были по возможности минимальными и при строительстве не требовалось выполнение большого объема земляных работ.

В проекте выполнено трассирование по карте в горизонталях методом полигонального трассирования (традиционным методом).

Основные положения полигонального метода трассирования:

) Заданные точки (с направлениями уже построенных участков дороги) соединяем прямой, а вдоль нее просматриваем ситуацию и рельеф, при этом намечаем участки, где проложение дороги нецелесообразно (пересечение населенных пунктов, болота и озера, крупные склоны, овраги и т.д.);

) Намечаем варианты обхода препятствия (препятствие должно быть внутри угла) и выбираем оптимальный вариант, имеющий минимальную длину, меньшее количество углов поворота и т.д.

) При этом трасса принимает вид ломаной линии. Изломы дороги смягчаем, вписывая в их углы кривые возможно больших радиусов (3000 м и более), но всегда сумма тангенсов двух смежных кривых не должна быть больше расстояния между вершинами углов.

Удлинение дороги, вызванное введением углов поворота, характеризуется коэффициентом развития, равным отношению фактической длины дороги к длине прямой (воздушной) линии.

Каждое изменение направления трассы определяется углом поворота, который измеряют между продолжением направления трассы и новым направлением. Углы поворота последовательно нумеруют вдоль дороги-по ходу трассы. Чтобы запроектированную трассу можно было точно воспроизвести на местности, ее ориентируют относительно сторон света. Для этого вычисляют румбы прямых участков трассы.

Различают следующие геометрические элементы закругления: угол a, радиус R, кривую К, тангенс Т, биссектрису Б, домер Д. [7]

Т - тангенс - расстояние от вершины угла до начала кривой,

 

 (3.1)

 

К - кривая - расстояние от начала кривой до ее конца,

 

 (3.2)

 

Б - биссектриса - расстояние от вершины угла поворота до середины кривой,

 

 (3.3)

 

Д - домер - разница между двумя тангенсами и кривой,

 

 (3.4)

 

При назначении радиусов кривых 2000 м и менее для обеспечения безопасного движения автомобилей с наибольшими скоростями необходимо проектировать виражи с односкатным поперечным профилем. Отгон виража, т.е. переход от двухскатного профиля к односкатному, осуществляется на протяжении переходной кривой.

Переходная кривая - кривая переменного радиуса с постоянным уменьшением от бесконечности (на прямой) до радиуса круговой кривой.

При устройстве переходных кривых круговая кривая сохраняется только на протяжении, измеряемым углом a, уменьшенном на 2b, т.е. центральный угол круговой кривой будет равен a - 2b, где b - угол, образованный касательными в начале и в конце переходной кривой.

Разбивка переходных кривых возможна при соблюдении условия a³2b.

На проектируемой автомобильной дороге отсутствуют такие искусственные сооружения, как мосты, путепроводы, что значительно облегчает её проектирование, а также снижает расходы и сокращает сроки строительства. В пониженных местах и при пересечении ручьев устраиваем трубы. При этом минимальная высота насыпи над трубами:

 

 (3.5)

 

где d - отверстие трубы: диаметр круглой или высота прямоугольной трубы, м;

 - толщина стенки трубы,  = 0,12-0,16 м;₃ - минимальная толщина засыпки над трубой, принимаем равной толщине дорожной одежды, но не менее 0,5 м.

Итак, минимальная высота насыпи над трубами:

 

 

Продольный профиль

 

Продольным профилем дороги называют развернутую в плоскости чертежа проекцию оси дороги на вертикальную плоскость, изображенную в уменьшенном масштабе.

Продольный профиль вычерчиваем на миллиметровой бумаге в масштабах: горизонтальный 1: 5000, (в 1 см - 50 м); вертикальный 1: 500, (в 1 см - 5 м); грунтовый разрез 1: 100, (в 1 см - 1 м).

. Рекомендуемую рабочую отметку земляного полотна устанавливаем из двух условий:

а) возвышение поверхности покрытия над расчетным уровнем грунтовых вод, верховодки или длительно (более 30 суток) стоящих поверхностных вод определяют по формуле:

 

 (3.6)

 

где h₁ - наименьшее возвышение поверхности покрытия над уровнем грунтовых вод, м, h_гв - глубина залегания грунтовых вод, м, b - ширина проезжей части дороги, м, i₁ - поперечный уклон проезжей части, в тысячных долях

б) возвышение поверхности покрытия над поверхностью земли на участках с необеспеченным поверхностным стоком или над уровнем кратковременно (менее 30 суток) стоящих поверхностных вод определяется по формуле:

 

 (3.7)

 

где h₂ - наименьшее возвышение поверхности покрытия над уровнем поверхности земли, м

. Земляное полотно на участках дорог, проходящих по открытой местности, по условиям снегонезаносимости во время метелей следует проектировать в насыпи, высота которых определяется расчетом по формуле:

 

 (3.8)

 

где h_рек - высота снегонезаносимой насыпи, м;_сп - расчетная высота снегового покрова с вероятностью превышения 5%, м, принимаем заданную h_сп = 0,5м (см. приложение);

 h - возвышение бровки дороги над расчетным уровнем снегового покрова, необходимое для ее незаносимости снегом, м [8, п.6.33]- ширина обочины, м- ширина проезжей части дороги, м₁ и i₂ - поперечные уклоны проезжей части и обочины, в тысячных долях

В расчет принимаем рекомендуемую рабочую отметку, наибольшую из двух условий: h_рек = 1,5м

Следовательно, рекомендуемая рабочая отметка составит 1,5 м. Контрольные точки расположены над трубами и имеют отметку 2,2 м.

Отметки проектной линии при проектировании относятся к бровке земляного полотна.

При этом нулевые рабочие отметки устанавливаем в местах заезда и съезда с дороги, на пересечениях и примыканиях других автомобильных дорог.

Нанесение проектной линии осуществляется сопрягающими прямыми участками проектной линии с последующим вписыванием в их переломы вертикальных кривых и поправок к рабочим отметкам, найденным по тангенсам.

Элементы вертикальных кривых вычисляются по приближенным формулам:

Кривая К = R (i₁-i₂)

Тангенс Т = Т/2

Биссектриса Б = Т²/2R,

где R - радиус вертикальной кривой;₁, i₂ - сопрягаемые уклоны в тысячах

Проектная линия трассы нанесена в основном по обертывающей в рекомендуемых рабочих отметках.

Продольный профиль приведен в приложении Ж.