А — положение первой горизонтали около опорной точки; б — д - градуирование линий; е — проектное решение.

При постоянном поперечном уклоне скорость изменения отметок в поперечном направлении будет неизменна. Вспомогательная линия, проведенная на расстоянии l_п параллельно ведущей линии, означает границу изменения отметок на разницу Dh. Все точки, снесенные с ведущей линии на вспомогательную, будут иметь отметку на Dh меньшую.

Один скат проезжей части при проектировании вертикальной планировки принимают за плоскость. В пределах этой плоскости через две точки, имеющие одинаковые отметки, проводят горизонталь. Отметка на поверхности бортового камня определяется с учетом отметки горизонтали на проезжей части и высоты этого камня. Если высота бортового камня кратна сечению горизонталей, проектная горизонталь на верху камня совпадет в плане с горизонталью на проезжей части, но будет иметь другую отметку

 

Н_к=Н_г+h_к ,

 

где Н_к — отметка проектной горизонтали на поверхности бортового камня; Н_г —отметка горизонтали; h_к высота бортового камня.

Если h_к не кратна Dh, положение проектной горизонтали определяют интерполяцией. Поскольку поперечный уклон тротуара отличается от поперечного уклона проезжей части, определяют новое положение вспомогательной линии. Расстояние её от границы тротуара

 

l_пт=Dh/i_пт,

 

где i_пт — поперечный уклон тротуара.

Поскольку поперечный уклон тротуара направлен в сторону проезжей части, при удалении от линии борта отметки будут увеличиваться. Проектные горизонтали на тротуаре имеют наклоны к оси улицы, противоположные горизонталям на проезжей части.

Изложенная последовательность выполнения вертикальной пла-нировки остается неизменной и при большем количестве плани-ровочных элементов улицы.

Метод продольных и поперечных профилей применяют при проектировании рельефа для линейных сооружений — автомобильных и железных дорог, трамвайных путей, подземных сетей и т.д., а также территории компактной конфигурации — кварталов, городских площадей и др.

Метод заключается в отображении проектной и существующей поверхностей территории на продольных и поперечных профилях, выполненных в характерных сечениях.

Для дорог и улиц характерным сечением для продольного профиля является их ось, а для поперечных профилей — пикетажные точки. Шаг пикетов (поперечных профилей) для автомобильных дорог обычно равен 100 м. Шаг пикетов для городских дорог и улиц принимается в пределах 20...50 м.

Кроме того, характерными сечения могут быть выбраны в точках перелома рельефа по проектной линии продольного профиля.

При вертикальной планировке незастроенных территорий компактной конфигурации их разбивают на сетку квадратов со стороной квадратов 20...200 м и по этой сетке прокладывают профили.

Отметки существующей поверхности принимают по топографической основе в характерных точках.

Отметки проектируемой поверхности определяют при построении профилей во взаимной увязке двух отметок по продольному и соответствующему поперечному профилям.

Проектная отметка — измененная (красная) отметка местности.

Рабочая отметка — разность между проектной и черной отметками, характеризующая глубину земляных работ в данной точке.

Для наглядности изображения проектной линии на профилях устанавливают разные масштабы чертежей по горизонтали и вертикали, принимая вертикальный значительно крупнее горизонтального. Обычное соотношение масштабов 1:10. Для продольных профилей автомобильных дорог принимают масштабы: =1:5000; =1:500. Для городских дорог и улиц продольные профили строят в масштабах: =1:2000; =1:200.

Метод проектных горизонталей получил преимущественное распространение при разработке проектов вертикальной планировки площадей микрорайонов, зеленых массивов, городских площадей — городских территорий компактной конфигурации, а также улиц и перекрестков. Сущность метода состоит в том, что на план местности с геодезической подосновой наносят горизонтали, отображающие проектируемый рельеф местности, т.е. составляется план организации рельефа.

Построение горизонталей начинают с улиц и проездов, а затем увязывают с ними проектные горизонтали прилегающей территории с застройкой или зелеными массивами.

Проектные горизонтали — проекции линий пересечения проектируемой поверхности и горизонтальных плоскостей с одинаковыми превышениями друг над другом.

Для того, чтобы новый рельеф был выразительным, нужно соблюдать оптимальную степень густоты проектных горизонталей: они не должны быть редкими при плоском рельефе или излишне густыми при крутом. При уклоне естественной поверхности до 5 ‰ для чертежей масштабов 1:500 и 1:1000 принимается шаг горизонталей 0,1 м, от 5 до 30 ‰ — 0,2 м.

Над проектными горизонталями указываются их отметки: кратные метрам надписывают полностью, над остальными проставляют только две цифры после запятой, например 10, 20, 30 и т.д. при шаге горизонталей 0,1 м или 20, 40, 60 и т.д. при шаге 0,2 м.

Основные свойства проектных горизонталей:

— все точки, лежащие на одной горизонтали, имеют одинаковую и равную отметку;

— горизонталь образует прямой угол с направлением стока воды с проектируемой поверхностью;

— одинаковые расстояния между горизонталями являются признаком постоянного уклона, т.е., если , то при и частное от деления постоянных величин является также постоянной величиной на заданной поверхности;

— угол, образованный горизонталью и направленный вершиной в сторону более низких отметок, обозначает гребень, а в сторону более высоких — пониженное место (лоток);

— разрывы горизонталей у планировочных элементов, а также пересечения разноименных горизонталей показывают вертикальную стенку с высотой, равной разности отметок пересекающихся горизонталей;

— замкнутые горизонтали, концентрически расположенные одна в другой, выражают в холм, если внутри лежат более высокие горизонтали, или котловану при расположении внутри более низких горизонталей;

— горизонтали, выражающие плоскость, параллельны и расположены на равных расстояниях одна на другой, а криволинейную поверхность — не параллельны или параллельны, но имеют переменные заложения;

— в отличие от горизонталей топографического плана (черных горизонталей), изображающих сглаженную естественную поверхность и имеющих плавное криволинейное очертание, проектные горизонтали характеризуют искусственно создаваемую поверхность из нескольких сопрягаемых плоскостей и поэтому они прямолинейны.

Положение проектной горизонтали на ведущей линии (ось улицы, край проезжей части, красная линия и т.д.) определяется по формуле:

,

где — проектная отметка какой-либо точки на ведущей линии; — отметка горизонтали; — уклон по ведущей линии.

Все остальные горизонтали, лежащие на этой линии, будут находиться друг от друга на расстоянии:

,

где — шаг горизонталей.

 

 

7.3. Продольные и поперечные уклоны улиц.

При выборе продольных и поперечных уклонов необходимо обеспечить выполнение требований водоотвода, удобства и безо-

пасности движения пешеходов и автомобилей.

Из условий обеспечения водоотвода продольные уклоны улиц должны быть больше минимальных, при которых вода могла бы надежно стекать по лоткам вдоль улиц. Движение воды по лотку возможно при очень малых уклонах, но скорость течения при этом будет небольшой. Это приводит к снижению пропускной способности лотка, увеличению в нем глубины воды и затоплению прилегающих поверхностей. Кроме этого, малые скорости течения воды приводят к заиливанию лотков, сбору в них мусора, что еще больше снижает пропускную способность лотков. Для обеспечения надежного движения воды по лотку продольный уклон должен быть не менее 5‰. При меньших уклонах в лотках из-за просадок и неровностей покрытий будут образовываться лужи, вода из которых может исчезнуть только за счет испарения.

Если на улице применена открытая система водоотвода, необходимо ввести ограничение максимального продольного уклона из условия неразмывания грунтовых лотков. Это особенно важно при сбросах воды в тальвеги и овраги на участках водоотводящих лотков. Скорости течения воды и продольные уклоны, при которых начинается размыв грунта, следующие:

 

Тип грунтов	Скорость течения воды, м/с	Уклон, %о
Илистые грунты	0,05	5-7
Растительный грунт	0,10
Мелкий песок	0,15	12-15
Супесь	0,25
Суглинок	0,4-0,5	20-25
Щебенистый грунт	1,5-1,8	30-40
Каменистый грунт, мощение	2,50
Укрепление лотка бетоном	Более 5,0	Более 50

 

Максимальные продольные уклоны ограничиваются на улицах из-за необходимости обеспечения высоких скоростей движения, особенно при наличии в составе транспортного потока автобусов, троллейбусов и большегрузных автомобилей

Поперечные уклоны на улицах назначают из соображений обеспечения водоотвода. Направление поперечных уклонов опре-деляется положением лотка. На магистральных улицах этот лоток располагают по кромкам проезжей части, ограничивая его со стороны тротуара или разделительной полосы бортовым камнем.

Величина поперечного уклона зависит от типа покрытия элемента улицы. Для покрытий из цементо- и асфальтобетона, создающих ровную и гладкую поверхность, достаточным является уклон 15—20 ‰. Этот уклон обеспечивает быстрое осушение проезжей части при ширине одного ее ската до 15м. При большей ширине на правой полосе движения толщина пленки воды может достигать более 15 мм, что может сказаться на безопасности движения. При ширине одного ската проезжей части более 15 м поперечный уклон должен быть увеличен: при 17 м до 25 ‰; при 20 м до 30‰.

На тротуарах в связи с тем, что покрытия их имеют меньшую прочность и твердость, чем на проезжей части, и как следствие этого — большее число просадок, вмятин и выбоин, для быстрого стока воды поперечный уклон рекомендуется назначать не менее 40 ‰. При устройстве покрытия из штучного материала поперечный уклон тротуара может быть увеличен до 50 ‰.

Для разделительных полос, технических зон и полос озеленения размер и направление поперечного уклона выбирают таким образом, чтобы вода с них, несущая с собой частицы грунта и растений, не попадала на тротуары и проезжую часть. С этой целью разделительная полоса либо не имеет поперечного уклона (если ширина ее менее 5 м), либо делается вогнутого профиля (при ширине 6 м и более) с уклоном к оси улицы, где располагаются лоток и водоприемные колодцы, до 40 %о. На полосах озеленения при ширине полос до 4 м поперечные уклоны не рекомендуются, а бортовые камни, окаймляющие эти полосы, должны быть выше их поверхности не менее чем на 5 см. Это предотвратит слив воды с полос озеленения на тротуар и проезжую часть. На более широких полосах необходимо предусматривать вогнутый поперечный профиль с уклонами не менее 20 ‰. Возможен и односкатный поперечный профиль этих полос, но с обязательным расположением лотка по границе полосы озеленения. При ширине полосы озеленения более 6 м поперечный уклон из-за опасности размыва грунта не должен превышать 40‰.

 

 

7.4. Вертикальная планировка улиц с переломами

в продольном профиле.

 

При наличии в продольном профиле переломов вертикальные кривые вписываются в них лишь при алгебраической разности продольных уклонов, превышающей нормативные значения в зави­симости от расчетной скорости движения и категории улицы. При строительстве земляного полотна улицы вертикальная кривая разбивается хордами 30 — 50 м при выпуклой кривой и 10 — 15 м при вогнутой с превышениями в концах хорд соответственно 0,10—0,15 и 0,20—0,25 м. Большая точность при производстве земляных работ и не требуется, так как ломаная линия в продольном профиле, состоящая из большого числа хорд с малой разницей продольных уклонов, воспринимается зрительно как плавная кривая. Нарушения зрительной плавности возникают при алгебраической разнице уклонов в концах хорд более 15 %.

Категория улиц и дорог	Алгебраическая разность уклонов, ‰	Наименьшие радиусы вертикальных кривых, м
	выпуклых	вогнутых
Скоростные дороги	5 и более
Магистральные улицы:
общегородского значения	7 и более
районного значения	10 и более
преимущественно грузового движения	7 и более
Улицы местного значения	15 и более

 

При алгебраической разнице продольных уклонов меньше нор-мативных ведущую линию на участке перелома градуируют обычным образом: расстояния с обеих сторон перегона определяют с учетом продольных уклонов. Если горизонтали пересекают линию перегона, форма их меняется согласно рисунка:

 

 

 

Форма горизонталей на участке с переломом в продольном профиле:

а — продольный профиль; б — план улицы; А₁ — А₃ —точки по оси улицы в вершинах перелома; В₁ — проезжая часть; В₂ — тротуар.

Вертикальную кривую в перелом продольного профиля можно вписать двумя способами. Первый аналогичен методу тангенсов, применяемому при проектировании продольного профиля. Согласно этому методу сначала градуируют обе ветви перелома, затем в точках, где расположены горизонтали, вводят поправку отметок на вертикальную кривую. Эти поправки (DH_к) вычисляют от начала кривой:

DH_к= l²/2R_в ,

 

где l — расстояние от начала кривой до горизонтали, м; R_в — радиус вертикальной кривой, м.

 

Вписывание вертикальных кривых по методу тангенсов (цифры в скобках означают поправки на вертикальную кривую):

а — градуирование линий; б — введение поправок на кривую;

В — общий вид

Для вертикальных выпуклых кривых эти поправки вводят с минусом, для вогнутых — с плюсом. После ввода поправок все горизонтали в пределах вертикальной кривой будут иметь дробные отметки. Положение горизонталей, кратных сечению Dh, определяют интерполяцией.

Второй способ позволяет рассчитывать положение проектных горизонталей сразу с учетом вертикальной кривой. При этом ис-пользуют положение о симметричности кривой относительно вер-тикали, проходящей через ее вершину. Расчет ведут в такой после-довательности: сначала находят положение вершины кривой и ее отметку, а затем, идя от вершины, находят положение проектных горизонталей.

Положение вершины можно найти расчетом согласно рисунка. Положение кривой, ее начало и конец определяют алгебраической разностью продольных уклонов и радиуса кривой. Обе ветви перелома градуируют до вертикальной кривой и определяют отметки ее начала и конца. Расстояние от начала кривой до вершины

 

L_в =R_в i_п,

 

где i_п — продольный уклон в начале кривой.

Превышение вершины над началом кривой DH_в= R_вi²/2. Отметку вершины кривой определяют с помощью отметки ее начала и превышения DH_в:Н_в=Н_нк+DH. Расстояние от вершины кривой до первой проектной горизонтали

 

,

 

где dН— разница отметок вершины кривой и первой горизонтали, м.

Расстояние от вершины кривой до следующих горизонталей

 

 

где n — номер горизонтали, считая от вершины.

Значения l_п откладывают в обе стороны от вершины кривой. Наибольшее значение l_п равно расстоянию от вершины для начала кривой (l_в). По мере удаления от вершины кривой расстояния между горизонталями уменьшаются.

Положение проектных горизонталей на вертикальной кривой может быть определено с помощью таблиц для проектирования кривых в продольном профиле. Последовательность проектирования при этом не изменяется; таблицы позволяют без вычисления определять превышения на кривой и расстояния между горизонталями при заданных продольных уклонах. В таблицах для конкретного радиуса вертикальной кривой в одной строке показаны превышение точки над вершиной, расстояние от вершины и продольный уклон в этой точке.

В таблице приведены эти данные для кривой радиусом 1000 м. Этой таблицей можно пользоваться и при других радиусах R_i вертикальных кривых.

Для этого необходимо ввести поправку . Поправку вводят l и i, превышение DH_в над вершиной кривой остается неизменным:

 

l_i=ln_i; i_п =i/n_i,

 

где l и i — значения расстояния от вершины и продольного уклона соответст­венно при заданном DH_в, из табл. 11.3 для R=1000 м.

 

 

DHв	l	i	DHв	L	I	DHв	L	i	DHв	l	i
	4,47			25,80			44,05			63,09
	6,33			26,08			45,17			64,03
	7,75			27,20			46,04			65,00
	8,94			28,28			47,00			66,03
	10,00			28,98			48,17			67,00
	10,95			30,00			49,19			68,00
	11,83			31,10			50,00			69,14
	12,68			32,25			51,00			70,00
	14,14			33,17			51,96			71,00
	14,83			34,06			53,10			72,00
	16,12			35,21			54,04			73,00
	16,73			36,06			55,12			74,00
	17,89			37,15			56,04			75,00
	18,97			38,21			57,10			76,00
	20,00			39,00			58,14			77,00
	20,98			40,00			59,16			78,00
	21,91			41,23			60,00			79,00
	22,80			42,19			61,00			80,00
	24,08			43,13			62,13

 

 

Расчет проектных отметок на вертикальной кривой: