Файл: 1 Построение плана автомобильной дороги 1План трассы.rtf

1.11 Расчет виража

Во многих случаях местные условия - рельеф или наличие ценных застроек - не дают возможности разместить кривую расчётного радиуса. Особенно неблагоприятные условия движения создаются для автомобилей, следующих по внешней стороне движения, поскольку составляющая веса, параллельная уклону проезжей части, складывается с соответствующей проекцией центробежной силы. Кроме того, осложняется управление автомобилем в связи с большим, чем для полосы встречного движения, боковым уводом шин. В таких случаях для повышения устойчивости автомобиля и большей уверенности управления на кривых устраиваем односкатный поперечный профиль - вираж - с уклоном проезжей части и обочин к центру кривой.

Виражи оказывают положительное психологическое воздействие на водителей, способствуя уверенному проезду кривых без неоправданного снижения скорости. При отсутствии виражей скорость на кривых снижается.

Расчётные значения поперечного уклона на вираже для высоких скоростей движения при малых радиусах кривых могут получаться значительными. Такие виражи устраивают, например, на автодромах, предназначенных для автомобильных гонок.

При проектировании виражей на автомобильных магистралях, рассчитанных на высокие скорости движения, исходим из различных допущений о пропорциональном распределении поперечной силы между сопротивлением шины сдвигу вбок по покрытию и сопротивлением поднятию автомобиля вверх по виражу.

Элементы виража рассчитываем по следующим формулам:

Для нашего случая:

где Н_о - превышение наружной бровки в начале отгона виража над наружной бровкой на дороге;

Н₁ - это превышение кромки проезжей части над бровкой земляного полотна;

Н₃ - превышение оси дороги на вираже;

Н₄ - превышение кромки проезжей части;

Н₅ - превышение наружной бровки на вираже над наружной бровкой на обочине в начале виража;

с - ширина внутренней обочины на кривой при устройстве уширения на вираже;

с₁ - величина равная 1 м;

В_о - ширина проезжей части;

h₁ - превышение наружной кромки;

---

h₂ - превышение внутренней кромки проезжей части на вираже над внутренней бровкой дорожного полотна;

h₃ - превышение наружной бровки дорожного полотна на вираже над наружной кромкой проезжей части;

h₄ - превышение оси дороги на вираже над внутренней кромкой проезжей части;

h₅ - превышение оси дороги на вираже над внутренней бровкой проезжей части.

Действующие строительные нормы и правила предусматривают на кривых больших радиусов (2000м и более) уклон виража, равный поперечному уклону проезжей части на кривых 600 м и менее - 60 ^о/_оо. В районах с частыми туманами и длительными периодами гололеда уклоны виражей не должны превышать 40%. Лишь в районах с незначительной продолжительностью снегового покрова и редкими случаями гололеда допускается увеличивать поперечный уклон проезжей части на вираже до 100%. Однако такие крутые виражи неудобны для грузовых автомобилей, движущихся со скоростью, меньшей расчетной.

При поперечном уклоне виража, равном уклону проезжей части на прямом участке, для перехода к односкатному профилю постепенно поворачиваем внешнюю половину проезжей части вокруг оси дороги.

При более сложном и в то же время частом случае разбивки виража с уклоном, превышающим уклон проезжей части дороги, для перехода к односкатному профилю производим одновременный поворот внутренней половины поперечного профиля около внутренней кромки покрытия, а внешней - около оси проезжей части. При этом одновременно ось проезжей части смещается внутрь на половину уширения покрытия.

Поперечный уклон обочин на виражах принимаем равным уклону проезжей части дороги, предусматривая их укрепление. Уклон обочин изменяем на протяжении 10 м перед началом виража. Для безопасности движения необходимо, чтобы внешняя обочина имела уклон в ту же сторону, что и проезжая часть. В этом случае при случайном заезде колеса на обочину действующая на автомобиль поперечная сила не меняется. Однако при неукрепленных обочинах на проезжую часть во время дождей стекает грязь, уменьшающая коэффициент поперечного сцепления. Поэтому неукрепленным обочинам часто вынужденно придают обратный уклон от центра кривой.

Переход от двухскатного поперечного профиля проезжей части на прямом участке к односкатному профилю на вираже осуществляем плавно в пределах участка, называемого отгоном виража. Длина его не должна быть слишком короткой, так как в этом случае при движении автомобиля с большей скоростью по дороге с меняющимся поперечным профилем возникает неприятное для пассажира боковое раскачивание автомобиля. Необходимую минимальную длину отгона виража, которая не должна быть меньше длины переходной кривой,

---

определяем исходя из дополнительного уклона, возникающего у внешней кромки проезжей части в результате ее поднятия при устройстве виражей.

Общий уклон по кромке проезжей части на участках отгона виража не должен превышать допускаемый для данной дороги в исключительных случаях.

2. Продольный профиль

2.1 Общие положения

Продольный профиль дороги - это проекция оси дороги на вертикальную плоскость, совпадающую с направлением дороги. Согласно ВСН 202-85 АД продольный профиль входит в состав основного комплекта рабочих чертежей для выполнения строительно-монтажных работ. На этом чертеже должна быть представлена информация о местности (гидрогеологические данные) и проектные решения, от которых зависят как объемы предстоящих строительных работ, так и транспортно-эксплуатационное качество дороги. Поэтому проектирование продольного профиля - наиболее ответственный и сложный этап работы над проектом.

Каждое проектное решение на продольном профиле принимается на основе комплексной оценки всех факторов и условий, влияющих на параметры дороги, в том числе: ситуационные особенности местности, топографические, климатические, почвенно-грунтовые, гидрогеологические и другие условия. Инженер-проектировщик обязан строго соблюдать требования строительных норм, учитывать безопасность движения, эстетику автомобильной магистрали и требования экологии окружающей среды.

Проектирование продольного профиля включает следующие этапы.

1 Подготовка исходных данных.

2 Проектирование вариантов положения проектной линии.

3 Оценка вариантов проектных решений.

4 Проектирование водоотвода в продольном профиле.

5 Оформление продольного профиля по ГОСТ Р21.1701-97. Информация для проектирования продольного профиля

принимается по материалам полевых изысканий, выполненных изыскательской организацией в соответствии с заданием заказчика на проектирование дороги.

Вычерчивание продольного профиля по ГОСТР 21.1701-97 [12].

Для изображения продольного профиля дороги на чертеже принимают основные масштабы: по горизонтали - 1:5000; по вертикали 1:500; допускаемые - по горизонтали 1:2000, по вертикали1:200. Масштабы изображения указывают над боковиком таблицы.

---

Сетку продольного профиля рекомендуется вычерчивать так, чтобы вертикальная линия штампа сетки справа и верхняя горизонтальная линия совпали с жирными линиями сетки миллиметровки. После вычерчивания сетки вписывают фактические данные в соответствующие графы, а затем вычерчивают линию поверхности земли (черный профиль).

Топографические условия проложения трассы в сильной степени определяют положение проектной линии продольного профиля. На участках с плавными формами рельефа проектную линию проектируем по огибающей, следующей очертанию земли, и, наоборот, на участках с резко пересеченным рельефом положение проектной линии устанавливаем с устройством чередующихся выемок и насыпей. При проектировании по огибающей руководящая отметка назначается из условия незаносимости насыпи снегом либо из условия минимального возвышения поверхности покрытия над уровнем грунтовых или поверхностных вод в соответствии со СНиП 2.05.02-85.

Почвенно-грунтовые и геологические условия во многом влияют не только на положение проектной линии продольного профиля, но и на конструкцию земляного полотна: ограничивают высоту насыпей на слабых основаниях и вынуждают по возможности уменьшать глубину выемок в грунтах, непригодных для отсыпки насыпей на прилегающих участках дороги, а в местах, где качество грунтов позволяет возводить насыпи из притрассовых резервов, дают возможность проектировать профиль по огибающей с минимальной руководящей отметкой и т. д.

Климатические факторы оказывают ощутимое влияние на положение проектной линии продольного профиля, особенно в отношении предотвращения снегозаносов на будущей дороге. На снегозаносимых участках всегда стремятся избегать выемок (особенно мелких), а при проектировании по огибающей руководящую отметку назначаем из условия снегонезаносимости.

Гидрологические условия определяют минимальное возвышение бровки земляного полотна над трубами, во многом определяют отметки бровок земляного полотна на подходах к мостам, а также отметки проезда на самих мостах.

Ситуационные особенности района проложения трассы диктуют прохождение линии продольного профиля через определенные фиксированные точки (пересечения и примыкания автомобильных дорог, пересечение железных дорог, входы в города, условия прохождения через населенные пункты и т.д.).

Общими требованиями по установлению положения проектной линии продольного профиля независимо от метода проектирования являются:

---

соблюдение технических норм проектирования (допустимые продольные уклоны, минимальные радиусы выпуклых и вогнутых вертикальных кривых и т. д.);

обеспечение минимальных объемов земляных работ и рационального распределения земляных масс;

прохождение проектной линии через контрольные точки;

ограничение длин участков с предельными уклонами;

ограничение минимальных длин вертикальных кривых одного знака (шаг проектирования) во избежание получения «неспокойной» проектной линии;

- обеспечение зрительной плавности и ясности трассы и связанных с ней уровней удобства и безопасности движения. Эта задача, как правило, решается совместно с проектированием плана автомобильных дорог.

К положению проектной линии продольного профиля выдвигается целый ряд требований и условий со стороны автомобильного транспорта, технологических особенностей строительства и со стороны эксплуатации автомобильных дорог. Оптимальное положение проектной линии продольного профиля при автоматизированном проектировании и проектное решение при ручной технологии всегда отыскиваем в рамках соответствующего комплекса технических ограничений, который включает:

- допустимые продольные уклоны. Уклон ни в одной точке продольного профиля не должен превышать значения нормируемого СНиП 2.05.02-85 для данной категории дороги;

допустимую наибольшую кривизну вертикальных выпуклых и вогнутых кривых. Радиусы вертикальных выпуклых и вогнутых кривых ни у одной точке продольного профиля не должны быть меньшие нормируемых СНиП 2.05.02-85;

руководящую отметку. При проектировании продольного профиля на спокойных участках рельефа по огибающей необходимое возвышение бровки земляного полотна определяем из условия незаносимости снегом либо из условия минимального возвышения поверхности покрытия над уровнем грунтовых и поверхностных вод;

фиксированные контрольные точки. Прохождение проектной линии через фиксированные контрольные точки, назначаемые по ситуационным условиям, является обязательным;

ограничивающие точки и зоны. Прохождение проектной линии продольного профиля допускается не ниже ограничивающих точек и зон (обычно это минимальные отметки над трубами, на мостах и путепроводах);

контурные ограничения. Это ограничение высоты насыпей и глубины выемок при неудовлетворительных геологических, гидрогеологических, почвенно-грунтовых условиях и т. д.;

---