скачать Министерство образования Республики Беларусь

Министерство образования и науки Российской Федерации

ГОСУДАРСТВЕННОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

БЕЛОРУССКО-РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра «Техническая эксплуатация автомобилей»

АВТОМОБИЛЬНЫЕ ДОРОГИ

И СООРУЖЕНИЯ

Методические указания к практическим занятиям

для студентов специальности 1–37 01 06

«Техническая эксплуатация автомобилей»

Могилев 2005

УДК 62.529

ББК

С

Рекомендовано к опубликованию

учебно-методическим управлением

Белорусско-Российского университета

Одобрено кафедрой «Техническая эксплуатация автомобилей»

« 16 » февраля 2005 г., протокол № 11

Составитель ст.преподаватель А.М.Скребунов

Рецензент

Методические указания предназначены для выполнения практических занятий по дисциплине «Автомобильные дороги и сооружения» студентами специальности 1–37 01 06 «Техническая эксплуатация автомобилей».

Учебное издание

АВТОМОБИЛЬНЫЕ ДОРОГИ И СООРУЖЕНИЯ

Ответственный за выпуск Н.А. Коваленко

Технический редактор А.Т. Червинская

Компьютерная верстка Н.П. Полевничая

Подписано в печать Формат 60х84/16. Бумага офсетная. Гарнитура Таймс.

Печать трафаретная. Усл. печ. л. 1.40 . Уч.-изд.л. Тираж экз. Заказ №



Издатель и полиграфическое исполнение

Государственное учреждение высшего профессионального образования

«Белорусско-Российский университет»

ЛИ № 02330/375 от 29.06.2004 г.

212005, г. Могилев, пр. Мира, 43

© ГУВПО «Белорусско-Российский

университет», 2005

Общие указания
Практические занятия выполняют­ся во время изучения дисциплины «Автомобильные дороги и сооружения».

Основная цель занятий  закрепление студентами теоретических знаний и приобретение практических навыков по разработке основных техниче­ских решений при проектировании автомобильных дорог.

При выполнении работ необходимо: установить категорию дороги и обосновать основные технические нормативы, но которым она должна про­ектироваться; протрассировать на карте с учетом природных условий района проектирования два вариантa трассы дороги и составить ведомости углов по­ворота, прямых и кривых; для полученных вариантов запроектировать продольные профили автомобильной дороги запроектировать в необходимом количестве поперечные профили дороги; подсчитать объемы земляных ра­бот; детально разработать в соответствии с заданием элемент дорожного со­оружения; оценить эффективность принятых при проектировании решений и выбрать лучший вариант дороги.
Практическое задание №1

Характеристика района проектирования дороги
По топографической карте следует оценить характер рельефа местности в полосе проложения дороги (равнинный, пересеченный) и указать наличие трудных участ­ков. Равнинный рельеф характеризуется разностью отметок не более 30 м на расстоянии 1 км. К трудным участкам пересеченной местности относится рельеф, прорезанный часто чередующимися глубокими долинами с разностью отметок долин и водоразделов более 50 м на расстоянии не более 0,5 км.

Следует охарактеризовать условия поверхностного стока. Поверхностный сток обеспечен при уклонах местности более 10 %. При малых уклонах, в понижениях рельефа и на поймах рек сток затруднен.

Характеризуя гидрологию, грунтовые и геологические условия, надо дать уровень залегания грунтовых вод, места выхода их на поверхность, опи­сать заболоченные участки, определить тип местности по увлажнению верх­ней толщи грунта. По условиям увлажнения различают три типа местности: 1-й  сухие места  поверхностный сток обеспечен, грунтовые воды залетают глубоко (ниже глубины промерзания на 1 - 2 м); 2-й  сырые места с избы­точным увлажнением в отдельные периоды года  поверхностный сток не обеспечен, грунтовые воды залегают глубоко; 3-й  мокрые места  поверх­ностный сток не обеспечен и после дождей или снеготаяния вода стоит более 30 суток или имеются постоянно мокрые участки, грунтовые воды в осенне-зимний период залегают высоко.

Надо указать встречающиеся в основном грунты и описать геологиче­ские условия в районе дороги.

Практическое задание №2

Определение категории дороги и основных технических нормативов
В соответствии с перспективной интенсивностью движения, указанной в задании, по СНиП 2.05.02-85 [2, таблица 1] устанавливается техническая категория проектируемой дороги. По категории дороги и рельефу местности, руководствуясь [2, таблица 3], принимается расчетная скорость движения одиночных автомобилей.

Наименьший допустимый радиус кривых в плане по расчетной скоро­сти движения определяют по формуле

,

где V  расчетная скорость движения, км/ч;

  коэффициент поперечной силы (из условия обеспечения удобств езды для пассажиров  = 0,15; из условия минимального износа шин  = 0,10);

i_n  поперечный уклон проезжей части на виражах (для районов с

частым образованием гололедов i_n = 0,040 [2]).

Вычисленные значения радиусов округляют в большую сторону с точ­ностью до 25 - 50 м и сопоставляют с нормами.

Расчетное расстояние видимости определяют по двум схемам.

По первой схеме вычисляют расстояние, на котором водитель может остановить автомобиль перед препятствием:

,

где t_p  время реакции водителя и включения тормозов, принимают 1 с;

  коэффициент продольного сцепления; зависит от состояния по­крытия [1, C.45-46J (для чистого сухого асфальтобетонного покрытия  = 0,5);

f  коэффициент сопротивления качению, f = 0,01 - 0,025;

K  коэффициент эксплуатационных условий торможения, К = 1,4;

l₀  расстояние безопасности, l₀ = 5 - 10 м;

i  продольный уклон участка (для горизонтальною участка i = 0).

По второй схеме вычисляют расстояние видимости при встречном движении двух автомобилей по одной полосе, которое складывается из сум­мы тормозных путей двух автомобилей и расстояния безопасности между ними. При одинаковых скоростях автомобилей и для горизонтального участ­ка дороги

S₂  2S₁.
Минимальный радиус выпуклых кривых определяю! из условия види­мости поверхности дороги:

,

где d - высота глаза водителя над поверхностью дороги, d = 1,2 м.

Минимальный радиус вогнутых вертикальных кривых находят исходя из величины центробежной силы, допустимой по условиям самочувствия пассажиров и перегрузки рессор:

,

где b  допустимое центробежное ускорение, b = 0,5 - 0,7 м/с² .

Радиусы вогнутых вертикальных кривых должны быть проверены по обеспечению видимости при свете фар в ночное время [1, с.94].

,

где h_ф  высота фар легкового автомобиля над поверхностью проезжей

части, h_ф = 0,75 м;

 - угол рассеивания пучка света фар,  = 2°.

Значения радиусов вертикальных кривых округляют в большую сторо­ну до 100 II.

Максимальный продольный уклон определяют по формуле

i_max = D  f ,

где D - динамический фактор автомобиля, его находят по графикам, на­пример по [1, с.42].

Максимальный продольный уклон определяют отдельно для одиночно­го автомобиля и автопоезда.

Значения параметров, полученных расчетом и рекомендуемых СНиП 2.05.02-85, заносят в таблицу 1. Для проектирования принимают большие значения (для уклонов - меньшие).

Таблица 1- Технические нормативы проектируемой дороги

Наименование	По расчету	По СНиП 2.05.02-85	Принято для проектиро­вания
Интенсивность движения, авт/сут
Расчетная скорость движения:
 основная, км/ч;
 допустимая на трудных участках пересеченной местности, км/ч
Наименьший радиус кривых в плане, м
Наименьшие радиусы вертикальных кривых:  выпуклых, м  вогнутых
Наибольший продольный уклон, %
Расстояние видимости:
встречного автомобиля, м
по­верхности дороги, м Число полос движения, м Ширина полосы движения, м Шири­на проезжей части, м Ширина обочины, м Ширина земляного полотна, м

Практическое задание №3

Проектирование плана трассы автомобильной дороги
Проектирование плана трассы включает: выяснение препятствий и на­значение контрольных точек; нанесение вариантов плана трассы; подбор ра­диусов и переходных кривых закруглений, разбивку пикетажа, составление ведомости углов поворота, прямых и кривых; составление чертежа «План трассы автомобильной дороги».

Трассирование по карте в горизонталях производится следующим об­разом. Конечные точки трассы соединяют прямой (воздушной линией). Вдоль этой линии просматривают ситуацию и рельеф. Выясняют контурные и высотные препятствия, которые не позволяют проложить трассу по воз­душной линии. Такими препятствиями являются населенные пункты, про­мышленные и другие сооружения, ценные угодья (мелиорированные земли, пашни, сады), возвышенности, овраги, озера, болота.

Дороги I, II, Ш категорий следует, как правило, прокладывать в обход населенных пунктов. Дороги IV и V категорий могут проходить через насе­ленные пункты при достаточной ширине их улиц. Однако для повышения безопасности движения их лучше выносить за пределы населенных пунктов. При обходе населенных пунктов автомобильные дороги следует располагать по возможности с подветренной стороны, ориентируясь на осеннее-зимние периоды.

Расстояние от бровки земляного полотна до линии застройки населен­ных пунктов принимают в соответствии с требованиями [2, 3], но не менее 100 м, а для дорог IV категории не менее 50 м.

По лесным массивам трассу целесообразно прокладывать по просекам. Дороги I - III категорий в лесных массивах по возможности следует направ­лять вдоль господствующих ветров, что обеспечивает естественное провет­ривание и уменьшает заносимость их снегом.

Ценные угодья желательно обходить или прокладывать трассу по их границам. Не допускается прохождение трассы по государственным заповед­никам. Трасса вдоль рек, озер, водоемов должна, как правило, проходить за пределами защитной зоны.

Перед проложением трассы выясняются также контрольные точки, че­рез которые она должна проходить. К ним относятся седловины хребтов, места пересечения с железными и автомобильными дорогами, большими во­дотоками.

Автомобильные дороги I, II, III категорий пересекаются с железными дорогами в разных уровнях всегда, а дороги IV и V категории  в отдельных случаях [2]. Место пересечения в разных уровнях желательно выбирать на участке железной дороги, проходящей в выемках или нулевых местах - это уменьшает земляные работы.

При пересечении автомобильной дороги с железной в одном уровне должна быть обеспечена видимость. Поэтому пересечение железной дороги на участке прохождения ее в выемке неприемлемо. Острый угол между пере­секающимися дорогами в одном уровне должен быть не менее 60°.

В разных уровнях автомобильные дороги I категории пересекаются с автомобильными дорогами всех категорий, дороги II категории - с дорогами II и Ш категорий, дороги III категории - между собою при интенсивности движения на пересечении более 8000 приведенных автомобилей в сутки [2].

Пересечения следует располагать, как правило, на прямых участках пе­ресекающихся дорог. В продольном профиле не рекомендуется применять выпуклые вертикальные кривые. В пределах пересечений не допускается ис­пользовать предельные значения радиусов кривых в плане, профиле и про­дольных уклонов.

План трассы наносят на карте в виде плавной линии, сообразуясь с рельефом и ситуацией. Плавную линию наносят с помощью специальной гибкой линейки или от руки. Полученное очертание представляет примерное положение трассы (предварительный вариант). Для обеспечения возможно­сти выноса этой трассы на местность, кривую заменяют ломаной линией, представленной касательными к главным точкам  точкам сопряжения смеж­ных элементов трассы.

После этого измеряют углы поворота трассы в местах изменения на­правления прямых и осевой румб первого направления, а также биссектрисы закруглений. Закругления трассы устраивают в виде круговых кривых либо в виде круговых кривых с переходными. Переходные кривые проектируют при радиусах кривых в плане 2000 м и менее [2]. По значениям углов поворота и биссектрис предварительно подбирают радиусы закруглений.

.

Полученную величину радиуса округляют до 50 или 100 м и устанавли­вают необходимость устройства переходных кривых.

Радиус кривой можно подобрать и по измеренным на карте тангенсу и углу поворота:

.

Радиус кривых назначают, как правило, не менее рекомендуемого [2] и, во всяком случае, не меньше минимального допустимого значения. Если его невозможно вписать, то следует изменить положение вершины угла.

Закругления вписывают в углы поворота таким образом, чтобы поло­жение трассы примерно соответствовало положению предварительного варианта, выдерживались нормативы плана трассы (радиусы и длины переходных кривых и прямых вставок), не было наложения соседних закруглений.

Если между соседними закруглениями, направленными в одну сторону, имеется прямая вставка, то следует оценить: возможно ее оставить или сле­дует ее устранить [2, с. 12]. Прямая вставка должна иметь длину более 700 м (для дорог I и II категорий) и более 300 м (для дорог III и IV категорий). Ко­роткие вставки воспринимаются водителем как излом трассы, нарушающий ее плавность, что ведет к снижению скорости движения. При коротких встав­ках следует увеличить радиусы смежных кривых или длины переходных кри­вых

Радиусы смежных кривых в плане должны различаться не более чем в 1,3 раза. Смежные переходные кривые желательно назначать с одинаковыми параметрами.

Для дорог низших категорий с малой интенсивностью движения целе­сообразно развивать трассу по склону, а для дорог высоких категорий пре­имущества достигаются от сокращения трассы, и к развитию линии трассы прибегают, если глубина выемки или высота насыпи недопустимы по техническим соображениям.

По углу поворота и окончательно принятому радиусу определяют эле­менты закругления: тангенс, кривую, биссектрису, домер. Для определения элементов переходных кривых можно воспользоваться таблицей 2.

После окончательного выбора направления трассы разбивают пикетаж. Определяют пикетажное положение вершин углов поворота. Рассчитывают пикетажное положение начала и конца переходных и круговых кривых. Со­ставляют ведомость углов поворота, прямых и кривых. Форма ведомости и пример ее заполнения приведены в таблице 3. В ведомость вносят радиус закругления R, элементы закругления: тангенс круговой кривой Т, круговую кривую К (только для закруглений без переходных кривых), биссектрису Б домер Ц переходную кривую L, дополнительный тангенс t, сдвижку кривой р, угол наклона касательной в конце переходной кривой т., круговую кривую, оставшуюся между переходными кривыми К_о. Вычисляют длины прямых вставок, расстояния между вершинами, румбы прямых направлений. Прове­ряют правильность составления ведомости.

В отчете следует привести описание вариантов трассы дороги, обосновать проложение трассы в зависимости от рельефа и ситуации местности. Необходимо обосновать каждый поворот трассы, величину угла, цель следующего направления и величину принятого радиуса закругления

План трассы автомобильной дороги выполняется в соответствии с требованиями ГОСТ 25.511-83 в масштабе 1:5000. На плане надписи километров, пикетов располагают параллельно трассе; названия рек, направления до­рог, коммуникаций пишут вдоль них. Ситуацию и рельеф на плане показы­вают в соответствии с условными знаками топографических планов.

Таблица 2 – Элемент переходных кривых

Радиус круго­вой кривой R, м	Длина пере­ходной кривой l, м	Величина min=2 	Дополнитель­ный тангенс t, м	Сдвижка кру­говой кривой Р, м
150	60	22°55'	29,96	1,01
200	70	20°03'	34,97	1,02
250	80	18°20'	39,97	1,07
300	90	17°11'	44,97	1,12
400	100	14°19'	49,97	1,04
500	110	12°36'	54,98	1,01
600	120	11°28'	59,98	1,00
700	120	9°50'	59,98	0,86
800	120	8°36'	59,99	0,75
900	120	7°38'	59,99	0,66
1000	120	6°52'	59,99	0,60
1100	100	5°12'	50,00	0,38
1200	100	4°46'	50,00	0,35
1300	100	4°24'	50,00	0,32
1400	100	4°06'	50,00	0,30
1500	100	3°49'	50,00	0,29
1600	100	3°35'	50,00	0,26
1700	100	3°22'	50,00	0,25
1800	100	3°11'	50,00	0,24
1900	100	3°01'	50,00	0,22
2000	100	2°52'	50,00	0,21

На свободном поле листа (в нижней части) размещают схемы закрепле­ния точек трассы и ведомость углов поворота, прямых и кривых.

Таблица 2 - Ведомость углов поворотов, прямых и кривых

Номер вершины угла	Величина угла		Положение вершины угла		Элемент кривой, м
					R	Т	К	Б	D	L	t		Р
	влево УЛ	вправо УП	ПК	+
HT			0	00	-	-	-	-	-	-	-	-	-
ВУ1		72o00	15	30	800	581,23	-	188,85	157,21	120	59,99	4 o18	0,7
ВУ2	38°15		27	57,50	1000	346,77	-	58,42	25,78	120	59,99	3°26	0,6
КТ			36	75,00	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Сумма	38°15	72o00				928,00			182,99	240	119,98

Продолжение таблицы 3

Номер верши­ны угла	Ко	Точка кривой								Прямая вставка П, м	Расстояние между вер­шинами S, м	Румб
		НПК1		КПК1 (НКК)		ККК (КПК2)		НПК2
		ПК	+	ПК	+	ПК	+	ПК	+
НТ				-	-	-	-	-	-	-	-	-
ВУ1	885,23	8	88,78	10	08,78	18	94,01	20	14,01	888,78	1530,00	СВ:77°30’
ВУ2	547,74	23	50,74	24	70,78	30	18,48	31	38,48	336,73	1384,71	ЮВ:30°30’
КТ										536,52	943,28	ЮВ:68°45’
Сумма	1432,97									1762,03	3857,91

Проверка:

_k  _k = YП  YЛ;

(180  6845)  7730 = 3345; 7200  3815 = 3345.

П  К + (К₀ +2Л) = S  D;

1762,03 + 1432,97 + 2∙240 = 3675,00 3857,99  182,99 = 3675,00

2(Т + t)  К  (К₀ + 2L) = D;

2(928,0 + 119,98)  (1432,97 + 2∙240) = 182,99.

Практическое задание №4

Проектирование продольного профиля трассы автомобиль­ной дороги
Продольный профиль проектируется для обоих вариантов плана трас­сы автомобильной дороги.

Для построения продольного профиля поверхности земли по карте в горизонталях на всех пикетах и плюсовых точках определяют отметки с точно­стью до 1 см. Плюсовые точки должны быть назначены во всех местах изме­нения крутизны склона, на пересечениях трассы с дорогами и инженерными коммуникациями, логами суходолов, оврагами, ручьями и реками. Отметки дна пересекаемых оврагов и русел постоянных водотоков можно принять ори­ентировочно. Полученные отметки точек представляют в виде ведомости (таблица 4).

Таблица 4  Ведомость отметок точек

Положение точки		Отметка точки Н, м	Примечание
ПК	+

В графе «Примечание» указывают положение точки: начало трассы, бровка обрыва, дно лощины, склон, хребет, урез воды и т.п.

По найденным отметкам строят продольный профиль поверхности земли по оси дороги. Построение и оформление продольного профиля выпол­няется в соответствии с ГОСТ 21.511-83.

Для нанесения проектной линии продольного профиля необходимы следующие основные данные: максимальный допустимый продольный ук­лон, минимальные радиусы вертикальных кривых; рекомендуемая (руково­дящая) рабочая отметка насыпи; отметки контрольных точек.

Рекомендуемую рабочую отметку насыпи устанавливают из двух ус­ловий:

1) верх покрытия дорожной одежды должен возвышаться над уров­нем грунтовых вод, верховодки, стоящих поверхностных вод или над поверхно­стью земли при необеспеченном стоке на минимально допустимую величину, которая нормируется в зависимости от вида грунта и дорожно-климатической зоны [2];

2) в открытых местах, где возможны значительные снежные зано­сы, бровка земляного полотна в насыпи должна возвышаться над поверхностью снежного покрова на величину, обеспечивающую ее незаносимость [2].

Рекомендуемая рабочая отметка насыпи по первому условию:

а) для участков 3-го типа местности по увлажнению с высоким стоянием фунтовых вод

h_рек = h_гр.в  аi_об  Н_гр.в ;

б) для участков 3-го типа местности с длительно (более 30 суток) стоя­щими поверхностными водами

h_рек = h_в  аi_об  Н_в;

в) для участков 2-го типа местности (над поверхностью земли при не­обеспеченном стоке)

h_рек = h_з  аi_об ;

г) на участках 1 -го типа местности

h_рек = h_д.о  аi_об ,

где h_гр.в, h_в, h_з — возвышение поверхности покрытия над уровнем соответст­венно грунтовых вод, стоящих поверхностных вод, земли 12;

а  ширина обочины, м;

i_об  поперечный уклон обочины;

Н_гр.в  глубина залегания грунтовых вод, м;

Н_в  глубина стоящих поверхностных вод, м;

h_д.о  толщина дорожной одежды, м.

Для снегозаносимых участков рекомендуемая рабочая отметка по вто­рому условию

h_рек = h_с + h,

где h_c  толщина снежного покрова, м;

h  минимальное возвышение, бровки насыпи над уровнем снего­вого покрова, принимаемое от 0,4 до 1,2 м в зависимости от категории дороги [2].

Из двух, условий в расчет принимается наибольшая рекомендуемая рабочая отметка.

Контрольными точками продольного профиля являются пересечения с автомобильными и железными дорогами, водотоками.

При пересечении дорог в разных уровнях контрольная отметка про­ектной линии

Н_К = Н_П ± Г ± С,

где Н_П  отметка проезжей части по оси пересекаемой автомобильной дороги или головки рельса железной дороги;

Г - габарит автомобильный (5 м для дорог I, II, III категорий и 4,5 м - IV и V категорий) или железнодорожный (5,55 м для не электрифициро­ванных дорог и 6,40 м для электрифицированных);

С - высота пролетного строения путепровода; зависит от длины и конструкции пролетного строения (ориентировочно можно принять в преде­лах от 0,8 до 2,1 м).

Знак «+» принимается в случае, если проектируемая дорога проходит над существующей дорогой, а знак «-» - под существующей.

При пересечении автомобильных дорог в одном уровне контрольная отметка проектной линии принимается равной отметке проезжей части по оси пересекаемой дороги. Если пересекается дорога более низкой категории, можно изменить ее высотное положение путем переустройства ее на подхо­дах к пересечению и назначить контрольную отметку по условиям проекти­рования продольного профиля.

На пересечениях автомобильных дорог в одном уровне должна быть обеспечена видимость пересекающего направления на расстоянии видимости поверхности дороги [2, таблица 10], продольный уклон на этом расстоянии не должен превышать 40 /_оо .

При пересечении автомобильной и железной дорог в одном уровне кон­трольная отметка проектной линии принимается равной отметке головки рельса. Автомобильная дорога на протяжении не менее 2 м от крайнего рель­са должна иметь в продольном профиле горизонтальную площадку, или вер­тикальную кривую большого радиуса. Подходы автомобильной дороги к пе­ресечению на протяжении 50 м следует проектировать с продольным укло­ном не более 30 /_оо.

При пересечении водотоков устраивают искусственные сооружения Малые искусственные сооружения  это водопропускные трубы и мосты длиной до 25 м, средние — мосты длиной от 25 до 100 м.

В данной работе отверстия водопропускных труб назначают конст­руктивно. Трубы устанавливают на суходолах или небольших ручьях. Типо­вые трубы бывают круглые, одноочковые и многоочковые, и прямоугольные. Отверстия круглых труб  0,5; 0,6; 0,8; 1,0; 1,4; 1,6; 2,0; 2,4 м; прямоуголь­ных - 2,0; 2,5; 3,0; 4,0 м. Круглые трубы с отверстием 0,5; 0,6 м устанавлива­ют на съездах и переездах; трубы с диаметром отверстия 1,0 м применяют при высоте насыпи до 4,5 м, а с диаметром до 1,6 м - до 7 м. Прямоугольные трубы применяют при высоте насыпи до 20 м. При установке труб на ручьях отверстие их должно быть не менее 1,2 м.

Контрольная отметка над трубами вычисляется по формуле

H_K = H₃ + d + t + 0,5,

где Нз  отметка поверхности земли, м;

d  внутренний диаметр круглой трубы или высота прямоугольной, м;

t  толщина стенки трубы (в курсовом проекте можно принять 0,10 м).

Мосты проектируют на постоянных водотоках. Для мостов через несу­доходные реки контрольная отметка

Н_к = РУВВ + Z + C,

где РУВВ - расчетный уровень высокой воды (можно принять условно на 1 - 2 м выше отметки бровки русла);

Z - расстояние от РУВВ до низа пролетного строения, Z = 0,5 - 1,5 м: С - высота пролетного строения.

Проектирование продольного профиля состоит в нанесении проектной линии и вычислении проектных и рабочих отметок. Отметки проектной ли­нии для вновь проектируемых дорог относятся к бровке земляного полотна, а при реконструкции существующих дорог  к оси дороги.

На продольный профиль можно наносить проектную линию по обер­тывающей и по секущей. Проектирование по обертывающей чаще всего при­меняют для равнинной и слабопересеченной местности; проектируемую ли­нию наносят, следуя основным изгибам поверхности земли, с соблюдением рекомендуемых рабочих отметок и уклонов не выше максимально допусти­мого для дороги данной категории. По возможности следует избегать в про­дольном профиле частых переломов проектных линий, т.е. не проектировать пилообразный профиль. Не рекомендуется устраивать длинные горизонталь­ные участки на нулевых местах и при низких насыпях.

В условиях холмистого, сильно пересеченного рельефа проектную ли­нию наносят по секущей с примерным балансом земляных масс для смежных участков насыпей и выемок. (При оценке на глаз площадь участка выемки должна быть примерно на 25-30 % меньше площади чередующейся насы­пи). Для обеспечения водоотвода проектную линию в выемке наносят с укло­ном не менее 5 /_оо , проектирование горизонтальных участков в выемке не до­пускается. При этом следует избегать мелких выемок большой протяженно­сти. Такие выемки обычно сырые и снегозаносимые. Иногда приходится ог­раничивать глубину выемок по гидрогеологическим условиям, чтобы обеспе­чить нормируемое возвышение поверхности покрытия над уровнем грунтовых вод.

Проектная линия продольного профиля состоит из прямолинейных участков и вертикальных кривых. Согласно [2] вертикальные кривые должны вписываться в местах переломов проектной линии в продольном профиле при алгебраической разности уклонов смежных линий 5 /_оо и более на дорогах I и II категорий, 10 /_оо и более - на дорогах III категории, и 20 /_оо и более  на дорогах IV и V категорий. Уклоны на подъемах считают со знаком "плюс", а на спусках - со знаком "минус". При разноименных уклонах смежных линий алгебраическая разность равна сумме смежных уклонов, а при одноименных уклонах - разности смежных уклонов.

Для повышения плавности движения радиусы вертикальных кривых нужно принимать возможно большими.

В настоящее время распространен метод проектирования продольного профиля вертикальными кривыми, сопрягающимися непосредственно друг с другом или при помощи прямых вставок.

При построений проектной линии методом вертикальных кривых на точно вычерченный профиль местности накладывают прозрачные шаблоны вертикальных кривых разных радиусов, выполненных в масштабах продоль­ного профиля (приложение А). По краю шаблона нанесены штрихи с указа­нием уклонов в тысячных. На шаблонах имеются также горизонтальные и вертикальные линии для правильного их ориентирования при работе на мил­лиметровой бумаге. Участки проектной линии в виде прямых удобно наме­чать с помощью треугольника уклонов, лучи которого имеют различные ук­лоны от 10 до 100/_оо..

Проектную линию наносят в определенной последовательности:

- намечают отметки начала и конца проектируемого участка исходя из условия сопряжения с соседними участками;

- на продольный профиль поверхности земли наносят контрольные точки;

- выделяют длинные - более 200 м для дорог III, IV категорий и 300 м для I, II категорий - прямолинейные участки профиля земли, проводят парал­лельно им прямые линии на высоте руководящей отметки с учетом контроль­ных отметок;

- по шаблонам вписывают вертикальные кривые в зонах путепроводов, при этом шаблон располагают так, чтобы вершина выпуклой кривой разме­щалась над путепроводом, если профиль земли примерно горизонтален, или смещалась вверх на величину i R на уклоне i;

- выделяют выпуклые участки профиля и по шаблонам наносят проект­ную линию в виде выпуклой кривой на высоте руководящей рабочей отметки по методу обертывающей или по методу секущей (с устройством выемки), если нормативы при проектировании по обертывающей не выдерживаются;

- вписывают по шаблонам проектную линию на вогнутых участках с учетом контрольных точек у труб и мостов и сопряжения с соседними участ­ками;

- сопрягают соседние кривые прямыми вставками, касательными к кри­вым, или круговыми кривыми, отмечая уклоны и места сопряжения в соответ­ствующей графе сетки профиля;

- обозначают элементы проектной линии в графе «Уклон и вертикаль­ная кривая» продольного профиля; оформление элементов проектной линии показано на рисунке 1 и в приложении В.

При построении проектной линии нужно избегать резких переломов профиля от одних уклонов к другим, а также применения кривых малого ра­диуса между длинными прямыми и коротких прямых вставок между смеж-ными кривыми большого протяжения, применения кривых малого радиуса в конце затяжных спусков.

Построение проектной линии начинают с трудного участка. Такими яв­ляются участки с контрольными точками, с пересеченным рельефом. Если их на трассе несколько, то следует начинать с участка, расположенного ближе к середине трассы.

После графического построения проектной линии продольного профи­ля вычисляют проектные отметки для всех пикетов и плюсовых точек, в том числе и для главных точек горизонтальных и вертикальных кривых. Проект­ные отметки точек на прямых вычисляют по формуле

Н_П = Н_ПР + id,

где Н_ПР - известная проектная отметка предыдущей точки;

i  проектный уклон;

d - горизонтальное расстояние между точкой, в которой определя­ется отметка, и предыдущей.

Проектные отметки точек вертикальных кривых определяют в соответ­ствии со схемой, приведенной на рисунке 2. При известной отметке начала вертикальной кривой Н_нк находят отметку вершины кривой Н_вк:

H_нк = H_вк ± h,

где

,

знак «+» принимают при выпуклых кривых, знак «»  при вогнутых.

Расстояние от начала вертикальной кривой НК (точки сопряжения кри­вой с прямой уклона i) до ее вершины

l = i ∙ R.

Зная отметку вершины кривой Н_вк, можно определить отметку любой точки кривой (пикета, плюсовой точки), отстоящей от вершины на расстоя­нии l_n

H_n = H_вк ± h_n ,

где

,

знак «+» соответствует вогнутым кривым, знак «»  выпуклым.

Расстояние l_n от точки n до вершины кривой определяют как разность пикетажа вершины кривой и точки п.

Отметки точек вертикальной кривой можно вычислить с использовани­ем таблиц [8], частично они приведены в приложении Б.

Если вертикальная кривая представлена только частью восходящей или нисходящей ветви кривой и не имеет вершины, то расчет расстояний l_n и от­меток H_n производят, как указано выше, только относительно мнимого по­ложения вершины.

Рисунок 1  Обозначение вертикальных кривых продольного профиля

Рисунок 2  Схема к определению точек вертикальной кривой
Вычисленные проектные отметки записывают в продольный профиль в графу "Отметка бровки земляного полотна". По этим отметкам наносят точ­ки на продольный профиль. Если обнаруживается отклонение рассчитанной проектной линии от построенной графически, то в последнюю вносят ис­правления.

Рабочие отметки вычисляют как разность проектных отметок и отметок земли. На участках перехода насыпи в выемку вычисляют положение точек нулевых работ.

Для обеспечения плавности запроектированной дороги должны соблю­даться рациональные сочетания элементов плана и продольного профиля. Кривые в плане и продольном профиле, как правило, слезет совмещать. При этом кривые в плане должны быть на 100 -150 м длиннее кривых в продоль­ном профиле, а смещение вершин кривых должно быть не более 1/4 длины меньшей из них. Следует избегать сопряжений концов кривых в плане с на­чалом кривых в продольном профиле. Расстояние между ними должно быть не менее 150 м. Если кривая в плане расположена в конце спуска длиной свыше 500 м и с уклоном более 30 /_оо, радиус ее должен быть увеличен не менее чем в 1,5 раза по сравнению с предельно допустимой нормой. В таком случае кривая в плане и вогнутая кривая в продольном профиле должны быть совмещены в конце спуска. При необходимости в продольный профиль и план трассы вносят изменения.

Продольный профиль должен быть вычерчен на миллиметровой бумаге в соответствии с ГОСТ 21.511-83.

В отчете следует дать описание проектной линии. При этом указать: принятые методы нанесения проектной линии по участкам трассы; положение проектной линии относительно контрольных точек; обос­нование проектируемых высоких насыпей и глубоких выемок; обоснование принятых радиусов вертикальных кривых; обеспеченность водоотвода в про­дольном профиле.

скачать