Методика 2009 ОПАД

3.10. Сравнение основных технических параметров дороги, полученных

расчетом, с нормативными.

После определения расчетом основных параметров дороги, полученные результаты сравниваются с рекомендуемыми СНиП 2.05.02-85* Сравнение ведется в форме табл. 1.

При сравнении в качестве расчетного принимается лучший параметр, то есть больший минимальный радиус, меньший минимальный продольный уклон и т.д.

Расхождение с нормами СНиП объясняются тем, что последние приняты для средних условий. В эти нормы можно вводить поправки, если они обоснованы технико-

экономическими расчетами.

4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПЛАНА ДОРОГИ

В задании для кривых участков по значениям угла поворота α и радиуса круговой кривой R определяются основные элементы закруглений: Т – дорожный тангенс, м; Б –

дорожную биссектрису, м; К – длину кривой, м; Д – домер кривой, м. Их значения определяют по таблицам или следующим формулам:

21

Для обеспечения плавного въезда в круговую кривую малого радиуса и выезда из кривой последние сопрягают с прямыми участками трассы посредствам переходных кривых. На дорогах общего пользования переходные кривые устраиваются на дорогах всех категорий с радиусом 2000 м и менее:

Приведѐнные длины переходных кривых следует рассматривать как минимально допустимые. Нормативную длину переходных кривых целесообразно увеличить в 1,5 – 2

раза, это придаст трассе дороги большую плавность и будет способствовать проезду по кривой без снижения скорости.

В практике проектирования автомобильных дорог наибольшее распространение получили переходные кривые типа клотоиды, которые характеризируются линейным законом нарастания кривизны. В качестве переходной кривой, как самостоятельного элемента трассы, применяется только начальный участок клотоиды от точки отхода от прямого участка, где r=∞, до точки на кривой, где r=R (на расстояние L от начала клотоиды).

Уравнение клотоиды имеет вид:

где r – радиус кривизны;

S – расстояние от начала клотоиды до любой точки на ней.

C – параметр клотоиды: С RL (R – радиус круговой кривой, L – длина переходной кривой (клотоиды)).

22

Существует метод определения ρ и t по таблицам (Ксенодохов В.И. Таблицы для клотоидного проектирования и разбивки плана и профиля автомобильных дорог. М.,1981): вычисляется угол переходной кривой , затем по аргументу находим по

Основные геометрические элементы горизонтальных закруглений с переходными клотоидными кривыми:

После определения всех элементов круговых и переходных кривых заполняют ведомость углов поворота, прямых и кривых.

24

Пикетажное положение главных точек закругления определяют согласно формулам:

где l - сумма длин прямых вставок, м;

L- сумма длин всех прямых участков трассы между вершинами углов, м;

К- сумма длин кривых участков трассы, м;

Д- сумма домеров, м;

лев - сумма левых углов поворота;

пр - сумма правых углов поворота;

Азн - азимут начального направления трассы;

Азк - азимут конечного направления трассы.

5.ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОДОЛЬНОГО ПРОФИЛЯ

5.1.Определение отметок контрольных точек

Проектирование продольного профиля следует начинать с определения контрольных точек и их отметок. Контрольными точками являются отметки примыкания проектируемой дороги в начальной и конечной точках, отметки пересечения в одном уровне автомобильными и железными дорогами, отметки улиц населенных пунктов, через которые проходит проектируемая дорога.

К контрольным точкам следует также отнести минимальные отметки насыпи в местах пересечения водотоков, автомобильных и железных дорог в разных уровнях. Эти отметки не могут быть уменьшены. Увеличение их допустимо.

25

Наиболее сложно назначать рабочие отметки на участках у искусственных сооружений. Положение проектной линии на таких участках должно обеспечить незатопляемость подходов и возвышение низа пролетного строения над поверхностью воды, достаточное длянормальной работы в период пропуска высоких вод.

Ориентировочное значение отметки по оси малого моста может быть вычислено по формуле:

(67)

где Нр – глубина протекания воды с учетом подпора у входа в сооружение, м;

Z – высота просвета между уровнем подпертой воды (УПВ) и низом пролетного строения, м. Значение Z для малых мостов принимается из условия, что просвет должен обеспечить безопасный пропуск плывучих предметов и неподтопление пролетного строения при паводках;

hпс – высота пролетного строения, м.

В местах пересечений периодически действующих водотоков, где для пропуска воды укладываются трубы, рабочая отметка должна обеспечить нормальное их размещение. На подходах к трубам (и малым мостам) бровка земляного полотна должна возвышаться над расчетным горизонтом с учетом подпора воды перед сооружением не менее чем на 0,5 м

при безнапорном режиме и не менее 1 м при напорном и полунапорном.

При безнапорном режиме протекания потока минимальная рабочая отметка (высота насыпи) над трубой должна быть не менее вычисленной по формуле:

(68)

где d – диаметр круглой трубы или высота в свету прямоугольной трубы, м (определяется гидравлическим расчетом в зависимости от расчетного расхода воды);

δ – толщина стенки круглой трубы или толщина плиты перекрытия прямоугольной трубы, м (0,12 – 0,16 м);

– толщина засыпки трубы у входного оголовка, м; принимается равной 0,5 м

при толщине дорожной одежды менее 0,5 м. При толщине дорожной одежды hдо>0,5 м

толщину засыпки следует принять > hдо.

При полунапорном и напорном режимах минимальная рабочая отметка равняется:

26

hн – нормативное значение минимального возвышении поверхности покрытия над уровнем верховодки или длительно стоящих поверхностных вод, м; принимается по числителю табл.21 СНиП 2.05.02-85*.

По условию незаносимости дороги снегом руководящая отметка равна:

где Нсн - расчетная высота снегового покрова, м; принимается в зависимости от района строительства по среднемноголетним наблюдениям (при вероятности превышения

5%);

h6p - наименьшее возвышение бровки насыпи над уровнем снегового покрова, м. Значение h6p принимают в зависимости от категории дороги (пункт 6.33 СНиП

2.05.02-85*).

Проектирование должно вестись в основном насыпью, выемки допускаются для смягчения профиля при пересечении явно выраженных водоразделов и на спусках к

водотокам или суходолам. Проектная линия может быть обѐртывающей или секущей.

Обѐртывающую проектную линию назначают приблизительно параллельно

поверхности земли, следуя за складками местности, при этом не следует проектную линию делать волнистой за счет повторения мелких складок рельефа. Этот метод широко применяют в равнинной местности, обеспечивая небольшие объѐмы земляных работ.

Чем сложнее рельеф и выше класс дороги, тем чаще приходится прибегать к проектированию по секущей, при которой предусматривается частичная срезка холмов или гряд с устройством выемок и использования полученного из них грунта для отсыпки соседних насыпей.

Не следует допускать потерь высоты, т.е. на длинных участках с общим подъемом не должно быть отдельных элементов с обратным уклоном.

При длительных подъемах с уклоном, близким к максимальному, лучше в начальной и конечной части подъема сделать уклоны меньшие, а в средней – равный максимальному. Это больше соответствует динамике движения автомобиля и рельефу местности.

В выемках и в нулевых отметках для обеспечения водоотвода необходим продольный уклон не менее 5 ‰.

Нанесение на продольном профиле проектной линии является сложной многовариантной задачей, требующего поиска наилучшего решения.

Более подробные указания и нормы проектирования продольного профиля даны в литературе [1, 2, 4].

28

5.3.Проектирование вертикальных кривых

Вточках перелома профиля с алгебраической разностью смежных участков 5 ‰ и

более для дорог I, II категории, 10 ‰ и более – для дорог III категории, 20 ‰ и более –

остальных категорий, необходимо устраивать вертикальные кривые. Радиусы вертикальных кривых следует принимать, возможно большими, но с учетом размещения тангенсов на элементах между точками перелома профиля.

При проектировании вертикальных кривых можно использовать приближѐнные зависимости.

Длина вертикальной кривой

Дорожный тангенс вертикальной кривой

Дорожная биссектриса вертикальной кривой

Т 2

БВ В (74)

2 К

где i – алгебраическая разность уклонов сопрягаемых прямых продольного профиля, относительная величина.

Пикетные значения начала (ПК НВК) и конца (ПК КВК) вертикальных кривых определяются от пикета перелома продольного профиля (ПК ПП)

Пикет вершины кривой находятся в зависимости от схемы сопряжения прямых продольного профиля. Если сопрягаемые прямые имеют наклоны в разные стороны, то есть один уклон со знаком «+», а другой - со знаком «–», то вершина расположена в пределах этой кривой.

где i1, i2 – уклоны сопрягаемых прямых, относительная величина.

29

Если уклоны сопрягаемых прямых направлен в одну сторону, то вершина кривой находится за пределами кривого участка.

При / i1 / > / i2 /

При / i1 / < / i2 /

Вертикальные кривые описываются по квадратичной параболе с уравнением:

где hX – превышение заданной точки кривой над вершиной, знак «+» соответствует вогнутой кривым, знак «–» - выпуклой, м;

lX – расстояние по оси абсцисс от вершины до произвольной точки на кривой, м;

R – радиус вертикальной кривой, м.

При проектировании продольного профиля вертикальными кривыми используются прозрачные лекала – шаблоны с различными радиусами вертикальных кривых. Лекала изготовляются в том же масштабе что и продольный профиль, на них вертикальными линиями и цифрами обозначаются продольные уклоны. Значение уклонов даются в тысячных. Вершина кривой обозначена цифрой «0». Для работы с шаблоном на нѐм нанесена вертикальная и горизонтальная линии.

Дальнейшие расчѐты сводятся в таблицу (табл. 5). В столбцы 1, 2 заносится пикетные и плюсовые точки на всей длине вертикальных кривых, а так же пикетные отметка вершин и сопряжения кривых. Места сопряжения вертикальных кривых рассчитываются по формуле:

где ХС – расстояние от вершины первой кривой до точки сопряжения со второй кривой; lВ - расстояние между вершинами смежных кривых;

R1, R2 - радиусы сопрягаемых вертикальных кривых.

30