Вопрос 17

В горной местности при проложении дороги по косогору рабочая отметка по оси дороги не характеризует поперечный профиль и объемы земработ. Это вызвано тем, что при одной и той же отметке по оси дороги при различной крутизне косогора краям земполотна могут соответствовать большие или меньшие выемки или насыпи. Поэтому положение земполотна контролируют по поперечным профилям, добиваясь устойчивого земполотна и по возможности уравновешивания объемов насыпной части и выемки.

На основе опыта проектирования рекомендуется, чтобы на косогорных участках в пределах выемки была расположена часть земполотна не менее следующих величин

Крутизна косогора, град	20	25	30	35	40
Величина врезки, % от общей ширины земполотна	50-65	60-70	70-82	80-100	100

Следует избегать длинных затяжных участков с продольными уклонами превышающими 60‰ . При неизбежности этого через каждые 2-3 км необходимо предусматривать место для остановки автомобилей в виде горизонтальных участков длиной не менее 50м. Земполотно в этих местах должно быть уширено чтобы остановившиеся автомобили не мешали движения. На затяжных спусках рекомендуется устраивать противоаварийные (тормозные) съезды с уклоном вверх для замедления движения автомобиля.

Для устойчивости насыпи против сползания при поперечном уклоне местности более 1:5 на косогоре делают уступы шириной 1-4м, которым придают поперечный уклон в низовую сторону 10-20‰. Наиболее распространенным типом земполотна является полунасыпь-полувыемка. Для обеспечения полной устойчивости земполотна на горных склонах на дорогах I-IIIкатегорий применяют поперечный профиль типа «полка».

Поскольку съезд с дороги потерявшего управляемость автомобиля невозможен устраивают откосы максимальной крутизны, допускаемой слагающими их породами, устанавливая на обочинах надежные ограждения. На крутых склонах при устройстве насыпи на косогоре объем земработ значительно увеличивается, т.к. ее откос располагается под небольшим углом к склону. Поэтому при откосах 1:1,5 и круче прибегают к устройству подпорных стен.

Для защиты откосов выемок из легко выветривающихся пород устраивают защитные стенки. Они не поддерживают откос, как подпорные стенки, а лишь прикрывают его, защищая от природных воздействий.

Рис.1

Защитная стенка с заделкой в скальную породу

Проектирование серпантин.

Во многих случаях место для развития трассы на крутом косогоре очень ограничено и трассу приходится прокладывать зигзагами. Вписывание кривых внутри образующихся острых углов становится невозможным, т.к. длина кривой много меньше, чем сумма ее тангенсов, и поэтому продольный уклон на участке кривой значительно превышает допустимый. В таких случаях применяют кривые, описанные с внешней стороны угла поворота, называемые серпантинами.

Рис.2

Основные элементы серпантины

α - угол серпантины

R- радиус основной кривой

R₁,R₂-радиусы вспомогательных (обратных) кривых

β - угол поворота обратных кривых

m- прямая вставка

T- тангенс обратной кривой

z- горловина серпантины

О - центр окружности основной кривой

К - основная кривая

К₁– вспомогательная кривая

γ - центральный угол

Бβ - биссектриса вспомогательной кривой

Рис.3

Поперечный профиль

С - ширина водоотводной канавы поверху

В-ширина земляного полотна

i– уклон местности

n– коэффициент заложения откоса насыпи

z- горловина серпантины

Расчет основных элементов серпантины выполняют в следующей последовательности:

-вычисляют угол β

tgβ /2 =	- m + √ m2 - R*(2* R1 +R)
	2* (R1 +R)

Отсюда находят угол β

-находят тангенс вспомогательной кривой Т

Т = R₁ *tgβ /2

-определяют расстояние АО

АО = (Т + m) / Соsβ

-вычисляют центральный угол γ

γ = 180⁰+ 2*β - α

-находят биссектрису вспомогательной кривой

Бβ = R₁ * (Secβ /2 – 1)

-вычисляют горловину серпантины

АN = AO*Sin α/2

Z=AN+NB+ 2* Бβ

-определяют требуемое расстояние между ветвями серпантины Z₁достаточное для размещения верхнего и нижнего земляного полотна серпантины

Z₁ = (В+с) / (1 –n*i)

В случае Z₁ >Z₁ серпантину можно разбить

-находят длину основной кривой

K =	π * R * γ
	180

-находят длину вспомогательной кривой

K1 =	π * R1 * β
	180

-находят полную длину серпантины

S = 2*( K₁ + m) + K

Серпантины бывают двух основных видов:

-серпантины 1-го рода - у которых вспомогательные кривые расположены выпуклостями в разные стороны. Они могут быть симметричными (радиусы обратных кривых равны и длина прямых вставок одинакова, центр окружности основной кривой в вершине угла серпантины) и не симметричными (центр основной кривой вне биссектрисы, центр окружности может располагаться в любой из четырех четвертей прямоугольной системы координат).

Рис.5

Симметричная серпантина 1-го рода

Рис.6

Несимметричная серпантина 1-го рода

-серпантины 2-го рода - у которых обратные кривые обращены в одну сторону. Они могут быть полные (центр основной кривой может занимать любое положение относительно вершины угла поворота) и полусерпантины (центр основной кривой расположен на линии, перпендикулярной к одной из сторон угла поворота).

Рис.7

Полная серпантина 2-го рода

Рис.8

Полусерпантина