Выбор направления и ориентирование трассы

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Уральский государственный лесотехнический университет

УГЛТУ

 

Кафедра транспорта и дорожного строительства

 

А.Ю. Шаров

А.А. Чижов

КОНСТРУКЦИЯ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

Методические указания для выполнения курсовой работы

для студентов очной и заочной форм обучения подготовки бакалавров

направления 190702.62 (23.03.01) «Технология транспортных процессов» – (бакалавр техники и технологии)

 

Екатеринбург 2015

CОДЕРЖАНИЕ

 

	Введение ……………………………………………………….
1.	План трасы……………………………………………………..
1.1.	Выбор направления и ориентирование трассы ……………..
1.2.	Пример ориентирования трассы ……………………………..
2.	Камеральное трассирование ………………………………….
2.1.	Укладка трассы и определение основных элементов круговых кривых …………………………………………………….
2.2.	Пример укладки трассы и определения основных элементов круговых кривых …………………………………………
2.3.	Детальная разбивка круговой кривой ……………………….
2.4.	Пример детальной разбивки круговой кривой ……………...
3.	Продольный профиль ………………………………………...
3.1.	Общие положения …………………………………………….
3.2.	Подготовка исходных данных для проектирования продольного профиля ………………………………………..........
3.3.	Основные требования к положению проектной линии продольного профиля ……………………………………………..
3.4.	Проектирование проектной линии графоаналитическим способом ……………………………………………………….
3.5.	Пример проектирования продольного профиля …………….
4.	Проектирование земляного полотна ………………………...
4.1.	Элементы земляного полотна ………………………………..
4.2.	Земляное полотно в насыпях и выемках …………………….
5.	Проектирование нежестких дорожных одежд ……………...
5.1.	Конструирование нежестких дорожных одежд …………….
5.2.	Расчет количества приложений расчетной нагрузки на поверхность конструкции ……………………………………….
5.3.	Пример расчет количества приложений расчетной нагрузки на поверхность конструкции …………………………………
	Библиографический список …………………………………..
	Приложение …………………………………………………...

Введение

Проблема безопасности движения индивидуальна для каждой страны или даже её районов и должна решаться самостоятельно с учетом природно-климатических особенностей и дорожных условий.

В России обеспечение безопасности движения приобрело общена­циональное значение. Повышению безопасности движения был пос­вящен и посвящаются ряд правительственных постановлений. В тоже время решение проблемы безопасности дорожного движения требует проведения комплексных мероприятий.

Для решения проблемы обеспечения безопасности движения студенту необходимы знания об автомобильной дороге как инженерном сооружении.

Цель курсовой работы – научится самостоятельно решать вопросы ориентации трассы, определять основные элементы и главные точки закруглений, строить продольный и поперечный профиля, выбирать тип дорожной одежды и определять число приложений нагрузки.

 

План трассы

 

Ось дороги, проложенная на местности, называется трассой, а графическое изображение ее проекции на горизонтальной плоскости, выполненное в определенном масштабе, – планом трассы.

 

Пример ориентирования трассы

 

Дирекционный угол первого прямолинейного участка трассы между НТ и УП: φ_нач = 127°00′.

Первый угол поворота α_{1-провый} = 20°45′, второй угол поворота α_2-левый = 37°00′.

Дирекционные углы последующих направлений равны:

дирекционный угол φ₂ линии ВУ1 – ВУ2:

 

φ₂ = φ₁ + α_{1-провый} = 127°00′ + 20°45′ = 147°45′;

 

дирекционный угол φ_кон линии ВУ2 – КТ (конечный):

 

φ_кон = φ₂ – α_2-левый = 147°45′ – 37°00′ = 110°45′.

 

Контроль правильности вычислений дирекционных углов всех прямолинейных участков трассы:

 

110°45′ – 127°00′ = 20°45′ – 37°00′ = – 16°15′

 

Вычисление румбов:

φ_нач = 127°00′ (II четверть);

r_нач = 180°00′ – φ₁ = 180°00′ – 127°00′ = 53°00′ (ЮВ);

φ₂ = 147°45′ (II четверть);

r₂ = 180°00′ – 147°45′ = 32°15′ (ЮВ);

φ_кон = 110°45′ (II четверть);

r_кон = 180°00′ – 110°45′ = 69°15′ (ЮВ).

 

 

Камеральное трассирование

 

Камеральное трассирование линейных сооружений выполняют на двух стадиях проектирования: для разработки предпроектной документации и разработки проекта.

 

Пример детальной разбивки круговой кривой

 

Детальную разбивку круговой кривой производят, как правило, до середины кривой (СК), далее зеркально.

Исходные данные: R = 800 м; к = 25 м; К = 125,66 м; α = 9°00′; НКК = 1800,00, СК = 1862,83 м.

м

м

Данные заносим в ведомость координат X и Y для детальной разбивки круговой кривой (табл. 2.1)

Таблица 2.1

Ведомость координат Х и Y для детальной разбивки круговой кривой

№	Положение	Расстояние	Координаты
ПК	+	К	Х	Y
НКК		00,00
		25,00		24,99	0,39
		50,0		49,95	1,56
СКК		62,83	62,83	62,77	2,47

Продольный профиль

Общие положения

 

Продольный профиль дороги – это проекция оси дороги на вертикальную плоскость, совпадающую с направлением дороги.

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.

Для изображения продольного профиля дороги на чертеже принимают основные масштабы: по горизонтали 1:5000; по вертикали 1:500; грунтовый 1:50 (допускается 1:100). Масштабы изображения указывают над боковиком таблицы (рис. 3.1).

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).

 

Рис. 3.1. Таблица боковика продольного профиля

Последовательность вычерчивания продольного профиля:

1. Разбивают графу «Расстояние» на пикеты и снизу (в графе «Пикет, Элементы плана, Километры») подписывают номера пикетов. Положение плюсовых точек показывают в пикетах вертикальными линиями и записывают расстояния между точками.

2. Показывают в графе «Пикет; Элементы плана; Километры» километровые знаки, прямые и кривые плана трассы. На прямых участках сверху указывают их длину, а снизу – румб. Кривые в плане от начала закругления (НЗ) до конца закругления (КЗ) показывают скобками вверх – при правом повороте, вниз – при левом. В точках НЗ и КЗ указывают расстояния до предыдущих пикетов. На свободном месте записывают номер и величину угла, значение радиуса, вираж и уширение.

3. Записывают в графу «Отметка земли» фактические отметки земли, (вычисленные по горизонталям на карте).

4. Устанавливают условный горизонт (УГ) для вычерчивания профиля (условный горизонт равен 2 см.). Линию поверхности земли в самой нижней точке рекомендуется располагать на расстоянии 14 – 16 см от верхней линии сетки. Принятую величину УГ заносят на верхнюю линию сетки продольного профиля.

5. По данным графы «Отметка земли» строят линию поверхности земли по оси дороги, откладывая против каждого пикета и плюсовой точки (по вертикали от верха рамки сетки) ординаты, равные Н_з – отметка поверхности земли.

6. Для заполнения графы «Тип местности по увлажнению» необходимо установить номер типа местности по признакам увлажнения верхнего слоя земли. Классификация типов местности по характеру и степени увлажнения представлена в прил. 1, табл. 1. Основные признаки увлажнения (сток поверхностных вод, уровень подземных вод и др.) устанавливаются по топографической карте (по результатам бурения скважин) и на основе характеристик района проложения трассы.

7. Оставшиеся графы заполняют по результатам принятых проектных решений.

При вычерчивании продольного профиля необходимо пользоваться соответствующими условными знаками.

 

Подготовка исходных данных для проектирования

Продольного профиля

 

Отметки поверхности земли снимают с топографической карты по оси проложенной трассы, вычисляя их на каждом пикете и плюсовых точках. Плюсовыми точками на карте являются точки пересечения оси дороги с горизонталью.

Отметки земли вычисляют двумя способами: интерполяцией и экстраполяцией (рис.3.1). Если пикет или плюсовая точка расположены между соседними горизонталями, отметки вычисляют методом интерполяции.

 

 

Рис. 3.1. Схема к определению отметок земли

а – метод интерполяции, б – метод экстраполяции

 

, (3.1)

где Н_i – отметка горизонтали, м;

а – расстояние от пикета до горизонтали (кратчайшее – метод интерполяции, по оси дороги – метод экстраполяции),мм;

Δ – высота сечения горизонталей (сплошная линия – 5 м, пунктирная – 2,5 м), м;

l – расстояние между горизонталями, мм.

Отметки точек, расположенных внутри замкнутой горизонтали или за пределами горизонталей, определяют экстраполяцией.

Для определения графического положения проектной линии необходимо определить рабочие отметки контрольных точек. Рабочая отметка определяется как разность между проектной отметкой и отметкой земли по оси дороги.

Контрольными называют точки, где высотное расположение проектной линии строго фиксируется вследствие ситуационных особенностей и требований строительных норм.

Контрольными точками являются: начальная точка трассы; пересечения трассы с реками и периодически действующими водотоками; пересечения с автомобильными и железными дорогами; границы различных контурных зон и ограничивающие точки, ниже которых не допускается прохождение проектной линии.

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

, (3.2)

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

δ – толщина стенки круглой трубы или толщина плиты перекрытия прямоугольной трубы, м;

Δ – толщина засыпки трубы у входного оголовка, м, принимается равной 0,5 м при толщине дорожной одежды (h_до)менее 0,5 м, при h_до> 0,5 м толщину засыпки следует принять Δ≥h_до;

h_до – толщина дорожной одежды, м.

Руководящая отметка (Н_рук) – это отметка, которой следует придерживаться при нанесении проектной линии. Величина руководящей отметки определяется по СНиП [1] с учетом ограничений и требований, зависящих от ДКЗ, типа грунта и типа местности по увлажнению (табл. 3.1).

По условиям увлажнения верхней толщи грунта строительные нормы выделяют три типа местности:

1-й тип – сухие участки;

2-й тип – сырые участки с избыточным увлажнением в отдельные периоды года;

3-й тип – мокрые участки с постоянным избыточным увлажнением.

 

Таблица 3.1

Наименьшее возвышение поверхности покрытия

 

Грунт рабочего слоя	Наименьшее возвышение поверхности покрытия, м, в пределах дорожно-климатических зон
II	III	IV	V
Песок мелкий, супесь легкая крупная, супесь легкая	1,1/0,9	0,9/0,7	0,75/0,55	0,5/0,3
Песок пылеватый, супесь пылеватая	1,5/1,2	1,2/1,0	1,1/0,8	0,8/0,5
Суглинок легкий, суглинок тяжелый, глины	2,2/1,6	1,8/1,4	1,5/1,1	1,1/0,8
Супесь тяжелая пылеватая, суглинок легкий пылеватый, суглинок тяжелый пылеватый	2,4/1,8	2,1/1,5	1,8/1,3	1,2/0,8
Примечание. В числителе - возвышение поверхности покрытия над уровнем грунтовых вод, верховодки или длительно (более 30 сут.) стоящих поверхностных вод, в знаменателе - то же над поверхностью земли на участках с необеспеченным поверхностным стоком или над уровнем кратковременно (менее 30 сут.) стоящих поверхностных вод.

 

Для безошибочного определения типа местности по увлажнению необходимо пользоваться классификацией СНиП (см. прил. 1, табл. 1), где представлены для II-V дорожно-климатических зон и каждого типа местности классификационные признаки по условиям увлажнения верхней толщи грунтов.

На местности, отнесенной к 1-му типу (сухие участки), руководящую отметку, как правило, назначают по условию незаносимости дороги снегом.

На участках, отнесенных к местности 2-го типа (сырые участки), когда поверхностный сток не обеспечен, но поверхностные воды стоят кратковременно (менее 30 сут.) и грунтовые воды не влияют на увлажнение верхней толщи, руководящая отметка равна знаменателю табл. 3.1.

На участках 3-го типа, где поверхностные воды стоят длительно (более 30 сут.) и влияют на увлажнение верхней толщи, а также при наличии верховодки и болотных и полуболотных почв руководящая отметка равна:

, (3.3)

где Н_д – высота длительно стоящих поверхностных вод, м, устанавливается по данным инженерных изысканий (по заданию на проектирование) или по метеорологическим справочникам;

h_н – нормативное значение минимального возвышения поверхности покрытия над уровнем верховодки или длительно стоящих поверхностных вод, м, принимается по числителю табл. 3.1.

На местности 3-го типа с высоким залеганием грунтовых вод возвышение поверхности покрытия должно соответствовать числителю табл. 3.1, но не превышать табличные значения более чем в 1,5 раза.

По условию незаносимости дороги снегом руководящая отметка равна:

, (3.4)

где H_сн – расчетная высота снегового покрова, м, принимается в зависимости от района строительства по среднемноголетним наблюдениям (при вероятности превышения 5%);

h_бр – наименьшее возвышение бровки насыпи над уровнем снегового покрова, м.

Значение h_бр принимают в зависимости от категории дороги: h_бр = 1,2 м – для дорог I категории и 0,7; 0,6; 0,5 и 0,4 м, соответственно для дорог II, III, IV и V категорий.

Рабочие отметки, установленные по условиям увлажнения земляного полотна на каждом характерном участке, необходимо сравнить с отметкой по условию незаносимости дороги снегом и наибольшую из них принять за руководящую (для данного участка).

В районах, где расчетная высота снегового покрова H_сн>1 м, необходимо проверять достаточность возвышения бровки насыпи над снеговым покровом по условию беспрепятственного размещения снега, сбрасываемого с дороги при снегоочистке. Возвышение бровки насыпи над расчетным уровнем снегового покрова по условиям снегоочистки Δh_sc должно быть не менее вычисленного по формуле:

, (3.5)

где В – ширина земляного полотна, м;

a – расстояние отбрасывания снега с дороги снегоочистителем,м, для дорог с регулярным режимом зимнего содержания допускается принимать а = 8 м.

 

3.3. Основные требования к положению проектной линии

Продольного профиля

 

Современная автомобильная магистраль должна обладать высокими транспортно-эксплуатационными качествами и по возможности удовлетворять требованиям эстетики сооружения. Поэтому задача нанесения проектной линии должна решаться с учетом всех влияющих факторов: рельефа местности, гидрогеологических, гидрологических и прочих условий, а также с учетом требований и ограничений, установленных строительными нормами.

В равнинной местности с плавными формами рельефа проектную линию наносят по принципу обертывающей, т.е. в насыпях с руководящей рабочей отметкой [2].

В пересеченной местности проектная линия в ряде мест может проходить в виде секущей. Проектируя такие участки, необходимо стремиться к обеспечению баланса объемов земляных работ на смежных участках насыпей и выемок.

В горной местности и особенно, если трасса проложена на кру­тых косогорах, положение проектной линии рекомендуется устанав­ливать так, чтобы земляное полотно располагалось в полунасыпи-по­лувыемке, с обеспечением баланса объемов земляных работ в попе­речном направлении.

Не допускается в выемках устройство вогнутых кривых и горизонтальных участков.

При неблагоприятных грунтово-геологических условиях (пучинистые пылеватые грунты) глубину выемки по возможности следует уменьшать, поскольку качество грунтов не позволяет использовать их для отсыпки насыпи на смежных участках дороги.

На открытых участках, где в зимних условиях преобладают направления ветра под углом, близким к 90°, а следовательно, большая вероятность снежных заносов, выемок рекомендуется избегать, особенно мелких. На участках, запроектированных в насыпях, руководящую отметку, как правило, назначают из условия незаносимости дороги снегом.

Продольные уклоны необходимо стремиться принимать не более 30‰. На участках, где по условиям местности не представляется возможным выполнить это условие, допускается принимать предельные уклоны, нормируемые в зависимости от рельефа местности и категории дороги (прил. 1, табл. 2).

Для обеспечения зрительной ясности и плавности движения положение проектной линии необходимо увязывать с планом трассы. Кривые в плане и продольном профиле, как правило, следует 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.

Переломы проектной линии в продольном профиле следует сопрягать кривыми (выпуклыми и вогнутыми) при алгебраической разности уклонов 5‰ и более – на дорогах I и II категорий, 10‰ и более – на дорогах III категории и 20‰ и более на дорогах IV и V категорий.

 

 

Способом

 

Суть графоаналитического способа заключается в том, что на резких переломах продольного профиля проектируют вертикальные кривые параболического очертания, используя для этой цели специальные лекала – шаблоны.

Вертикальная кривая параболического очертания представляет собой геометрическое место векторных точек, уклон которых изменяется по уравнению параболы. Касательная к вертикальной кривой в каждой точке имеет один строго заданный уклон, численная величина которого зависит от радиуса кривой и изменяется постепенно. При этом чем больше радиус параболической кривой, тем медленнее изменяется уклон и координаты векторных точек, а проектная линия становится более плавной.

Векторная точка, в которой касательная к кривой имеет уклон i=0, является вершиной (центром) кривой (рис. 3.2).

 

Рис. 3.2. Схема нисходящих и восходящих ветвей кривых:

а – выпуклая кривая; б – вогнутая кривая

 

При расположении начала координат в вершине кривой координаты параболической кривой связаны уравнением:

, (3.6)

где X и Y – координаты параболы;

R – радиус кривизны.

В дорожном проектировании принято допущение о равенстве длины элемента профиля его горизонтальной проекции (на рис. 3.3 отрезок кривой МО=l), поэтому для привязки вертикальной кривой в продольном профиле пользуются уравнением:

, (3.7)

 

где h – превышение вершины параболической кривой над любой (произвольно взятой) точкой М в пределах этой кривой.

Нанесение проектной линии графоаналитическим способом состоит в том, чтобы выполнить стыкование или сопряжение рационально подобранных прямолинейных отрезков проектной линии, а также отрезков вертикальных кривых заранее подобранных радиусов.

 

 

Рис. 3.3. Расчетная схема параболической кривой (выпуклая кривая)

 

Под стыкованием понимают соединение двух смежных элементов проектной линии путем продления одного или обоих. В качестве стыкуемых элементов могут быть только прямолинейные участки или только кривые (рис. 3.4).

 

а б

Рис. 3.4. Схемы стыкования:

а – двух прямых участков (при условии i₁=i₂); б – двух кривых (при условии R₂>R₁)

 

Для проектирования вертикальных кривых используют прозрачные лекала - шаблоны, изготовленные в масштабе продольного профиля. Шаблоны представляют собой параболические очертания вертикальных кривых различных радиусов. На рис. 3.5 показан шаблон вертикальных кривых R=2500 м (верхний обрез шаблона) и R=1000 м (нижний обрез).

На периметре шаблонов цифрами показаны (в тысячных) уклоны касательных в точках, обозначенных штрихами. Вершина кривой обозначена цифрой 0 (уклон касательной i = 0). Для ориентирования на шаблоны нанесены горизонтальная и вертикальная линии. При работе эти линии должны точно совпадать с сеткой миллиметровой бумаги.

При пользовании шаблонами необходимо соблюдать следующие правила.

1. При подборе положения проектной линии шаблоны можно перемещать относительно линии поверхности земли вверх, вниз, вправо, влево, но при этом оси шаблона (горизонтальная и вертикальная линии) должны оставаться строго параллельными линиям миллиметровой бумаги.

2. Смежные вертикальные кривые должны стыковаться между собой в точках с одинаковыми продольными уклонами, т.е. касательные в точке стыковки кривых должны иметь одинаковые уклоны и направления (см. рис. 3.4).

3. При стыковании прямолинейного участка с кривой и наоборот касательная в точке стыкования должна иметь тот же уклон, что и прямолинейный участок.

4. Горизонтальный участок должен начинаться и заканчиваться с вершины кривой (i=0).

 

 

Пикетажное положение связующих точек всегда определяют сразу после нанесения кривой по шаблону, последовательно переходя к следующей.

Наиболее удобно вести расчеты по схеме рис. 3.3 (начало координат расположено в вершине кривой), пользуясь следующими обозначениями:

l – расстояние от вершины кривой до искомой точки, м;

h – превышение вершины кривой над точкой М, м;

i – уклон касательной к кривой в точке М, ⁰/₀₀;

К – длина кривой, м.

Расстояние между двумя любыми точками параболической кривой с уклонами i₂ и i₁ равно:

, (3.8)

где i₂ – уклон точки, расположенной справа от вершины кривой, доли единицы;

i₁ - уклон точки, расположенной слева от вершины, доли единицы.

В формуле (3.8) и последующих принято следующее правило знаков:

– радиусы вогнутых кривых положительны, выпуклых – отрицательны;

– уклоны подъемов положительны, спусков – отрицательны;

– превышения положительны, если последующая точка выше предыдущей, и отрицательны в противном случае. Последовательность точек принимается слева направо. Расстояние от вершины до точки с уклоном i₂, расположенной справа от вершины кривой, равно:

, (3.9)

Расстояние от вершины до точки с уклоном i₁, расположенной слева от вершины:

, (3.10)

Для вычисления превышений связующих точек пользуются формулами:

– превышение правой точки с уклоном i₂ над левой точкой с уклоном i₁ равно:

, (3.11)

Превышение вершины кривой над точкой с уклоном i₂, расположенной справа от вершины:

, (3.12)

Превышение вершины кривой над точкой с уклоном i₁, расположенной слева от вершины:

, (3.13)

При вычислении превышения вершины над промежуточными точками необходимо пользоваться формулами:

– превышение вершины над точкой, расположенной справа от вершины, равно:

, (3.14)

– превышение вершины над точкой, расположенной слева от вершины:

, (3.15)

 

К промежуточным точкам относятся: пикеты, плюсовые и другие точки, расположенные в пределах вертикальных кривых или в пределах прямолинейных участков продольного профиля. К вычислению проектных отметок промежуточных точек приступают только после оценки положения проектной линии и заключения о соответствии рабочих отметок связующих точек требованиям строительных норм.

Проектные отметки промежуточных точек на кривых всегда вычисляют от вершины кривой (от начала координат) в такой последовательности:

– устанавливают по чертежу положение промежуточной точки (расстояние от вершины до промежуточной точки l) и величину радиуса кривой;

– по известным значениям R и l выписывают из таблиц или определяют по формулам превышение вершины над данной точкой;

– вычисляют проектные, а затем и рабочие отметки.

Проектные отметки промежуточных точек на прямых вычисляют по формуле:

, (3.16)

где Н₂ и Н₁ – последующая и предыдущая точки прямой, м;

l – расстояние между искомыми точками, м.

Пример проектирования продольного профиля

 

Задание: запроектировать продольный профиль дороги III категории.

Решение

Подготовку исходных данных выполняем поэтапно. Первый этап заключается в вычерчивании линии поверхности земли и внесении известных фактических данных в соответствующие графы сетки продольного профиля.

На основе описания гидрогеологических и других условий района вычерчиваем грунтово-геологический профиль в масштабе 1:50, где обозначаем основные характеристики грунтов, влияющие на проектные решения (тип грунта, уровень грунтовых вод и др.).

Для установления типа местности используем топографическую карту и следующие исходные данные:

– тип грунта по трассе – суглинки легкие;

– установившийся уровень грунтовых вод (УГВ) в предморозный период на глубине 3,6 м от поверхности земли;

– глубина промерзания грунта 1,9 м.

Согласно СНиП 2.05.02.-85 поверхностный сток считается обеспеченным при уклонах поверхности грунта в пределах полосы отвода более 2‰, а поскольку рельеф местности относится к пересеченному, делаем заключение: поверхностный сток обеспечен.

По табл.1 прил.1 устанавливаем, что если на местности суглинки легкие, то грунтовые воды не оказывают влияния на увлажнение верхней толщи грунтов в случае, если уровень грунтовых вод в предморозный период расположен ниже глубины промерзания не менее чем на 1,5 м. Согласно исходным данным примера УГВ на глубине 3,6 м, а промерзание грунтов до 1,9 м. Вычисляем: 3,6 – 1,9 = 1,7 м>1,5 м. Следовательно, грунтовые воды не оказывают влияния на увлажнение грунта.

Сравнивая другие характеристики местности с классификационными, установленными СНиП 2.05.02-85 для II ДКЗ, делаем заключение: трасса практически на всем протяжении проходит на местности 1-го типа. Исключение – пересечения логов, где 2-й тип местности (зона периодически избыточного увлажнения).

Границы участков по типу местности обозначаем в графе 1 продольного профиля.

Контрольными являются точки пересечения оси трубы с осью дороги: ПК22+00 и ПК28+75. Других точек, относящихся к контрольным, по трассе нет.

Рабочая отметка на ПК22+00 должна быть Н_min = 3,3 м.

На ПК28+75 назначена типовая круглая труба с раструбным оголовком диаметр отверстия d=1,75 м, толщина звена (толщина стенки) δ=0,16 м. Минимальную рабочую отметку на ПК 28+75 вычисляем по формуле (3.2), принимая толщину засыпки над трубой Δ равной толщине дорожной одежды h_до=0,65 м.

1,75 + 2·0,16 +2· 0,65 = 3,37 м.

Руководящую отметку по условиям увлажнения грунта определяем по нормам, установленным в зависимости от ДКЗ и вида грунта (см. табл. 3.1.), а также в зависимости от условия незаносимости дороги снегом. Большую из них принимаем для дальнейших расчетов.

По табл. 3.1 устанавливаем, что на участках с необеспеченным стоком поверхностных вод и суглинках легких возвышение поверхности покрытия над поверхностью земли (или над уровнем кратковременно стоящих поверхностных вод) должно быть не менее 1,6 м.

На участках 1-го типа местности с обеспеченным стоком руководящую отметку назначаем по условию незаносимости дороги снегом по формуле 3.4 (толщина снегового покрова Н_сн=0,74 м).

м.

Сравниваем руководящую отметку по условию увлажнения земляного полотна с вычисленной по формуле (3.4) и принимаем для проектирования продольного профиля на местности 1-го типа наибольшую из них – Н_р=1,6 м.

На участке трассы ПК19 - ПК31 проектную линию наносим с помощью специальных лекал в такой последовательности (рис.3.6.).

1. На продольном профиле, вычерченном по отметкам поверхности земли, намечаем ориентировочное положение отметок контрольных точек (в местах пересечения логов на ПК22 и ПК28+75).

2. Помня, что проектная линия на контрольных точках не может проходить ниже обозначенных отметок, подбираем шаблон для каждого перелома профиля, где разность смежных уклонов более 10 ‰. На проектируемом участке рис. 3.6 такими оказались лекала радиусов R=4000 м, R=5000 м и R=6000 м.

3. Уклон первого прямолинейного участка назначаем i=40 ‰, поэтому нисходящую ветвь первой вертикальной (вогнутой) кривой начинаем вычерчивать с того же уклона 40 ‰ (на шаблоне штрих с цифрой 40). Эта точка является точкой стыкования прямолинейного участка с кривой R=4000 м. Заканчиваем вычерчивание первой вертикальной кривой в точке с допускаемым уклоном i=50 ‰ и т.д.

Пикетажное положение связующих точек (НВК, КВК, ВВК), начиная с вершины кривой до точки с известным уклоном i₁=0,038, расположенной слева от вершины при радиусе 23700 м определяем по формуле (3.10):

l₁= - [0,038 (-23700)]=+900,60, далее определяем пикетажное положение вершины: ПК0 +900, 60 = ПК9 + 0,6.

Затем определяем расстояние от вершины до точки с уклоном i₂= 22⁰/₀₀, расположенной справа от вершины, по формуле (3.9):

 

Таблица 3.2

Нормы проектирования продольного профиля дороги III категории

 

Параметры продольного профиля	Значение по СНиП
Уклоны проектной линии, ‰:
рекомендуемый…………………………………………………….
допускаемый при скорости, км/ч:
100……………………………………………………………………
80…………………………………………………………………….
Радиусы вертикальных кривых, м:
рекомендуемые:
выпуклых кривых…………………………………………………..
вогнутых кривых…………………………………………………...
допускаемые при скорости 100 км/ч:
выпуклых кривых…………………………………………………..
вогнутых кривых…………………………………………………...
допускаемые при скорости 80 км/ч:
выпуклых кривых…………………………………………………..
вогнутых кривых…………………………………………………...
допускаемые в особо трудных условиях рельефа (в горной и сильно пересеченной местности) при скорости 60 км/ч:
выпуклых кривых…………………………………………………..
вогнутых кривых…………………………………………………...
Минимальная длина вертикальной кривой, м:
выпуклой …………………………………………………………...
вогнутой…………………………………………………………….
Алгебраическая разность смежных уклонов, при которой перелом проектной линии должен сопрягаться вертикальной кривой, ‰ ………………………………………………………………	10 и более
Наименьшее расстояние видимости при скорости 100 км/ч, м:
для остановки ……………………………………………………...
встречного автомобиля…………………………………………….
Минимальный уклон проектной линии в выемках, ‰…………..

 

l₂ = (- 0,022) (-23700)=+521,40, находим пикетажное положение конца кривой: КВК=ВВК + l2 = ПК (9 +0,6) +521, 40 = ПК14+22 и вычисляем длину кривой: К=900,60+ 521,40=1422 м.

Поскольку начало кривой R=23000 м совпадает с началом трассы, то согласно ранее выполненным расчетам Н_рук=1,6 м. Следовательно, проектная отметка ПК0 равна: 196,50 +1,6 =198,10. Далее определяем превышение вершины над левой точкой с уклоном i₁=38 ⁰/₀₀ (над точкой ПК0). Искомое превышение определяем по формуле (3.13). С учетом правила знаков имеем:

м.

 

Проектную отметку вершины кривой определяем как сумму первой проектной отметки (ПК0) и превышения h₁: 198, 20 + 17, 11 = 215, 31.

Превышение вершины над точкой с уклоном i₂ = 22 ‰, расположенной справа от вершины вертикальной кривой R=237000 м, находим по формуле (3.12):

м. Проектная отметка конечной точки кривой равна: 215,31 – 5,73 = 209,57.