Разбивка вертикальных выпуклых и вогнутых кривых продольного профиля

Методом тангенсов

Для обеспечения безопасности и плавности движения в изломы проектной линии вписывают вертикальные кривые. Это делают в том случае, если алгебраическая разность уклонов смежных участков превышает допустимый для данной категории дороги (табл. 17 [1]). Вертикальные кривые могут быть двух видов: выпуклые и вогнутые. При проектировании рекомендуют применять радиусы выпуклых кривых не менее 70 000 м, а вогнутых - не менее 8000 м. При невозможности применения данных радиусов их уменьшают, но не менее допустимых для данной категории дороги (табл. 6. [1]). Длину кривых рекомендуют назначать не менее 300 м для выпуклых и не менее 100 м - для вогнутых вертикальных кривых.

При выполнении курсового проекта разбивку круговых кривых не производить.

 

Оформление продольного профиля дороги

Продольный профиль вычерчивают на миллиметровке размерами 297x841 мм. Рамку продольного профиля вычерчивают снизу, сверху и справа по 5 мм от краев листа, а слева - 30 мм. Сетка продольного профиля снизу примыкает к рамке профиля. С левой стороны над сеткой подписывают масштабы, условный горизонт. Над сеткой продольного профиля показывают линию поверхности земли, проектную линию, надземные, наземные и подземные инженерные сооружения, рабочие отметки, грунты, линии ординат переломов проектной линии и поверхности земли, переезды, съезды, развязки, водоотводные канавы, дамбы и т. д.

Рамку продольного профиля, сетку и названия граф сетки, линию поверхности земли, линии показа грунтов, линии ординат переломов поверхности земли вычерчивают тонкой линией черной тушью.

Все элементы продольного профиля, которые проектируют, выполняют красной тушью: проектную линию, все проектируемые сооружения (мосты, трубы, съезды и переезды), линии ординат переломов проектной линии, рабочие отметки.

Красной тушью заполняют следующие строки сетки профиля: "Развернутый план трассы" - ось дороги основной линией: вершины углов поворота - тонкой. "Тип местности по характеру увлажнения", "Тип поперечного профиля" - границы участков и их номер. "Отметки бровки земляного полотна" - все отметки проектной линии. "Уклоны и расстояния" - уклоны, расстояния и линию уклона. "Прямые и кривые плана" - прямые и кривые выполняют основной линией, а также все надписи в этой строке. ''Указатель километров" - ножку, километровый знак и цифру километра.

Все остальные строки сетки заполняют черной тушью: "Грунты", "Отметки земли по оси дороги", "Расстояния", "Пикеты".

Условные знаки в строке ''Развернутый план трассы" показывают в соответствии с топографическими знаками. Некоторые условные обозначения приведены на рис. 14 -16 [1].

 

ПРОЕКТИРОВАНИЕ

ДОРОГИ В ПОПЕРЕЧНОМ ПРОФИЛЕ

Поперечным профилем автомобильной дороги называют изображение на чертеже сечения дороги плоскостью, перпендикулярной ее оси.

В курсовом проекте необходимо запроектировать поперечный профиль автомобильной дороги для пикета _____________._

 

Исходные данные для выполнения работы являются:

 

1. Категория дороги.

По категории дороги из таблицы 6 [1] устанавливаем:

ширину земляного полотна _______________м,

ширину дорожной одежды ________________м,

ширину обочины ________________________м,

ширину полосы отвода устанавливаем из таблицы 30 равной ________м.

2. Проектные отметки бровки земляного полотна на пикете__4___ _________м,

отметки земли по оси дороги на пикете___4___ ______________.

По этим данным устанавливают рабочую отметку (высоту насыпи) Н_нас. = _______м и принимают заложение откосов. m = 1,5.

3. Вид покрытия и конструкция дорожной одежды

В задании предусмотрен следующий вид покрытия ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

По виду покрытия устанавливают поперечный уклон проезжей части по таблице 8 [1]. В нашем случае поперечный уклон проезжей части равен i_п = ________‰. Уклон обочин принимаем на 10 - 30‰ больше поперечного уклона проезжей части, т.е. i_об = ________‰.

Дорожные одежды классифицируют на капитальные, облегченные, переходные и низшие (табл. 19 [1]). Минимальные толщины конструктивных слоев дорожных одежд указаны в таблице 20 [1]. При выполнении курсового проекта можно принять наименование и толщины конструктивных слоев по таблице 21 [1].

В нашем случае мы приняли следующую конструкцию дорожной одежды:

Покрытие ___________________________________________________________

Основание___________________________________________________________

Дополнительный слой основания_______________________________________

Глубина кювет-резерва и его поперечный уклон.

Запроектировать дорогу в поперечном профиле означает установить линейные размеры всех элементов поперечного профиля и определить высотные отметки характерных точек таким образом, чтобы они входили в границы полосы отвода для данной технической категории.

Проектирование дороги в поперечном профиле производят методом последовательных приближений. Для первого приближения принимают глубину резерва Н_р = _____ м. Уклон дна резерва принять 20 промилле.

Метод расчета основан на равенстве объема грунта из резервов и объема земляного полотна без учета дорожной одежды, но с учетом коэффициента уплотнения грунта, принимаемого из таблицы 6.

Таблица 6

Ориентировочные значения коэффициента

относительного уплотнения К_е

 

Грунты и материалы	Значения Ке при коэффициенте требуемой плотности К0
1,0	0,95
Пески, супеси, пылеватые суглинки	1,10	1,05
Суглинки, глины	1,05	1,00
Лессы, лессовидные грунты и черноземы	1,20	1,15
Шлаки: топочные черной металлургии	1,35 – 1,45	1,30 – 1,40

 

Определив все линейные размеры элементов поперечного профиля, сопоставляют их с шириной полосы отвода. Если запроектированный поперечный профиль умещается в ширину полосы отвода, то считают расчет законченным. Если же ширина запроектированного профиля превышает ширину полосы отвода, то производят второе приближение, приняв глубину резерва Н_р = 1,5 м. Больше 1,5 м глубину резерва не принимают. Уклон дна резерва в проекте следует принять 20‰ от оси дороги. Поперечный профиль проектируют на землях, непригодных для сельскохозяйственного назначения.

 

Методика проектирования поперечного профиля, совмещенного

С дорожной одеждой

 

Перед проектированием дороги в поперечном профиле рисуют расчетную схему (эскиз) профиля с показом всех элементов (рис. 3).

По категории дороги устанавливают ширину обочин (к), ширину проезжей части (2л), ширину полосы отвода и заполняют нужные графы сетки эскиза. Зная вид покрытия, определяют поперечный уклон проезжей части и обочин (i_п и i_об) и также заносят в сетку эскиза.

По высоте насыпи принимают крутизну откосов, устанавливают уклон откосов и горизонтальную проекцию откосов. В курсовом проекте крутизну откосов принимают 1:1,5. Определяют уклон откосов i_о = 1/1,5 = 667‰.

Проекцию откосов откосов (g)находят по формуле

 

g = m · H_н. = 1,5H_н. = _________________________м,

 

где m - заложение откоса, равное 1,5;

Hн. - высота насыпи устанавливается на основе исходных данных

Крутизну откосов кювет-резервов принимают такую же, как и для насыпи - 1:1,5.

Определяют расстояние (r) по формуле, приняв глубину резерва (Н_р.) равной 1,0 м.

 

r = mH_p. = 1,5 H_p. = ______________м.

 

Выявленные уклоны и вычисляемые расстояния записывают в графу "Уклон и расстояние".

Ширина резерва понизу (в) определяется путем приравнивания площади двух кювет-резервов к площади поперечного сечения земляного полотна с коэффициентом уплотнения без учета площади дорожной одежды. Решая полученное уравнение, находим по формуле

 

в = (0,5F_н. / Н_р.) - mH_p. = _________________________________=__________м,

 

где Н_р - глубина резерва;

m - заложение откосов, m = 1,5;

F_н - площадь поперечного сечения земляного полотна без учета площади дорожной одежды, вычисляемая по формуле

 

F_н. = (ВН_н. + mН_н.² - F._д.o.)·К_е. = ______________________________________________м²,

 

где В - ширина земляного полотна для нашей категории дороги; В =________м,

Н_н. - высота насыпи; Н_н = ___________м,

m - заложение откосов;

F_д.o. - площадь поперечного сечения дорожной одежды F_д.o. = __________ м²,

К_e. – коэффициент уплотнения грунта (табл. 6), К_e = _______.

Площадь поперечного сечения дорожной одежды корытного профиля вычисляем по формуле

F_д.o. = 2 л·H_д.о. = Ш_пр.ч. H_д..о = ______________________________ м².

 

 

Рис. 3. Расчетная схема поперечного профиля.

 

 

 

В формулах приняты следующие обозначения:

2л = Ш_пр.ч. – ширина проезжей части, равная______м,

В – ширина земляного полотна, равная__________м,

Н_д.о. – общая толщина дорожной одежды, равная _________м,

m – заложение откосов, равное 1,5

 

Вычисляемую ширину резерва понизу и уклон дна резерва также записывают в графу "Уклоны и расстояния" нашей расчетной схемы.

Размер (б) пока записать не можем, так как не знаем глубину резерва в точке 6. Для этого необходимо вычислить высотные отметки по формуле

 

Н_к. = Н_н. + iL, м,

 

где Н_к - искомая высотная отметка;

Н_н. - начальная высотная отметка;

i - заданный уклон;

L - расстояние.

 

В качестве начальной рабочей отметки берется отметка бровки земляного полотна (Н₃). Отметки всех остальных точек находим по формулам

Н₂ = Н₃ + i_об к = _______________________________ ___м,

Н₁ = Н₂ + i_п л = ____________________________________м,

Н₄ = Н₃ - i_о д = ____________________________________м,

Н₅ = Н₄ - i_о г = _____________________________________м,

Н₆ = Н₅ - i_р в. = ____________________________________м.

 

По высотным отметкам Н₄ и Н₅ проводим предварительный контроль правильности расчетов. Так как точка Н₄ расположена на поверхности земли, то ее высотная отметка должна быть равна отметке земли по оси дороги. Точка Н₅ (при глубине резерва Н_р = 1,0 м) должна иметь отметку на 1,0 м меньше отметки земли по оси дороги.

Вычисленные высотные отметки точек записываем в графу "Проектные отметки".

После этого находим глубину резерва в точке 6.

 

Н_р6 = Н_земли - Н₆ = _______________________ м,

 

где Н_земли - отметка земли на оси дороги;____________ м,

Н₆ - высотная отметка точки 6. _____________ м.

После этого находим заложение внешнего откоса кювет-резерва (б)

 

б = m · Н_р6 = 1,5 Н_р6= ___________ м

 

и записываем в графу "Уклоны и расстояния".

Теперь находим высотную отметку точки 7 по формуле

 

Н₇ = Н₆ + i_о l_0..= __________________________________________________ м.

 

Так как точка 7 расположена на поверхности земли, то ее высотная отметка должна быть равна отметке земли по оси дороги.

Ширину обреза (а) принимаем не менее 2,0 м. Просуммировав все линейные размеры элементов поперечного профиля, сопоставляем их с шириной полосы отвода. Если ширина полосы отвода больше, чем сумма, то расчет закончен. В противном случае делаем второе приближение, приняв глубину резерва Н_р = 1,5 м.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

После проведенных расчетов опять повторяем проверку правильности запроектированного поперечного профиля. Находим сумму всех линейных элементов поперечного профиля и сравниваем ее с шириной полосы отвода.

Если профиль умещается в ширину полосы отвода, то делаем заключение, что расчет закончен. В противном случае делаем заключение, что часть грунта для отсыпки насыпи необходимо привозить из сосредоточенного резерва.

Чертеж поперечного профиля выполняется на миллиметровой бумаге в масштабе 1:100, а дорожной одежды – в масштабе 1:10