ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОДОЛЬНОГО ПРОФИЛЯ

⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 7Следующая ⇒

Исходными данными для проектирования продольного профиля автомобильной дороги являются: принятый в п. 4 вариант трассы дороги; значения предельных продольных уклонов и радиусов вертикальных кривых, определенные в табл. 16 (рекомендуется использовать нормативы, приведенные в СНиП 2.05.02-85 п. 4.20* (п. 4 методички); высота снежного покрова, грунтовые и гидрологические условия, приведенные в задании к курсовому проекту.

При нанесении проектной линии следует руководствоваться следующими рекомендациями:

– указаниями, приведенными в п. 4;

– переломы проектной линии следует сопрягать вертикальными кривыми (вертикальные кривые устраивают при алгебраической разности смежных участков более 5 ‰ для дорог I и II категорий; 10 ‰ – для дорог III категории; 20 ‰ – для дорог остальных категорий), радиус кривых следует принимать возможно большим, но с учетом размещения тангенсов на элементах между точками перелома рельефа;

– с целью исключения «пилообразности» продольного профиля не следует чередовать участки спусков с последующими подъемами;

– не следует допускать длинные прямые вставки, предельная их длина приведена в [11, табл. 16];

Таблица 21 - Предельные длины прямых вставок в продольном профиле

Радиус вогнутой кривой в продольном профиле, м	Алгебраическая разность продольных уклонов, %

Наибольшая длина прямой вставки в продольном профиле
	Для дорог I и II категорий
						-
						-
12 000						-
20 000	-	-				-
25 000	-	-	-	-		-
	Для дорог III и IV категорий


	-	-
	-	-	-	-	-

– на одной кривой в плане не следует допускать нескольких вертикальных кривых;

– на длинных участках с общим подъемом не должно быть отдельных элементов с обратным уклоном («потеря высоты»);

– при длительных подъемах с уклоном, близким к максимальному, рекомендуется в начальной и конечной части подъема сделать уклоны меньшие, а в средней – равный максимальному, что будет больше соответствовать динамике движения автомобиля и рельефу местности;

– пересечения автомобильных дорог I – III категорий с железными дорогами следует проектировать в разных уровнях;

– пересечения IV и V категорий с железными дорогами в разных уровнях осуществляется при пересечении трех и более железнодорожных путей, при интенсивности движения поездов более 100 поездов в сутки и в случаях, когда не обеспечены нормы видимости: на неохраняемых пересечениях автомобильных дорог с железными дорогами в одном уровне должна быть обеспечена видимость, при которой водитель автомобиля, находящегося от переезда на расстоянии не менее расстояния видимости для остановки (согласно табл. 22), мог видеть приближающийся к переезду поезд не менее чем за 400 м, а машинист приближающегося поезда мог видеть середину переезда на расстоянии не менее 1000 м;

Таблица 22

Расчетная скорость, км/ч	Наибольшие продольные уклоны	Наименьшее расстояния видимости, м	Наименьшие радиусы кривых, м
для остановки	встречного автомобиля	в плане	в продольном профиле
основные	в горной местности	выпуклых	вогнутых
основные	в горной местности
			-	30 000
				15 000
				10 000





Примечания Наименьшее расстояние видимости для остановки должно обеспечивать видимость любых предметов, имеющих высоту 0, 2 м и более, находящихся на середине полосы движения, с высоты глаз водителя автомобиля 1, 2 м от поверхности проезжей части.

– пересечения и примыкания автомобильных дорог в разных уровнях следует принимать: на дорогах I-а категории с дорогами всех категорий и на дорогах I и II категорий с дорогами II и III категорий; при пересечении дорог III категории между собой и их примыканиях при суммарной перспективной интенсивности движения более 8000 прив. ед./сут.

Проектирование дороги в продольном профиле осуществляется в следующей последовательности:

– вычерчивается продольный профиль поверхности земли по оси дороги, высота каждого пикета определяется методом интерполяции между смежными горизонталями по топографической карте;

– на «черный профиль» наносятся: грунтовый профиль, положение уровня грунтовых вод, расчетные горизонты воды у проектируемых мостов и труб, шурфы и скважины в характерных элементах рельефа (верхняя и нижняя части склонов, плато, понижения и т.п.), указываются вид и мощность слоев грунта;

– указывается положение «контрольных точек», через которые пройдет проектная линия: отметки головки рельсов пересекаемых железных дорог, отметки оси дорожной одежды пересекаемых автомобильных дорог; отметки проектной линии у мостов, путепроводов, водопропускных труб и т.д.

– наносятся руководящие отметки, равные рабочим отметкам начального и конечного пунктов;

– вычерчивается проектная линия, отнесенная к оси проезжей части, с учетом максимального и минимального уклона, в точках ее перелома вписываются вертикальные кривые;

– вычисляются и записываются на продольном профиле: отметки поверхности земли («черные отметки»), проектные «красные» отметки, пикетажное положение точек перехода из насыпи в выемку («нулевые точки», обозначаются на профиле синим цветом);

– проектируется водоотвод из кюветов, резервов, нагорных канав.

Минимальное возвышение бровки земляного полотна над поверхностью земли (руководящая отметка) определяется, исходя из следующих условий:

– обеспечение устойчивости и прочности верхней части земляного полотна и дорожной одежды возвышением поверхности покрытия над расчетным уровнем грунтовых вод, верховодки или длительно (более 30 суток) стоящих поверхностных вод, а также над поверхностью земли на участках с необеспеченным поверхностным стоком или над уровнем кратковременно (менее 30 суток) стоящих поверхностных вод. Значение руководящей отметки H_p должно быть не менее значений, указанных в табл. 23;

Таблица 23

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
Примечания: 1. Над чертой - возвышение поверхности покрытия над уровнем грунтовых вод, верховодки или длительно (более 30 суток) стоящих поверхностных вод, под чертой - то же, над поверхностью земли на участках с необеспеченным поверхностным стоком или над уровнем кратковременно (менее 30 суток) стоящих поверхностных вод. 2. За расчетный уровень грунтовых вод надлежит принимать максимально возможный осенний (перед промерзанием) уровень за период между восстановлениями прочности дорожных одежд (капитальными ремонтами). В районах, где наблюдаются частые продолжительные оттепели, за расчетный следует принимать максимально возможный весенний уровень грунтовых вод за период между капитальными ремонтами. В районах с глубиной промерзания менее толщины дорожной одежды за расчетный уровень следует принимать максимально возможный уровень грунтовых вод требуемой вероятности превышения в период его сезонного максимума. Положение расчетного уровня грунтовых вод следует устанавливать по данных разовых краткосрочных замеров на период изысканий и прогнозов, составляемых институтом ВСЕГИНГЕО. При отсутствии указанных данных, а также при наличии верховодки за расчетный допускается принимать уровень, определяемых по верхней линии оглеения грунтов. 3. Возвышения поверхности покрытия дорожной одежды над уровнем подземных вод или слабо- и среднезасоленных грунтах следует увеличивать на 20 % (для суглинков и глин - 30 %), а при сильнозасоленных грунтах - 40-60 %. 4. В районах постоянного искусственного орошения возвышение поверхности покрытия над зимне-весенним уровнем грунтовых вод в IV, V зонах следует увеличивать на 0, 4 м, а в III зоне на 0, 2 м.

– обеспечение условий снегонезаносимости дороги. В этом случае руководящая отметка определяется по формуле

H_p = h_s + Δ h, м, (33)

где h_s – расчетная высота снегового покрова (принимается по заданию), м;

Δ h – возвышение бровки насыпи над расчетным уровнем снегового покрова, необходимое для ее незаносимости (1, 2 м – для дорог I категории; 0, 7 м – II категории; 0, 6 м – III категории; 0, 5 м – IV категории; 0, 4 м – V категории).

За руководящую рабочую отметку принимается максимальное значение H_p из двух условий.

При пересечении железной дороги проектируемой автомобильной дорогой в разных уровнях возвышение проектной линии над головкой рельса (габарит – Г) принимается не менее 5, 5 … 6, 5 м, конструктивная высота пролетных строений путепровода с учетом толщины защитного слоя, изоляции и дорожной одежды – h_кон = 1, 0 … 1, 1 м.

При проектировании автомобильной дороги, пересекающей существующие дороги в разных уровнях, минимальный габарит в свету (Г) над пересекаемой дорогой принимается: I – III категории – 5, 0 м; IV–V категории – 4, 5 м; конструктивная высота пролетных строений путепровода – h_кон = 0, 9 … 1, 1 м.

Минимально допустимая рабочая отметка насыпи у путепровода определяется по формуле

H_p = Г + h_кон, м. (34)

Минимально допустимая рабочая отметка насыпи у водопропускных труб определяется по формулам:

– при безнапорном режиме работы сооружения

H_p = d + 2δ + Δ, м; (35)

– при напорном режиме работы сооружения

H_p = Н + Δ, м, (36)

где d – внутренний диаметр трубы, м;

δ – толщина стенок трубы (0, 12…0, 14 м – для труб круглого сечения; 0, 20 … 0, 30 м – для труб прямоугольного сечения);

Δ – минимально допустимое возвышение бровки земляного полотна над уровнем подпертой воды (0, 5 м – при безнапорном режиме работы сооружения; 1, 0 м – при напорном и полунапорном режимах);

Н – глубина подпертой воды перед трубой, м.

Минимально допустимая рабочая отметка насыпи у мостов вычисляется по формулам:

– для несудоходных рек

H_p = Н_РУВВ + Г_п+ h_кон, м; (37)

– для судоходных рек

H_p = Н_РСУ + Г+ h_кон, м, (38)

где h_кон – конструктивная высота пролетных строений моста (0, 9…1, 1 м – для несудоходных рек; для судоходных рек – 0, 9…2, 2 м в зависимости от пролета моста);

Н_РУВВ – расчетный уровень высоких вод (принимается по карте), м;

Н_РСУ – расчетный судоходный уровень, м (условно принимается средняя рабочая отметка между уровнем меженных вод и отметкой берега по карте), м;

Г_п – подъем пролетных строений над расчетным уровнем высоких вод (принимается 0, 75 м; при редком карчеходе – 1, 5 м; при интенсивном карчеходе – 2, 0 м);

Г – судоходный габарит принимается в зависимости от класса реки по СНиП 2.05.03 – 84 (16, 0 м – для I класса рек; 14, 5 м – II класса; 13, 0 м – III класса; 11, 5 м – IV–V классов; 9, 0 м – для VI класса).

После определения руководящей рабочей отметки и установления высотного положения контрольных точек вычисляются рабочие отметки (разность между проектной «красной» отметкой по оси земляного полотна и отметкой земли по оси проектируемой дороги). Положительные отметки, соответствующие насыпи, записываются над проектной линией продольного профиля, отрицательные отметки, соответствующие выемке, – под проектной линией.

Для обеспечения водоотвода от земляного полотна по боковым канавам на всей протяженности каждого участка канавы – от водораздела до выхода к искусственному сооружению или до места сброса воды из канав – устраивается уклон канавы в одну сторону (величина уклона должна быть не менее 3 … 5 ‰). Необходимо использовать каждую возможность отвода воды из канав в сторону от дороги в пониженные места, устраивая отводные русла с уклоном не менее 2 ‰. Желательно, чтобы отвод воды от боковых канав в сторону или в искусственное сооружение осуществлялся не реже, чем через 500 м. Не допускается пропуск воды по боковым канавам из насыпи в выемку. Тип укрепления канавы зависит от ее уклона и вида грунта, принимается по табл. 24.

Таблица 24

Методы проложения проектной линии:

- по обертывающей проектировке. Проектная линия по возможности наносится параллельно поверхности земли, отступая на пересечениях пониженных мест рельефа. Метод применяется в условиях равнинного и слабохолмистого рельефов местности, когда уклоны местности меньше предельно допустимых для данной категории дороги. Высота насыпи определяется в зависимости от уровня грунтовых и поверхностных вод, типа грунтов;

- по секущей проектировке. При такой проектировке необходимо по возможности соблюдать баланс земляных работ в смежных насыпях и выемках. Метод применяется при холмистом и сильно пересеченном рельефах местности и благоприятных грунтово-геологических условиях. Таким методом в основном проектируются дороги высоких категорий с большой интенсивностью движения.

В курсовом проекте возможно сочетать оба метода.

Проектная линия в продольном профиле наносится методом тангенсов (прямыми участками с вписыванием в их переломы вертикальных кривых) с использованием таблиц для разбивки вертикальных кривых [5, 6]. Элементы вертикальных кривых можно вычислить по упрощенным формулам:

– длина вертикальной кривой

К = R (i₁ – i₂), м, (39)

где R – радиус вертикальной кривой, м;

(i₁–i₂) – алгебраическая разность сопрягаемых уклонов, в долях единиц;

– тангенс вертикальной кривой

Т = К / 2, м; (40)

– биссектриса вертикальной кривой

Б = Т²/2 R, м. (41)

Ордината любой точки вертикальной кривой (рис. 4), откладываемая от касательной (тангенса) или продолжения уклона определяется по уравнению

Y = X²/2R, м, (42)

где X – расстояние от начала кривой до данной точки, определяется совместным решением

уравнения (42) и уравнением линии поверхности земли в продольном профиле:

Y = а ± i₀ X, м, (43)

где i₀ – уклон поверхности земли, откуда получается следующая зависимость:

X= R· i₀ ±√ R²· i₀² – 2· R· a, м. (44)

С помощью уравнения (42) определяют величины поправок рабочих отметок за счет вписывания вертикальных кривых.

Этот метод рекомендуется применять в условиях равнинного или горного рельефов местности. В этом случае графу «Уклоны и вертикальные кривые» в таблице-сетке заменяют графой «Уклоны и расстояния».

Возможно также нанесение проектной линии методом Н.М. Антонова (вертикальными кривыми, сопрягающимися друг с другом прямыми вставками) с использованием специальных шаблонов и таблиц. Этот метод рекомендуется применять в условиях пересеченного холмистого рельефа местности.

Расстояние до «нулевой точки» от ближайшего пикета в случае постоянного продольного уклона на проектной линии (на прямом участке) находится по формуле

(45)

где h_лев и h_пр – рабочие отметки земляного полотна предыдущего и последующего пикетов, м;

L – расстояние между рабочими отметками, м.

На вертикальной кривой местоположение «нулевой точки» определяется по формуле

l= R· i₀ ±√ R²· i₀² – 2· R· a, м. (46)

где i₀ – уклон поверхности земли;

R – радиус вертикальной кривой, м;

а – отрезок вертикали, проходящей через вершину вертикальной кривой, м (рис. 4).

В этом случае расстояние откладывается не от предыдущего пикета вперед, а от вершины вертикальной кривой назад.

При нанесении проектной линии следует также помнить, что:

– на открытой местности с сильными метелями выемки рекомендуется избегать, а высоту насыпи следует назначать на 0, 5 … 0, 8 м выше высоты снежного покрова;

– следует избегать мелких выемок большой протяженности, так как такие выемки будут сырыми и снегозаносимыми;

– в выемках расположение проектной линии на горизонтальной площадке не допускается;

– в равнинной местности и на болотах проектную линию можно располагать на горизонтальной площадке, предусматривая мероприятия по отводу воды от земляного полотна;

– искусственные сооружения возможно размещать на любых элементах плана и продольного профиля трассы при условии, что они не должны нарушать ее зрительной плавности.

Продольный профиль вычерчивается на миллиметровой бумаге или ватмане листа стандартного формата с рамкой и боковым штампом. На профиле красным цветом наносятся все проектные решения, фактические данные – черным цветом. В пояснительной записке необходимо дать описание продольного профиля, что является «контрольными точками», чем вызвано введение вертикальных кривых и т.п.

Продольный профиль вычерчивается в соответствии с ГОСТ Р 21.1701–97. Система проектной документации для строительства. Правила выполнения рабочей документации автомобильных дорог, пример оформления, масштабы вертикального профиля, размеры и вид таблицы-сетки, расположенной под продольным профилем приведены там же. Условные обозначения, применяемые для вычерчивания плана и продольного профиля автомобильной дороги, приведены в ГОСТ 21.1207–97. Система проектной документации для строительства. Условные графические обозначения на чертежах автомобильных дорог.

Более подробно проектирование плана трассы и продольного профиля автомобильной дороги рассмотрено в учебниках:

· Автомобильные дороги (примеры проектирования) / под ред. В.С. Порожнякова. – М.: Транспорт, 1983. – 303 с.

· Миронов, А.А. Основы проектирования автомобильных дорог / А.А. Миронов, М.Г. Новосельцев. – Челябинск: Уральский филиал МАДИ (ТУ), 2001. – 125 с.

⇐ Предыдущая 1 2 3 456 7 Следующая ⇒