Проектирование продольного профиля дороги

⇐ ПредыдущаяСтр 6 из 7Следующая ⇒

Проектирование продольного профиля дороги заключается в построении и расчете проектной линии – проекции бровки земляного полотна на развертку вертикального разреза земляного полотна и его подошвы секущей поверхностью, проходящей по оси дороги перпендикулярно уровенной поверхности. Взаимное расположение проектной линии и линии земли определяет особенности конструкции земляного полотна дороги, если проектная линия проходит выше линии земли, то земляное полотно на этих участках выполняется в виде насыпи, а в противном случае – в виде выемки.

Проектная линия определяет такой важный фактор сопротивления движению (на подъемах) и торможению (на спусках), как продольный уклон дороги , частота и интенсивность изменения продольного уклона дороги, определяемые величиной шага проектирования (м) и разностью уклонов сопрягаемых элементов (‰) проектной линии, обуславливают частоту изменения условий движения, а значит и режима движения, что определяет условия труда водителей. Параметры проектной линии определяют объемы производства земляных работ при строительстве дороги, а поэтому определяют стоимость строительства. Учитывая выше сказанное, для обеспечения удобного и безопасного движения и минимизации затрат на строительство, при нанесении проектной линии необходимо обеспечить: не превышение руководящего уклона ; прохождение проектной линии с заданными отметками на контрольных (фиксированных) точках трассы; видимость дороги в продольном профиле и плавное изменение уклонов путем устройства вертикальных кривых; отвод воды от земляного полотна; небольшие объемы земляных работ и возможность их комплексной механизации.

К контрольным относятся отметки: проезжей части мостов и бровки земляного полотна над трубами; головок рельсов пересекаемых железных дорог; участков, проходящих под высоковольтными линиями. В местах пересечений существующих автомобильных дорог в одном уровне или примыканий в одном уровне проектная отметка должна быть такой же, как и проектная отметка существующей дороги, а участок проектной линии в зоне примыкания или пересечения должен иметь продольный уклон равный поперечному уклону проезжей части пересекаемой дороги или дороги, к которой примыкает проектируемая дорога. В местах устройства пересечений существующих автомобильных и железных дорог в разных уровнях или примыканий к автомобильным дорогам в разных уровнях проектная отметка назначается равной проектной отметке существующей автомобильной дороги или отметке головок рельсов железной дороги увеличенной на необходимую проектную высоту путепровода, которая определяется в зависимости от необходимого подмостового габарита, высоты пролетных строений и толщины настила путепрвода.

Минимально допустимые отметки проезжей части мостов и бровки земляного полотна над трубами определяются при проектировании названных сооружений. Мосты и трубы устраиваются в местах изменения спуска линии земли на подъем, где трасса пересекает водотоки и тальвеги лощин (временные водотоки). В этих местах дорога должна проходить только в насыпи с рабочей отметкой не менее, чем минимально допустимая отметка проезжей части моста или бровки над трубой, желательно участок проектной линии в зоне расположения моста устраивать в виде горизонтальной площадки с продольным уклоном равным 0. Если типы и размеры мостов и труб выбираются без расчета, высота насыпи назначается в зависимости от величины пересекаемого водотока и типа сооружения (для малых мостов в пределах 2, 0…3, 5 м). Высота насыпи над высшей точкой трубы должна быть не менее 0, 5 м при безнапорном 1 м при полунапорном и напорном режимах работы трубы.

Требования по назначению рабочей отметки в зоне пересечения подземных и наземных инженерных сетей выдаются организациями, осуществляющими эксплуатацию данных сетей. Проектные отметки на участках пересечения воздушных линий электропередач, телефонных и телеграфных линий назначаются в соответствии с требованиями СНиП 2.05.02-85* для дорог общего пользования и СНиП 2.05.07-91* для производственных дорог.

Различают два метода нанесения проектной линии: по обертывающей и по секущей. При проектировании по обертывающей проектная линия наносится по возможности параллельно поверхности земли с соблюдением руководящих рабочих отметок или руководящих проектных отметок , отступая от этого правила лишь на пониженных местах рельефа, при прохождении контрольных точек, при близком расположении друг от друга переломов уровня земли. Желательно, чтобы рабочие отметки не превышали руководящие более чем на 0, 2 м. Обертывающее проектирование рекомендуется в условиях равнинного и слабохолмистого рельефа.

Руководящая рабочая отметка – возвышение бровки дороги над поверхностью земли, которая обеспечивает снегонезаносимость поверхности дороги в открытой местности при 1-ом типе местности по увлажнению и недоступность воды, поднимающейся по капиллярам в грунте земляного полотна, в основание дорожной одежды при 2-ом и 3-ем типах местности по увлажнению (см. табл. 6.1). По условию снегонезаносимости возвышение бровки дороги над поверхностью земли должно быть

, (6.1)

где – высота снежного покрова с вероятностью превышения 5 % (принимается в зависимости от района строительства дороги по метеорологическим справочникам), м;

– нормируемая величина возвышения поверхности дороги (м) над уровнем снегового покрова.

В районах, где расчетная высота снегового покрова превышает 1 м, необходимо проверять достаточность возвышения бровки насыпи над снеговым покровом по условию беспрепятственного размещения снега, сбрасываемого с дороги при снегоочистке, используя формулу

, (6.2)

где – ширина земляного полотна, м;

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

Возвышение бровки дороги над поверхностью земли при необеспеченном поверхностном стоке определяется по формуле

, (6.3)

где – необходимое возвышение поверхности покрытия над поверхностью земли (м) при необеспеченном поверхностном стоке, принимаемое по табл. 6.1;

– соответственно ширина (м) и поперечный уклон (доли единицы) укрепительной (краевой), укрепленной и грунтовой полос обочины.

Таблица 6.1

Необходимое наименьшее возвышение поверхности дорожного

покрытия над уровнем грунтовых или длительно (более 30 сут.) стоящих

поверхностных вод (числитель) и над поверхностью земли при необеспеченном

поверхностном стоке или над уровнем кратковременно (менее 30 сут.) стоящих

поверхностных вод (знаменатель)

Грунт рабочего слоя земляного полотна	Дорожно-климатические зоны
II	III	IV	V
Песок мелкий, супеси легкая и легкая крупная

Продолжение табл. 6.1

Грунт рабочего слоя земляного полотна	Дорожно-климатические зоны
II	III	IV	V
Песок пылеватый, супесь пылеватая
Суглинки легкий и тяжелый, глины
Супесь тяжелая пылеватая, суглинки легкий пылеватый и тяжелый пылеватый

Примечания: 1. За расчетный уровень грунтовых вод надлежит принимать максимально возможный осенний (перед промерзанием) уровень за период между капитальными ремонтами дорожной одежды. 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 данным разовых кратковременных замеров на период изысканий и прогнозов, составленных институтом ВСЕГИНГЕО. При отсутствии указанных данных, а так же при наличии верховодки за расчетный допускается принимать уровень, определяемый по верхней линии оглеения грунтов.

2. Возвышение поверхности покрытия дорожной одежды над уровнем подземных вод или уровнем поверхностных вод при слабо- и среднезасоленных грунтах следует увеличивать на 20 % (для суглинков и глин на 30 %), а при сильно засоленных грунтах – на 40…60 %.

3. В районах постоянного искусственного орошения возвышение поверхности покрытия над зимне-весенним уровнем грунтовых вод в IV и V дорожно-климатических зонах следует увеличивать на 0, 4 м, а в III зоне – на 0, 2 м.

Возвышение бровки дороги над уровнем грунтовых вод определяется по формуле

, (6.4)

где – необходимое возвышение поверхности покрытия над уровнем грунтовых вод (м), принимаемое по табл. 6.1;

– расчетный уровень (глубина) залегания грунтовых вод, м.

Проектная отметка на участках стояния поверхностных вод определяется по формуле

, (6.5)

где – необходимое возвышение поверхности покрытия над уровнем поверхностных вод (м), принимаемое по табл. 6.1;

– расчетный уровень стояния поверхностных вод в принятой системе высот, м.

В условиях сильно пересеченного рельефа местности более рационально наносить проектную линию по секущей, то есть чередующимися выемками и насыпями. Для уменьшения затрат при производстве земляных работ в этом случае смежные насыпи проектируются с расчетом равенства объемов земляных работ с выемками. При этом следует учитывать, что при равенстве на профиле площадей смежных насыпей и выемок, объем грунта выемки будет на 25…30 % больше, так как при равных значениях рабочих отметок поперечное сечение выемки получается большим, чем сечение насыпи. Следует избегать проектирования мелких выемок значительной протяженности, подвергаемых снегозаносимости. При нулевых отметках и малых насыпях длинные горизонтальные участки проектировать не рекомендуется. Проектную линию в выемках необходимо назначать с уклоном не менее 5 ‰.

Проектирование продольного профиля на косогорных участках должно вестись комплексно с одновременным проектированием поперечных профилей земляного полотна. Земляное полотно дороги лучше всего размещать в полувыемке-полунасыпи с равенством площадей обеих частей при поперечном уклоне естественной поверхности земли (подошвы земляного полотна) 1: 10…1: 5 (100…200 ‰), а в случае автомагистралей, имеющих две проезжие части и разделительную полосу – 1: 25…1: 5 (40…200 ‰).

При поперечном уклоне круче 1: 5 (более 200 ‰) земляное полотно удобно проектировать в выемке по типу «выемка в полке».

Намечая положение проектной линии, следует избегать частых ее переломов, соответствующих микрорельефу местности. Особенно нежелательны участки с частой сменой подъемов и спусков (пилообразный продольный профиль). Вместе с тем не следует искусственно вводить длинные участки с постоянным уклоном, для устройства которых потребовалось бы выполнение излишних земляных работ. Минимальное расстояние между смежными переломами проектной линии (шаг проектирования ) назначается в зависимости от радиусов вертикальных кривых .

, (6.6)

где – руководящий уклон, ‰;

– соответственно радиусы выпуклой и вогнутой вертикальных кривых, м.

Продольные уклоны на участках кривых малых радиусов ( м) не должны превышать величины , где – эквивалентный уклон, принимаемый согласно примечаний к табл. 53 СНиП 2.05.07.-91*.

Нанесение проектной линии начинают с обозначения контрольных точек. Процесс накладки проектной линии начинают с предварительного нанесения ее на отдельном отрезке пути длиной (м) ( ) с близкими по значению уклонами составляющих этот отрезок участков линии земли. Высоту насыпи в начале и конце отрезка желательно назначить равной руководящей рабочей отметке с учетом изменения рабочей отметки после вписывания вертикальных кривых, если проектная линия наносится по обертывающей. Затем рассчитывают уклон построенного участка проектной линии и округляют его до целых ‰

, (6.7)

где – соответственно принятые проектные отметки в конце и начале участка проектной линии длиной , м.

С учетом полученного и округленного до целых ‰ уклона рассчитывают проектные отметки для всех пикетов и плюсовых точек (кроме начальной) на проектируемом отрезке проектной линии

, (6.8)

где – расстояние от начала участка до рассматриваемой точки ( ), м.

В формуле (6.8) знак «+» применяется, если участок проектной линии является подъемом, а знак «–» – для спуска. Все линейные параметры продольного профиля рассчитываются с точностью до 0, 01 м.

В процессе нанесения проектной линии заполняют две графы пояснительной сетки профиля: «Уклон и вертикальная кривая» и «Отметка бровки земляного полотна».

Рабочие отметки рассчитывают после определения проектных отметок и записывают над проектной линией, если они положительные и под проектной линией, если они отрицательные. Рабочая отметка в конкретной точке определяется как разность проектной отметки и отметки земли в данной точке. Если в процессе этой работы выясняется, что не обеспечено необходимое возвышение бровки земляного полотна при проектировании по обертывающей, то изменяют положение проектной линии путем увеличения или уменьшения продольного уклона, или сокращают протяженность отрезка проектной линии.

При пересечении проектной линией линии земли расстояние (м) от точки пересечения до ближайшего пикета или плюсовой точки с рабочей отметкой (м) определяется по формуле

, (6.9)

где – расстояние от пикета или плюсовой точки, имеющей рабочую отметку до пикета или плюсовой точки расположенной после точки пересечения проектной линии с линией земли и имеющей рабочую отметку , м.

Построенная по вышеизложенной методике проектная линия представляет собой ломаную линию, состоящую из отрезков длиной (горизонтальное проложение) и уклоном . Продольный профиль участка дороги с нанесенной проектной линией в виде ломаной показан на рис. 6.1.

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 567 Следующая ⇒