Определение параметров и выбор

Лабораторная работа № 7

Определение параметров и выбор

Поперечных профилей земляного полотна

Цель работы: Научиться выбирать поперечные профили земляного полотна, обосновывать их параметры, вычерчивать поперечные профили земляного полотна.

Оборудование: микрокалькулятор, линейка, шаблоны откосов, циркуль, циркуль-измеритель.

Поперечные профили насыпей

Насыпи на участках открытой местности с высокой вероятностью снегозанесения при высоте меньше, чем рекомендуемая рабочая отметка по снегонезаносимости следует устраивать обтекаемого профиля с пологими откосами крутизной 1: 6…1: 8 (см. рис. 7.4а).

Крутизну откосов насыпей автомобильных дорог при высоте откоса насыпи до 2 м следует принимать не круче 1: 3 (см. рис. 7.4б). С обеих сторон насыпи при высоте откоса до 1, 5 м и поперечном уклоне подошвы до 20 ‰ устраиваются боковые канавы. На ценных землях, лесных угодьях и в условиях застройки допускается увеличение крутизны откосов до предельных значений, приведенных в табл. 7.1, с разработкой мероприятий по обеспечению безопасности движения.

Крутизну откосов насыпей на прочном основании следует назначать в соответствии с табл. 7.1 (см. рис. 7.4в, 7.4г). Рекомендованная крутизна откосов насыпей предполагает их укрепление методом травосеяния или одерновки. При применении других более капитальных методов укрепления крутизна может быть увеличена при соответствующем технико-экономическом обосновании.

Поперечные профили, показанные на рис. 7.4а, 7.4б, 7.4в и 7.4г применяются при поперечном уклоне местности (крутизне косогора) до 1: 50. При поперечном уклоне (крутизне косогора) 1: 50…1: 10 с верховой стороны от насыпи устраивается нагорная канава, отделенная от насыпи бермой шириной не менее 2 м и с поперечным уклоном поверхности в сторону канавы 20…30 ‰ (см. рис. 7.4д). Ширина бермы – расстояние от бровки подошвы насыпи (нижней бровки откоса) до верхней бровки откоса нагорной канавы.

Таблица 7.1

Рекомендуемые значения крутизны откосов насыпей

Грунты насыпи	Наибольшая крутизна откоса при высоте, м
до 6	6…12
в нижней части (0…6)	в верхней части (6…12)
Глыбы из слабовыветривающихся пород	1: 1…1: 1, 3	1: 1, 3…1: 1, 5	1: 1, 3…1: 1, 5
Крупнообломочные и песчаные (за исключением мелких и пылеватых песков)	1: 1, 5	1: 1, 5	1: 1, 5
Песчаные мелкие и пылеватые, глинистые и лессовые

Примечания: 1. Под чертой даны значения для пылеватых разновидностей грунтов во II и III ДКЗ и для одноразмерных мелких песков.

2. Высота откоса насыпи определяется разностью отметок верхней и нижней бровок откоса. При наличии косогорности высота откоса насыпи определяется разностью отметок верхней и нижней бровок низового откоса.

Параметры боковых и нагорных канав определяются соответствующими расчетами, ориентировочно параметры боковых канав можно принимать по табл. 7.2. Коэффициент заложения внутреннего откоса боковых канав принимается таким же, как и коэффициент заложения откоса насыпи. Параметры нагорных канав: глубина не менее 0, 6 м, ширина по дну не менее 0, 3 м, коэффициенты заложения откосов 1, 5. Глубина канавы – расстояние по отвесной линии от дна до верхней бровки низового откоса канавы.

Насыпи лесовозных дорог целесообразно возводить из боковых резервов, что существенно снижает стоимость производства земляных работ. Возведение земляного полотна из боковых резервов допускается при высоте насыпи до 2, 5…3 м на участках 1-го и 2-го типов местности по характеру увлажнения, и на участках 3-го типа в песчаных и крупнообломочных грунтах. На участках 3-го типа местности в глинистых грунтах использование боковых резервов возможно, если это позволяет уровень залегания грунтовых вод в период производства работ, который должен быть не выше 1 м от поверхности.

Таблица 7.2

Размеры боковых канав у насыпей

Грунт	Форма Канавы	Глубина канавы (м) в ДКЗ	Ширина по дну, м	Коэффициент заложения внешнего откоса
II, III	IV
Гравелистый песок, гравий	Треугольная	0, 3	0, 2	–	1: 1, 5…1: 2
Песок, супесь, пылеватый песок	Треугольная	0, 5	0, 4	–	1, 1, 5…1: 2
Суглинок, глина, пылеватый грунт	Трапецеидальная	0, 6	0, 5	0, 4	1: 1, 5

Поперечные профили насыпей, возводимых из боковых резервов, показаны на рис. 7.5. При малой высоте откоса резервы не отделяются от насыпи, а откос резерва является продолжением откоса насыпи (см. рис. 7.5а). При высоте откоса более 1 м резервы отделяют от насыпи бермами шириной не менее 2 м с поперечным уклоном поверхности не менее 30 ‰ в сторону резерва (см. рис. 7.5б). Резерв, устраиваемый с одной стороны насыпи, называют односторонним, а с двух сторон – двухсторонним. Предельная глубина резерва (измеряется по вертикальной оси резерва от поверхности земли до поверхности, соединяющей нижние бровки откосов резерва) 1, 5 м, но не более расчетной глубины залегания грунтовых вод, ширина резерва по дну не более 10 м, коэффициенты заложения откосов: внутреннего (у насыпи) 3…1, 5; внешнего не менее 3. Допускается уполаживание откосов резервов с последующей рекультвацией под определенные угодья. Дну резерва придается поперечный уклон от насыпи (односкатный) и к центру резерва (двухскатный) 20 ‰. На участках местности с крутизной косогора более 1: 50 резерв целесообразно устраивать односторонний с верховой стороны (см. рис. 7.5в). Параметры боковых резервов устанавливаются для отдельных участков дороги после определения объемов грунта, требуемых для возведения насыпей.

Поперечные профили выемок

Выемки глубиной до 1 м в целях предохранения от снежных заносов необходимо проектировать раскрытыми с крутизной откосов 1: 5…1: 10 (см. рис. 7.6а) или разделанными под насыпь (см. рис. 7.6б). При глубине выемки более 1 м крутизну откосов выемок, не относящихся к объектам индивидуального проектирования, следует назначать по табл. 7.3 (см. рис. 7.6в). Выемки глубиной 1…5 м на снегозаносимых участках следует проектировать с крутыми откосами (1: 1, 5…1: 2) и дополнительными полками или обочинами шириной не менее 4 м.

а – насыпь с пологими откосами и боковыми канавами на участках открытой местности; б – насыпь с высотой откоса до 2 м с боковыми канавами (при высоте откоса более 1, 5 м боковые канавы не устраиваются); в – насыпь с высотой откоса 2…6 м; г – насыпь с высотой откоса 6…12 м; д – насыпь на участках с крутизной косогора 1: 50…1: 10

Рис. 7.4 Поперечные профили насыпей

Выемки глубиной более 2 м в мелких и пылеватых песках, переувлажненных глинистых грунтах, легковыветривающихся или трещиноватых скальных породах, в пылеватых лессовидных и лессовых породах, а также в вечномерзлых грунтах, переходящих при оттаивании в мягкопластичное состояние, следует проектировать с закюветными полками (см. рис. 7.6г). Ширину закюветных полок следует принимать при мелких и пылеватых песках – 1 м, при остальных указанных грунтах при высоте откоса до 6 м – 1 м, при высоте откоса до 12 м (для скальных пород – до 16 м) – 2 м. Поверхности закюветных полок придается поперечный уклон 20…40 ‰ в сторону кювета. Уклон можно не предусматривать при скальных породах, а так же песках в условиях засушливого климата.

В случаях, когда выемка прорезает массив, сложенный разными горными породами, откосы назначаются сложной формы в зависимости от свойств горных пород (см. рис. 7.6д).

Таблица 7.3

Рекомендуемая крутизна откосов выемок

Грунты	Высота откоса, м	Наибольшая крутизна откосов
Скальные: слабовыветривающиеся легковыветривающиеся неразмягчаемые размягчаемые Крупнообломочные Песчаные, глинистые однородные твердой, полутвердой и тугопластичной консистенции Пески мелкие барханные Лесс	До 16 До 16 До 6 6…12 До 12 До 12 Свыше 2 2…12 До 12	1: 0, 2 1: 0, 5…1: 1, 5 1: 1 1: 1, 5 1: 1…1: 1, 5 1: 1, 5 1: 4 1: 2

Примечания: 1. Над чертой приведена крутизна откосов в засушливой зоне, под чертой – вне засушливой зоны.

2. В скальных слабовыветривающихся грунтах допускаются вертикальные откосы.

3. На территориях с закрепленными растительностью песками допускается наибольшую крутизну при высоте откоса до 12 м принимать 1: 2.

4. Высота откоса выемки определяется разностью отметок верхней и нижней бровок откоса. При наличии косогорности при пользовании настоящей таблицей в расчет берется верховой откос.

Для обеспечения устойчивости верхового откоса выемки и предотвращения стекания воды с повышенных мест рельефа в выемку, после верхового откоса выемки на расстоянии не менее 1 м от его верхней бровки (бровки подошвы выемки) устраивают земляной вал высотой до 0, 6 м и длиной не менее 4 м треугольного поперечного сечения, который называют банкетом. Откос банкета, направленный к выемке устраивают крутизной 1: 1, 5, откос, направленный от выемки – пологим с поперечным уклоном не менее 20 ‰, после банкета устраивается канава глубиной не менее 0, 3 м, которую называют забанкетной.

При поперечном уклоне местности (крутизне косогора) более 1: 25, после банкета устраивается нагорная канава. При крутизне косогора более 1: 5 банкеты не устраивают.

Грунт, выбираемый из выемки, может быть использован для отсыпки насыпей, в тех случаях, когда данный грунт не пригоден для возведения насыпи или экономически не целесообразно его перемещение, грунт отсыпают в отвал трапецеидального поперечного сечения с верховой стороны от выемки на расстоянии 5…20 м от верхней бровки верхового откоса выемки (чем выше снегозаносимость местности, тем дальше располагается отвал), который называется – кавальер (см. рис. 7.6в). Высота кавальера до 3 м, крутизна откосов не менее 1: 1, 5, поверхности кавальера придают поперечный уклон не менее 20 ‰ от выемки. Параметры кавальеров назначают в зависимости от объемов грунтов, выбираемых из выемок и подлежащих перемещению в отвалы. При больших объемах перемещения грунтов в отвалы допускается устройство кавальера и с низовой стороны от выемки, при этом в пониженных местах оставляют разрывы в теле кавальера для обеспечения стока воды.

Лабораторная работа № 8

Виражи

На кривых в плане в результате действия на транспортное средство поперечной силы создается дополнительное сопротивление движению, дискомфорт для водителя и пассажиров, а также возможны занос и опрокидывание транспортных средств. С целью устранения последних трех неблагоприятных факторов на участках кривых в плане устраивают поверхность проезжей части односкатной с направлением поперечного уклона к центру кривой, такая конструкция называется виражом, а поперечный уклон поверхности односкатной проезжей части – уклоном виража и обозначается . Необходимую величину уклона виража (доли единицы) можно рассчитать по формуле

, (8.6)

где – ускорение свободного падения, м/с²;

– расчетное значение коэффициента поперечной силы ( =0, 05…0, 15).

Если результат расчета по формуле (8.6) отрицательный, то устройство виража необязательно, если ( – поперечный уклон проезжей части на прямом участке пути), то принимают , если рассчитанное значение больше , то оно принимается в качестве поперечного уклона виража.

Целесообразно на внутренних дорогах промышленных предприятий устраивать виражи на кривых с радиусами 600 м и менее, а на дорогах общего пользования – с радиусами 2000 м и менее.

Поперечные уклоны проезжей части на виражах внутренних промышленных дорог следует назначать в зависимости от радиусов кривых в плане по прил. 4 СНиП 2.05.07-91*, а внешних – по табл. 8 СНиП 2.05.02-85*. Если две соседние кривые в плане, обращенные в одну сторону, расположены близко одна от другой и прямая вставка между ними отсутствует или длина ее незначительна, односкатный поперечный профиль следует принимать непрерывным на протяжении этих кривых и прямой вставки между ними.

В районах с незначительной продолжительностью снегового покрова и редкими случаями гололеда наибольший поперечный уклон проезжей части на виражах допускается принимать до 100 ‰. На особо трудных участках по условиям застройки или рельефа местности допускается разработка индивидуальных проектов виражей с переменными поперечными уклонами (типа «ступенчатый вираж») и уширенной проезжей частью дорог.

Виражи на многополосных дорогах категорий проектируются с раздельными поперечными уклонами для проезжих частей разных направлений и с необходимыми мероприятиями по отводу воды с проезжих частей и разделительной полосы.

Переход от двускатного профиля дороги к односкатному (отгон виража) следует осуществлять на протяжении переходной кривой (см. рис. 8.1а), а при ее отсутствии на прилегающем к кривой прямом участке. В первом случае длина отгона виража принимается равной длине переходной кривой и необходимо установить величину дополнительного продольного уклона внешней кромки проезжей части (доли единицы), равную

. (8.7)

1 – зона расчистки; 2 – граница зоны видимости; 3 – срезка в выемке;

4 – минимально необходимый уровень срезки;

5 – наиболее целесообразный уровень срезки; 6 – положение глаз водителя

а – вираж и уширение проезжей части; б, в – обеспечение видимости дороги

Рис. 8.1 Земляное полотно на кривых в плане

Дополнительный продольный уклон внешней кромки проезжей части по отношению к проектному продольному уклону на участках отгона виража не должен превышать: для дорог I-а, I-б, II, I-в категорий – 5 ‰, III–V, II-в–IV-в в равнинной местности – 10 ‰ и III–V, II-в–IV-в в горной местности – 20 ‰.

Во втором случае рассчитывают длину отгона виража (м)

, (8.8)

В формулах (8.7) и (8.8) и – в долях единицы.

В пределах отгона виража или переходной кривой осуществляется плавный переход от двухскатного профиля проезжей части к односкатному. Внешний скат проезжей части поднимается относительно оси проезжей части от уклона до на расстоянии равном , а на оставшемся расстоянии равном производится подъем односкатной поверхности проезжей части от уклона до уклона путем вращения относительно внутренней кромки проезжей части.

Поперечный уклон обочин на вираже следует принимать одинаковым с уклоном проезжей части дороги (за исключением грунтовой полосы внешней обочины). Переход от нормального уклона обочин при двускатном профиле к уклону проезжей части следует производить на протяжении 10 м до начала отгона виража.

Лабораторная работа № 9

Лабораторная работа № 7

Определение параметров и выбор

12 3 4 5 Следующая ⇒