1 Построение плана трассы и определение его характеристик

1 Построение плана трассы и определение его характеристик

Чем выше интенсивность движения, тем более совершенными проектируют дороги. Это связано с тем, что если для пропуска движения большой интенсивности построить дорогу с относительно крутыми уклонами и малой шириной проезжей части, то, хотя она и будет стоить дешевле, автомобили на ней не смогут двигаться с высокими скоростями. На такой дороге в течение всего периода эксплуатации автотранспорт будет нести очень большие потери. Двигатели автомобилей будут тратить мощность не на увеличение скорости, а на преодоление подъемов.

Все элементы дороги каждой категории рассчитывают на обеспечение безопасного движения одиночного легкового автомобиля с расчетной скоростью, соответствующей данной категории дороги, при хорошей видимости в сухую погоду или при увлажненной чистой поверхности покрытия.

Исходные данные для расчета элементов плана и продольного профиля дороги принимают в соответствии с таблицей 1.1 по последней цифре шифра студента.

Таблица 1.1 – Расчетные данные для автомобильных дорог разных категорий

Последняя цифра шифра	Категория дороги	Количество полос движения	Расчетная скорость движения, км/ч
основная	допускаемая
	Iа
	Iа
	Iб
	Iб
	Iв
	Iв
	II
	III
	IV
	V
Примечание: Шифром является номер студенческого билета. В зависимости от суммы последней и предпоследней цифр шифра выбирается значение расчетной скорости: от 0 до 10 – основная, от 11 до 18 – допускаемая.

Трассой называется положение геометрической оси дороги в пространстве. План трассы – это проекция трассы на горизонтальную плоскость, которая состоит из прямых участков и кривых различного назначения.

Переломы трассы в плане смягчают, вписывая в углы поворота круговые кривые (рисунок 1.1). Круговые кривые малых радиусов сопрягают с прямыми участками трассы посредством вспомогательных переходных кривых. Наличие переходных кривых следует предусматривать при радиусах круговых кривых в плане 2000 м и менее. В качестве переходной кривой обычно принимают клотоиды или другие кривые с линейным или нелинейным законом изменения кривизны. Особенность переходных кривых заключается в том, что ее радиус постепенно изменяется от (прямую можно представить как кривую, имеющую радиус ) до ( – радиус круговой кривой). Устройство переходных кривых обеспечивает плавное вписывание автомобиля на повороте. Значение величины радиуса кривой выбирается в соответствии с таблицей 1.2.

Таблица 1.2 – Значения радиусов круговых кривых

Расчетная скорость, км/ч
Радиус кривой, м
Примечание: В числителе приведены значения для дорог с дорожной одеждой капитального и облегченного типов, в знаменателе – для дорог с дорожной одеждой переходного и низшего типов.

Рисунок 1.1 – Сопряжение прямых участков автодороги круговой кривой

Минимальные длины переходных кривых представлены в таблице 1.3.

Таблица 1.3 – Минимальные длины переходных кривых

Радиус круговой кривой, м	Наименьшая длина полной переходной кривой для дорог категорий, м
Ia	Iб, Iв, II, III	IV, V (с дорожной одеждой усовершенствованного типа)	IV, V (с дорожной одеждой переходного и низшего типов)
				–
				–
	–
	–	–

В таблице 1.4 студентом выбирается величина наибольшего продольного уклона и наименьший радиус кривизны в продольном профиле.

Таблица 1.4 – Значение наибольшего продольного уклона

Расчетная скорость, км/ч	Наибольший продольный уклон, ‰	Наименьший радиус кривизны в продольном профиле, м
Выпуклой кривой	Вогнутой кривой
		25 000
		15 000

Построение плана трассы выполняется по исходным данным, приведенным в задании на курсовую работу. План трассы вычерчивается в масштабе 1:5000 (в 1 см 50 м) на листе формата А3.

Для разбивки круговой кривой на местности необходимо знать положение точек и – соответственно начала и конца кривой (рисунок 1.1). Для этого рассчитывают величину , т, е. расстояние от вершины угла поворота до начала или окончания кривой, называемое тангенсом. Из рисунка 1.1 видно, что , м, можно определить по формуле

, (1.1)

где – величина угла поворота автомобильной дороги.

Предположим, необходимо построить круговую кривую (см. рисунок 1.1) радиусом м, угол поворота трассы . Для нахождения начала круговой кривой (НКК) – точки и конца круговой кривой (ККК) – точки необходимо рассчитать тангенс ().

По формуле (1.1) м. После нахождения тангенсов их величину откладывают на схеме. Из точек начала () и конца () кривой восстанавливают перпендикуляры к центру поворота. Пересечение перпендикуляров образует центр поворота После этого радиусом, равным радиусу поворота , сопрягаются прямолинейные участки автомобильной дороги либо концы переходных кривых. Длины переходных кривых и выбирают из таблицы 1.3.

Переходные кривые откладывают на плане трассы без сноса точки начала или конца круговой кривой (данная условность принята для упрощения и применяется только в учебных работах). Круговая кривая по своей длине всегда меньше суммы двух тангенсов, поэтому, чем больше на плане круговых кривых, тем меньше длина трассы. Длина круговой кривой

. (1.2)

В нашем случае:

,

в то время как длина двух тангенсов м.

Биссектрису Б рассчитывают по формуле:

. (1.3)

В нашем случае

.

После построения плана трассы он разбивается на пикеты. Расставляются указатели километров (в каждом километре 10 пикетов), обозначаются вершины углов поворота и их центры (обозначаются буквами О с соответствующими индексами), точки начала и конца кривых в плане, характеристики прямолинейных участков и углов поворота.

Далее вдоль трассы наносится ситуация по 100 м в каждую сторону от нее – расположение пересечений дорог, мостов, населенных пунктов, отдельных строений, линий электропередач, лесных массивов, полей и т.д. В качестве исходных данных для нанесения ситуации необходимо использовать карту местности в горизонталях. Масштаб изображения ситуации на плане трассы в поперечном направлении от оси дороги целесообразно принять М 1:5000 (в 1 см 50 м). Пример построения плана трассы приведен на рисунке 1.2.

Далее необходимо произвести расчет коэффициента развития трассы (коэффициент извилистости ) – отношение фактической длины дороги к кратчайшему расстоянию между ее начальным и конечным пунктами, измеренному по прямой линии, их соединяющей («воздушной линии») .

. (1.4)

Затем необходимо выбрать по построенному плану автомобильной магистрали фактические (рабочие) отметки земляного полотна дороги. Из-за наличия кривых длина трассы уменьшилась, поэтому километровые столбики и пикетаж необходимо выстраивать исходя из фактической длины трассы. На рисунке 1.3 трасса автомобильной магистрали пересекает горизонтали – линии, обозначающие одинаковую высоту на местности.

В зависимости от направления движения уклоны разделяются на подъемы и спуски. Горизонтальные элементы профиля называются площадками. При проектировании профиля крутизна уклонов отдельных элементов может быть разной, но не должна превышать величины руководящего уклона, принятого в соответствии с расчетной скоростью движения на дороге данной категории (см. таблицу 1.4).

Рисунок 1.2 – План трассы

В качестве примера определения фактических отметок земляного полотна возьмем участок трассы между 3-м и 5-м километрами (рисунок 1.3), например, первый пикет третьего километра имеет высоту над уровнем моря 125 м, а первый пикет четвертого километра – 135 м над уровнем моря. Остальные отметки пикетов интерполируют в данной работе на глаз. Все значения фактических отметок сводят в соответствующую таблицу и включают по тексту пояснительной записки.

Рисунок 1.3 – Пример построения автомобильной дороги в плане на карте местности

На кривых в плане при радиусах 1000 м. и менее предусматривают уширение проезжей части с внутренней стороны за счет обочины (рисунок 1.4). Величина уширения проезжей части на круговой кривой представлена в таблице 1.5.

Таблица 1.5 – Величина уширения проезжей части на круговой кривой

Радиус кривой, м	более 1000	1000-650	700-550	500-450	400-250
Величина уширения, м		0,20	0,40	0,50	0,60

Рисунок 1.4 – План дороги с переходной кривой

Дата добавления: 2015-10-21