Проектирование продольного профиля дороги

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 уровненной поверхности. Для обеспечения удобного и безопасного движения и минимизации затрат на строительство, при нанесении проектной линии необходимо обеспечить: не превышение руководящего уклона i_p; 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.

На ПК 0 принимаем рабочую отметку 1,0 м.

Возвышение бровки дороги h_p (руководящая рабочая отметка) над поверхностью земли при необеспеченном поверхностном стоке (2-й тип местности) определяется по формуле.

(1.20).

где.

h_П— необходимоевозвышение поверхности покрытия над поверхностью земли (м) при необеспеченном поверхностном стоке, принимаемое по [6];

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

При грунте земляного полотна — супесь легкая крупная: h_n = 0,9 м, h_p =0,86 м.

При грунте земляного полотна — супесь пылеватая: h_n= 1,2 м, h_p = 1,16 м.

Возвышение бровки дороги h_P над уровнем грунтовых вод определяется по формуле.

Где.

• — необходимоевозвышение поверхности покрытия над уровнем грунтовых вод (м), принимаемое по [8];
• — расчетный уровень (глубина) залегания грунтовых вод, м.

При грунте земляного полотна — супесь легкая: hp =0,26 м.

При грунте земляного полотна — песок мелкий: h_p =0,96 м.

Проектная отметка Н_р на участках стояния поверхностных вод определяется по формуле.

(1.22).

- необходимое возвышение поверхностипокрытия над уровнем по верхностных вод (м), принимаемое по [8];

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

На участках пересечения реки и ручья принимаем рабочую отметку (не менее) 8 м.

Шаг проектирования d₀ (м) (минимальную длину отрезка проектной линии) можно определить по формуле.

(1.23).

i_p - руководящий уклон, ‰;

- соответственно радиусы выпуклой и вогнутой вертикальных кривых, м.

Нанесение проектной линии начинают с обозначения контрольных точек. Процесс накладки проектной линии начинают с предварительного нанесения ее на отдельном отрезке пути длиной d (м) (d>d₀) с близкими по значению уклонами составляющих этот отрезок участков линии земли. Затем рассчитывают уклон i построенного участка проектной линии и округляют его до целых ‰.

i=1000, (1.24).

H_d, H₀ - соответственно принятые проектные отметки в конце и начале участка проектной линии длиной d, м.

С учетомполученного иокругленного доцелых‰.

уклонаiрассчитывают проектныеотметкиН_прдля всех пикетовиплюсовыхточек (кроме начальной) на проектируемом отрезке проектной линии.

(1.25).

s — расстояние от начала участка до рассматриваемой точки (0?s?5), м.

В формуле (1.25) знак «+» применяется, если участок проектной линии является подъемом, а знак «-» — для спуска.

Рабочая отметка в конкретной точке определяется как разность проектной отметки и отметки земли в данной точке. При пересечении проектной линией линии земли расстояние а (м) от точки пересечения до ближайшего пикета или плюсовой точки с рабочей отметкой h_a (м) определяется по формуле.

a=, (1.26).

b — расстояние от пикета или плюсовой точки, имеющей рабочую отметку h_a до пикета или плюсовой точки расположенной после точки пересечения проектной линии с линией земли и имеющей рабочую отметку h_b, м.

Точки, в которых проектная линия изменяет уклон, называются переломами проектной линии. Переломы проектной линии бывают выпуклые и вогнутые, выпуклый перелом располагается выше линии соединяющей концы сопрягаемых в этом переломе отрезков проектной линии, а вогнутый ниже названной линии. Если сопрягаемые отрезки имеют соответственно уклоны и i₂, то в точке перелома происходит изменение продольного уклона дороги на величину при условии, что уклоны направлены в одну сторону и на величину при условии, что уклоны направлены в разные стороны. СНиП 2.05.07−91* [7] рекомендует переломы проектной линии продольного профиля лесовозных дорог сопрягать вертикальными кривыми с целью обеспечения удобства и безопасности движения при разности уклонов А/ (‰) сопрягаемых элементов проектной линии: 20 и более — на межплощадочных дорогах II-в, IIIв и IV-в категорий; 30 и более — на дорогах IV-в категории (служебных и патрульных дорогах и лесовозных ветках). Вертикальные кривые бывают двух видов: выпуклые, которые устраиваются в выпуклых переломах проектной линии и вогнутые, устраиваемые в вогнутых переломах проектной линии.

При разбивке способом тангенсов положение начала (НВК) и конца (КВК) вертикальной кривой определяется путем откладывания тангенсов Т от точки перелома проектной линии. При замене перелома проектной линии вертикальной кривой проектная отметка точки перелома проектной линии увеличивается в случае вогнутых кривых на величину биссектрисы Б, а в случае выпуклых кривых уменьшается на ту же величину.

Параметры вертикальной кривой: длина К, тангенс Т, и биссектриса Б определяются по формулам:

К = R_BK i/1000; Т = К/2; B = K²/(8R_BK). (1.27).

Расчет вертикальных кривых выполнен в соответствии с [1, 5, 6, 11].

Таблица 1.7 Параметры вертикальных кривых проектной линии.

Запроектированный продольный профиль участка дороги протяженностью 6 км (ПК 0 — ПК 60) представлен в прил. 3.