Проектирование вертикальных кривых

 

На переломах продольного профиля для обеспечения видимости, улучшения плавности и удобства движения вписывают вертикальные кривые.

По нормам СНиП вертикальные кривые должны устраиваться в местах перелома проектной линии продольного профиля при алгебраической разности

уклонов 5‰ и более на дорогах I и II категории, 10‰ и более на дорогах II категории и 20‰ на дорогах IV и V категорий.

Вертикальные кривые обычно проектируют круговыми. Элементы вертикальных кривых определяют по специальным таблицам или по формулам:

 

тангенс Т = R (i₁ – i₂)/2 (рисунок 7),

 

где i₁ – i₂ – алгебраическая разность уклонов;

 

длина кривой К = 2Т = R (i₁ – i₂),

 

биссектриса Б = Т²/2R.

 

Рисунок 7

 

Зная длину кривой и тангенса, определяют пикетажное положение начала и конца вертикальной кривой.

Принимая точки начала и конца вертикальной кривой за начало прямоугольных координат с осью, совпадающей с направлением тангенса, определяют для любой точки вертикальной кривой абсциссу Х и ординату Y по формуле

 

Y = Х²/2R,

 

где Х – абсцисса – расстояние от начала кривой или конца кривой до рассматриваемой точки.

Зная величину биссектрисы Б и ординаты Y в разных точках вертикальной кривой, уточняют величины

рабочих отметок в пределах кривой.

На рисунке 8 приведен пример выполнения продольного профиля на участке ПК15-ПК20.

 

Рисунок 8

 

При нанесении проектной линии над мостом, горизонтальный участок должен быть не менее длины моста, суммы тангенсов вертикальных кривых и двойного минимального расстояния от моста до конца вертикальных кривых – 20 м. Слева к мосту проектная линия подходит с уклоном i=0,0098, поэтому вертикальную кривую в этом месте не проектируют.

Справа проектная линия имеет уклон i= 0,020. Принимаем минимальный радиус вогнутой вертикальной кривой 1500 м. Тангенс равен Т= R (i₁ – i₂)/2 = 1500(0+0,002)/2 = 15 м. Длина горизонтального участка дороги у моста составит 20+20+20+15 = 75 м.

Вогнутая кривая R=1500 м запроектирована на участке от ПК17+45 до ПК17+60. Далее идут прямолинейные отрезки с уклонами 0,020 и 0,014. В этом месте вписываем вертикальную выпуклую кривую минимально допустимого радиуса R= 2500 м. Тангенс кривой Т = R (i₁ + i₂)/2 (рисунок 7).

 

Т = 2500(0,020+0,014)/2 = 42,5 м.

 

В точках перелома проектной линии строят вертикальные линии ординат. В точках перелома над проектной линией наносят рабочие отметки насыпи. Под проектной линией наносят рабочие отметки выемки.

 

Типы линий на продольном профиле

 

На продольном профиле автомобильной дороги сплошной толстой основной линией изображают проектную линию, линии ординат от точек сопряжения проектной линии, элементы плана.

Сплошной тонкой линией изображают линию фактической поверхности земли и линии ординат от точек переломов, границы слоев грунта.

 

Содержание чертежа продольного профиля

 

Продольный профиль проектируемой автомобильной дороги выполняют с учетом данных, приведенных в таблице-сетке, помещаемой под продольным профилем и выполняемой по форме 6 ГОСТ Р 21.1701-97.

На продольном профиле автомобильной дороги показывают:

- линию фактической поверхности земли по оси дороги и линию проектируемой поверхности дорожного покрытия по оси дороги;

- линии ординат от точек переломов фактической поверхности земли и точек сопряжения элементов проектной линии продольного профиля;

- разведочные геологические выработки с обозначением влажности и консистенции грунтов по ГОСТу 21.302 и отметки уровня (горизонта) грунтовых вод с датой их замера; обозначения грунтов или их наименования, границы слоев грунтов;

Выше проектной линии показывают:

- реперы;

- наземные и надземные инженерные коммуникации;

- наименования проектируемых искусственных сооружений;

- транспортные развязки, пересечения и примыкания;

- переезды через железнодорожные пути;

- нагорные и водоотводные канавы, сбросы воды;

- водораздельные дамбы;

- рабочие отметки насыпи в точках перелома продольного профиля.

Ниже проектной линии показывают:

- рабочие отметки выемки в точках перелома продольного профиля;

- проектируемые искусственные сооружения с указанием отметок уровня (горизонта) воды;

- наименования существующих искусственных сооружений;

- подземные инженерные коммуникации;

- линии ординат от точек перелома продольного профиля;

- номера пикетов, элементы плана, указатели километров.

 

В боковике таблицы в графе «Тип местности по увлажнению» указывается номер типа местности по признакам увлажнения верхнего слоя земли.

В графе «Тип поперечного профиля» указывают номер типового поперечного профиля конструкции земляного полотна.

В графе «Уклон,‰», вертикальная кривая, м» приводят элементы проектной линии: вертикальные кривые, прямые, привязки к пикетам переломов проектной линии и нулевых точек вертикальных кривых; числовые значения радиусов и уклонов касательных в точках сопряжения элементов проектной линии; длины прямых и кривых.

В графе «Расстояние, м» указывают расстояния между точками перелома фактической поверхности земли.

В графе «Пикет, элементы плана, километры» изображают прямые и кривые по оси дороги, проставляют числовые значения радиусов и виражей.

В графе «Отметка оси дороги, м» проставляют значения проектных отметок на пикетах и в точках перелома фактической поверхности земли или через 20 м.

В графе «Отметка земли, м» проставляют фактические отметки земли по оси дороги в точках перелома поверхности земли.

Остальные графы заполняют в соответствии с их наименованиями.

Условные обозначения, примеряемые при выполнении продольных профилей автомобильных дорог, выполняют в соответствии с ГОСТом Р 21.1207-97.

Пример выполнения продольного профиля приведен в приложении В.

 

ПОПЕРЕЧНЫЙ ПРОФИЛЬ

 

На основе многолетнего опыта и теоретических соображений выработаны определенные формы и размеры полотна в поперечном профиле для разных условий – типовые поперечные профили.

На рисунке 9 приведены типовые поперечные профили земляного полотна в насыпях, где

 

Рисунок 9

 

- а – насыпь высотой до 0,6 м с треугольными лотками;

- б- насыпь высотой до 0,6 м с трапецеидальными кюветами;

- в – насыпь высотой до 6 м из привозного грунта;

- г – насыпь высотой до 1,5 м с резервом;

- д – насыпь высотой от 6 до 12 м из привозного грунта;

- е – насыпь высотой от 6 до 12 м с резервом.

На рисунке 10 приведены типовые поперечные профили земляного полотна в выемках, где

- а – раскрытая выемка глубиной до 1 м;

- б – выемка глубиной до 1 м, разделенная под насыпь;

- в – выемка глубиной от 1 до 16 м в однородных глинистых и песчанистых грунтах при отсутствии косогорности;

- г - выемка глубиной от 1 до 16 м в легко выветривающихся скальных грунтах;

- д – выемка на косогоре крутизной более 1:5;

- е – выемка в неоднородных грунтах; 1- рыхлый грунт; 2- сильно выветрившаяся скала; 3- слабо выветрившаяся скала.

 

 

Рисунок 10

 

Число полос движения и ширина полосы движения определяется по СНиП (таблица 5) в зависимости от категории автомобильной дороги.

Сплошной толстой основной линией показывают проектные контуры дороги и водоотводных сооружений, линии ординат от точек их перелома.

Сплошной тонкой линией показывают линию фактической поверхности земли и линии ординат от точек ее переломов.

Штриховой тонкой линией показывают линию проектируемой поверхности дорожного покрытия.

На поперечном профиле земляного полотна автомобильной дороги общего пользования показывают:

- ось проектируемого земляного полотна;

- линию фактической поверхности земли и линии ординат от точек ее перелома;

- контуры проектируемого земляного полотна и водоотводных сооружений, линии ординат от точек их перелома;

- контур проектируемой поверхности дорожного покрытия и отметки уровней, на которых они проложены;

 

- контур срезки плодородного слоя, удаления торфа, непригодного грунта;

- границу полосы отвода земель (при необходимости);

- привязку поперечного профиля к пикету.

Пример выполнения чертежа поперечного профиля АД приведен в прилож