ПРОЕКТУВАННЯ ПОЗДОВЖНЬОГО ПРОФІЛЮ ДОРОГИ

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

ДО ВИКОНАННЯ КУРСОВОЇ РОБОТИ З ДИСЦИПЛІНИ

„ВУЛИЧНО-ДОРОЖНЯ МЕРЕЖА ПОСЕЛЕНЬ”

ДЛЯ СТУДЕНТІВ ДЕННОЇ ТА ЗАОЧНОЇ ФОРМ НАВЧАННЯ

ЗІ СПЕЦІАЛЬНОСТІ 6.060101 – „БУДІВНИЦТВО”

Кременчук 2008

Методичні вказівки до виконання курсової роботи з дисципліни „вулично-дорожня мережа поселень” для студентів денної та заочної форм навчання зі спеціальності 6.060101 – „Будівництво”

Укладач доцент М.С. Жорняк

Кафедра геодезії, землевпорядкування та кадастру

Затверджено методичною радою університету

Протокол № ____від «____» ____________ ______ р.

Голова методичної ради __________________ проф. В.В.Костін

ВСТУП

Землевпорядкування, в загальному розумінні цього слова, передбачає органічне поєднання природного стану місцевості з усіма її особливостями та інфраструктури, що існує і буде ще створюватись Важливим елементом інфраструктури є дорога Органічне поєднання її з існуючим ландшафтом є безумовною вимогою в сучасному проектуванні місцевих шляхів.

Мета курсової роботи – засвоїти головні етапи проектування місцевих шляхів:

- проектування плану траси автомобільної дороги;

- проектування поздовжнього профілю дороги;

- проектування поперечних профілів.

ПРОЕКТУВАННЯ ПЛАНУ ТРАСИ АВТОМОБІЛЬНОЇ ДОРОГИ

На карті місцевості дані пункти, між якими необхідно запропонувати два варіанти траси дороги. При цьому треба мати на увазі, що від правильного вибору траси дороги залежать витрати на її будівництво та експлуатацію, а також зручність та безпека руху. Дорогу між двома пунктами доцільно розташовувати, по можливості, ближче до повітряної лінії, але з урахуванням існуючого рельєфу, геологічних, гідрологічних, кліматичних умов, а також розвитку інфраструктури.

В стислому вигляді основні вимоги при проектуванні траси автомобільної дороги можуть бути зведені до наступних:

- необхідно обходити великі форми рельєфу і перетинати малі;

- прагнути не займати родючі сільськогосподарські землі;

- обминати місця з поганими інженерно-геологічними умовами (заболочені місця, зони карстоутворення, загіпсовані та засолені ґрунти);

- великі водотоки, існуючі автомобільні та залізничні дороги бажано перетинати під кутом, близьким до 90°.

При трасуванні необхідно додержуватись правил співвідношення елементів плану та поздовжнього профілю з метою забезпечення плавності траси в просторі та найкращих умов руху. Деякі рекомендації, які дозволяють досягнути цієї мети, зводяться до наступних:

- найкраща плавність траси досягається, якщо криві в плані суміщаються з кривими профілю, і при цьому довжина кривої в плані повинна бути більше на 100 ... 150 м довжини кривої в поздовжньому профілі;

- радіуси кривих в плані, які йдуть одна за одною, торкаючись (є суміжними), або розташовуються недалеко одна від одної, не повинні відрізнятися більше, ніж у 1,3 рази;

- необхідно запобігати співпаданню кінця кривої в плані з початком кривої в поздовжньому профілі;

- довжина прямих в плані повинна обмежуватись залежно від категорії дороги та характеру місцевості згідно з табл. 1.

Таблиця 1 – Залежність довжин прямих ділянок дороги від її категорії

- небажано влаштовувати коротку пряму вставку між двома кривими в плані, що повертають в одну сторону;

- якщо пряма вставка між кривими виходить менше, ніж 100 ... 300 м, то треба збільшити радіуси кривих, щоб уникнути вставки взагалі;

- пряма вставка може бути не менше 700 м – для доріг І та ІІ категорій, 300 м – для доріг ІІІ та ІV категорій, 200 м – для доріг V категорії;

- при малих кутах повороту в плані пропонується застосовувати великі радіуси кривих (див. табл. 2).

Таблиця 2 – Залежність найменшого радіуса кривої від кута повороту

При проектуванні автомобільних шляхів керуються технічними нормативами, що визначаються згідно з [1]. Витяг з [1], де наведені технічні нормативи доріг, представлені в додатку 1.

Існує два принципових методи проектування траси дороги: полігональний та клотоїдний.

Полігональне проектування передбачає, що через контрольні точки наносять на карту ламаний магістральний хід (полігон). Вимірюють кути повороту, вписують кругові криві або перехідні криві з круговими вставками.

Перехідні криві є криві з радіусом, що змінюється за довжиною кривої R = ∞ на її початку до радіуса кругової кривої на кінці. Основними елементами перехідної кривої є:

L – довжина перехідної кривої;

α_мін = 2β (мінімальний кут повороту, що забезпечує вписування перехідних кривих);

t – додатковий тангенс;

ρ – величина зсуву кругової кривої.

Для кругових кривих вимірюють кут повороту, призначають радіус кривої і, залежно від їх величини, визначають елементи кривої: Т – тангенс, К – довжину кривої, Д – домір, Б – бісектрису.

Клотоїдне проектування передбачає застосування тільки перехідних кривих. Схеми кривих дані на рис. 1 і 2. Елементи горизонтальних кругових кривих та перехідних кривих визначають із використанням відповідних таблиця, наведених у додатках 2 і 3.

Розрахунок закруглення з перехідними кривими та круговою вставкою виконують у такій послідовності: з таблиці елементів горизонтальних кругових кривих (див. додаток 2) для відповідного кута повороту беруть табличні значення тангенса Т_Т, довжини кривої К_Т, бісектриси Б_Т і доміру Д_Т (див рис. 1). Якщо вибраний радіус закруглення R відрізняється від табличного R_Т = 1000 м, то відповідні елементи кругової кривої знаходяться від табличного за наступними залежностями:

; ; ; .

Після цього визначають елементи перехідної кривої (за додатком 3) L, α, t, ρ та можливість їх вписування – кут повороту повинен бути не менше α_мін, тобто повинна виконуватись умова α ≥ 2β. В протилежному випадку необхідно прийняти нове значення радіуса R_Т = R+ρ та визначити відповідні йому елементи кругової кривої за згаданими раніше додатками 2 та 3.

Визначають величину центрального кута γ та відповідне йому значення скороченої кривої К₀ за таблицею або за формулами:

γ = α - 2β; К₀ = .

Визначають повні значення елементів закруглення:

тангенса Т₂ = Т₁ + t; бісектриси Б₂ = Б₁ + ρ;

кривої К₂ = К₀ + 2 L; доміра Д₂= 2Д₁ - К₂.

Знаходять пікетажне положення головних точок закруглення:

початок заокруглення ПЗ = ВК – Т₂;

кінець закруглення КЗ = ПЗ + К₂;

початок кругової кривої ПКК = ПЗ + L;

кінець кругової кривої ККК = КЗ – L.

До кожного з позначених на карті варіантів траси складають відомість кутів повороту, кривих та прямих (див. додаток 4).

Рис. 1. Схема ділянки з круговою кривою:

ПЗ – початок закруглення;

КЗ – кінець закруглення.

Рис. 2. Схема ділянки з круговою та перехідними кривими:

L – довжина перехідної кривої;

t – зсув початку кривої;

ρ – зсув кругової кривої;

β – кут, утворений дотичною в кінці перехідної кривої та лінією тангенсів;

К₀ – скорочена кругова крива.

З двох розрахованих варіантів потрібно вибрати кращий. Порівняння варіанта виконують у табличній формі за експлуатаційно-технічними показниками. Слід відмітити, що на практиці при порівнянні варіантів враховують і технічно-економічні показники такі, як: обсяг робіт, їх вартість, майбутні транспортні витрати. Приклад порівняння варіантів наведений у табл. 3.

Таблиця 3 – Порівняння варіантів траси

Кращим визнається варіант, що має більше плюсів. У випадку однакової кількості плюсів враховують важливість показників.

За вибраним варіантом необхідно накреслити план траси. З метою навчання для плану достатньо використати лист ватману формату А2.

На плані потрібно показати орієнтацію за сторонами світу (в лівому верхньому куті), відомість кутів повороту, кривих та прямих (правий верхній кут), план траси дороги в масштабі М 1:10000, а також план ділянки дороги в масштабі М 1:200 (див. додаток 5).

Трасу дороги на плані проводять суцільною лінією червоного кольору товщиною 1,5-2 мм. По всій довжині проставляють пікети та кілометри. Тангенси наносять пунктирною лінією. Позначають та записують пікетажне положення початку та кінця траси, вершин кутів, початку та кінця кривих Записують значення кутів повороту та довжини кривих, величину радіуса кривої. Все це записують та позначають червоним кольором.

В межах 500 м зліва та справа від траси (на плані траси це по 5 см зліва та справа) наносять світло-коричневим кольором існуючі горизонталі, а також наносять умовні позначки ситуації, водотоки та інфраструктури.

План ділянки дороги розташовують на вільному місці аркуша довжиною, яка може там поміститися. На плані ділянки дороги червоною пунктирною лінією показують осьову лінію, пікети та кілометри, а чорним кольором показують усі елементи дороги: кромки проїзної частини, укріплені смуги, узбіччя, бровки земляного полотна, всі елементи кюветів.

ПРОЕКТУВАННЯ ПОЗДОВЖНЬОГО ПРОФІЛЮ ДОРОГИ

Поздовжнім профілем дороги називають розріз земляного полотна вертикальною площиною, проведеною через вісь дороги. Попередньою основою для проектування профілю є план траси на топографічній карті та поверхні землі на пікетах і плюсових характерних точках, які визначають за горизонталями шляхом інтерполяції та екстраполяції.

Поздовжній профіль має стандартну сітку розграфлення. На профіль виносять лінію поверхні землі за віссю дороги, висотні відмітки пікетів та плюсових точок (чорні відмітки), проектну лінію бровки земляного полотна та проектні відмітки дороги (червоні відмітки), а також умовні позначки запроектованих ділянок дороги. Заповнюють відповідною інформацією всі графи профілю, а також відображають ґрунтовий профіль за трасою дороги. Приклад оформлення поздовжнього профілю наведено в додатку 6.

При проектуванні позаміських доріг використовують масштаби: горизонтальний М 1:5000, вертикальний М 1:500, ґрунтовий М 1:50. профіль оформлюють на аркуші міліметрівки висотою 29 см і довжиною, яка потрібна для зображення всієї траси.

Основні вимоги, яких необхідно дотримуватись при проектуванні поздовжнього профілю:

1. Користуючись [1] або додатком 1 методичних вказівок, визначають граничні технічні параметри:

- мінімально можливий радіус випуклої та ввігнутої кривої;

- максимальний поздовжній ухил, ‰;

- мінімальну висоту земляного полотна (керуюча відмітка), яка залежить від дорожньо-кліматичної зони, типу ґрунту та типу місцевості за характером зволоження 9див. табл.. 4).

Таблиця 4 – Мінімальна висота земляного полотна

Грунт робочого шару	Найменше підвищення поверхні покриття, м, в межах дорожньо-кліматичних зон
ІІ	ІІІ	ІV	V
1	2	3	4	5
Пісок мілкий, супісок легкий крупний, супісок легкий
1	2	3	4	5
Пісок пилуватий, супісок пилуватий
Суглинок легкий, суглинок важкий, глина
Супісок важкий пилуватий, суглинок легкий пилуватий, суглинок важкий пилуватий

Примітка: чисельник – підвищення поверхні покриття над рівнем ґрунтових вод, верховодки або тривало (більше 30 діб) стоячих поверхневих вод; знаменник – те ж, над поверхнею землі на ділянках із небезпечним поверхневим стіканням або над рівнем короткочасно (менше 30 діб) стоячих поверхневих вод.

2. Визначають та відкладають на профілі контрольні точки, якими є: вхід та вихід із населеного пункту, точка перетину з існуючими автодорогами та залізницями, рівні мінімального насипу біля труби або мосту.

3. У виїмках не проектують ввігнуті криві та горизонтальні ділянки, ухил проектної лінії повинен бути не менше 5 ‰.

4. В умовах пересіченого рельєфу бажано дотримуватись балансу земельних мас, маючи на увазі, що на профілі площа виїмок повинна бути менша за площу насипів (з урахуванням коефіцієнта розпушення ґрунту).

5. Поздовжні ухили доріг на підходах до перетинань повинні бути не більше 40 ‰ на відстані видимості для зупинки автомобіля.

6. Перетинання з залізницею повинно бути під кутом, більшим 60º.

7. Якщо алгебраїчна різниця ухилів суміжних прямих менше 5 ‰ для доріг І-ІІ категорій, менше 10 ‰ - для доріг ІІІ категорії та менше 20 ‰ для доріг ІV-V категорій, тоді в переломи проектної лінії криві можна не вписувати.

Проектування поздовжнього профілю виконують із використанням комп'ютерів, але для місцевих доріг ще широко використовують графоаналітичний метод, тобто використовують спеціальні шаблони та таблиці координат для різних радіусів (див. додаток 7).

Ш поздовжньому профілі проектують лівий та правий кювети. Кювети влаштовують у виїмках, при невисоких насипах або при нульових відмітках, з урахуванням поперечного ухилу поверхні.

Дно кювета повинно мати ухил не менше 5 ‰. Якщо поверхня землі має ухил менше 30 ‰, то біля найближчого пікету або після плюсової точки з робочою відміткою 0,8 м і більше кювет закінчують і воду з нього випускають на поверхню землі в бік від земляного полотна. На профілі це місце фіксують позначкою „скид води” 9див. умовні позначки профілю).

Якщо ухил поверхні землі більше 30 ‰, то кюветом доводять воду до водопропускної споруди.

Попереджуючи можливе розмивання кювету, проектують укріплення його дна (див. табл.. 5).

Таблиця 5 – тип укріплення в залежності від ухилу поверхні землі

Взагалі глибина кюветів повинна забезпечити перевищення низу дренажних пристроїв для відведення води з основи дорожнього одягу над дном кюветів не менше, як на 0,2 м. Бровка земляного полотна у виїмках і поверхня землі біля насипу повинна також бути вище над рівнем води в кюветі не менше, ніж на 0,2м.