54 Серпантина. Виды серпантины. Минимальное расстояние между двумя ветвями серпантины.

При проектировании автомобильных дорог в горной местности с целью смягчения больших продольных уклонов на затяжных участках крутых склонов в некоторых случаях приходится существенно развивать трассу, представляя ее зигзагообразной линией с острыми внутренними углами поворотов. Вписывание кривых внутрь образовавшихся острых углов не дает желаемого результата, поскольку при этом не обеспечивается должное развитие трассы в связи с тем, что длины кривых оказываются несоизмеримо меньшими суммы тангенсов. В таких случаях предусматривают сложные закругления с внешней стороны угла, называемые серпантинами.

Серпантина представляется основной кривой К, огибающей с внешней стороны центральный угол у двумя вспомогательными (как правило обратными) кривыми К0 и вставками между основной кривой и вспомогательными т, необходимыми для размещения переходных кривых (если таковые нужны), отгонов виражей и отвода уширений проезжей части (рис. 8.14).

а - симметричные первого рода; б - несимметричные второго рода

Для устройства серпантин выбирают наиболее пологие, устойчивые участки местности. Проектирование серпантин заключается в назначении таких значений ее элементов, при которых обеспечивается размещение на местности земляного полотна со всеми его элементами с обеспечением по возможности минимальных объемов строительных работ. Очертание серпантины обязательно приспосабливают к рельефу местности, стремясь назначать возможно больший радиус основной кривой. Поэтому иногда устраивают серпантины не только с вспомогательными кривыми с выпуклостью вовнутрь закругления, а) - серпантины первого рода, но и с выпуклостью в одну сторону б) - серпантины второго рода.

Серпантины характеризуются применением кривых минимальных радиусов, большими углами поворота трассы и сильным ее удлинением, что предопределяет снижение скоростей, безопасности движения и увеличение перепробегов автомобилей. Поэтому, как правило, более предпочтительным вариантом трассы является вариант, имеющий возможно меньшее число серпантин. Серпантины можно устраивать только на автомобильных дорогах II-V категорий. Расстояние между концом вспомогательной кривой одной серпантины и началом вспомогательной кривой другой серпантины принимают не менее 400 м для дорог II и III категорий, 300 м для дорог IV категории и 200 м для дорог V категории.

Детально серпантины проектируют по крупномасштабным топографическим планам и цифровым моделям местности (ЦММ), размещая все элементы в соответствии с особенностями рельефа местности. Наивыгоднейшее расположение и форму серпантин устанавливают путем сравнения различных вариантов.

55. Расчет симметричной серпантины.

При проложении автомобильных дорог в горной местности, имеющей очень сложный рельеф, для получения заданных уклонов дороги устраивают особого вида кривые с Рис. 14. Симметричная серпантина с большими углами поворота, переходными кривыми что позволяет осуществить развитие линии с целью преодоления крутых подъемов и спусков на большом протяжении. Такие закругления называют серпантинами (рис. 14). Ввиду того, что угол поворота серпантин очень большой, кривую располагают не внутри угла, а снаружи его.

Серпантины делятся, когда вспомогательные кривые r направлены в разные стороны: r = r₁= r₂– симметричная ; r₁не равно r₂– несимметричная.

Полная серпантина состоит из следующих основных элементов: основной кривой S, ее радиуса R, центрального угла γ, угла серпантины α, вспомогательных (обратных) кривых радиусом г. прямых вставок m между кривыми (основной и сопрягающих) тангенсов T, угла (3 вспомогательной кривой, горловины 2 (расстояние между осями серпантины в самом узком месте петли). Размеры радиусов основной кривой и вспомогательных кривых, длины прямых вставок и горловины серпантины подбирают в зависимости от нормативных, топографических, геологических и гидрологических условий местности.

Проектирование серпантины заключается в расчете ее элементов и в проверке возможности размещения земляного полотна на местности. При проектировании земляного полотна основное внимание уделяют обеспечению его устойчивости и созданию нормальных условий для движения транспортных средств.