Вопрос 2.(4) Элементы автомобильной дороги в плане, продольном и поперечном профилях. Элементы плана автомобильных дорог

План трассы автомобильной дороги - это горизонтальная проекция оси дороги на плоскость.При традиционном проектировании плана автомобильных дорог переломы трассы в плане смягчают, вписывая в углы поворота круговые кривые (рис. 1), либо круговые кривые, сопряженные с прямыми участками трассы посредством вспомогательных переходных кривых (рис. 2). При этом непосредственно круговое закругление в плане без переходных кривых допускается при R> 3000 м для дорог I категории и при R> 2000 м - для дорог остальных категорий. Минимально допустимые значения радиусов кривых в плане нормируются СНиП 2.05.02-85.

Р ис. 1. Круговая кривая:

А - точка начала кривой (НК); В - вершина угла; С - точка конца кривой (КК)

Рис. 2. Круговая кривая с вспомогательными переходными кривыми

При проектировании плана автомобильных дорог согласно требованию СНиП рекомендуется устраивать кривые с радиусами, как правило, не менее 3000 м, что обеспечивает безопасные условия движения автомобилей с расчетными скоростями. Основные элементы таких наиболее простых типов закруглений (рис. 1):

Д = 2Т - К, где (1)

Т - тангенс кривой;

Б- биссектриса кривой;

R - радиус круговой кривой;

a - угол поворота.

Д - домер.

Основные элементы закруглений в плане с радиусами круговых, требующими сопряжения с прямыми участками трассы посредством вспомогательных переходных, представлены на рис. 2. При устройстве переходных вспомогательных кривых сокращается длина основной круговой кривой, при этом ее центральный угол a₀ будет меньше на величину 2j:

где

j - угол между касательной в конце переходной кривой и тангенсом;

L - длина переходной кривой;

R - радиус круговой кривой.

Таким образом, для разбивки круговой кривой со вспомогательными переходными необходимо условие a³ 2j.

При применении переходных кривых происходит сдвижка кривой в сторону ее центра на величину р:

p = y₀ - R(1 - cosj);

общая длина тангенсаТ при этом составит:

Т = Т₁ + t, где (2)

х₀, у₀ - координаты точки конца переходной кривой;

t - смещение начала закруглений после вписывания переходных кривых:

t = х₀ - R·sinj.

Биссектриса закругления

Общая длина кривой

где (3)

К₀ - длина круговой вставки.

ДомерД определяют по формуле (1) соответственно со значениями Т и К, определенными по формулам (2) и (3).

Элементы поперечных профилей

Поперечный профиль - это сечение автомобильной дороги вертикальной плоскостью, перпендикулярной ее оси (рис. 3).

На верхней части земляного полотна можно выделить проезжую часть (ПЧ), т.е. ту полосу, на которой устраивается дорожная одежда и осуществляется непосредственное движение автотранспорта. На автомагистралях проезжую часть устраивают раздельно для обеспечения движения автомобилей в каждом направлении, предусматривая сооружение между ними разделительной полосы (РП).

По бокам к проезжей части примыкают обочины - полосы земляного полотна, предназначенные для временной стоянки автомобилей, размещения дорожно-строительных материалов во время дорожных ремонтно-восстановительных работ и способствующие безопасности движения. Вдоль проезжей части на обочинах предусматривают краевые полосы (КП), предотвращающие разрушение кромок проезжей части и позволяющие полностью использовать для проезда проезжие части автомобильных дорог.

Для обеспечения стока с верхней части земляного полотна проезжей части и обочинам придают поперечные уклоны (обычно в обе стороны от оси дороги к бровкам земляного полотна). При устройстве виражей на закруглениях верхней части полотна автомобильных дорог придают односторонний поперечный уклон, направленный в сторону центра закруглений.

Проезжая часть и обочины примыкают к прилегающей местности правильно спланированными наклонными плоскостями - откосами. Крутизну откосов назначают в зависимости от высоты насыпи или глубины выемки из соображений незаносимости земляного полотна снегом, гармоничного сочетания его с прилегающим ландшафтом, обеспечения безопасности движения, устойчивости откосов, а также с учетом экономических требований. Откосы могут иметь переменную крутизну, при этом для обеспечения устойчивости на откосах высоких насыпей и глубоких выемок нередко устраивают полки (шириной 2-3 м) - бермы.

Для обеспечения минимально необходимого возвышения поверхности покрытия над уровнем поверхностных вод вдоль невысоких насыпей, а также в выемках устраивают боковые канавы - кюветы, предназначенные для осушения земляного полотна и быстрого отвода воды.

Все параметры поперечного профиля земляного полотна нормируются действующими нормативными документами. Ширину проезжей части, обочин, краевых полос, разделительных полос и ширину земляного полотна в целом назначают в зависимости от категории дороги. Поперечные уклоны элементов поперечного профиля автомобильных дорог назначают в зависимости от категории дорог, дорожно-климатической зоны района проектирования, типа покрытия, типа укрепления и т.д.

Разницу между высотой (отметкой) поверхности земли по оси дороги и высотой (отметкой) бровки земляного полотна, определяющей высоту насыпи или глубину выемки, называют рабочей отметкой (рис. 4.).

Рис. 4. Схемы к определению рабочей отметки земляного полотна: а - в выемке; б - в насыпи

На участках закруглений в плане при устройстве виражей рабочие отметки обычно исчисляют по внутренней бровке земляного полотна.