Элементы продольного профиля

Продольный профиль дороги - это развернутый в плоскость чертежа вертикальный разрез по оси дороги (в отметках бровки земляного полотна).

Продольный профиль автомобильной дороги принято изображать в виде специального чертежа (см. рис. 2.6), являющегося одним из основных документов, по которым осуществляется строительство автомобильной дороги.

Чертеж продольного профиля обязательно содержит следующие данные о местности и проектных решениях:

• проектные данные о системе поверхностного водоотвода, искусственных сооружениях (трубах, мостах, путепроводах), съездах и переездах и рабочих отметках;

• изображение проектной линии продольного профиля по бровке земляного полотна;

• изображение черного профиля земля по оси дороги, представляемого двойной линией;

• грунтово-геологический разрез по оси дороги;

• специальную таблицу, содержащую графы: развернутый план трассы; грунт верхней части земляного полотна; тип дорожной одежды; типы поперечных профилей земляного полотна; укрепление кюветов; уклоны кюветов; отметки кюветов; уклоны и вертикальные кривые (проектной линии дороги); отметки по бровке земляного полотна; отметки земли по оси дороги; расстояния; пикеты, кривые, километры.

Проектную линию продольного профиля обычно представляют сопряженными между собой в точках с одинаковыми продольными уклонами элементами: параболическими кривыми и прямыми. Возможные случаи сопряжения элементов продольного профиля между собой, схемы их оформления представлены на рис. 5.

Рис. 5. Вертикальные кривые: а - выпуклая вертикальная кривая с восходящей и нисходящей ветвями; б - выпуклая кривая с нисходящей ветвью; в - вогнутая кривая с нисходящей и восходящей ветвями; г - вогнутая кривая с восходящей ветвью; д - сопряжение вертикальных кривых в точке с одинаковыми продольными уклонами

Для аналитического расчета вертикальных кривых используют формулы (4-7) (рис. 6):

расстояние от начала вертикальной кривой до ее вершины

l₀ = R·i₁; (4)

превышение между точкой начала кривой и ее вершиной

(5)

превышение h между точкой на произвольном расстоянии l от вершины и вершиной вертикальной кривой

(6)

уклон в той же точке

i = l·R. (7)

Рис. 6. Схема к разбивке вертикальной кривой

При использовании некоторых методов автоматизированного проектирования оптимального продольного профиля автомобильных дорог (например, метода «граничных итераций» и т.д.) в результате отказа от традиционного класса функций (прямых и параболических кривых), в котором ищется проектное решение при традиционном проектировании, проектная линия в общем случае на существенной части своего протяжения может быть представлена вертикальными кривыми переменного радиуса.

Вопрос 3.(5) Уравнение движения автомобиля и обоснование требований к элементам трассы и их сочетания. Движение автомобиля по дороге.

При определении и назначении параметров плана и продольного профиля, обеспечивающих устойчивость и безопасность движения автомобиля с расчетными скоростями, необходимо учитывать характер движения автомобиля по дороге.

П ри составлении общего уравнения движения автомобиля принимают допущения его движения по ровной поверхности под воздействием сопротивления:

P_f – сопротивление качению, возникает при движении автомобиля по неровной поверхности,

P_w – сопротивление воздуха,

P_i – сопротивление движению на подъем,

P_j – сопротивление инерционных сил,

P_f=Gf,

f - коэффициент сопротивления качению, зависит от типа покрытия и скорости движения автомобиля и принимается для скорости до 50 км/ч 0,01-0,02.

При движении автомобиля со скоростями близкими к расчетнымf вычисляется по формуле:

f_V=f₀(1+0,01(V-50))

f₀ – величина коэффициента до 50 км/ч,

V – расчетная скорость движения,

P_w – сопротивление воздуху.

с – коэффициент сопротивления среды, зависящий от формы автомобиля,

ρ – плотность воздуха,

F – лобовая площадь автомобиля,

V – расчетная скорость.

Сопротивление движения на подъем:

P_i=G*i

Сопротивление инерционных сил возникает при изменении режима движения автомобиля и вычисляется по формуле:

Pj=βGj

β – поправочный коэффициент, учитывающий инерцию вращающихся частей автомобиля,

j – относительное ускорение.