1.5 Проектирование продольного профиля

Продольный профиль — вертикальная проекция параллельная оси дороги. Он является основным чертежом. Чертеж продольного профиля состоит из сетки (нижняя часть) и графика (верхняя). Продольный профиль вычерчивается в масштабах на автомобильных дорогах: вертикальный 1:500; горизонтальный 1:5000. На графике изображают две линии: проектную (красную) и линию земли (черную).

Линия земли строится по отметкам земли, а проектная — по проектным отметкам. Проектная линия продольного профиля состоит из отдельных элементов. На переломах профиля в ряде случаев предусматривают вертикальные кривые. Каждый элемент профиля характеризуется своей длиной и уклоном.

Уклон — это отношение превышения к проложению. Вычисляется как в процентах (%) , так и в промилях (‰). Уклоны разделяются на подъёмы и спуски в грузовом направлении и площадки (с i=0).

Наиболее важными характерными уклонами являются руководящий уклон ( ) и максимальный спуск ( ) в грузовом направлении.

Руководящий уклон — наиболее затяжной подъем в грузовом направлении на прямом участке пути преодолеваемый автопоездом одиночной тягой с равномерной скоростью.

Максимальный спуск — это наибольший спуск в грузовом направлении. Величина максимального спуска устанавливается с учетом затормаживания автопоезда с грузом на этом участке.

Различают спуски вредные и безвредные. Вредные — где необходимо затормаживание автопоезда с целью не превышения установленной скорости. Безвредные не требуют ограничения скорости движения.

При проектировании продольного профиля лесовозной автомобильной дороги различают 2 вида проектной линии: обертывающую и секущую. Обертывающую назначают приблизительно параллельно поверхности земли, следуя за складками местности. Этот метод широко применяют в равнинной местности. В пересеченной местности может более выгодной секущая проектная линия, при которой предусматривается частичная срезка холмов с устройством выемок и использование получаемого из них грунта для отсыпки соседних насыпей.

Принятые нормы проектирования плана трассы и продольного профиля сводим в табл. 6.

Таблица 6

Наименование показателей	Единицы измерения	Значения показателей
1	2	3
Руководящий подъём	‰	40
Наибольший спуск в грузовом направлении	‰	60
Шаг проектирования	м	100
Минимальный радиус кривых в плане	м	600
Минимальный радиус вертикальных кривых
выпуклые	м	1125
вогнутые	м	800
Расчетное расстояние видимости	м	75

1.6 Проектирование земляного полотна

Конструкция земляного полотна характеризуется третьей основной проекцией — поперечным профилем дороги.

Основными формами поперечного профиля являются насыпь, выемка, полунасыпь-полувыемка. Для обеспечения отвода воды поверхности земляного полотна придают выпуклую форму (на зимних дорогах этого не требуется). Места перехода насыпи в выемку называют нулевыми точками. В этих местах проектные отметки равны отметкам земли. Поперечный профиль вычерчивается в масштабе 1:100. Линия, соединяющая бровки земляного полотна и его поверхность, образует сливную призму. Расстояние между бровками (В) называется шириной земляного полотна дороги. Площадь между линиями пересечения плоскостей откосов с поверхностью земли называют подошвой насыпи.

Высотой насыпи или глубиной выемки (Н) является расстояние от поверхности земли на оси дороги до линии, соединяющей бровки земляного полотна. Крутизна откосов характеризуется отношением высоты откоса к его заложению (горизонтальной проекции) и обозначается 1: m, где m — коэффициент заложения откоса. Резервами называют неглубокие выемки-выработки, закладываемые вдоль дороги, из которых берется грунт для отсыпки насыпи. Для обеспечения стока воды дно планируют, придавая необходимый продольный и поперечный уклон. Берма — площадка, разделяющая насыпь и выемку. Обрез дороги — это участок полосы отвода между наружной кромкой резерва или канавы и границы полосы отвода. Полоса местности, выделяемая для расположения на ней дороги, мест разработки грунта, постройки вспомогательных сооружений и объектов, посадки зеленых насаждений называется полосой отвода. Насыпь возводится из грунта в виде призматоида. Боковые стороны — откосы. Бровка земляного полотна — это линия пересечения откоса и верхней части насыпи.

Полоса поверхности дороги, в пределах которой движутся автомобили, называется проезжей частью. На лесовозных автомобильных дорогах проезжая часть состоит из одной или двух полос движения. От количества полос движения зависят пропускная способность дороги и расходы на ее постройку и эксплуатацию.

Определение основных размеров земляного полотна

Рис.1.5. Определение необходимой ширины проезжей части и земляного полотна дороги на прямых участках однополосной дороги.

Ширина земляного полотна определяется по формуле.

В=В_о+2*с, м (1.21)

где В_о -ширина проезжей части, м;

Для однополосных дорог В₀=S+2*а₀

с -ширина обочины, м;

S -ширина колеи расчетного автомобиля, м. Из [2] принимаем для МАЗ-5434+ГКБ-9383-011 S=2,05 м;

а_о -минимальное расстояние от вертикальной оси колеса до кромки проезжей части, м.

В₀=2,05+2*0,5=3,05(м)

В=3,05+2*1=5,05 (м)

, м (1.22)

где k_ум -коэффициент уменьшения. Принимается равным 0,8-1,0.

(м)

Рис.1.6. Определение необходимой ширины проезжей части и земляного полотна дороги на прямых участках при серповидном профиле одежды.

При серповидном профиле дорожной одежды величина (В) относится к поверхности дороги в законченном виде, то есть с учетом дорожной одежды. В связи с этим ширина земляного полотна должна быть равна.

В_серп=В+2*m*h_б, м (1.23)

где m -коэффициент крутизны откоса;

h_б -толщина одежды на бровке земляного полотна, м.

h_б=h₀-0,5*B₀*(i_п-i_зп)-с*(i_об-i_зп), м (1.24)

h_o -толщина одежды по оси дороги, м;

i_п, i_зп, i_o -поперечные уклоны проезжей части (30 ), земляного полотна (20), обочины (30).

h_б=0,74-0,5*3,05*(0,03-0,02)-1*(0,03-0,02)=0,71 (м)

В_серп=5,05+2*1,5*0,71=7,2≈7,5 (м)

Земляное полотно на кривых участках с радиусом поворота меньше 1000 м необходимо предусматривать с уширением проезжей части с внутренней стороны за счет обочин. Ширина обочин не меньше 1 м. Величина уширения зависит от радиуса кривой и длины хлыста. Уширение проезжей части на левых поворотах 0,2 м, на правых — 0,25 м.

№ 1 правый поворот на ПК6+70 В=7,5+0,25=7,75 (м)

№2 левый поворот на ПК12+30 В=7,5+0,2=7,7(м)

№3 правый поворот на ПК17+80 В=7,5+0,25=7,75(м)

№4 левый поворот на ПК28+00 В=7,5+0,2=7,7(м)