5. Проектирование пересечений а/д в одном уровне.

Пересечение – узел, в котором сходящиеся а/д не прерываются и возможно сквозное движение на каждой из них. В зависимости от значения пересечения устраиваются в 1-ом или разных уровнях.

Основные требования к пересечению:

- безопасность движения;

- удобство проезда;

- минимальная стоимость;

Для безопасного движения необходимо:

1) своевременная видимость (удаление препятствий видимости при проектировании пересечений в пределах границы видимости, расположение пересечений на вогнутом участке );

2) просматриваемость (за счет удобства обгона, проектируют под 90 градусов, но не менее 60);

3) понятность пересечения ( применение простых схем пересечения, установка знаков, разметка), частота их расположения.

Удобство движения достигается плавностью, непрерывностью движения, минимальной потерей времени. Число пересечений должно быть по возможности минимальным . На 1-ой а категории через 10 км, 1-ой б и 2-ой- 5км, на 3-ей через 2 км.

Канализованные пересечения дорог в 1-ом уровне с островками и зонами безопасности проектируют при суммарной перспективной интенсивности движения от 2000 до 8000 приведенных ед./сутки, при меньших интенсивностях проектируют простые пересечения дорог.

К ольцевые пересечения в одном уровне допускается проектировать в случаях, когда размеры движения на пересекающихся а/д различаются не более чем на 20%, а число автотранспортных средств левоповоротных потоков составляет не менее 40% на обеих а/д. Форма сопряжения кромок проезжей части должна соответствовать траектории движенияния. Поэтому сопряжение производят переходными кривыми переменного R с уменьшением его к середине закругления. Одной из таких кривых яв­ляется коробовая кривая, которая ограничивается R: на входе в закругления R₁ на угол 15°, на выходе — R₃ на угол 20°. Средняя часть имеет радиус R₂. Соотношение радиусов: R\ = 2ф; Rз = 2R\. Наименьший радиус кривых при сопряжениях пересечений а/д в 1-ом уров­не следует принимать по категории дороги, с которой происходит съезд, независимо от угла пересечения: при съездах с дорог I—II категорий R₂ не менее 25 м, для дорог II катего­рии — 20 м, IV—V категорий — 15 м. При расчетах на регулярное движение автопоездов радиусы кривых на съездах следует увеличить на 30 м.

1-каплевидный островок,

2-островок треугольник

6. Общие правила проектирования продольного профиля а\д.

Проектная линия определяет высотное положение а/д. От положения проектной линии зависит стоимость строительства а/д, транспортно-эксплуатационные показатели дороги. Положение проектной линии зависит от рельефа местности, условий увлажнения поверхностными грунтовыми водами, ситуации вдоль трассы (пересечения с ж/д и а/д), категории а/д.

Рельеф делится на равнинный, холмистый, гористый.

К участкам холмистой местности относится рельеф с разницей отметок долин и водоразделов более 50 м на расстоянии не более 0,5 км.

По характеру увлажнения поверхностными и грунтовыми водами выделяют типы местности:

1 тип – поверхностный сток обеспечен, подземные воды не оказывают влияния (сухие места).

2 тип – поверхностный сток не обеспечен, поверхностные воды застаиваются менее 30 суток, грунтовые воды оказывают влияние на увлажнение.

3 тип – поверхностные воды застаиваются более 30 суток, грунтовые воды расположены близко.

Проектная линия по отношению к черному профилю может располагаться:

1. По обертывающей

2. По секущей

При проектировании по обертывающей учитывают контрольные точки. Контрольными точками продольного профиля являются пересече­нии с железными и автомобильными дорогами, водотоками.

Назначение контрольных и руководящих отметок

При пересечении дороги в разных уровнях контрольная отметка проектной линии

Н_пр = Н_ч + Г + С + 0,2,

где Н_ч - отметка проезжей части по оси пересекаемой автомобильной дороги или головки рельса железной дороги;

Г - габарит автомобильный (5м) или железнодорожный (5,55м – для неэлектрифицированных дорог и 6,5м - для электрифицированных);

С - высота пролетного строения путепровода.

При пересечении автомобильных дорог в одном уровне контрольная отметка проектной линии равна отметке проезжей части по оси пересекаемой дороги. В случае, если пересекаемая дорога - более низкой категории, можно изменить се высотное положение путем переустройства ее на подходах к пересечению и назначить контрольную отметку на пересечении по условиям проектирования продольного профиля.

На пересечениях (примыканиях) автомобильных дорог в одном уровне предельный уклон дорог должен быть не более - 40‰ на расстоянии видимости поверхности дороги в обе стороны от пересечения.

При пересечении железной дороги в одном уровне контрольную отметку проектной линии принимают равной отметке головки рельса железной дороги. Автомобильная дорога на протяжении не менее 2м от крайнего рельса должна иметь в продольном профиле уклон 0 или вертикальную кривую большого радиуса при пересечении железной дороги на прямолинейном участке, или уклон виража при пересечении железной дороги на кривой. Подходы автомобильной дороги к пересечению на протяжении 50м следует проектировать с продольным уклоном не более 30‰.

Пересечение водотоков

Водотоки бывают постоянные (реки, ручьи), отмеченные на карте синей линией, и периодически действующие. Для установления положения последних анализируют все понижения черного профиля с помощью карты местности. Если на рассматриваемом понижении возможен сток воды в обе стороны, то такое понижение является седловиной и не требует устройства водопропускного сооружения. Над таким понижением на профиле обозначается отвод воды в обе стороны трассы (точка со стрелками вверх и вниз от нее).

Если же по понижению местности к дороге подходит вода, то ее пропускают под дорогой с помощью труб или мостов.

У труб контрольная отметка равна:

а) по засыпке над трубой (не менее 0,5м)

Н_пр = Н_ч + d + t + 0,5 + Н + (0,5b+c) i_n,

где Н_ч - отметка черного профиля;

d - внутренний диаметр круглой трубы или высота прямоугольной;

t - толщина стенки трубы;

Н - толщина дорожной одежды (по заданию);

b – ширина проезжей части дорог II – VI категорий или одного направления I категории;

c – ширина укрепительной полосы;

i_n – уклон проезжей части.

б) по возвышению бровки земляного полотна над уровнем воды (УПВ), равное 0,5м при безнапорном режиме и 1,0м - при напорном,

Н_пр = УПВ + 0,5(1,0) + (0,5b + c) i_n + (a - c) i_o,

где а, i_о – ширина и поперечный уклон обочины.

У мостов через несудоходные реки контрольная отметка равна

Н_пр = РУВВ + Z + С,

где РУВВ - расчетный уровень высокой воды, назначается условно на 1-2м выше отметки бровки русла;

Z - расстояние от расчетного уровня высокой воды РУВВ до низа пролетного строения (1,0 в РБ);

С - строительная высота пролетного строения .

Полученные значения контрольных отметок являются лишь минимальными по условиям проектирования , проектная линия может пройти выше их.

Руководящие рабочие отметки

Проектную линию (ось проезжей части) следует стремиться проектировать по обертывающей (в насыпях). Руководящие рабочие отметки h_р (минимальные высоты насыпи) вычисляют:

а) по обеспечению снегонезаносимости дороги на открытых участках

,

где h_CН.5% - высота снега в данной местности с вероятностью превышения 5% ;

∆h - запас высоты насыпи над снежным покровом для размещения сбрасываемого с дороги снега и увеличения скорости снежного потока над дорогой.

б) по обеспечению хорошего водного режима земляного полотна на участках 2-го и 3-го типов местности по увлажнению

,

где - минимальное возвышение низа дорожной одежды над поверхностью земли с необеспеченным стоком ( ) или над уровнем грунтовых вод ( ).

Н_д.о – толщина дорожной одежды;

- ширина и поперечный уклон проезжей части;

- глубина залегания грунтовых вод

Проектная линия может состоять из прямо- и криволинейных участков. Криволинейные участки могут проектироваться по круговым кривым и с помощью сплайнов. Ппри ручном проектировании используют круговые кривые при применении ЭВМ – сплайны.

При ручном проектировании проектную линию прокладывают с помощью гибкой линейки или лекал вертикальных кривых с учетом руководящих рабочих отметок и контрольных отметок. Полученную проектную линию заменяют ломаной.

Определяют графически пикетное положение и отметки точек А, В, С, D ломаной. Вычисляют уклоны прямых АВ, ВС, CD и т.д., округляют до целого значения промилле и корректируют отметки точек или их пикетное положение. В переломы проектной линии вписывают вертикальные кривые, если переломы более 2 ‰ – на дорогах I-а, I-б, I-в, II категорий; 5 ‰– на дорогах III, IV, V категорий с усовершенствованными дорожными одеждами; 20 ‰ – на дорогах IV, V категорий с переходными и низшими типами дорожных одежд. При этом длина прямой должна составлять не менее 150 м. 31. Расчет нежестких дорожных одежд по критерию упругого прогиба.

Критерий косвенно учитывает устойчивость к усталостным, силовым и пластическим деформациям, т.е. он является интегральным. Упругий прогиб под колесом расчетной нагрузки в расчетный период года не должен превышать некоторого допустимого значения l ≤ [l]

Считаем деформацию в упругой стадии в расчетный период. Для удобства расчетов вместо прогиба пользуются понятием модуля упругости ,тогда условие приобретает вид

E_ф ≥ Е_тр ,

где E_ф – фактический эквивалентный модуль упругости д.о.;

Е_тр – требуемый эквивалентный модуль упругости д.о.

Для того чтобы учесть надежность при работе конструкции в условие прочности вводится коэфф. запаса прочночти и окончательно критерий принимает вид E_ф ≥ Е_тр∙К_з

К_з – коэфф. запасапрочности зависящий от уровня надежности, К_з > 1.

Фактический эквивалентный модуль можно определить экспериментально путем измерения прогиба в расчетный период. На стадии проекта Е_ф определяют расчетом используя теорию и номограммы расчета эквивалентных слоев.

Требуемый модуль это эмпирический параметр, кот. получен на основе обработки экспериментальных данных. Значение требуемого модуля зависит о след. Факторов Е_тр = f(к, А, N_p)

К – степень капитальности д.о.;

А – вид расчетной нагрузки;

N_p – интенсивность движения расчетной нагрузки.

В настоящее время при расчете Е_тр учит. интенсивность движения в сумме за весь срок эксплуатации в течение расчетного периода. Требуемый модуль определяют по формуле

Е_тр = 98,65[lg(∑N_p)-C]

∑N_p – суммарная интенсивность движения расчетного автомобиля в течение расчетного периода за весь срок эксплуатации;

С – параметр зависящий от степени капитальности д.о. и вида капитальной нагрузки. Чем выше капитальность и нагрузка тем меньше С.

При вычислении суммы ∑N_p используются различные методики.

В РБ принята эмпирическая формула вида

N_p – интенсивность движения расчетной нагрузки на последний год срока службы;

К_с – коэфф. учит. степень изменения интенсивности по годам;

Т_сл – расчетный срок службы в годах;

q- показатель степени изменения интенсивности движения;

Т_р.п. – продолжительность расчетного периода в течение года в днях;

К_п – коэфф. учит. вариацию интенсивности движения от среднего значения.

N_p = f∙N_т ∙ S_сумм

f – коэфф. учит. число полос движение и расположения полосы;

N_т - интенсивность движения физических автомобилей на конец срока службы;

S_сумм – суммарн. коэфф. приведения к расчетной нагрузке

N_т = N₀(1+0.01p) ^Тсл-1

;

q= (1+00.1p)

Т_р.п. принимают по таблицам в зависимостиот района строительства (Т_р.п. = 125..135)

К_п принимают в зависимости от категории дороги и степени капитальности д.о. (К_п = 1,1-1,5)

Т.о. вычисляется ∑N_p и определяется Е_тр . Полученное значение Е_тр сравнивают с мин. допутимым его значением и окончательно в расчет принимают большее значение.

В качестве расчетного периода в РБ принята температура +10°С, следовательно, при расчете по критерию упругого прогиба все хар-ки мат-ов принимают при температуре +10°С.

Достоинства критерия: простота и определенное совпадение с экспериментал. исследованиями.

Недостатки: трудно поддается корректировке особенно при применении новых материалов и конструкций. Расчетный период работы является достаточно узким и не охватывает возможное накопление деформаций в другое время.