2.1 Проложение трассы на местности
Автомобильную дорогу рассматривают в трех проекциях: в плане, продольном и поперечном разрезах. Горизонтальная проекция, представленная в виде плана, позволяет изобразить положение трассы в данных условиях рельефа местности.
Наиболее важным этапом в проектировании автомобильной дороги является выбор генерального направления. При проектировании автомобильных дорог необходимо предусматривать мероприятия по охране окружающей природной среды, что предусматривает наименьшее нарушение экологических, геологических, гидрогеологических, и других естественных условий. Направление трассы на местности выбирают на основании данных технических изысканий (рельефа местности, наличия контурных препятствий), проектируют по кратчайшему направлению, не занимая особо полезных земель и ценных угодий. Необходимо избегать мест со сложным рельефом, где дорога может получиться с большими извилинами или крутыми подъемами и спусками; обходить по возможности болота, действующие овраги и избегать спуска в них вод из придорожных канав.
Трассу проектируем с оптимальными радиусами кривых в плане и продольном профиле, что позволяет повысить безопасность движения автомобилей, а, следовательно, повысить её пропускную способность.
Основным критерием при выборе плана трассы является уменьшение затрат на строительство автомобильной дороги, а для этого её прокладывают по наиболее оптимальному варианту.
План трассы изображается на ватмане формата А1. Начало трассы находится в п. Междуреченка, конец в п. Малиновка. Прокладывая воздушную линию, стараемся минимально отклоняться от прямой, соединяющей два населенных пункта.
2.2 Выбор оптимального варианта трассы
Выделяем два варианта проложения трассы участка проектируемой автомобильной дороги.
1 вариант - на пути следования первого варианта находиться река Каменка, встречаются горы.
2 вариант - на пути следования второго варианта тоже находиться река Каменка, гористая местность.
Выбирая оптимальный вариант проложения трассы дороги, наиболее приемлемым, считаю первый вариант.
2.3 Расчет основных элементов закруглений
При расчете элементов закруглений используем таблицы Н. А. Митина для разбивки кривых на автомобильных дорогах. Принимаем радиус кривых на всех поворотах – 800 м. Длина переходных кривых 120м.
После уточнения положения трассы на топографической карте можно приступать к разбивке пикетажа, установлению положения плюсовых точек и определению элементов кривых.
В каждом углу поворота трассы определяем следующие точки и элементы (рисунок 3):
-вершину угла О;
-начало НК и конец КК кривой;
-угол поворота α между направлениями прямых до и после угла поворота;
-длины по прямой от концов до вершины угла АО и ОВ, которые принято называть тангенсами кривой Т;
-расстояние от вершины угла О до середины кривой, называемое биссектрисой Б;
-длину кривой К;
-разницу между длиной двух тангенсов и кривой 2Т-К=Д, называемую домером.
Производим вычисление тангенса, кривой, домера с помощью значений из таблиц Н.А. Митина.
Значение тангенса полного закругления определяем по формуле:
Tпк = T′·R+Δt (1)
Значение биссектрисы находим по:
Бпк = Б′·R+ΔБ (2)
Вычисляем длину кривой исходя из следующей формулы:
Кпк = К′·R+L (3)
Определяем величину домера:
Д = 2·Тпк-Кпк (4)
Вычисляем пикеты начала и конца закругления (НЗ, КЗ), начала и конца круговой кривой (НКК, ККК), длину прямой вставки между НТ и ВУ№1(ДПВ1), пикет ВУ№2 (ПК ВУ№2):
ПКНЗ=ПКВУ№1-Tпк (5)
ПКНКК=ПКНЗ+L (6)
ПККЗ =ПКНЗ+Кпк (7)
ПКККК=ПККЗ-L (8)
ДПВ№1=ПКНЗ (9)
ПКВУ№2=ПКВУ№1+РМВУ-Д (10)
ДПВ№2=ПКНЗ2-ПККЗ1 (11)
ДПВ№3=ПККТ-ПККЗ2 (12)
Рисунок 3 - Элементы кривой: НК – начало кривой; НКК – начало круговой кривой; ККК – конец круговой кривой; КК- конец кривой; Т- тангенс; Б- биссектриса; R- радиус круговой кривой. Производим расчет основных элементов автомобильной дороги для варианта №1.
ВУ№1.
Значение тангенса определяем по формуле (1) следующим образом: так как первый угол поворота равен 57, то для этого угла берем значение тангенса из таблиц Митина и умножаем на радиус поворота трассы, прибавляем приращение тангенса для данного угла.
Tпк= 494,764 (м)
Значение кривой и биссектрисы определяют аналогично по формулам (2),(3): для данного угла берут значения кривой и биссектрисы, умножают на радиус поворота трассы и прибавляют приращения биссектрисы, а для кривой значение L (длина).
Бпк= 104,858 (м)
Кпк=915,872 (м)
Дальше определяют значение домера, из удвоенного тангенса вычитают значение кривой по формуле (4):
Д=73,656 (м)
Пикет начала закругления вычисляют: из значения пикета вершины угла №1 вычитают значение тангенса по формуле (5):
ПКНЗ= 1290-494,764= 795,236 (м)
Начало круговой кривой определяем по формуле (6)
ПКНКК= 795,236+120= 915,236 (м)
Пикет конца закругления по формуле (7)
ПККЗ = 795,236+915,872 =1711,108 (м)
Конец круговой кривой по формуле (8):
ПКККК= 1711,108-120=1591,108 (м)
Длина прямой вставки по формуле (9):
ДПВ№1= 795,236 (м)
После полученных данных производим дальнейшую разбивку пикетажа, для этого откладываем значение домера от вершины угла №1, а дальнейшая разбивка, как и до вершины угла. Определение элементов кривой в дальнейшем такое же, как и для угла №1.
ВУ№2.
Угол поворота равен 32. Пикет вершины угла №2 определяем по формуле (10):
ПКВУ№2= 2001,344 (м),
Tпк= 289,604 (м)
Бпк= 33,022(м)
Кпк= 566,808 (м)
Д=12,4 (м)
ПКНЗ= 2001,344 -289,604 =1711,74 (м)
ПКНКК= 1711,74+120=1831,74 (м)
ПККЗ= 1711,74+566,808 =2278,548 (м)
ПКККК= 2278,548-120=2158,548 (м)
Длину прямой вставки определяют по формуле (11)
ДПВ№2=1711,74 -1711,108 =0,632 (м)
ДПВ№3=2915-2278,548 =636,452 (м)
Производим расчет основных элементов автомобильной дороги для варианта №2.
ВУ№1. Величина угла поворота 32.
Tпк= 289,604 (м)
Бпк= 33,022(м)
Кпк= 566,808 (м)
Д=12,4 (м)
ПКНЗ = 810-289,604 =520,396 (м)
ПКНКК = 520,396 +120=640,396 (м)
ПККЗ = 520,396 +566,808 =1087,204 (м)
ПКККК = 1087,204 -120=967,204 (м)
ДПВ№1 = 520,396 (м)
ВУ№2. Величина угла поворота 60.
ПКВУ№2=2207,6 (м)
Tпк= 522,084 (м)
Бпк= 124,63 (м)
Кпк= 957,76 (м)
Д=86,408 (м)
ПКНЗ= 2207,6 -522,084 =1685,516 (м)
ПКНКК= 1685,516+120=1805,516 (м)
ПККЗ= 1685,516+957,76 =2643,276 (м)
ПКККК= 2643,276 -120=2523,276 (м)
ДПВ№2= 1685,516 -1087,204 =598,312 (м)
ДПВ№3=3105-2643,276 =461,724 (м)
После того так подсчитаны все элементы кривых, необходимо их отметить на плане трасс и провести круговые кривые, а также занести все элементы в ведомость углов поворота. Все полученные значения заносим в ведомость углов поворота.