3.3 Проектирование проектной линии и вписание вертикальных кривых

Проектная линия должна обеспечивать удобство и безопасность движения автомобилей с высокими скоростями на всем протяжении дороги, не допускать резкого изменения установившегося на предшествующих участках ритма движения.

При нанесении проектной линии обычно руководствуются следующими соображениями:

- стремлением к обеспечению минимума объемов земляных работ и общей строительной стоимости;

- проектная линия должна пройти через контрольные точки;

- высота насыпи над малыми искусственными сооружениями должна быть назначена с уклоном минимально допустимой над сооружением;

- радиусы выпуклых и вогнутых кривых не должны быть меньше принятых по СНиП РК 3.03.09-2006 «Автомобильные дороги».

- максимальный продольный уклон (‰) не должен превышать допустимый для каждой категории /1/;

- если линия поверхности земли имеет однообразный уклон менее допустимого, проектная линия наносится по обертывающей;

- если уклон поверхности земли больше допустимого, проектная линия наносится по секущей;

- необходимо стремиться, чтобы объем насыпей был равен объему выемок, для чего площадь поперечного сечения выемки должна быть на 25-30% меньше площади поперечного сечения насыпи;

- для обеспечения водоотвода проектную линию в выемке наносят с уклоном не менее 5‰, проектирование вогнутых кривых и горизонтальных участков в выемках не допускается.

- при пересечении дорог в одном уровне продольный уклон на пересечении должен быть не более 4‰, целесообразно на пересечении предусматривать вогнутую кривую.

- следует избегать коротких вогнутых участков и частых переломов проектной линии, а также применять короткие прямые вставки между смежными кривыми большого протяжения.

Высотное положение контрольных точек и принятые значения руководящей рабочей отметки позволяет наметить вчерне проектную линию. При этом учитывают ситуацию местности, грунтовые условия, уклоны склонов, пересекаемых трассой, гидрологические условия вдоль трассы. Наиболее сложные участки рельефа местности проверяют прикидочно по значению максимального продольного уклона и фактического уклона местности, выясняя ориентировочно глубину выемок и высоту насыпей.

После нанесения проектной линии, заполняют графу «Уклоны и вертикальные кривые», в которой указывают условные изображения вертикальных кривых, их радиусы и длины, положения точек начала и конца кривых, уклоны в точках сопряжения смежных кривых.

Существуют 2 метода нанесения проектной линии - метод тангенсов и по шаблонам (графо-аналитический метод).

3.3.1 Метод тангенсов

Сначала проектную линию с учетом изложенных выше требований наносят прямолинейными отрезками и определяют уклоны этих прямых. Уклон линии в продольном профиле равен отношению разницы отметок любых двух точек, лежащих на этой линии к горизонтальному проложению отрезка, соединяющего эти точки и умноженного на 1000 м (рис. 3.2).

, ‰ (3.2)

где h - разница вертикальных отметок точек продольного профиля, м

l - горизонтальное проложение линии, соединяющей эти точки, м

Рисунок 3.2 Схема к определению уклонов проектной линии

1) Определяют алгебраическую разность уклонов Δi двух смежных участков, учитывая правило знаков по формуле:

Δi=i₁-i₂ (3.3)

При движении вверх, уклон принимается со знаком + и при движении вниз уклон принимается со знаком -.

2) Отрезки проектной линии различных уклонов для обеспечения плавного движения автомобиля, сопрягают вертикальными кривыми. Вертикальные кривые бывают вогнутыми и выпуклыми. Радиус вертикальной кривой назначается в зависимости от категории дороги и условий проложения проектной линии.

3) Определяют длину вертикальной кривой в зависимости от радиуса в соответствии с технической категорией дороги по формуле:

К=Δi·R, м (3.4)

4) Местоположение середины кривой (СК) определяют по формуле:

h=(К/2)²/2R (3.5)

5) От точки перелома проектной линии (С) в обе стороны откладывают по половине кривой К/2 и определяют местоположение начала кривой (НК) и конца вертикальной кривой (КК);

6) Плавно соединяем точки начала, середины и конца вертикальной кривой (рис. 3.3);

Рисунок 3.3 Схема к вписанию вертикальной кривой