7 Проектирование дороги в продольном профиле

7.1 Нормирование продольных уклонов

Величина продольного уклона влияет на стоимость строительства дороги и на эксплуатационные показатели автомобильного транспорта, такие как скорость движения, расход топлива и использование грузоподъемности автомобилей. Приведем график зависимости строительной стоимости и эксплуатационных расходов от величины уклона.

Строительные затраты; Текущие затраты за срок окупаемости; Приведенные затраты.

Оптимальное значение продольного уклона соответствует минимуму приведенных затрат.

В ТКП установлены следующие максимально-допустимые продольные уклоны при разных расчетных скоростях.

Расчетная скорость, км/ч	140	120	100	80	60
Продольный уклон, о/оо	40	40	50	60	70

Увеличение продольных уклонов оправдывается лишь в горной местности на участках с особо крутыми склонами, где скорости по всей дороге невелики.

7.2 Вертикальные кривые

Для обеспечения видимости на автодорогах и плавности движения в переломы продольного профиля вписываются вертикальные кривые. Вертикальные кривые на автодорогах описывают по квадратной параболе с уравнением

,

где R – радиус кривизны в начале координат, расположенном в вершине кривой. Знак «+» соответствует выпуклым кривым, знак «– » – вогнутым.

В связи с большими радиусами вертикальных кривых на автодорогах абсциссу х можно принимать без сколько-нибудь ощутимых погрешностей, равной длине участка кривой l.

Минимальный радиус выпуклой вертикальной кривой назначается из обеспечения видимости на автодорогах.

Пусть h₁ – возвышение глаза водителя над поверхностью дороги;

h₂ – возвышение препятствия, видимость которого должна быть обеспечена;

S_р – расчетное расстояние видимости по первой группе схем.

S_р = l₁ +l₂; ; ; ; ;

;

.

Для случая встречи двух однотипных автомобилей (h₁ = h₂ ) –

.

При расчете на видимость поверхности дороги (h₂ =0)

.

Вогнутые вертикальные кривые неудобны для движения в ночное время, так как свет фар освещает поверхность покрытия на расстоянии, меньшем расчетной видимости. Поэтому минимальный радиус вогнутых кривых назначается из условия обеспечения видимости в ночное время.

При угле распространения пучка лучей фар в вертикальной плоскости α верхняя граница освещенного участка проезжей части возвышается над началом координат на высоту

H = h_ф + S sinα/2,

где h_ф – возвышение центра фары над поверхностью дороги;

S – расчетное расстояние видимости.

; H = h_ф + S_р sinα/2; тогда h_ф + S_р sinα/2 = , откуда

.

В ТКП приводятся рекомендуемые значения этих радиусов.

7.3 Проектирование продольного профиля

7.3.1 Нанесение проектной линии

Проектирование продольного профиля – это установление положения поверхности дороги в отношении поверхности земли. При проектировании должны соблюдаться следующие требования:

• Отвод воды от земляного полотна;

• Отсутствие пилообразности проектной линии:

• Прохождение дороги через контрольные точки.

Возможны два метода нанесения проектной линии: обертывающая и секущая проектировки. По обертывающей проектировке проектная линия по возможности параллельна поверхности земли, при этом необходимо обеспечить нормальный водно-тепловой режим земляного полотна (рисунок а). В условиях холмистого, сильно пересеченного рельефа более

рациональна проектная линия, нанесенная как секущая со срезкой холмов выемками и использованием грунта из них для отсыпки насыпей в пониженных местах (рисунок б).

Нанесение проектной линии на продольном профиле трассы начинают с обозначения контрольных высотных точек и установления необходимых возвышений низа дорожной одежды на разных участках в зависимости от грунтовых и гидрологических условий.