33. Принципы нанесения проектной линии на продольном профиле. 34
Приступая к проектированию продольного профиля, необходимо наметить основной принцип проложения проектной линии. В условиях равнинного рельефа проектную линию наиболее целесообразно назначать «по обертывающей» с возвышением бровки земляного полотна для отдельных участков на величину, рекомендуемую СНиП 2.05.02-85* в зависимости от климатических, грунтовых и гидрологических условий (см. табл.9, прил.1).
В условиях пересеченной местности или при наличии участков с большими уклонами (более допустимых по нормам для проектируемой дороги) проектирование следует вести по принципу «секущей». Следует стремиться к такому проложению проектной линии, чтобы имели место выемки и насыпи с компенсирующимися, возможно малыми объемами работ.
Проектирование ведется в два этапа: вначале намечается на карте план дороги, а затем проектируется продольный профиль.
Наибольший эффект плавности достигается, когда середины круговых кривых в плане и вертикальных кривых в профиле совпадают, а длина горизонтальной кривой в плане несколько превышает длину вертикальной кривой в продольном профиле. Допустимы смещения вершин углов кривых в плане и профиле не более чем на ¼ длины наименьшей из кривых. Желательно, чтобы количество переломов в плане и профиле было по возможности одинаковым.
Нежелательны:
возвышаются над прилегающими участками «горбатые» мосты и путепроводы, расположенные на выпуклых вертикальных кривых малого радиуса;
горизонтальные мосты малой длины, расположенные между двумя вогнутыми вертикальными кривыми, так как они создают впечатление как бы плоской доски, вставленной в плавную криволинейную трассу.
Во всех случаях, когда по условиям местности представляется технически возможным и экономически целесообразным, в проектах следует принимать: продольные уклоны – не более 30 ‰;
радиусы вертикальных выпуклых кривых – не менее 70000 м;
радиусы вертикальных вогнутых кривых – не менее 8000 м;
длины вертикальных выпуклых кривых – не менее 300 м;
длины вертикальных вогнутых кривых не менее 100 м.
Проектная (красная) линия наносится одним из двух методов:
1. Первый метод проектирования заключается в нанесении проектной линии при помощи прозрачных шаблонов непосредственно по вертикальным кривым, сопрягающимся между собой или через прямые участки. Чтобы наилучшим образом запроектировать проектную линию, необходимо пользоваться набором шаблонов кривых разных радиусов. Накладывая шаблоны на «черную» линию (профиль поверхности земли), находят наиболее целесообразный радиус и по таблицам вычисляют проектные отметки. Шаблоны должны устанавливаться строго горизонтально (по соответствующей риске), уклоны в местах сопряжения смежных кривых должны совпадать, а в местах примыкания к прямолинейным участкам должны быть равными уклонам этих прямолинейных участков.
При нанесении проектной линии при помощи шаблонов отмечаются положения начала, вершины, конца кривой и указываются продольные уклоны в этих точках.
2. По второму методу проектная линия наносится в виде ломаных линий с последующим вписыванием (разбивкой) в переломы продольного профиля вертикальных выпуклых и вогнутых кривых.
Элементы вертикальной кривой и проектные отметки определяют по следующим формулам:
где l– длина участка кривой, отсчитываемая от вершины кривой (точки, где уклон равен 0), м;
R – радиус вертикальной кривой, м;
h – превышение точек кривой, м;
i – уклон, доли единицы.
Абсолютные отметки вычисляют по формуле
где Нв – абсолютная отметка вершины кривой.
После нанесения проектной линии определяются нулевые точки, т.е. места перехода выемки в насыпь и обратно. Расстояние от этих точек до ближайших рабочих отметок записываются над сеткой с точностью до 1,0 м. Для участков с постоянным продольным уклоном дороги и местности положение нулевых точек определяется по формуле
X
=
где L – расстояние между пикетами (плюсовыми точками), м;
hл hп – рабочие отметки смежных участков насыпи и выемки, м.
Для участков, расположенных на вертикальных кривых, положение нулевых точек определится по формуле
X
=
где а – отрезок по вертикали, проходящей через вершину кривой, между кривой и поверхностью земли, м;
b=
– отрезок по оси x
между вершиной кривой и поверхностью
земли, м;
i – уклон поверхности земли на данном участке, доли единицы.
Продольный профиль вычерчивается на листах миллиметровой бумаги высотой 29 см в рамке высотой 28 см по 5 км (в масштабе 1:5000) на каждом листе. В производственных условиях все линии построения (непроектные) продольного профиля вычерчиваются черной тушью тонкой линией, а проектная линия и вся другая проектная документация – красной тушью (или утолщенными линиями). При выполнении курсового проекта рекомендуется весь чертеж продольного профиля выполнять черной тушью с выделением толщиной линий, обозначающих проектные решения.
Отметки земли по оси дороги, проектные и рабочие отметки наносятся на профиль с точностью до 1 см. Все расстояния указываются с точностью до 1 м. Рабочие отметки надписывают на расстоянии 0,5 см над проектной линией для насыпей и под проектной линией – для выемок.
Все надпрофильные надписи: искусственные сооружения, реперы, съезды, канавы, водосборы должны изображаться в условных знаках, приведенных в прил. 2. В местах устройства водопропускных сооружений указывают РУВВ (расчетный уровень высокой воды) и УМВ (уровень меженных вод).
В пояснительной записке к проекту должна быть приведена краткая характеристика продольного профиля. В частности, описание должно содержать:
принятый метод нанесения проектной линии;
положение проектной линии относительно контрольных точек;
подробное обоснование проектируемых высоких насыпей и глубоких выемок;
обеспеченность водоотвода в продольном и поперечном направлениях;
характеристику проектной линии по эксплуатационным показателям.
35. Роль дорожного водоотвода.
Для предохранения земляного полотна от переувлажнения поверхностными водами и размыва, а также для обеспечения производства работ по сооружению земляного полотна следует предусматривать системы поверхностного водоотвода (планировку территории, устройство канав, лотков, быстротоков, испарительных бассейнов, поглощающих колодцев и т.д.). Дно канав должно иметь продольный уклон не менее 5+ и в исключительных случаях - не менее 3+.
Вероятность превышения расчетных паводков при проектировании водоотводных канав и кюветов следует принимать для дорог I и II категорий 2%, III категории - 3%, IV и V категорий - 4%, а при проектировании водоотводных сооружений с поверхности мостов и дорог следует принимать для дорог I и II категорий - 1%, III категории - 2%, IV и V категорий - 3%.
Наибольший продольный уклон водоотводных устройств следует определять в зависимости от вида грунта, типа укрепления откосов и дна канавы с учетом допускаемой по размыву скорости течения. При невозможности обеспечения допустимых уклонов следует предусматривать быстротоки, перепады и водобойные колодцы.
Испарительные бассейны разрешается предусматривать в IV и V дорожно-климатических зонах. В качестве испарительных бассейнов допускается использовать местные понижения, выработанные карьеры и резервы глубиной не более 0,4 м. На участках, где под испарительный бассейн используется резерв, следует предусматривать насыпь с бермой.
Грунтовые и поверхностные воды, которые могут влиять на прочность и устойчивость земляного полотна или на условия производства работ, следует перехватывать или понижать дренажными устройствами.
Бровка земляного полотна на подходах к малым мостам и трубам должна возвышаться над расчетным горизонтом воды, с учетом подпора, не менее чем на 0,5 м при безнапорном режиме работы сооружения и не менее чем на 1 м при напорном и полунапорном режимах. При проектировании продольного профиля на всех пониженных участках должны быть назначены мероприятия по водоотводу.
Обеспечение нормального стока поверхностных вод на участках, проходящих в выемке и насыпи высотой менее 2–3 м, достигается устройством боковых канав – кюветов. Сечение кювета трапецеидальное с шириной дна 0,4-0,5 м, глубина кювета 0,5-1,0 м (но не менее 0,3 м) треугольные кюветы глубиной не менее 0,3 м устраиваются на сухих местах при несвязных грунтах.
Продольный уклон дна кювета назначают равным продольному уклону бровки земляного полотна, но не менее 0,005, в исключительных случаях – 0,003. поэтому на участках, где проектная линия имеет уклон менее 0,005-0,003, проектируют закругленные кюветы с уклонами не менее 0,003-0,005.
Проектную линию в выемках не разрешается располагать с уклонами менее 0,005 и на вогнутых вертикальных кривых. В исключительных случаях, если в выемке допускаются уклоны менее 0,005, проектируют углубленные кюветы с уклоном 0,005, принимая глубину кювета на водоразделе ( при сбросе воды в обе стороны ) не менее 0,30 м. Не разрешается пропускать воду из кюветов или резервов насыпи по кюветам выемок. При невозможности отвода воды из кюветов насыпи в пониженные места воду из кюветов пропускают через насыпь, для чего устраивают перепускные трубы диаметром не менее 0,75-1,0 м не реже чем через 0,5 км.
В зависимости от продольного уклона кювета подбирают тип укрепления его дна и стенок. Так, при I менее 20-30 %0 используют засев трав и дерновку, при i до 50 %0 –одиночное мощение, каменную кладку или бетонные плиты, при i более 50 %0 проектируют перепады и быстротоки.
При трассировании дороги по косогору (особенно в выемке) с нагорной стороны предусматривается устройство одного или нескольких рядов нагорных канав для перехвата поверхностных вод, поступающих с прилегающей местности. Проектные решения по кюветам показываются отдельно для левого и правого кювета в соответствующих графах сетки продольного профиля, а по нагорным канавам – над проектной линией.
Система поперечного водоотвода должна предусматривать сброс воды в стороны от земляного полотна из продольных канав (кюветов) на затяжных спусках, отвод воды из бессточных впадин, отвод воды в условиях равнинного рельефа в пониженные места.
При пересечении дорогой двух или более логов, расположенных близко друг от друга (не более 500 м), наиболее экономичным, как правило, будет устройство водоотводных канав для сброса воды в наиболее глубокий лог с перепуском ее через дорогу только в этом логе.