Продольный перелом дороги
Продольный профиль дороги представляет собой развернутая в плоскости чертежа проекция оси дороги на вертикальную плоскость.
Продольным профилем дороги называют развернутую в плоскости чертежа проекцию оси дороги на вертикальную плоскость. Продольный профиль дороги характеризует крутизну отдельных участков дороги, измеряемую продольным уклоном, и расположение ее проезжей части относительно поверхности земли. Продольный уклон является одной из важнейших характеристик транспортных качеств автомобильной дороги.
Естественные уклоны местности часто превышают допустимые для эффективного использования автомобилей. В таких случаях уклон дороги делают более пологим, чем уклон поверхности земли, срезая часть грунта на подъемах на возвышенность или, наоборот, подсыпая его, например, в местах перехода через пониженные участки рельефа.
Места, где поверхность дороги в результате срезки грунта расположена ниже поверхности земли, называют выемками, а участки, где дорога проходит выше поверхности земли, по искусственно насыпанному грунту, – насыпями. При высоте насыпей менее 1 м говорят, что дорога проходит в «нулевых» отметках. Из-за устройства насыпей и выемок отметки дороги не совпадают с отметками поверхности земли (рис. 1). Разница между отметкой поверхности земли по оси дороги и отметкой бровки дороги, определяющая высоту насыпи или глубину выемки, называется рабочей отметкой (рис. 2).
Читай также поперечный профиль автомобильной дороги
Рисунок-1. Расположение дороги в продольном профиле:
I – дорога в «нулевых» отметках; II – в насыпи; III – в выемке
Рисунок-2. Рабочая отметка земляного полотна:
а – в выемке; б – в насыпи
Переломы продольного профиля, образующиеся при изменении уклона, вызывают ряд неудобств для движения:
1) выпуклые места на дороге ограничивают видимость расположенного впереди участка дороги;
2) на переломах, имеющих сравнительно малый радиус кривизны, при высоких скоростях движения возникает опасность потери управляемости автомобилем в связи с разгрузкой передней оси;
3) на вогнутых переломах из-за внезапного изменения направления движения возникает толчок, неприятный для пассажиров и перегружающий подвеску автомобиля.
Рисунок-3. Вертикальные кривые:
1-выпуклая; 2-вогнутая
Поэтому переломы продольного профиля смягчают введением сопрягающих вертикальных кривых (рисунке-3). На рисунке-3 пунктиром показаны смягчаемые переломы продольного профиля. Цифры в скобках характеризуют рабочие отметки, которые были бы при отсутствии вертикальных кривых, цифры без скобок – фактические отметки. Графическое изображение продольного профиля является одним из основных проектных документов, на основе которых строится дорога. Образец оформления продольного профиля при автоматизированном проектировании согласно ГОСТ 21.511-83 показан на рисунке-4.
Рисунок-4. Образец оформления продольного профиля автомобильной дороги
Профиль выполняется на графопостроителе, с последующим дополнением вручную данными о грунтах, искусственных сооружениях, ситуации местности и т.п.Для наглядности продольного профиля вертикальные расстояния (отметки) откладывают в большем масштабе, чем горизонтальные. Для дорог, проходящих в равнинной местности, принят вертикальный масштаб 1:500 (5 м в 1 см) и горизонтальный масштаб 1:5000 (50 м в 1 см).При вычерчивании продольного профиля применяют условные обозначения, показанные на рисунке-5.
Рисунок-5.Основные условные обозначения на продгольных профилях:
1 – вертикальные кривые
(а – выпуклая кривая с нисходящей ветвью; в – вогнутая кривая с восходящей ветвью; в – переход нисходящей ветви выпуклой кривой в восходящую ветвь вогнутой кривой); 2 – репер 7 с отметкой 537,211; 3 – съезды с дороги (а – влево по типовому проекту IIа в 98 м от начала пикет; б – пересечение с другой дорогой в 60 м от начала пикета); 4 – железнодорожные переезды (а – неохраняемый, в 27 м от начала пикета; б – охраняемый переезд: цифры над флажками указывают категорию переезда); 5 – километровый знак; 6 – мосты и трубы (а – железобетонный мост или путепровод; б – круглая труба диаметром 1,5 м; в – прямоугольная труба); 7 – водоотводные канавы
(а – нагорная канава; б – сброс воды вправо; в – то же влево); 8 – обозначение плюсовых точек;
9 – двухпроводная линия связи
На горных дорогах, где продольный профиль характеризуется частыми изменениями уклонов поверхности земли и дороги и значительной разностью отметок на участках небольшой протяженности, принимаются более крупные масштабы: вертикальный 1:200, горизонтальный 1:2000.
Тонкую линию на продольном профиле, соединяющую отметки поверхности земли, называют линией поверхности земли, или черной линией. Линию, соответствующую отметкам бровки дороги, называют проектной. Она изображается на продольном профиле в 2 раза большей толщины, чем линия поверхности земли.
Рисунок-6. Условные обозначения на грунтовых профилях:
а – буровая скважина №5 глубиной 8,1 м (оглеение на глубине 1,6 м, грунтовая вода 20.10.85 на глубине 3,5 м); б – шурф № 57; в – шурф № 50, углубленный скважиной (верхняя граница вечномерзлого грунта 20.10.85 на глубине 0,8 м, нижняя – на 8,5 м); г – зондировочная скважина № 47 глубиной 0,9 м; д – точка № 22 сейсмического зондирования; е – точка № 8 статического зондирования; ж – точка № 12 электродинамического зондирования; з – маловлажные песчаные или твердые или полутвердые глинистые грунты;
и – влажные песчаные или тугопластичные глинистые грунты; к – влажные песчаные или мягкопластичные глинистые грунты; л – водонасыщенные песчаные или текучепластичные и водонасыщенные глинистые грунты при коэффициенте увлажнения 1,2 по сравнению с оптимальной влажностью
На продольном профиле ниже линии поверхности земли на 2 см и параллельно ей наносят грунтовый профиль в вертикальном масштабе 1:50 (50 см в 1 см), на котором выписывают наименования грунтов, а в шурфах и буровых скважинах при помощи условных обозначений показывают влажность и консистенцию грунтов (рисунке-6).
Торфы и сапропели изображают на профиле на всем участке их залегания и на всю выявленную глубину условными обозначениями.
*****
РЕКОМЕНДУЕМ выполнить перепост статьи в соцсетях!
*****
Источник
Продольным профилем дороги называют графическое изображение вертикального разреза дороги по ее оси.
При ручном вычерчивании продольный профиль (рис. 3.9) изображают на миллиметровой бумаге с шириной листа 297 мм, а для горной местности — 420 мм. Для лучшего отображения рельефа при построении продольного профиля вертикальный масштаб принимается в 10 раз больше горизонтального. Для автомобильных дорог, проходящих в равнинной местности, принимается горизонтальный масштаб 1:5000, для узкоколейных железных дорог — 1:10000; вертикальный масштаб соответственно равен 1:500 и 1:1000. В горных условиях используются более крупные масштабы: для автомобильных дорог горизонтальный 1:500; вертикальный 1:50; для УЖД соответственно 1:1000 и 1:100. На продольном профиле вычерчивается линия поверхности земли по отметкам, полученным в результате нивелирования местности по оси дороги или взятым по карте с горизонталями.
Отметки характеризуют возвышение отдельных точек дороги над некоторой поверхностью, принятой за нулевую. При составлении топографических карт в России за нулевую отметку принимают средний уровень воды в Финском заливе, в Кронштадте. Такие отметки называют абсолютными. В практике вычерчивания продольного профиля обычно пользуются относительными отметками, условно задаваясь отметкой начальной точки дороги.
Отметки уровня земли записываются в соответствующую графу сетки продольного профиля.
Линию, соответствующую высоте бровки земляного полотна по оси дороги, называют проектной. Значения проектных отметок вписывают в графу «Отметки бровки земляного полотна». Разница между отметкой уровня земли и проектной называют рабочей отметкой. Она соответствует высоте насыпи, если проектная отметка больше отметки уровня земли, и глубине выемки в обратном случае.
Рабочие отметки насыпей пишутся над проектной линией, выемок — под проектной. Кроме рабочих отметок насыпи, выше проектной линии показывают реперы, наименование проектируемых искусственных сооружений, съезды, переезды через железнодорожные пути, нагорные и водоотводные канавы, места сброса воды.
Ниже линии поверхности земли вычерчивают грунтовый разрез по данным геологических исследований в вертикальном масштабе 1:50. Чтобы не затемнять проектную линию, грунтовый разрез смещают вниз на 2 см.
Проектная линия продольного профиля состоит из прямых участков и вертикальных кривых, вписанных в переломы проектной линии. Прямые участки определяются как отношение превышения одной точки над другой к горизонтальной линии, соединяющей эти точки. Величина уклона обозначается одним из трех способов: / = 0,020 = = 2% =20%о. На продольном профиле дорог обычно уклон выражают в промилле (%о).
Рис. 3.9. Продольный профиль автомобильной дороги
На лесовозных дорогах ввиду одностороннего направления грузовых потоков в грузовом направлении уклоны делятся на подъемы и спуски.
Наиболее важным является руководящий подъем.
Руководящий подъем (/р) — наибольший подъем в грузовом направлении на прямом участке пути, преодолеваемый одиночной тягой с равномерной скоростью без расцепки поезда на части.
На железных дорогах применяют подъемы больше руководящего: расцепочный и уклон кратной тяги.
Расцепочный уклон (/ ) — подъем больше руководящего, на котором состав вывозится по частям.
Уклон кратной тяги (/ ) — подъем больше руководящего, который
кр
преодолевается двумя локомотивами.
Расцепочный уклон допускается применять на ветках и усах для вывозки состава с расчетной массой по частям. Уклон кратной тяги допускается применять в том случае, когда на трассе встречается участок дороги небольшой длины с крутым естественным уклоном, на котором применение руководящего подъема вызывает слишком значительное удлинение дороги или требует осуществления большого объема земляных работ.
Различают максимальные, вредные и безвредные спуски.
Максимальный спуск — наибольший спуск в грузовом направлении, на котором обеспечивается возможность остановки поезда путем торможения.
Вредный спуск — спуск, на котором требуется торможение во избежание недопустимого разгона поезда.
Безвредный спуск — спуск, на котором не требуется торможение для ограничения скорости движения.
Руководящий подъем и наибольший спуск на данной дороге называют предельными уклонами.
Наибольшие значения руководящих подъемов регламентируются СНиПом. Максимальный спуск на железных дорогах, кроме обеспечения остановки груженого поезда путем торможения, может определяться по условию доставки в лес порожних вагонов в количестве, необходимом для формирования состава поезда расчетной массы. Уклон, определяемый из последнего условия, называется уравновешенным.
Для наиболее экономичного проектирования дорогу следует предварительно разбить на примерно однородные участки по грунтовым и гидрологическим условиям. Для каждого участка определяют рекомендуемую рабочую отметку с учетом климатической зоны, типа местности по степени увлажнения, грунтовых и гидрологических условий.
Насыпь проектируют такой высоты, чтобы вода, поднимающаяся по капиллярам, не могла вызвать увлажнение грунта, подстилающего дорожную одежду
Земляное полотно при отсутствии опасности снежных заносов во всех дорожно-климатических зонах при первом типе местности по степени увлажнения на участках с отсутствием выраженного растительного слоя может проектироваться с таким расчетом, чтобы низ дорожной одежды располагался не ниже поверхности земли. При этом должен быть обеспечен надежный отвод воды от земляного полотна и основания проезжей части.
На участках с наличием выраженного растительного слоя при первом и втором типах местности по степени увлажнения рекомендуется проектировать земляное полотно насыпями высотой не менее 0,5 м. В этом случае не требуются снятие в их основании растительного слоя и корчевка пней.
В табл. 3.5 указано минимальное возвышение поверхности покрытия над поверхностью земли при втором и третьем типах местности, а также над уровнем грунтовых или длительно стоящих (более 30 суток) поверхностных вод.
Таблица 3.5
Наименьшее возвышение поверхности покрытия над поверхностью земли (в числителе) на участках с необеспеченным отводом поверхностных вод и над уровнем грунтовых или длительно стоящих (более 30 суток) вод
(в знаменателе)
Грунты земляного полотна | Наименьшее возвышение поверхности покрытия | |||
II зона | III зона | IV зона | V зона | |
Пески мелкие, супеси легкие | ОН | 07 | 0.55 | оз |
крупные, супеси легкие | 1.1 | 0,9 | 0,75 | 0,5 |
Пески пылеватые, супеси | 12 | 10 | 08 | 05 |
пылеватые | 1.5 | 1.2 | 1.1 | 0,8 |
Суглинки легкие и тяжелые |
|
| И 1,5 |
|
Супеси тяжелые пылеватые, суглинки легкие пылеватые |
|
| со [со |
|
и тяжелые пылеватые |
Примечание. Для веток допускается введение понижающего коэффициента до 1,5.
Рекомендуемая высота насыпи при серповидном и полукорытном профиле дорожной одежды и втором и третьем типах местности по степени увлажнения
где hT — возвышение поверхности покрытия над поверхностью земли или над уровнем длительно стоящих вод, м; Ад 0 — толщина дорожной одежды у кромки проезжей части, м.
При третьем типе местности по степени увлажнения
где hT — возвышение поверхности покрытия над уровнем грунтовых вод, м; hrB — глубина залегания грунтовых вод, м. Полученные значения рекомендуемой высоты насыпи сравнивают между собой, а для снегозаносимых мест и с расчетной высотой снежного покрова принимают за рекомендуемую наибольшую из сравниваемых величин.
Для поперечного профиля дорожной одежды корытного типа в формулах для определения hH и h’H значения /*до не учитываются.
В открытой местности для предотвращения снежных заносов высоту насыпи следует принимать не менее расчетной толщины снежного покрова плюс 0,6 м для дорог I категории и 0,5 м для дорог остальных категорий; в лесу — не ниже высоты снежного покрова.
Источник
ПЛАН И ПРОДОЛЬНЫЙ ПРОФИЛЬ
4.20. Проектирование плана и продольного профиля дорог надлежит производить из условия наименьшего ограничения и изменения скорости, обеспечения безопасности и удобства движения, возможной реконструкции дороги за пределами перспективного периода согласно п.1.7.
При назначении элементов плана и продольного профиля в качестве основных параметров следует принимать:
продольные уклоны – не более 30‰ ;
расстояние видимости для остановки автомобиля – не менее 450 м;
радиусы кривых в плане – не менее 3000 м ;
радиусы кривых в продольном профиле:
выпуклых – не менее 70000 м ;
вогнутых – не менее 8000 м ;
длины кривых в продольном профиле:
выпуклых – не менее 300 м ;
вогнутых – не менее 100 м .
Переломы проектной линии в продольном профиле следует сопрягать кривыми.
Во всех случаях, где по местным условиям возможно попадание на дорогу с придорожной полосы людей и животных, следует обеспечивать боковую видимость прилегающей к дороге полосы на расстоянии 25 м от кромки проезжей части для дорог I и III категорий и 15 м для дорог IV и V категорий.
(Измененная редакция, Изм. № 5)
4.21. Если по условиям местности не представляется возможным выполнить требования п. 4.20. или выполнение их связано со значительными объемами работ и стоимостью строительства дороги, при проектировании допускается снижать нормы на основе технико-экономического сопоставления вариантов с учетом указаний пп. 1.9. и 2.2. При этом предельно допустимые нормы надлежит принимать по табл. 10 исходя из расчетных скоростей движения по категориям дорог , приведенных в табл. 3.
Наименьшее расстояния видимости, м
Наименьшие радиусы кривых, м
в продольном профиле
в горной местности
Примечания. 1. В случаях необходимости резкого изменения направления дорог II – V категорий в горных условиях допускается устройство серпантин.
2. В особо трудных условиях горной местности (за исключением мест с абсолютными отметками более 3000 м над уровнем моря) для участков протяженностью до 500 м при соответствующем обосновании с учетом п. 1.9. допускается увеличение наибольших продольных уклонов против норм табл. 10, но не более чем на 20 ‰.
3. При проектировании в горной и пересеченной местности проезжей части дорог I категории раздельно для направления на подъем и на спуск продольные уклоны для направлений спусков допускается увеличивать по сравнению с уклонами для движения на подъем, но не более чем на 20 ‰.
4. При проектировании в горной местности участков подходов дорог к тоннелям наибольшая допустимая величина продольного уклона не должна превышать 45 ‰ на протяжении 250 м от портала тоннеля.
4.22. Переходные кривые следует предусматривать при радиусах кривых в плане 2000 м и менее, а на подъездных дорогах всех категорий – 4000 м и менее. При этом необходимо учитывать указания подраздела “Ландшафтное проектирование“. Наименьшие длины переходных кривых следует принимать по табл. 11.
Проектная линия отдельных участков дороги характеризуется продольным уклоном i между двумя точками, т.е. отношением разницы высот h между этими точками к горизонтальному расстоянию между ними l1. Продольный уклон определяется тангенсом угла наклона а линии к горизонту:
i = tgα = h / l1(1.1)
Величина уклона i выражается в процентах, в промилле (тысячных долях) или в относительных единицах: i = 3 %, или i = 30 %о, или i = 0,03. Значение уклона в промилле показывает, на сколько метров повышается или понижается трасса оси дороги на протяжении 1000 м.
Подъемы считаются положительными, а спуски отрицательными уклонами.
При геодезических изысканиях измеряют не горизонтальное расстояние между двумя точками l1, а расстояние непосредствен но по поверхности земли l. Поэтому фактически уклон вычисляется не как tgα, а как sinα:
l = sina = h/i (1.2)
Рис. 1.3 Продольный профиль автомобильной дороги
Учитывая, что угол продольного наклона а трассы дороги не превышает обычно 3. 4°, можно считать sina
tga. Продольные уклоны дорог и улиц должны удовлетворять требованиям, соблюдение которых обеспечивает нормальные условия движения автомобиля. Хотя современные автомобили в состоянии преодолевать на коротких сухих участках значительные подъемы, скорость движения при этом заметно снижается. При скользкой или грязной поверхности дороги скорость движения на подъеме будет еще меньше.
При проектировании продольного профиля дорог и улиц в точках пересечения соседних участков с разными уклонами образуются переломы. Близкое расстояние между переломами продольного профиля и особенно частое чередование подъемов и спусков нарушают удобство движения, так как требуют изменения режима езды, переключения передач, а иногда торможения. Поэтому желательно соблюдать возможно большие расстояния между переломами профиля. Различают выпуклые и вогнутые переломы профиля. Выпуклые переломы нарушают плавность движения и ухудшают обзор дороги впереди движущегося автомобиля. На вогнутых переломах возникают толчки и перегрузка рессор под действием центробежной силы.
Меры для смягчения продольного профиля дороги
Чтобы избежать ударов, толчков и обеспечить хорошую видимость дороги, перелом продольного профиля смягчают введением вставок вертикальных кривых. Вертикальные кривые устраивают на переломах продольного профиля для плавности и безопасности движения на дорогах 1, II категорий при алгебраической разности уклонов 5 % и более, на дорогах III категории 10 %о и более, на дорогах IV, V категорий 20 % и более.
Источник