Элементы продольного профиля дорогы

1.

Продольным профилем дороги называют развернутую в плоскости чертежа проекцию оси
дороги на вертикальную плоскость.
Продольный профиль характеризует
крутизну отдельных участков дороги,
измеряемую величиной продольного уклона
расположение ее проезжей части
относительно поверхности земли
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 или, наоборот, подсыпая его, например в местах перехода через пониженные участки рельефа.
Выемки - места, где поверхность
Рис.1. Расположение дороги в продольном профиле I – в нулевых
отметках , II – в насыпи, III – в выемке.
дороги в результате срезки грунта
расположена ниже поверхности земли.
(рис.1)
Насыпи – эти участки, где дорога
проходит выше поверхности земли, по
искусственно насыпанному грунту.
(рис.1)
При высоте насыпей менее 1 м дорога
проходит в нулевых отметках. (рис.1)
Рабочая отметка – эта разница
между отметкой поверхности земли и
отметкой бровки дороги, определяющая высоту насыпи или глубину
выемки (рис. 2).

2.

РАБОЧАЯ ОТМЕТКА ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА:
А - В ВЫЕМКЕ;
Б - В НАСЫПИ
ВЕРТИКАЛЬНЫЕ КРИВЫЕ
ПЕРЕЛОМЫ ПРОДОЛЬНОГО ПРОФИЛЯ, ОБРАЗУЮЩИЕСЯ ПРИ ИЗМЕНЕНИИ УКЛОНА, ВЫЗЫВАЮТ РЯД
НЕУДОБСТВ ДЛЯ ДВИЖЕНИЯ:
- выпуклые места на дороге ухудшают видимость,
- на переломах, имеющих сравнительно малый
радиус кривизны, при высоких скоростях
движения
возникает
опасность
потери
управляемости автомобилей в связи с разгрузкой
передней оси;
Переломы продольного профиля смягчают
введением сопрягающих вертикальных
кривых. Цифры в скобках характеризуют
рабочие отметки, которые были бы при
отсутствии вертикальных кривых, цифры без
скобок - фактические отметки.
- на вогнутых переломах из-за внезапного изменения
направления движения возникает толчок, неприятный
для
пассажиров
и
перегружающий
подвеску
автомобиля.

3.

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ НА ПРОДОЛЬНЫХ ПРОФИЛЯХ
1 - репер 7, отметка 537. 211, расположен в 30 м
вправо от ПК 17+ 05;
2 - автомобильные съезды и переезды; а — съезд во
типовому проекту IIа влево в 98 м
от предыдущего пикета; б — переезд по типовому
проекту Iа в 60м от пикета;
3— железнодорожные переезды; а—
неохраняемый переезд на пк +27 м; б —
охраняемый переезд на пк+ 83 м. Цифры над
флажками указывают категорию переезда;
4- водоотвод: а — направление нагорной канавы и
ее протяжение; б — сброс воды влево; в — сброс
воды вправо;
5 - вертикальные кривые: а —выпуклая
вертикальная кривая с восходящей и нисходящей
ветвями; б — выпуклая кривая с нисходящей
ветвью; в — вогнутая вертикальная кривая

4.

1. НОРМИРОВАНИЕ ВЕЛИЧИНЫ ПРОДОЛЬНЫХ УКЛОНОВ НА ДОРОГАХ
ПРИ РАЗРАБОТКЕ ТЕХНИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ ДОРОГ И НОРМИРОВАНИИ
ПРЕДЕЛЬНЫХ ВЕЛИЧИН ПРОДОЛЬНЫХ УКЛОНОВ ИСХОДЯТ:
- из принципа наименьших суммарных затрат для народного хозяйства, оценивая
совокупно влияние уклонов на стоимость строительства дорог и на
эксплуатационные показатели автомобильного транспорта - скорость движения,
расхода топлива и использование грузоподъемности автомобилей.
В принципе подход к нормированию величин продольного уклона сводится к следующему.
При преодолении какого-либо участка подъема с разными продольными уклонами на
стоимость строительства в основном влияют объемы земляных работ. Стоимость
строительства, отнесенная к одному прошедшему автомобилю за срок, в течение которого
должны оправдаться затраты на строительство (директивный срок окупаемости), будет
выражаться в зависимости от величины продольного уклона гиперболическими кривыми
(рис. 1). Строительные расходы, отнесенные к одному автомобилю, будут тем меньше, чем
выше интенсивность движения.
В пересеченной местности если допустить крутые подъемы на дороге и тем, существенно
уменьшив объемы земляных работ, снизить стоимость строительства, то движение
автомобилей будет происходить с малыми скоростями. При этом не следует забывать, что
допущенное для снижения стоимости строительства ухудшение условий движения будет
отражаться на эксплуатации автомобильного транспорта в течение длительного срока и через
некоторое время может потребоваться реконструкция дороги. Таким образом,
нормирование величины продольного уклона - задача технико-экономическая.

5.

ОБОСНОВАНИЕ ВЕЛИЧИНЫ ПРЕДЕЛЬНЫХ ПРОДОЛЬНЫХ УКЛОНОВ
1 — строительные расходы на один автомобиль за
срок окупаемости;
2 — эксплуатационные расходы на один автомобиль;
3 — суммарные расходы
С
Рекомендуется, если это не связано с чрезмерным
удорожанием
стоимости
строительства,
проектировать дороги всех категорий с уклонами,
не превышающими 30‰.
i6000
i5000
i
Увеличение продольных уклонов
оправдывается лишь в горной
Максимальные продольные уклоны при разных расчетных скоростях: местности на участках с особо
Расчетная скорость, км/ч. . . 150 120 100 80 60 50 40 30
крутыми склонами, где скорости
Продольный уклон %о ...
30 40 50 60 70 80 90 100
на всей дороге невелики.
В особо трудных условиях местности разрешается увеличивать величину продольного
уклона дорог не более чем на 15—20‰ против приведенных выше норм при условии
технико-экономического обоснования народнохозяйственной эффективности этого
решения.
На основе опытных данных канд. техн. наук В. В. Сильянова можно рекомендовать
следующие предельные длины участков с разными уклонами:
Уклон, %о
20 30
40 50
60 70
Предельная длина
подъема, м, в местностях:
горной 1500 1200 700 500
равнинной и холмистой 2000 1200 600 400 300 250
80
90
400 350
200 150
100
300
150

6.

РАСЧЕТ ВЕРТИКАЛЬНЫХ КРИВЫХ
Вертикальные кривые на автомобильных дорогах описывают по квадратичной
параболе с уравнением
R — радиус кривизны в начале координат, расположенном в вершине кривой. Знак «плюс»
соответствует выпуклым кривым, знак «минус» — вогнутым.
В связи с малой величиной продольных уклонов на автомобильных дорогах абсциссу
х можно принять без сколько-нибудь ощутимых погрешностей равной длине участка
кривой l . Уклон в некоторой точке вертикальной кривой А на расстоянии lА от ее
вершины:

7.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ВЕРТИКАЛЬНЫХ КРИВЫХ НА
АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГАХ
расстояние между точками кривой A и В,
имеющими уклоны iA И iB.
lA= R iA
разница отметок точек, уклоны
которых составляют iA и iB
разница отметок точки С с уклоном iС и
вершины кривой
i = iA - iB

8.

Определение величины радиуса вертикальных кривых
Величину радиуса выпуклых круговых вставок определяют из условия обеспечения расчетной видимости
поверхности дороги водителем автомобиля. Сравнительные расчеты показали, что удовлетворение этого
требования обеспечивает и требования безопасности и удобства движения, так как в этом случае
отрицательное влияние на управляемость и устойчивость автомобиля центробежной силы, возникающей
при проезде кривой и уменьшающей сцепной вес автомобиля, весьма невелико.
Расчет исходит из простых геометрических соотношений (рис.3). Пусть h1, — возвышение глаза водителя
над поверхностью дороги, h2—возвышение препятствия, видимость которого должна быть обеспечена.
Согласно чертежу, расчетная величина видимости на выпуклой кривой состоит из двух отрезков: l1 и l2.
Распространяя на рассматриваемый случай закономерности, справедливые для круговых кривых,
получаем из подобия треугольников ABC и ACD
Поскольку радиусы вертикальных кривых значительно превышают величины h1 и h2, можно, не допуская
существенной ошибки, принять
BC h1,
CD 2R-h1 2R;
Подставляя эти значения в уравнение (7), получаем:
(8)
Аналогично можно определить Следовательно, расчетное
расстояние видимости
L = + =
(9)
откуда
(10)
Рис. 3. Схема к расчету радиуса вертикальной
выпуклой кривой из расчета видимости
AC = l1

9.

Для случая встречи двух однотипных автомобилей, пренебрегая разницей между уровнем глаз водителя и высотой
автомобиля, получим
При расчете на видимость поверхности дороги величина h2 = 0 и, следовательно,
Радиус вогнутых кривых определяют исходя из величины центробежной силы, допустимой по условиям
самочувствия пассажира и перегрузки рессор.
2
b= 0,5 - 0,7 м/с .
При допускаемом центробежном ускорении b имеем
Вогнутые кривые малых радиусов неудобны для движения в ночное время, так как свет фар освещает
поверхность покрытия вблизи от автомобиля на расстоянии, меньшем расчетной видимости. Поэтому
радиусы вогнутых вертикальных кривых, определенные из величины центробежной силы, должны быть
также проверены на обеспечение видимости при свете фар.
При угле распространения пучка лучей фар в вертикальной плоскости
2а верхняя граница освещенного участка проезжей части
возвышается над началом координат на величину
H=hф + S sin а
где hф — возвышение центра фары над поверхностью дороги;
S — расчетное расстояние видимости
Рекомендуют, если это возможно по местным условиям и не к удорожанию
строительства, применять радиусы вертикальных выпуклых кривых не менее
70000м (длина кривой более 300 м) и вогнутых кривых - 8000 м (длина кривой не
менее 100 м).
В зависимости от сложности условий рельефа в пределах одной категории дороги
допускается изменение радиусов в весьма широких пределах. Так, например, для
дорог II категории радиусы выпуклых кривых принимают от 15000 до 2 500 м.
. Видимость вогнутой кривой при
свете фар