Формули кругових кривих

При русі автомобіля по кривій па нього діє відцентрова сила, напрямок якої перпендикулярний напрямку руху автомобіля. Внаслідок цього понижується стійкість автомобіля, збільшується небезпечність руху. Тобто умови руху автомобіля по кривій гірші, ніж по прямій.

Цей негативний вплив відцентрової сили автомобіля (C) проявляється по мірі збільшення швидкості руху (v) і при меншому радіусі кривої (R), бо як відомо з фізики, відцентрована сила (С) прямо пропорційна масі (Q) і швидкості руху тіла (v), та обернено пропорційна радіусу (R) і прискоренню земного тяжіння (g)

У даній залежності є тільки дві величини, які ми можемо змінювати - це швидкість і радіус. Ллє зменшення швидкості не вигідно, бо це буде погіршувати умови руху, збільшуватиме транспортні витрати. Дорога повинна забезпечувати можливість руху з швидкістю, прийнятою для даної категорії на всіх ділянках. Тому зменшення негативного впливу відцентрованої сили ми можемо досягти лише за рахунок збільшення радіус}1 кривої. Виходячи з нього, радіус повинен бути такої величини, піти якій відцентрована сила була б настільки малою, що не загрожувала б безпеці і зручності руху. Мінімальний радіус кривої зумовлюється необхідністю забезпечення стійкості автомобіля.

При більших радіусах країні умови руху по кривій. До того ж збільшення радіусу скорочує довжину дороги. Тому, з точки зору експлуатації дороги, радіуси кривих

бажано назначати по можливості більшими. Але застосування великих радіусів не завжди можливе і доцільне з точки зор\ використання с/г угідь, які перетинає крива. Величини мінімальних радіусів і бажаних (які називаються основними), подаються в технічних умовах на проектування автомобільних доріг.

Коли відсутні перешкоди і лінію можна трасувати вільно, радіуси кривих треба приймати основні, коли ж не можливо або недоцільно вписати криву основного радіусу, величина радіусу може бути зменшена, Проте треба врахувати, що при малих радіусах умови руху погіршуються. Тому потрібно завжди приймати величину радіуса в даних конкретних умовах більшою, ближчою до основного радіусу для даних умов.

Значення мінімальних радіусів кривих визначається за формулою:

де v- розрахункова швидкість руху по даній дорозі відповідно в м/сек, і км/год;

μ - коефіцієнт поперечної сили, її звичайних умовах приймається рівним 0,15-0,16. При несприятливих умовах трасування може бути збільшене до 0,20;

i₀ - поперечний ухил проїжджої частини дороги, в тисячних

У деяких випадках виникає необхідність зменшення радіусу, порівняно з мінімальним. Менші за допустимі радіуси кривих мають місце в основному:

ü при складному рельєфі місцевості;

ü при обході яру, болота або іншої контурної перешкоди;

ü при розміщенні кута повороту поблизу штучної споруди (крива в такому разі повинна розміститися на початку моста);

ü в забудованій місцевості, коли застосування великого радіусу потребує знесення споруд. Для безпеки руху на кривих малих радіусів (менших за мінімальні) влаштовують віраж. Віражем називається одно спадний поперечний профіль з ухилом до центру кривої. При влаштуванні мінімальний радіус кривої визначають за формулою:

де: i₀ - поперечний ухил проїжджої частини на віражі, він може прийматися більшим ніж поперечний ухил дороги по прямій, але не більше 0,060. При більших ухилах автомобіль на стоянці або русі з малою швидкістю може зсовуватись вниз.

Ухил на віражі влаштовується однаковий на всій довжині кривої, описаної даним радіусом. Щоб забезпечити плавний вихід автомобіля на віраж, влаштовують поступовий перехід від двоспадного профілю до одно спадного. Такий перехід називається відгоном віражу.

Криві вписуються в усі кути повороту. Дві суміжні криві можуть бути однобічними, тобто з центрами, розташованими по один бік траси, або різнобічними (оберненими), тобто направленими в річні боки.

При однобічних кривих віддаль між вершинами кутів повинна бутті достатньою для розміщення двох тангенсів даних кривих, і Іри обернених кривих і влаштування віражу між кривими повинна бути вставка відповідної довжини, щоб на ній можна було розмістити відгон віражу.

Розширення проїжджої частини на кривих

Рухаючись по кривій, колеса автомобіля описують криві різних радіусів. Передні колеса описують дещо більші радіуси, ніж відповідні їм задні. Тому, рухаючись по кривій, автомобіль займає більш широку смугу проїжджої частини, ніж; при русі по прямій. Щоб забезпечити вільний роз’їзд зустрічних автомобілів на кривій розширяють проїжджу частину.

Розширення проїжджої частини проводять за рахунок внутрішнього узбіччя. В окремих випадках розширення може передбачатись за рахунок зовнішнього узбіччя. При цьому ширина узбіччя повинна залишатися не менше їм, а в гірських районах не менше 0,5м. Якщо ж потрібне більше розширення проїжджої частини, ніж це дозволяє узбіччя, передбачається розширення земляного полотна.

Величина розширення проїжджої частини може бути визначена розрахунками або з нормативних даних, залежно від радіусі кривої. Наприклад, для R=150-200 необхідне розширення 0,75м; для R =90-125 розширення їм; для R=70-80

Розширення 1,25м.

Розширення робиться поступово з таким розрахунком, щоб на початку кривої воно було заданого розміру. Поступове розширення називається відгоном розширення. Звичайно, воно визначається на тому ж відтинку, що і відгон віражу.

3. Послідовність проектування траси.

Проектування траси починається з попереднього визначення положення траси на карті. Для цього використовуються крупно масштабні топографічні карти або інші плани з горизонталями.

Траса проектується так, щоб шлях був найкоротшим, а затрати на будівництво - мінімальними з одночасним дотриманням вимог технічних норм на проектування. При цьому рекомендується така послідовність:

1)3'єднуються пунктирною лінією опорні точки, між; якими проектується траса.

2)Вивчаються перешкоди, що зустрічаються на повітряний лінії (болота, озера, яри) і вирішується доцільність їх перетину або обходу.

3)Намічаються варіанти обходу ламаними лініями.

При цьому треба враховувати такі основні умови:

- дорога має підходити до існуючої дороги під прямим або близьким до нього кутом, щоб
створювались добрі умови роз "їзду транспорту в обидві сторони;

- при виході з населеного пункту або вході до нього проектна дорога має бути продовженням
вулиці;

- водотік (струмок, ріка) дорога має перетинати під прямим або близьким до нього кутом, тоді
міст або труба будуть найкоротшими. Крім того, треба дотримуватись і інших вимог, які
наведені раніше.

4)Вимірюються транспортиром кути повороту, а лінійкою - відрізки прямої.

5)Підбирають радіус залежно від контурної ситуації і визначають елементи кругових кривих: Т— тангенс; К- довжину кривої; Б - бісектрису; Д~ домір. Ці елементи можна розрахувати за відомими формулами або встановити їхнє значення за допомогою таблиць.

6) Розраховують пікетажне значення елементів траси;

7)Відклавши графічно величини тангенсів на трасі та намітивши напрям до центрів кругових кривих, вписують кругові криві.

8) На основі зроблених розрахунків складається відомість кутів повороту, прямих та кривих.

9)Розбивають трасу на пікети. Для цього біля початку кривої встановлюють місце положення найближчого пікету і потім розбивають на пікети першу пряму вставку. Наприклад: перша крива починається на пікеті 12+30. Відклавши в напрямку нульового пікету 30м, знаходимо місце положення пікету 12. Розбиваємо відрізок від початку траси до цього пікету на проміжні пікети. Далі знаходимо найближчий пікет до кінця першої кривої і знову розбиваємо пікети на криві, згідно встановленої їх кількості. В такому випадку розрахункове значення кінця траси повністю співпаде з її графічним положенням, оскільки систематична помилка при цьому виключається.

10)Аналізують варіанти проектування траси, вибір кращої з них проводять за такими показниками:

- протяжність траси;

- коефіцієнт подовження траси;

- кількість кутів повороту (чим менше, тим краще);

- величина кутів повороту (кращий той варіант, що має меншу середню величину кута повороту);

- характер і кількість пересічених перешкод (кількість штучних споруд), максимальний ухил по трасі.

В описі варіантів вказують початкову, кінцеву і проміжні точки, через які проходить траса:

- загальний напрям і протяжність траси;

- перешкоди, які перетинає траса.
11) Оформляють план траси.

Напрям дороги визначається на основі економічних обстежень і задається опорними точками: початком і кінцем траси, а також: проміжними точками, через які повинна пройти траса. На прокладання траси між опорними точками впливають природні умови (рельєф, грунти). Остаточний варіант приймається на основі техніко-економічної оцінки (обстежень).

Поняття про опорові точки траси

Місцеположення траси між: контрольними точками вибирається з таким розрахунком, щоб шлях був по можливості найкоротшим, а затрати на будівництво дороги — найменшими, при цьому витримуються встановлені для відповідної категорії дороги технічні нормативи: повздовжній ухил, радіуси кривих в плані, крок проектування, що забезпечує необхідні умови руху автомобілів по дорозі.

Найкоротша віддаль між; опорними точками називається повітряною прямою. На практиці траса дороги завжди відхиляється від повітряної прямої і тому є довшою за пряму.

Відношення фактичної довжини траси до повітряної прямої між: даними точками називається коефіцієнтом подовження траси. Великий перелом подовжує трасу, і чим більше переломів, тим більше відхилення траси від прямої, а отже більший коефіцієнт подовження траси.

Перша задача, яка розв'язується при виборі траси - це доцільність, чи недоцільність обходу перешкод (контурних, інженерних або технічних), які зустрічаються на повітряній прямій між: опорними точками.

Щоб правильно розв 'язувати цю задачу, треба добре зрозуміти вплив переломів на подовження траси та на умови руху.

Наявність частих переломів траси і кривих погіршують умови. На кривих погіршується стійкість автомобіля та видимість, в результаті чого знижується безпека руху, гірше почуваються пасажири, оскільки відчувається дія відцентрованої сили.

Тому відхилення траси від прямої доцільна лише в тих випадках, коли це диктується конкретними умовами (наявність перешкод, якщо цим досягають значного зменшення витрат на будівництво дороги, або значного покращення стійкості доріг).

Доцільність перетину або обходу перешкод залежить від конкретних умов. Проте в більшості випадків в цьому питанні потрібно дотримуватись таких принципів.

Струмки та невеликі річки не є значними перешкодами. Затрати на них порівняно невеликі. До того ж обійти їх без значного подовження траси в більшості випадків неможливо. Тому ці перешкоди не створюють необхідності відхилення траси. Як окремий випадок може виникнути потреба обійти коліно ріки, щоб не перетинати її два рази.

Перетин середніх і особливо великих водотоків в значній мірі впливає на вартість будівництва. Важливе значення для зменшення вартості будівництва моста має правильний вибір місця перетину водотоку. Тому при переходах через значні водотоки треба вибирати найбільш, доцільне місце переходу - сухі береги без значних схилів. Це може викликати деяке відхилення траси.

Міністерство аграрної політики та продовольства України

Прилуцький агротехнічний коледж

С А М О С Т І Й Н Е О П Р А Ц Ю В А Н Н Я

з дисципліни «Основи проектування доріг

місцевого значення»

Тема 5 Проектування доріг у повздовжньому профілі

для студентів 4 курсу відділення «Землевпорядкування»

Питання

1. Повздовжній профіль дороги

2. Основні вимоги до проектування доріг

3. Методи проектування

4. Послідовність проектування

5. Вертикальні криві.

6. Контрольні точки повздовжнього

профілю.

7. Шаг проектування.

8. Нахил траси дороги.

9. Чорні, червоні і робочі

відмітки.

10. Методика складання

повздовжнього профілю.

Розробив: викладач Корнєва С.П.

2014 рік

Інструкційна картка

для самостійного опрацювання

навчального матеріалу

з дисципліни: основи проектування доріг місцевого значення

1. Тема: Тема 5 Проектування доріг у повздовжньому профілі.

2. Студент повинен знати такі терміни, матеріали, поняття:

• Проектна лінія …

• Земляне полотно …

• Деформація полотна …

• Елементи вертикальної кривої …

3. Студент повинен вміти вільно володіти матеріалом, аналізувати, порівнювати, робити причинно-наслідкові зв'язки, застосовувати знання і вміння на практиці.

4. Дидактичні посібники: література в бібліотеці.

5. Література:

• Ганьшин В.Н., Хренов Л.С. Таблицьі для разбивки
кругових и переходньк кривих. - Л.: Недра, 1985.

• Кузнецов Г.А., Мисенев В.С., Дудко В.Ф. и др. Дороги
местного значення. - Агропромиздат, 1986.

• Лютий Я.Л. КазьмирП.Г. Проектування доріг місцевого
значення. Методичні вказівки. - Львів, 1992.

• Маслов А.В. Геодезия. - Л.: Недра, 1986.

• Могилевський С.Т., Войтенко С.П. Геодезія. - Донецьк, 2003.

• Першай Л.К. Методические указания по вьшолнению
расчетно-графических работ по дисциплине "Проетирование и
строительство дорог местного значення". - Харьков, 1990.

• Першай Л.К., Козазенко Л.М. Проектування автомобільних
доріг місцевого значення. - Харків, 2003.

6. Запитання для самостійного опрацювання:

ü Повздовжній профіль дороги

ü Основні вимоги до проектування доріг

ü Методи проектування

ü Послідовність проектування

ü Вертикальні криві.

ü Контрольні точки повздовжнього профілю.

ü Шаг проектування.

ü Нахил траси дороги.

ü Чорні, червоні і робочі

відмітки.

ü Методика складання повздовжнього профілю.

7. Методичні вказівки: консультація викладача: вівторок 13 -15

8. Вид контролю: письмовий.

9. Запитання для перевірки:

ü Від чого залежить характеристика руху?

ü Які два випадки можливі при розміщенні проектної лінії відносно лінії поверхні землі?

ü Як визначають елементи вертикальної кривої?

10. Підсумки опрацювання: залік

Підготував викладач: ____________ Корнєва С.П.

1. Повздовжній профіль дороги

2. Основні вимоги до проектування доріг