Переходные кривые

При въезде с прямой на круговую кривую водитель постепенно поворачивает передние колеса автомобиля, при этом автомобиль описывает траекторию, соответствующую кривой переменного радиуса от R = ¥ до R = R_k при входе на круговую кривую. Для обеспечения соответствия плана трассы автомобильных дорог фактической траектории автомобиля круговые кривые сопрягают с прямыми участками трассы посредством переходных кривых.

Наименьшую длину переходных кривых устанавливают из условия обеспечения нормируемого значения величины нарастания центробежного ускорения автомобиля, при котором еще обеспечивается комфортабельное и безопасное движение по дороге:

где

V - расчетная скорость движения, км/ч;

I - нормируемое значение нарастания центробежного ускорения (I = 0,8 м/с³ - для автомагистралей и скоростных дорог, I = 1,0 м/с³ - для дорог обычного типа);

R - радиус кривой, м.

При больших радиусах круговых кривых минимально необходимая длина переходной кривой невелика, а ее траектория незначительно отличается от прямой. Именно по этой причине СНиП разрешает устраивать закругления без переходных кривых при радиусах более 3000 м на дорогах I категории и более 2000 м - для дорог остальных категорий. При меньших значениях радиусов переходные кривые являются обязательным элементом закруглений и минимальные длины их нормируются СНиП и представлены в табл. 8.5 настоящей Справочной энциклопедии.

При современном клотоидном трассировании переходные кривые используют наряду с прямыми и круговыми кривыми в качестве самостоятельных элементов трассы, при этом длины их оказываются значительно больше, чем это требуется согласно табл. 8.5 (см. главу 9).

Для обеспечения зрительной ясности и плавности трассы минимальные длины переходных кривых, нормируемые СНиП и представленные в табл. 8.5, нужно увеличивать не менее чем в два раза. Наибольшее распространение для проектирования основных элементов плана автомобильных дорог получили переходные кривые типа клотоиды, которые характеризуются линейным законом нарастания кривизны по длине и наилучшим образом отвечают условию движения автомобилей с постоянными (расчетными) скоростями (рис. 8.10).

Рис. 8.10. Клотоида

Уравнение клотоиды в параметрическом виде имеет вид:

А ² = RL, где

А - параметр клотоиды, м;

R - радиус кривизны на расстоянии L от начала клотоиды, м.

Координаты клотоиды в прямоугольной системе координат определяются:

Для разбивки переходных кривых иногда используют специальные таблицы (Ксенодохов В.И. Таблицы для клотоидного проектирования и разбивки плана и профиля автомобильных дорог. - М.: Транспорт, 1981. - 431 с).

Виражи

В действующих нормативных документах устройство виражей предусмотрено на всех кривых в плане для дорог I категории при радиусах менее 3000 м и на дорогах остальных категорий при радиусах менее 2000 м (рис. 8.11).

Рис. 8.11. Схема виража
1 - отгон виража, переходная кривая; 2 - круговая кривая

Поперечные уклоны проезжей части на виражах следует назначать в зависимости от радиусов кривых в плане (табл. 8.7).

Таблица 8.7.

Поперечный уклон проезжей части на виражах

Радиусы кривых в плане, м	Основной, наиболее распространенный, ‰	В районах с частыми гололедами
на дорогах I-V категорий	на подъездных дорогах промышленных предприятий
От 3000 до 1000 м для дорог I категории	20-30	-	20-30
От 2000 до 1000 м для дорог II - V категорий	20-30	-	20-30
От 1000 до 800	30-40	-	30-40
от 800 до 700	30-40		30-40
от 700 до 650	40-50
от 650 до 600	50-60
от 600 до 500		20-30
от 500 до 450		30-40
от 450 до 400		40-60
от 400 и менее

Примечание. Меньшие значения поперечных уклонов на виражах соответствуют большим радиусам кривых, а большие значения меньшим радиусам.

Уклон виража назначают не менее поперечного уклона покрытия на участках с двускатным профилем (см. табл. 8.3) и не более 60 ‰ в соответствии с табл. 8.7. В районах с незначительной длительностью снежного покрова и единичными случаями снежного гололеда наибольший уклон проезжей части на виражах допускается принимать до 100 ‰.

Когда две соседние кривые, обращенные в одну сторону, расположены близко друг к другу и прямая вставка между ними незначительна, односкатный профиль устраивают и на прямой вставке между ними, но предпочтительнее увеличение радиуса с целью исключения прямой вставки и создания лучших условий для движения.

На горных дорогах при расположении кривой у обрыва на участках виражей предусматривают ограждения.

Переход от двускатного профиля дороги к односкатному осуществляется на протяжении переходной кривой, а при отсутствии ее (при реконструкции дорог) - на прилегающем к кривой прямом участке (рис. 8.12).

Рис. 8.12. Схема отгона виража:
I-IV - поперечные профили на участке отгона виража;
1 - ось дороги; 2 - внешняя бровка; 3 - внешняя кромка; 4 - внутренняя кромка; 5 - внутренняя бровка

Виражи на многополосных дорогах I категории, как правило, проектируют раздельно для проезжих частей раздельных направлений с необходимым изменением поперечных уклонов разделительных полос.

Поперечные уклоны обочин на виражах принимают одинаковыми с уклонами проезжей части. Переход от нормального уклона обочин при двускатном профиле к уклону проезжей части осуществляют на протяжении 10 м до начала отгона виража.

Дополнительный продольный уклон наружной кромки проезжей части по отношению к проектному продольному уклону на участках отгона виража не должен превышать: для дорог I и II категорий - 5 ‰; для дорог III категории - 10 ‰; в горной местности - 20 ‰.