Проектирование продольного профиля

Продольный профиль – развернутая в плоскости чертежа проекция оси трассы на вертикальную плоскость. Продольный профиль характеризует крутизну отдельных участков дороги, измеряемую продольным уклоном, и расположение ее проезжей части относительно поверхности земли.

Красная отметка – отметка проектируемой поверхности дороги, а именно, оси трассы с учетом условия по снегонезаносимости.

Переломы проектной линии продольного профиля при алгебраической разности уклона 5 ‰ и более – на дорогах I, II категорий, 10 ‰ и более – на дорогах III категории, 20 ‰ и более – на дорогах IV и V категорий сопрягают вертикальными кривыми.

Продольные уклоны должны быть ≤ 30‰

Радиусы выпуклых кривых ≥ 70000 м

Радиусы вогнутых кривых ≥ 8000 м

Длина выпуклых кривых ≥ 300 м

Длина вогнутых кривых ≥ 100 м

Проектирование продольного профиля выполняют графо-аналитическим методом. Для этой цели используют специальный набор прозрачных лекал, изготовленных в масштабе продольного профиля, с нанесенными на них штрихами в точках кривых с соответствующими уклонами и прозрачный треугольник с нанесенными на нем также в масштабе профиля линиями различных уклонов.

Пользование шаблонами вертикальных кривых и треугольником уклонов предполагает обязательным тщательное выполнение чертежно-графических работ. Для этой цели нижний обрез шаблона или треугольника должен быть точно сориентирован по горизонтальной сетке миллиметровки, смежные вертикальные кривые должны обязательно сопрягаться между собой в точках с одинаковыми продольными уклонами, прямолинейные участки продольного профиля с заданными уклонами должны сопрягаться со смежными вертикальными кривыми в точках с теми же уклонами и т.д.

Технология графо-аналитического проектирования линии продольного профиля автомобильных дорог сводится к следующему:

1. На чертеж черного профиля земли по оси дороги наносят все контрольные фиксированные точки, ограничивающие точки и зоны, а также наносят линии контурных ограничений.

2. От руки, сообразуясь с контрольными точками и зонами, на профиль земли по оси дороги наносят эскизную проектную линию, стремясь при этом обеспечить: минимальные объемы земляных работ; продольную компенсацию объемов земляных работ на смежных участках выемок и насыпей; минимальные объемы работ по искусственным сооружениям; минимальные площади отчуждаемых под земляное полотно земель; сочетание элементов продольного профиля с планом автомобильной дороги и т.д. В сомнительных местах эскизную линию контролируют и в необходимых случаях корректируют по допустимой кривизне и допустимым продольным уклонам с использованием шаблонов вертикальных кривых минимальных радиусов для данной категории дороги и треугольника уклонов.

3. Осуществляют графо-аналитическую аппроксимацию эскизной линии с использованием шаблонов вертикальных кривых соответствующих радиусов и треугольника уклонов с одновременным определением координат (пикетажного положения, высот и уклонов) главных точек проектной линии продольного профиля: точек сопряжения элементов и вершин вертикальных кривых. Для этой цели используют либо специальные таблицы, либо элементы продольного профиля непосредственно рассчитывают по формулам.

Для аналитического расчета вертикальных кривых используют формулы:

Расстояние от начала вертикальной кривой до ее вершины:

Превышение между точкой начала кривой и ее вершиной

Превышение между точкой на произвольном расстоянии от вершины и вершиной вертикальной кривой:

Уклон в той же точке:

Рис. 4.6. Схема к разбивке вертикальной кривой

 

Таблица 4.2

Ведомость отметок и уклонов продольного профиля

Пикет	Проектная линия
Отметка (м)	Рабочая отметка (м)	Уклон (‰)
0+0.0	0.00	-157.50	0.0
0+20.0	157.51	0.01	1.3
0+40.0	157.55	0.05	2.4
0+60.0	157.61	0.11	3.4
0+80.0	157.69	0.19	4.2
1+0.0	157.78	0.28	4.8
1+20.0	157.88	0.38	5.3
1+40.0	157.99	0.49	5.6
1+60.0	158.10	0.60	5.7
1+80.0	158.21	0.71	5.6
2+0.0	158.32	0.82	5.4
2+20.0	158.43	0.93	5.0
2+40.0	158.52	1.02	4.5
2+60.0	158.61	1.11	3.7
2+80.0	158.67	1.17	2.8
3+0.0	158.72	1.22	1.8
3+20.0	158.74	1.28	0.5
3+40.0	158.74	1.32	-0.9
3+60.0	158.71	1.33	-2.5
3+80.0	158.64	1.30	-4.2
4+0.0	158.54	1.24	-6.1
4+20.0	158.41	1.40	-6.7
4+40.0	158.27	1.56	-7.1
4+60.0	158.12	1.70	-7.5
4+80.0	157.97	1.84	-7.8
5+0.0	157.81	1.98	-8.0
5+20.0	157.65	1.91	-8.1
5+40.0	157.49	1.84	-8.1
5+60.0	157.32	1.78	-8.0
5+80.0	157.17	1.71	-7.9
6+0.0	157.01	1.65	-7.6
6+20.0	156.86	1.57	-7.3
6+40.0	156.72	1.50	-6.8
6+60.0	156.59	1.45	-6.3
6+80.0	156.47	1.40	-5.6
7+0.0	156.37	1.37	-4.9
7+20.0	156.28	1.28	-4.1
7+40.0	156.20	1.20	-3.2
7+60.0	156.15	1.15	-2.2
7+80.0	156.12	1.12	-1.1
8+0.0	156.11	1.11	0.1
8+20.0	156.09	1.29	-1.8
8+40.0	156.04	1.44	-3.7
8+60.0	155.94	1.55	-5.4
8+80.0	155.82	1.63	-7.1
9+0.0	155.66	1.67	-8.7
9+20.0	155.47	1.73	-10.1
9+40.0	155.26	1.77	-11.5
9+60.0	155.01	1.77	-12.7
9+80.0	154.75	1.75	-13.9
10+0.0	154.46	1.71	-15.0
10+20.0	154.15	1.20	-16.0
10+25.0	154.07	1.07	-16.2
10+40.0	153.81	0.67	-17.5
10+60.0	153.45	0.10	-18.7
10+80.0	153.07	-0.48	-19.4
11+0.0	152.68	-1.07	-19.4
11+20.0	152.30	-1.17	-18.8
11+40.0	151.93	-1.26	-17.6
11+60.0	151.60	-1.31	-15.7
11+80.0	151.31	-1.32	-13.3
12+0.0	151.07	-1.28	-10.3
12+20.0	150.90	-0.83	-6.6
12+40.0	150.81	-0.30	-2.4
12+50.0	150.80	0.00	0.0
12+60.0	150.81	-0.02	2.0
12+80.0	150.89	-0.02	5.8
13+0.0	151.04	0.06	9.2
13+20.0	151.25	-0.11	12.2
13+40.0	151.52	-0.22	14.9
13+60.0	151.85	-0.27	17.3
13+80.0	152.21	-0.29	19.3
14+0.0	152.61	-0.27	20.9
14+20.0	153.05	-0.17	22.3
14+40.0	153.50	-0.05	23.2
14+60.0	153.97	0.09	23.8
14+80.0	154.45	0.23	24.1
15+0.0	154.94	0.38	24.0
15+20.0	155.41	-0.03	23.6
15+40.0	155.88	-0.46	22.8
15+60.0	156.32	-0.90	21.7
15+80.0	156.75	-1.38	20.3
16+0.0	157.13	-1.88	18.5
16+20.0	157.48	-1.70	16.5
16+40.0	157.79	-1.56	14.7
16+60.0	158.07	-1.45	13.0
16+80.0	158.31	-1.38	11.4
17+0.0	158.53	-1.34	9.9
17+20.0	158.71	-0.68	8.5
17+40.0	158.87	-0.06	7.3
17+60.0	159.00	0.54	6.1
17+80.0	159.12	1.12	5.1
18+0.0	159.21	1.69	4.2
18+20.0	159.28	2.23	3.4
18+40.0	159.34	2.76	2.7
18+60.0	159.39	3.28	2.1
18+80.0	159.43	3.78	1.6
19+0.0	159.46	4.28	1.3
19+20.0	159.48	4.37	1.1
19+40.0	159.50	4.46	0.9
19+50.0	159.51	4.51	0.9
19+60.0	159.52	4.25	1.1
19+80.0	159.54	3.73	1.3
20+0.0	159.57	3.21	1.4
20+20.0	159.60	2.65	1.4
20+40.0	159.63	2.09	1.2
20+60.0	159.65	1.53	0.9
20+80.0	159.66	0.96	0.5
21+0.0	159.67	0.38	-0.1
21+20.0	159.66	0.23	-0.8
21+40.0	159.64	0.06	-1.6
21+60.0	159.60	-0.12	-2.6
21+80.0	159.53	-0.33	-3.7
22+0.0	159.45	-0.55	-5.0
22+20.0	159.33	0.23	-6.3
22+40.0	159.19	0.98	-7.9
22+60.0	159.02	1.69	-9.5
22+80.0	158.81	2.38	-11.3
23+0.0	158.56	3.02	-13.3
23+20.0	158.29	3.10	-13.8
23+40.0	158.01	3.17	-14.2
23+60.0	157.73	3.23	-14.7
23+80.0	157.43	3.28	-15.1
24+0.0	157.12	3.32	-15.4
24+20.0	156.81	3.23	-15.7
24+40.0	156.49	3.14	-16.0
24+60.0	156.17	3.04	-16.2
24+80.0	155.84	2.93	-16.4
25+0.0	155.51	2.82	-16.6
25+20.0	155.18	2.51	-16.7
25+40.0	154.85	2.19	-16.8
25+60.0	154.51	1.87	-16.8
25+80.0	154.18	1.56	-16.8
26+0.0	153.84	1.24	-16.7
26+20.0	153.51	1.26	-16.6
26+40.0	153.18	1.28	-16.5
26+60.0	152.85	1.31	-16.3
26+80.0	152.52	1.34	-16.1
27+0.0	152.20	1.38	-15.8
27+20.0	151.87	1.69	-17.6
27+40.0	151.50	1.96	-19.1
27+60.0	151.11	2.22	-20.3
27+80.0	150.69	2.45	-21.1
28+0.0	150.27	2.66	-21.7
28+20.0	149.83	2.25	-21.9
28+40.0	149.39	1.83	-21.9
28+60.0	148.96	1.42	-21.5
28+80.0	148.53	1.01	-20.8
29+0.0	148.13	0.63	-19.8
29+20.0	147.74	0.38	-18.5
29+40.0	147.39	0.16	-16.9
29+60.0	147.07	-0.03	-15.0
29+80.0	146.79	-0.18	-12.8
30+0.0	146.56	-0.27	-10.3
30+20.0	146.38	-0.19	-7.5
30+40.0	146.26	-0.04	-4.4
30+60.0	146.20	0.17	-1.0
30+65.3	146.20	0.24	0.0
30+65.3	146.20	0.24	0.0
30+72.3	0.00	-145.96	0.0

 

Земляное полотно

Земляное полотно следует проектировать с учетом категории автодороги, типа дорожной одежды, высоты насыпи и глубины выемки, свойств грунтов, используемых в земляном полотне, способов производства работ по возведению земляного полотна, природных условий района строительства и особенностей инженерно-геологических условий.

Земляное полотно (ЗП) включает следующие элементы:

верхнюю часть ЗП (рабочий слой) – часть полотна, располагающаяся в пределах ЗП от низа дорожной одежды (ДО) на 2/3 глубины промерзания, но не менее 1,5 м от поверхности покрытия проезжей части; тело насыпи (с откосными частями);

основание насыпи – массив грунта в условиях естественного залегания, располагающийся ниже насыпного слоя, а при низких насыпях – и ниже границы рабочего слоя;

основание выемки – массив грунта ниже границы рабочего слоя;

откосные части выемки;

устройства для поверхностного водоотвода;

устройства для понижения или отвода грунтовых вод (дренаж);

поддерживающие и защитные геотехнические устройства и конструкции, предназначенные для защиты ЗП от опасных геологических процессов (эрозии, селей, лавин, оползней и т.п.).

При проектировании автодорог I – V категорий во II – V дорожно-климатической зоне следует руководствоваться наиболее характерными типовыми решениями (типовыми поперечными профилями), применяемых на устойчивых естественных основаниях в равнинной, пересеченной, горной местности или в толще косогоров, а также в районах болот, засоленных грунтов, подвижных песков и т.д.

Для обеспечения устойчивости и прочности верхней части земляного полотна и дорожной одежды возвышение поверхности покрытия над расчетным уровнем грунтовых вод, верховодки или длительно (более 30 суток) стоящих поверхностных вод, а также над поверхностью земли на участках с необеспеченным поверхностным стоком или над уровнем кратковременно (менее 30 суток) стоящих поверхностных вод должно соответствовать требованиям табл. 21