Перелом поперечного профиля

1 — дорожная одежда

2 — земляное полотно

3 — кювет

4 — резерв

Разрез дороги плоскостью, перпендикулярной к ее оси, называется поперечным профилем дороги. Одним из основных элементов поперечного профиля дороги является земляное полотно. Земляное полотно — сооружение, на котором расположена проезжая часть дороги. Проезжая часть, предназначенная для движения автомобилей, как правило, имеет дорожную одежду, устраиваемую из различных строительных материалов. Верхний слой дорожной одежды, находящийся непосредственно под воздействием колес автомобилей, называется дорожным покрытием. По сторонам проезжей части размещаются обочины, повышающие прочность края дорожной одежды и обеспечивающие безопасность движения.

а — в насыпи

б — в выемке

в — нулевых отметках

г — полунасыпь-полувыемка

д — основные элементы поперечного профиля:

1 — обочина

2 — проезжая часть

В зависимости от рельефа местности земляное полотно устраивают в уровне поверхности земли, в насыпи или в выемке.

Кроме насыпей и выемок, земляное полоню включает в себя боковые канавы (кюветы) для осушения дороги и отвода от нее воды и резервы — неглубокие выработки вдоль дороги, из которых был взят грунт для отсыпки насыпи. Боковые резервы, так же как и кюветы, являются средством водоотвода.

При устройстве выемок грунт обычно используется для возведения смежных насыпей и лишь в исключительных случаях, когда из-за дальности возки использовать в насыпи его нецелесообразно, грунт вывозят за пределы полосы отвода или отсыпают сбоку выемки в призмы правильной формы, называемые отвалами, или кавальерами. Кавальеры размешают на расстоянии не менее 5 м от откоса выемки, их высота не должна превышать 3 м.

При размещении земляного полог на на косогоре для отвода воды от полотна с нагорной стороны устраивают кюветы, нагорные канавы, кюветы-резервы и другие водоотводные сооружения. Проезжие части автомобильных дорог I категории могут быть устроены в разных уровнях.

Линии, отделяющие проезжую часть от обочин, называются кромками проезжей част. Расстояние между кромками проезжей части определяет ширину проезжей части дороги.

Линии, отделяющие обочины от внутренних откосов земляного полотна, называются бровками земляного полотна: соответственно расстояние между бровками земляного полотна называют шириной земляного полотна. Высота насыпи или глубина выемки определяется расстоянием от бровки земляного полотна до поверхности земли на оси дороги.

Крутизна откосов должна обеспечивать устойчивость земляного полотна и способствовать обеспечению безопасности движения. Крутизна откосов характеризуется отношением высоты откоса к его горизонтальной проекции — заложению.

При прохождении дороги через населенные пункты ее поперечный профиль имеет свои конструктивные особенности. В небольших населенных пунктах сельской местности для лучшего-обеспечения съезда с дороги автомобильную дорогу строят в небольших насыпях (0,2-0,3 м). Поперечные профили городских улиц и дорог, размеры отдельных элементов и общая ширина устанавливаются в зависимости от величины города, категории улиц и дорог, интенсивности движения всех видов городского и транзитного транспорта и пешеходов, а также преобладающей этажности застройки, способа отвода поверхностных вод и т. д.

Ширину улиц между фасадами домов («красную линию») принимают обычно в пределах: 30-50 м для общегородских и 25-35 м для районных магистральных улиц; при наличии скоростного транзитного движения — в пределах 100 м с выделением отдельных проезжих частей для пропуска скоростного движения.

Городская улица имеет проезжую часть движения автомобилей и других видов транспорта, тротуары для пешеходов и озелененные полосы для изоляции пешеходов и застройки от уличного движения. Кроме того, городская улица может иметь трамвайные пути, расположенные в пределах проезжей части или на обособленном полотне.

Под улицей размещаются подземные коммуникации: кабели электрического тока, телефонно-телеграфные линии, водопровод, газопровод, канализация и т. д. В больших городах для удобства эксплуатации подземные сети размещают в общих бетонных коллекторах-тоннелях.

Продольный профиль автомобильной дороги

Продольный профиль представляет собой проекцию оси дороги на параллельную ей вертикальную поверхность. Он состоит из ряда наклонных и горизонтальных участков дороги. Сочетание уклонов разных знаков (спусков и подъемов, подъемов и спусков, горизонтальной площадки и спуска или подъема) в вертикальной плоскости производится при помощи кривых, обеспечивающих плавное движение лесовозного транспорта по переломам этого профиля. На продольном профиле фиксируются координаты всех пикетных и плюсовых точек, лежащих на оси дороги.

Рис. 14. Схематизация очертания естественного рельефа местности в целях его нанесения на продольный профиль:

а) рельеф в том виде, каков он есть в действительности;

б) рельеф в том виде, в каком он изображается на продольном профиле

При построении продольного профиля употребляются различные масштабы для расстояний и высот (масштаб расстояний: 50 м = 1 см; масштаб высот: 5 м = 1 см).

В результате того, что масштаб высот в 10 раз крупнее масштаба расстояний, на продольном профиле изображение рельефа более наглядно.

В соответствии с требованиями стандарта на продольный профиль наносятся следующие элементы:

Рис. 15. Продольный профиль участка автомобильной дороги (в упрощенном виде)

— графа пикетов и расстояний (шириной 1 см); заполняется в тех случаях, когда на пикете есть плюсовые точки;

— графа черных отметок (1,5 м); в нее заносятся отметки (высоты) всех пикетных и плюсовых точек Н0, Н1 … Нп, лежащих на пересечении поверхности земли вертикальной поверхностью, проведенной через ось дороги;

— графа красных отметок (1,5 см), в которую заносятся отметки бровок дорожного полотна;

— графа уклонов красной (проектной) линии (1,0 см); в нее заносятся значения продольных уклонов от перелома до перелома красной линии в вертикальной плоскости.

Запись осуществляется в виде дроби, у которой числитель — величина продольного уклона данного элемента красной линии (т. е. отношение разности высот двух крайних точек к расстоянию между этими точками), а знаменатель — расстояние. Красные отметки всех промежуточных точек отыскивают из уравнения слайд 13.

где i — величина продольного уклона для данного элемента красной линии;

Н1 — красная отметка первой точки (известная);

Н2 — красная отметка второй точки (искомая);

L — расстояние между точками, м;

— ординаты точек, откладываемые в соответствии с черными и красными отметками начиная от оси абсцисс, условная отметка которой избрана с таким расчетом, чтобы ординаты не были слишком растянуты;

— черная линия, соединяющая верхние точки ординат соответственно черным отметкам;

— красная линия, соединяющая верхние точки ординат соответственно красным отметкам;

— рабочие отметки, представляющие собой алгебраическую разность между красными и черными отметками;

— если эта разность положительная, то рабочие отметки соответствуют высоте насыпи и выписываются над красной линией;

— если разность отрицательная, то рабочие отметки соответствуют глубине выемки и выписываются под красной линией;

— условный план трассы с указанием расположения всех прямых и кривых участков и характеризующих их данных; этот план, условно вытянутый в одну прямую линию, размещается несколько ниже графы пикетов.

Кроме перечисленных элементов, на продольном профиле обычно помещают:

— сведения об искусственных сооружениях;

— ситуацию местности (в пределах по 50 м от оси дороги в каждую сторону);

— почвенно-грунтовую характеристику; данные о кюветах и типе проезжей части.

При стандартном расположении элементов продольного профиля единицы измерения не проставляют, а также не помещают координатную сетку и шкалу высот.
Величины черных отметок, необходимые для нанесения на продольный профиль черной линии, характеризующей естественный рельеф местности, получают с большой степенью точности, прибегая к инструментальной съемке в условиях полевых изысканий.

Приближенно черные отметки можно получить и не выезжая на местность, а пользуясь топографической картой, на которой рельеф показан с помощью горизонталей, т. е. условных линий, все точки которых лежат на одной и той же высоте, а следовательно, имеют одинаковые отметки. Искомую черную отметку заданной точки получают путем интерполяции, ориентируясь на отметки ближайших к этой точке горизонталей (между которыми она находится).

Рис. Пространственная фигура, использованная для построения продольного профиля, приведенного на предыдущем рисунке , и проекция этой же фигуры на карте в горизонталях.

Для иллюстрации этого положения приведен рис. 16, изображающий пространственную фигуру с двумя коническими вершинами и разделяющих их седлом и проекцию этой фигуры на горизонтальную плоскость с нанесенными точечным пунктиром горизонталями. Именно с этой проекции, как бы представляющей собой топографическую карту, взяты черные отметки, использованные при построении продольного профиля на рис. 14.

Наибольшую сложность при построении продольного профиля представляет нанесение красной линии.

Для дорог IV-V категорий эта задача несколько упрощается, так как при их проектировании разрешается придерживаться относительно большого продольного уклона (7-9%). Поэтому красная линия на продольном профиле дорог низкой стоимости строится обычно по принципу обертывающей, т. е. полностью или на большом протяжении как бы сливается с черной линией (трасса проходит «в нулевых условиях»).

Дороги I-II категорий характеризуются высокой интенсивностью движения. Поэтому наибольший продольный уклон, допускаемый

СЛАЙД 16

Рис. 17. Поперечные профили, построенные по данным, взятым с продольного профиля, приведенного на рис. 15: а) поперечный профиль в точке ПК 3+50; б) поперечный профиль в точке ПК 3 для этих дорог, имеет значительно меньшие размеры, чем для низших категорий (4-5%). При таких значениях максимально до­пустимого продольного уклона становится труднее приспосабливаться к рельефу местности. В этих случаях нередко отказываются от проектирования по принципу обертывающей и пользуются принципом , секущей.

При нанесении красной линии по способу секущей неизбежно расхождение красных и черных отметок, а следовательно, появления насыпей и выемок.

В тех случаях, когда красные отметки больше, черных, полотно дороги имеет форму насыпи. В данном случае рабочая отметка представляет собой высоту насыпи (рис 17,а).

В тех случаях, когда красные отметки меньше черных, полотно дороги имеет форму выемки. В данном случае рабочая отметка представляет собой глубину выемки (рис. 17,6).

При проведении красной линии по способу секущей стремятся по возможности уравновесить объемы находящихся по соседству насыпей и выемок; это даст экономию на земляных работах, так как поз­волит использовать грунт из выемок (в зависимости от его качества) для отсыпки насыпей.

Если способ секущей полностью выдержать не удается, то земляное полотно лучше устраивать в форме насыпи, так как выемки в зимнее время во многих районах подвержены снежным заносам.

Рис. 18. План и продольный профиль дороги:

а) трасса дороги в том виде, как она выглядела бы на карте;

б) та же трас­са схематически перенесенная на продольный профиль (так называемый «условный план» трассы)

Условный план помогает увязать продольный профиль не только с поперечными профилями отдельных точек трассы, но и с ее поло­жением в плане. Пример построения условного плана трассы участка дороги длиной 2700 мприведен на рис. 18, где трасса воспроизведена так, как она выглядит на топографической карте, т. е. с действительными углами поворота и радиусами кривых, а ниже — тот же участок представлен в виде условного плана, помещаемого в нижней части продольного профиля (остальные элементы которого на данном чертеже опущены).