2.1 Проложение трассы на местности
Автомобильную дорогу рассматривают в трех проекциях: в плане, продольном и поперечном разрезах. Горизонтальная проекция, представленная в виде плана, позволяет изобразить положение трассы в данных условиях рельефа местности.
Наиболее важным этапом в проектировании автомобильной дороги является выбор генерального направления. При проектировании автомобильных дорог необходимо предусматривать мероприятия по охране окружающей природной среды, что предусматривает наименьшее нарушение экологических, геологических, гидрогеологических, и других естественных условий. Направление трассы на местности выбирают на основании данных технических изысканий (рельефа местности, наличия контурных препятствий), проектируют по кратчайшему направлению, не занимая особо полезных земель и ценных угодий. Необходимо избегать мест со сложным рельефом, где дорога может получиться с большими извилинами или крутыми подъемами и спусками; обходить по возможности болота, действующие овраги и избегать спуска в них вод из придорожных канав.
Трассу проектируем с оптимальными радиусами кривых в плане и продольном профиле, что позволяет повысить безопасность движения автомобилей, а, следовательно, повысить её пропускную способность.
Основным критерием при выборе плана трассы является уменьшение затрат на строительство автомобильной дороги, а для этого её прокладывают по наиболее оптимальному варианту.
План трассы изображается на ватмане формата А1. Начало трассы находится в посёлке Ярославка, конец в посёлке Правоямная. Прокладывая воздушную линию, стараемся минимально отклоняться от прямой, соединяющей два населенных пункта.
2.2 Выбор оптимального варианта трассы
Выделяем два варианта проложения трассы участка проектируемой автомобильной дороги.
1 вариант - на пути первого варианта находиться болотистая местность.
2 вариант - на пути второго варианта нет препятствий.
Оптимальным вариантом проложения трассы считаю второй, так как он короче и не содержит на пути препятствий.
2.3 Расчет основных элементов закруглений
При расчете элементов закруглений используем таблицы Н. А. Митина для разбивки кривых на автомобильных дорогах. Принимаем радиус кривых на всех поворотах – 600 м. Длина переходных кривых 120м.
После уточнения положения трассы на топографической карте можно приступать к разбивке пикетажа, установлению положения плюсовых точек и определению элементов кривых.
В каждом углу поворота трассы определяем следующие точки и элементы (рисунок 3):
-вершину угла О;
-начало НК и конец КК кривой;
-угол поворота α между направлениями прямых до и после угла поворота;
-длины по прямой от концов до вершины угла АО и ОВ, которые принято называть тангенсами кривой Т;
-расстояние от вершины угла О до середины кривой, называемое биссектрисой Б;
-длину кривой К;
-разницу между длиной двух тангенсов и кривой 2Т-К=Д, называемую домером.
Производим вычисление тангенса, кривой, домера с помощью значений из таблиц Н.А. Митина.
Значение тангенса полного закругления определяем по формуле:
Tпк = T′·R+Δt (1)
Значение биссектрисы находим по:
Бпк = Б′·R+ΔБ (2)
Вычисляем длину кривой исходя из следующей формулы:
Кпк = К′·R+L (3)
Определяем величину домера:
Д = 2·Тпк-Кпк (4)
Вычисляем пикеты начала и конца закругления (НЗ, КЗ), начала и конца круговой кривой (НКК, ККК), длину прямой вставки между НТ и ВУ№1(ДПВ1), пикет ВУ№2 (ПК ВУ№2):
ПКНЗ=ПКВУ№1-Tпк (5)
ПКНКК=ПКНЗ+L (6)
ПККЗ =ПКНЗ+Кпк (7)
ПКККК=ПККЗ-L (8)
ДПВ№1=ПКНЗ (9)
ПКВУ№2=ПКВУ№1+РМВУ-Д (10)
ДПВ№2=ПКНЗ2-ПККЗ1 (11)
ДПВ№3=ПККТ-ПККЗ2 (12)
Рисунок 3 - Элементы кривой: НК – начало кривой; НКК – начало круговой кривой; ККК – конец круговой кривой; КК- конец кривой; Т- тангенс; Б- биссектриса; R- радиус круговой кривой. Производим расчет основных элементов автомобильной дороги для варианта №1.
ВУ№1.
Значение тангенса определяем по формуле (1) следующим образом: так как первый угол поворота равен 53, то для этого угла берем значение тангенса из таблиц Митина и умножаем на радиус поворота трассы, прибавляем приращение тангенса для данного угла.
Tпк= 359,631 (м)
Значение кривой и биссектрисы определяют аналогично по формулам (2),(3): для данного угла берут значения кривой и биссектрисы, умножают на радиус поворота трассы и прибавляют приращения биссектрисы, а для кривой значение L (длина).
Бпк= 71,558 (м)
Кпк=675,012 (м)
Дальше определяют значение домера, из удвоенного тангенса вычитают значение кривой по формуле (4):
Д=44,25 (м)
Пикет начала закругления вычисляют: из значения пикета вершины угла №1 вычитают значение тангенса по формуле (5):
ПКНЗ= 745-359,631 =385,369 (м)
Начало круговой кривой определяем по формуле (6)
ПКНКК= 385,369+120=505,369 (м)
Пикет конца закругления по формуле (7)
ПККЗ = 436,89 +675,012 =1060,381 (м)
Конец круговой кривой по формуле (8):
ПКККК= 1060,381 -120=940,381 (м)
Длина прямой вставки по формуле (9):
ДПВ№1= 385,369 (м)
После полученных данных производим дальнейшую разбивку пикетажа, для этого откладываем значение домера от вершины угла №1, а дальнейшая разбивка, как и до вершины угла. Определение элементов кривой в дальнейшем такое же, как и для угла №1.
ВУ№2.
Угол поворота равен 56. Пикет вершины угла №2 определяем по формуле (10):
ПКВУ№2= 1505,75 (м),
Tпк= 379,542 (м)
Бпк= 80,678(м)
Кпк= 706,428 (м)
Д=85,288 (м)
ПКНЗ= 1505,75 -379,542 =1126,208 (м)
ПКНКК= 1126,208 +120=1246,208 (м)
ПККЗ= 1126,208 +706,428 =1832,636 (м)
ПКККК= 1832,636 -120=1712,636 (м)
Длину прямой вставки определяют по формуле (11)
ДПВ№2=1126,208 -1060,381 =65,827 (м)
ДПВ№3=2005-1832,636 =221,364 (м)
Производим расчет основных элементов автомобильной дороги для варианта №2.
ВУ№1. Величина угла поворота 32.
Tпк= 353,11 (м)
Бпк= 68,672 (м)
Кпк=664,542 (м)
Д=41,678 (м)
ПКНЗ = 810-289,604 =520,396 (м)
ПКНКК= 436,89+120=556,89 (м)
ПККЗ = 436,89 +664,542 =1101,432 (м)
ПКККК= 1101,432-120=981,432 (м)
ДПВ№1= 436,89 (м)
ВУ№2. Величина угла поворота 65.
ПКВУ№2= 1598,322 (м),
Tпк= 442,982 (м)
Бпк= 112,664(м)
Кпк= 800,676 (м)
Д=85,288 (м)
ПКНЗ= 1598,322 -442,982 =1155,34 (м)
ПКНКК= 1155,34 +120=1275,34 (м)
ПККЗ= 1155,34 +800,676 =1956,016 (м)
ПКККК= 1956,016 -120=1836,016 (м)
ДПВ№2=1155,34 -1101,432 =53,908 (м)
ДПВ№3=2005-1956,016 =48,984 (м)
После того так подсчитаны все элементы кривых, необходимо их отметить на плане трасс и провести круговые кривые, а также занести все элементы в ведомость углов поворота. Все полученные значения заносим в ведомость углов поворота.