2.1.2. Правила плавного поєднання елементів плану і подовжнього профілю
Трасу слід прокладати у вигляді просторової плавної лінії, керуючись вказівками ДБН 2.3.4-2007 і ВСН 18-85. Неприпустимо проектувати трасу в плані, поздовжньому і поперечному профілі без врахування їх взаємного впливу на умови руху і зорове сприйняття дороги.
При трасуванні слід уникати використання норм на елементи плану і поздовжнього профілю, що допускаються для виняткових випадків (мінімальні радіуси кривих в плані і поздовжньому профілі, виняткові поздовжні ухили).
Дорога, яка трасована з використанням тільки цих норм, обов'язково буде жорсткою для сприйняття, з порушеннями зорової плавності і ясності, втомливою для водія і пасажирів і небезпечною для руху.
Зорову плавність дороги забезпечують завдяки раціональному співвідношенню елементів траси, обмеженню довжин прямих, застосуванню перехідних кривих і сплайнів в плані і подовжньому профілі.
Рекомендується кути повороту в плані призначати не менше 8°. При кутах повороту 8─20° перехідні криві можуть використовуватися як допоміжні (при кругових кривих) і самостійні елементи. При кутах повороту більш 20° рекомендується тільки клотоїдне трасування або використання безперервних сплаймів.
Мінімальний параметр клотоїд, що використовуються як перехідні криві або як самостійний елемент трасування, вибирають відповідно до розрахункової швидкості руху:
Розрахункова швидкість, км/год |
80 |
100 |
120 |
140 |
Мінімальний параметр клотоїди, м |
160 |
260 |
390 |
517 |
Максимальний параметр клотоїд обмежують з умови забезпечення можливості більш точної оцінки водієм відстаней і швидкостей руху автомобілів, а також з умови обмеження довжини прямих, приймаючи
.
В поздовжньому профілі радіуси опуклих вертикальних кривих призначають з умови забезпечення необхідної відстані видимості дороги, увігнутих кривих ─ з умови обмеження вертикальних перевантажень і забезпечення зорової плавності дороги.
Рекомендується обмежувати довжину прямої вставки в поздовжньому профілі. Допустима довжина такої вставки визначається радіусом увігнутої вертикальної кривої і алгебраїчною різницею ухилів увігнутого перелому.
Для двохсмугових доріг II─IV категорії максимальна довжина прямої вставки в подовжньому профілі приймається згідно з даними табл. 2.1.1, для доріг I категорії ─ табл. 2.1.2.
Таблиця 2.1
Радіус увігнутої вертикальної кривої, м |
Найбільша довжина прямої вставки, м, при алгебраїчній різниці подовжніх ухилів |
||||||
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
80 |
100 |
|
2000 |
120 |
100 |
50 |
0 |
0 |
0 |
0 |
6000 |
560 |
440 |
320 |
220 |
140 |
60 |
0 |
10000 |
1400 |
1000 |
680 |
600 |
420 |
300 |
200 |
15000 |
Не обмеж |
2100 |
1700 |
1300 |
1000 |
800 |
600 |
20000 |
Не обмеж |
|
3200 |
2300 |
1900 |
1500 |
1200 |
Таблиця 2.2
Радіус увігнутої вертикальної кривої, м |
Найбільша довжина прямої вставки, м, при алгебраїчній різниці подовжніх ухилів |
|||||
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
80 |
|
4000 |
150 |
100 |
50 |
0 |
0 |
0 |
8000 |
360 |
260 |
210 |
170 |
140 |
110 |
12000 |
680 |
500 |
400 |
320 |
250 |
200 |
20000 |
2000 |
1100 |
850 |
700 |
600 |
550 |
25000 |
3000 |
1700 |
1200 |
1000 |
900 |
800 |
Радіус увігнутої вертикальної кривої рекомендується вибирати із співвідношення:
(2.1)
Довгі прямі в плані траси є основною причиною монотонності руху, що викликає високу аварійність. Довжину прямої в плані рекомендується обмежувати з умови руху по ній в потоці малої інтенсивності на протязі не більше ніж 1,5─3,0 хв. (табл. 2. 3).
Таблиця 2.3
Категорія дороги |
Гранична тривалість руху по прямій, (хв.) |
Гранична довжина прямої вплані, м, при рельєфі |
|
рівнинному |
пересіченому |
||
I |
3,0 |
3,5─5,0 |
2,0─3,0 |
II, III |
2,0 |
2,0─3,5 |
1,5─2,0 |
IV, V |
1,5 |
1,5─2,0 |
1,5 |
Примітка: Більшіі значення довжини прямих допустимі при переважно легковому русі, менші ─ при вантажному.
Обмежується не тільки довжини прямих, але і їх кількість. Дві прямі, розділені однією кривою в плані, сприймаються як одна монотонна ділянка дороги. Виключити відчуття монотонності можна лише розділенням довгих прямих ділянок з криволінійною. Довжина її повинна бути достатньою для відвикання водія (на протязі 2,5─3 хв.) від попередньої монотонної ділянки: на дорогах I категорії не менше 5 км, на двохсмугових дорогах ─ не менше 3 км.
Поєднання елементів плану і профілю повинні забезпечувати видимість дороги на відстані, достатній для здійснення обгонів.
Слід уникати різкого переходу від кривих в плані великого радіусу до кривих малого радіусу. Радіуси кривих, що сполучаються або розташовані недалеко одна від одної, не повинні відрізнятися більш ніж в 1,3 рази. Це необхідне для плавної зміни розрахункових швидкостей на суміжних ділянках не більше ніж на 10─15 %. Недопустимі поєднання елементів, що вимагають різкого зниження швидкості, до якого водій не підготовлений попередніми ділянками дороги (влаштування кривих малого радіусу на затяжних спусках або розташування кривої дуже малого радіусу серед кривих, що допускають рух з високими швидкостями).
Найкраща плавність траси досягається, якщо всі криві в плані суміщені з вертикальними кривими, причому довжина кривої в плані на опуклих переломах більша довжини вертикальної кривої. На увігнутих переломах довжини вертикальних і горизонтальних кривих повинні бути однаковими. Зсув вершин кривих в плані і профілі допустимо не більш ніж на 1/4 довжини меншої з кривих.
На увігнутих переломах профілю радіус вертикальної кривої приймають більше ніж 4,5 значення радіусу кривої в плані, радіус опуклої кривої ─ не менше ніж 8 радіусу кривої в плані. При порушенні цих співвідношень необхідно в зовнішній брівці заокруглення в плані встановлювати засоби зорового орієнтування, обладнані світлоповертаючими матеріалами.
Увігнуті
криві на прямих ділянках небажані. Як
правило, вони викликають появу зорових
провалів (мал. 2.1 а).
Увігнута крива на таких ділянках
допустима, якщо відношення довжини
утворюваного нею прогину
і
стрілки прогинання
становить
(мал. 2.1, б):
(2.2)
Мал. 2.1.2. Утворення зорових провалів на ділянках прямих з вертикальними кривими
Якщо прогинання траси в подовжньому профілі необхідне, краще суміщати його з кривою в плані.
Зорову плавність заокруглення оцінюють розрахунком:
для закруглень без перехідних кривих:
(2.1.3)
(2.1.4)
для клотоїдної траси і заокруглень з перехідними кривими:
(2.1.5)
(2.1.6)
Де
─
видимий
радіус кривизни ведучої лінії, град;
─ радіус кривої в плані, м;
─
висота очей водія над екстремальною
точкою, м; призначається в залежності
від параметрів подовжнього профілю:
для прямих ділянок 1,2 м, для криволінійних
ділянок розраховується згідно з
рекомендаціями ВСН
18-85;
─
параметр клотоїди, м;
─ видима ширина проїжджої частини,
град;
─
відстань до екстремальної точки на
кривій м;
─ ефективна ширина проїжджої частини
дороги, м:
для кругової кривої
(2.1.7)
для клотоїди
(2.1.8)
(2.1.9)
-
відстань до початку кривої, приймається
рівною 50 м,
─
відхилення
від кромки проїжджої частини: 1,5 м ─
поворот направо; 5,5 м ─ поворот наліво.
Зорову
плавність кривої в плані оцінюють по
графіку (рис. 2.1.3) або з умови: плавність
забезпечена, якщо
менше
Мал. 2.1.3. Графік для визначення зорової плавності дороги:
1 ─ зорова плавність не забезпечена; 2 ─ зорова плавність забезпечена
Слід уникати сполучень закінчень кривих в плані з початком опуклих або увігнутих вертикальних кривих, розташованих на подальших прямих ділянках. В першому випадку для водіїв, що їдуть з боку вертикальної кривої, незрозумілий подальший напрям дороги, в другому ─ створюються ділянки недостатньої видимості вночі при світлі фар.
Не допускаються такі поєднання елементів траси, при яких стає неясним подальший напрям дороги:
а) короткі увігнуті ділянки, розташовані в межах прямих або кривих в плані великого радіусу, які створюють враження провалів або просідань;
б) круті опуклості подовжнього профілю на кривих великих радіусів і на прямих ділянках, а також на перетинах доріг в різних рівнях.
Кількість поворотів в плані і переломів в подовжньому профілі повинна бути по можливості однаковою. Порушення цього правила приводить у ряді випадків до підвищеної небезпеки ДТП:
а) часті переломи подовжнього профілю на довгих прямих в плані створюють хвилясту поверхню дороги. Така хвилястість часто виникає через прагнення проектувальників до точного урівноваження об'ємів суміжних насипів і виїмок або при проектуванні по огортаючій;
б) при кількості поворотів в плані більшій, ніж переломів в подовжньому профілі, виходять S-подібні вертикальні криві або звивисті ділянки з постійним ухилом. При неминучості такого трасування вид дороги може бути поліпшений застосуванням кривих великого радіусу в плані. Виключенням з даного правила є криві в плані великого радіусу, на яких можуть бути допущені переломи подовжнього профілю з великим кроком проектування при малій різниці висот. Це допустимо, оскільки на таких ділянках водій не бачить дорогу на великій протяжності, тому на умовах руху не позначаються спотворення її вигляду в перспективі.
В умовах пересіченого рельєфу і звивистої траси слід керуватися наступними рекомендаціями:
a) короткі криві в плані, розташовані між довгими прямими, що сприймаються водієм здалеку як різкий перелом, і повороти дороги на малі кути повинні пом’якшуватись вписуванням кривих великих радіусів;
б) короткі прямі вставки між направленими в одну сторону кривими сприймаються як неприємний для погляду злам, що порушує плавність дороги. Таке поєднання особливо небезпечне при його збіганні з вертикальними кривими. Тому між односторонніми кривими не слід допускати прямі вставки, коротші 300─450 м, влаштовуючи криві великих радіусів, проектуючи подібні ділянки як триланкові коробові криві або зв'язані клотоїди;
в) короткі прямі вставки між зворотними кривими також створюють враження зламу траси. Замість влаштування вставок доцільно збільшувати радіуси кривих, добиваючись їх безпосереднього сполучення одна з одною. Прямі вставки між зворотними кривими можуть бути залишені, якщо їх довжина між закінченнями перехідних кривих більша 300 м для доріг II, III, IV категорії і більша 700 м для доріг I категорії.
Для
створення зорової плавності в плані
для доріг I─III категорій на ділянках з
радіусами менше 3000 м рекомендується
вводити довгі перехідні криві, описані
по
клотоїді
з параметром
але не більше 1200 м. При цьому кут повороту
траси повинен бути не менше 8°.
Для забезпечення зорової плавності дороги в малі кути повороту у відкритій степовій місцевості повинні вписуватися криві великих радіусів або клотоїди великих параметрів:
Кут повороту, град |
до 2 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
Радіус кривої, м |
13000 |
8000 |
6000 |
3500 |
2500 |
2200 |
2000 |
2000 |
Параметр клотоїди, м |
12000 |
1200 |
1200 |
1000 |
800 |
700 |
600 |
500 |
При
сполученні зворотних кривих перехідними
кривими бажано, щоб обидві криві мали
однаковий параметр
.
В
цьому випадку між радіусами кривих, що
сполучаються, повинне витримуватися
співвідношення
.
При сполученні перехідними кривими
кругових кривих, направлених в одну
сторону, необхідно дотримувати
співвідношення
.