Проектирование закруглениями

а) Расчет и разбивка элементов виража.

Виражи необходимо устраивать на кривых радиусом менее 3000 м для дорог 1 категории и менее 2000 м – для дорог отдельных категорий [14]

На прямом участке поперечные уклоны дороги соответствуют типу дорожной одежды и назначаются по нормам, приведенным в прил.4.4.14. При этом уклон обочин делается на 10% больше соответствующего уклона проезжей части.

Поперечный уклон виража определяется по формуле:

i_b=(V_p²/127R)-µ (38),

где V_p – расчетная скорость, соответствующая категории дороги, км/час;

R – радиус круговой кривой, м;

µ - коэффициент поперечной силы.

В расчете коэффициент поперечной силы принимается по условиям устойчивости, равным величине сцепления колеса с покрытием в поперечном направлении g₂j₂ в неблагоприятных условиях. Эта величина зависит от скорости и может быть принята при V=50 км/час – 0,16; V=90 км/час – 0,14, V=130 км/час – 0,12.

Полученные значения уклона виража необходимо сравнить с данными СНиПа, приведенными в приложении 6.

Если вираж совпадает с продольным уклоном, необходимо, чтобы косой уклон (i_к) не превышал максимального, принятого для проектирования.

(39)

Из уравнения (39) можно определить максимальный продольный уклон трассы на кривой с виражем (i_прод,),если косой уклон (i_к) приравнять к максимальному, соответствующему категории дороги.

Все же дополнительный уклон наружной кромки проезжей части виража не должен превышать для дорог 1 и 2 категорий 5 ^о/_оо, 3 и 4 – 10 ^о/_оо, 3 и 4 категорий в горной местности – 20 ^о/_оо.

На указанную величину снижается максимальный уклон дороги, если он совпадает с участком, на котором производится отгон виража.

Минимальная длина отгона виража может быть определена по формуле:

L_отв=Bi_b/ i_отв(40),

где В – ширина проезжей части дороги, м;

i_{b –}уклон виража;

i_{отв –}уклон отгона виража.

Начало виража (или конец отгона виража) на переходной кривой равен 2000 м (для дорог 1 категории – 3000 м). Эта точка будет от начала переходной кривой на расстоянии

l =RL/2000, м (41),

где R – радиус круговой кривой;

L – длина переходной кривой, определяется по формуле (45).

Если участок отгона виража окажется длиннее l, то начальная часть отгона расположится на прямом участке трассы.

Схема перехода от двухскатного профиля к односкатному профилю [3,12,16].

Все характерные точки рассчитанного виража необходимо привязатьк пикетам дороги. Отгон виража производится в пределах переходной кривой, а при ее отсутствии (реконструкция) – на прилегающем к кривой прямом участке пути. Уравнивание уклона обочины и уклона проезжей части производится за 10 м до начала отгона виража.

б. Детальная разбивка кривой

Разбивка круговой и переходной кривых начинается с определения основных параметров круговой кривой (тангенса, длины, биссектрисы, домера).

T=RTg(a/2) (42)

K= (43)

Б= (44)

где a – угол поворота

R -радиус круговой кривой, м

При радиусе круговой кривой 2000 м и менее между круговой кривой и прямой устраивают переходную кривую. Чаще всего ее устраивают по радиоидальной спирали (клотоиде).

Длина переходной кривой:

L=V³/47RJ (45)

где J – нарастание центрального ускорения, м³/с (обычно принимается 0,5 м³/с).

Минимальные длины переходных кривых нормируются [14], они даны в приложении таблицы 6.

Параметр клотоиды определяется:

C=LR (46)

где R -радиус примыкающей круговой кривой.

Угол поворота трассы за счет переходной кривой

b=(L/2R) 57,3, град (47)

Таким образом, условие размещения двух переходных кривых:

2 b £ a

Для разбивки клотоиды пользуются таблицами прямоугольных координат [16]. С достаточной точностью эти координаты можно вычислить по формулам координат кубической параболы.

x= l (48)

y=x³/6C (49)

где l – длина дуги клотоиды от ее начала

С – параметр клотоиды

Угол поворота круговой кривой после устройства переходных кривых:

a'= a -2 b (50)

Новая длина круговой кривой:

K'=p R a/180 (51)

Сдвижка круговой кривой внутрь на величину

P=Y₀-R(1-Cos b) (52)

Дополнительный тангенс для устройства переходной кривой (табл. 5)

t=L-R×Sin b (53)