Проектирование пересечений с каплевидными и треугольными островками на второстепенных дорогах

С.Н. Павлов

 

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к курсовой работе

«ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПЕРЕСЕЧЕНИЙ И

ПРИМЫКАНИЙ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ

В ОДНОМ УРОВНЕ»

 

 

ПО ДИСЦИПЛИНЕ

«АВТОМОБИЛЬНЫЕ ДОРОГИ»

 

 

 

Барнаул 2009

 

 

УДК 625.724

 

 

Павлов С.Н.

Методические указания к курсовой работе по дисциплине «Автомобильные дороги»: Учебное пособие для студентов, обучающихся по специальности «Организация и безопасность движения». / Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2009. – 28 с.

 

В методических указаниях приведена последовательность выполнения и содержание разделов курсовой работы по дисциплине «Автомобильные дороги».

Учебное пособие предназначено для студентов обучающихся по специальности «Организация и безопасность движения».

 

Учебное пособие рассмотрено и одобрено на заседании кафедры «Организация и безопасность движения» АлтГТУ.

 

Содержание курсовой работы:

I Пояснительная записка

Введение

Отразить цели и задачи проектирования автомобильных дорог.

Природно-климатические условия.

Исходя из энциклопедических источников, необходимо дать характеристику грунтовых условий, гидрологии, растительности и климата местности заданного региона. Отразить в пояснительной записке в табличной форме: среднесуточную и годовую температуру воздуха, средние величины осадков по месяцам, число дней с осадками более 5 мм. Дать описание и характеристику дорожной сети данного региона.

Проектирование и расчет плана трассы

2.1 Проектирование пересечений с каплевидными и треугольными островками на второстепенных дорогах

2.2 Проектирование переходно-скоростных полос на главной дороге для правоповоротных и левоповоротных съездов в одном уровне

Проектирование и расчет поперечного профиля

3.1 Расчет на прочность дорожной одежды

3.1.1 Расчет на прочность по упругому прогибу

3.1.2 Расчет по условию сдвигоустройчивости в грунте

3.1.3 Расчет конструкции на сопротивление монолитных слоев усталостному разрушению от растяжения при изгибе

3.2 Расчет геометрических параметров поперечного профиля

Список использованной литературы

 

II Графическая часть

Чертеж 1

Подробный чертеж построения островков безопасности и коробовых кривых на формате А1 (Приложение 1).

Чертеж 2

Выполнение чертежа на формате А1 с вычерчиванием общего вида примыкания в одном уровне второстепенной дороги с переходно-скоростными полосами (Приложение 2).

Чертеж 3

Выполнение чертежа на формате А1 или А2 с вычерчиванием поперечного профиля главной дороги без учета примыкания с указанием геометрических размеров земляного полотна и дорожной одежды (Приложение 3).

 

УКАЗАНИЯ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ РАСЧЕТОВ И ПОСТРОЕНИЙ

 

Проектирование пересечений с каплевидными и треугольными островками на второстепенных дорогах

Рекомендуемые параметры каплевидных островков: длина около 25 м, ширина 5-2 м, смещение островка от кромки крайней полосы главной дороги 2-4 м. Рекомендуемые параметры треугольных островков-указателей: смещение островка от кромки крайней полосы главной дороги 1 м, ширина полосы движения между каплевидным и треугольным островками 5 м, стороны островка должны быть, как правило, не менее 5 м и не более 20 м, углы островка выполняются с закруглениями радиусом 0,5 м, ширина полосы движения, примыкающая к треугольному островку справа, с главной дороги на второстепенную принимается равной 4,5 м.

 

Рисунок 1 - Порядок проектирования пересечений с каплевидным и треугольным островком-указателем на второстепенной дороге

Порядок проектирования следующий:

1. Наносим ось второстепенной дороги (линия 1) беря угол поворота из задания.

2. Находим на оси точку, расположенную на расстоянии 10 м от кромки главной дороги (точка 2).

3. Проводим через эту точку ось каплевидного островка под углом 5° к оси дороги с наклоном вправо (линия 3).

4. Проводим две вспомогательные линии на расстоянии 1,5 м справа и слева от оси каплевидного островка (линия 4).

5. Проводим две круговые кривые радиусом не менее 12 м так, чтобы каждая из них касалась вспомогательной линии по этапу 4 порядка проектирования и ближайших кромок полос, с которой или на которую происходит съезд на главную дорогу. (дуги 5 и 6)

6. Вычерчиваем очертание передней части островка между этими двумя кривыми по этапу 5 порядка проектирования радиусом 0,75 м.

7. Из того же центра, что и кривая съезда с главной дороги, по этапу 5 проводим кривую, отстоящую от последней на расстоянии 5 м, т.е. определяем границы приближения треугольного островка-указателя. (дуга 7)

8. К кривой по этапу 7 проводим касательную, параллельную оси второстепенной дороги (линия 8).

9. Параллельно кромке главной дороги на расстоянии 1 м проводим линию, определяющую границу приближения треугольного островка. (линия 9)

10. От вершины угла пересечения прямых по этапам 8 и 9 откладываем минимальные длины (по 5 м) сторон треугольного островка и из конца отрезков вычерчиваем сопрягающие кривые радиусом 0,5 м. (дуги 10, их обозначают пунктирной линией)

11. Из тех же центров, что и сопрягающие кривые (этап 10), намечаем дуги радиусом 5 м, определяющие границы приближения кромки полосы к островкам (дуги 11, их обозначают пунктирной линией). Ближе этих линий коробовая кривая не должна проходить.

12. Параллельно кромке проезжей части главной дороги проводим линию на расстоянии ширины полосы торможения, равной, как правило, ширине основных полос. При необходимости учитывают отделение полосы торможения от основных (линия 12).

13. Из того же центра, что и дуги 5 и 7, проводим дугу радиусом более дуги 5 на 4,5 м и определяем границу полосы движения, прилегающей к каплевидному островку. (дуга 13)

14. Проводим к дуге 13 касательную, имеющую схождение к оси второстепенной дороги в 5° (линия 14).

15. Рассчитываем коробовую кривую, сопрягающую съезд с главной дороги на второстепенную (см. расчет коробовых кривых), вычерчиваем ее и переносим на пересечение с учетом расположения линий 12, 11 и 14(дуга 15).

16. Уточняем параметры и расположение треугольного островка-указателя: проводим линию, параллельную кромке съезда; в углы пересечения этой линии и линий 8 и 9 вписываем кривые радиусом 0,5 м и находим очертания треугольного островка-указателя (дуга 16).

17. Определяем зону маркировки перед треугольным островком, продолжая линию бортового камня на закруглении и линию кромки основной полосы (дуга 17).

18. К дуге окружности 5 проводим касательную, которая имеет схождение к оси второстепенной дороги под углом 5° и идет параллельно линии 14 (линия 18).

19. Определяем место, где линии 18 и 4 имеют схождение 1,5 м, и вписываем кривую удаленной части каплевидного островка. Вычерчиваем островок. (дуга 19)

20. Выполняем сопряжение кромки второстепенной дороги с линией отгона от ширины 4,5 м к ширине, принятой на перегоне, радиусом не менее 250 м, оставляя прямой участок перед коробовой кривой (дуга 20).

Разбивку правой части сопряжения второстепенной дороги производим в соответствии с принятой схемой пересечения с учетом наличия или отсутствия полосы разгона. При проектировании полосы разгона пользуемся приемами третьей части методики (этапы 12-15 и 20-й порядка проектирования). При разбивке сопряжения учитывают отделение полосы разгона от основной полосы.

Расчет коробовых кривых

Сопряжение кромок проезжих частей пересекающихся дорог осуществляется с учетом категории дороги, с которой происходит съезд. Съезд выполняют по коробовой кривой, состоящей из трех круговых кривых (рисунок 1): входной T₁A с радиусом поворота R₁=2R₂ и центральным углом α₁=15°, средней АДВ с радиусом R₂ (наименьший радиус сопряжения для дороги, с которой происходит съезд) и центральным углом α₂=φ-(α₁+α₃), где φ - угол поворота сопряжения, и выходной кривой BT₂ с радиусом поворота R₃=3R₂’ (где R₂’ - наименьший радиус сопряжения двух примыкающих дорог) и центральным углом α₃ =20°. Значения радиусов в зависимости от категорий примыкающих дорог приведены в таблице 1. Круговые кривые при радиусе менее 100 м разбивают через 5 м.

Таблица 1 – Значения основных параметров для расчета сопряжений Таблица 3 – Значения основных параметров для расчета сопряжений

Рисунок 2 ‑ Разбивка сопряжения проезжей части на пересечениях и примыканиях

 

 

Порядок расчета коробовой кривой съезда (рисунок 2) следующий:

 

1. Находим начало и конец коробовой кривой (точки T₁ и T₂) по формулам:

(1)

 

(2)

 

Необходимо рассчитать эти и последующие значения по формулам, а затем сравнить полученные значения с табличными. Для расчета и построения пользоваться табличными значениями.

 

2. Определяем координаты входной и выходной кривой сопряжения съездов от точек T₁ и T₂ по таблице 2 (ординаты от тангенсов).

 

Таблица 2 - Координаты входной и выходной кривой сопряжения съездов от точек T₁ и T₂

Входная кривая (α1=15°), м	Выходная кривая (α3=20°), м
R1=50 м	R1=40 м	R1=30 м	R3=45 м	R3=60 м
x1	y1	x1	y1	x1	y1	x3	y3	x3	y3
5,00	0,26	5,00	0,33	5,00	0,42	5,00	0,29	5,00	0,22
10,00	1,01	10,35	1,37	7,76	1,02	10,00	1,13	10,00	0,84
12,94	1,71	-	-	-	-	15,45	2,45	15,00	1,94
-	-	-	-	-	-	-	-	20,47	3,63

 

3. Разбивку средней кривой АДВ осуществляем с помощью таблиц для разбивки кривой ординатами от хорды. Для этого в створе А-В (рисунок 2) откладываем половину хорды, которую определяем по формуле АС=СВ=R₂·sin(α₂/2) или таблице 3. Закрепляем точку С. От середины хорды С производим разбивку кривой в направлении к А и В. Ординату середины кривой АВ, определяемую по формуле CD=R₂·(1-cos(α₂/2)) или по таблице 3. Промежуточные точки кривой находим путем отложения от хорды (как от оси абсцисс с началом координат в точке С) ординат, определяемых по формуле y=CD-y’, где y’ - промежуточные значения уменьшения ординат кривой принимаем по таблице 4.

 

Таблица 4 ‑ Промежуточные значения уменьшения ординат кривой

R3= 25 м	R3 = 20 м	R3 = 15 м
x2	y’	x2	y’	x2	y’
	0,51		0,64		0,86
	2,09		2,68		3,82
	5,00	-	-	-	-

 

Полученные точки входной, средней и выходной кривых будут разбивочными точками сопряжения дорог

Пример расчета

Пример (рисунок 3). Требуется произвести разбивку кромки проезжей части съезда с дороги II категории на дорогу IV категории при угле сопряжения кромок 60°. Угол поворота автомобиля φ=120°.

Рисунок 3 ‑ Пример разбивки сопряжения проезжей части съезда с дороги II категории на дорогу IV категории при угле поворота 120°

 

В соответствии с требованиями наименьший радиус сопряжения для дорог II категории, с которой происходит съезд, R₂ равен 25 м, R₁=2·R₂=50м, R₃=3·R₂’= 45 м (где R₂’ - наименьший радиус сопряжения из двух примыкающих дорог). Эти данные приведены в таблице 1.

Находим Т_вх= 51,66 м и Т_вых = 51,83 м. Откладываем эти расстояния от вершины угла (от точки пересечения кромок проезжей части) и находим точки Т₁ и Т₂.

Производим разбивку входной кривой при радиусе R₁= 50 м от точки Т₁. По таблице 2 имеем x_A = 12,94 и y_A= 1,71 и координаты для разбивки кривой:

 

 

	x1, м	y1, м
Фиксируемая точка	11	5,00	0,26
То же		10,00	1,01
То же	А	12,94	1,71

 

Аналогично разбиваем выходную кривую от точки T₂. По таблице 2 при R₃= 45 м имеем x_В = 15,45 м и y_В = 2,45 м и координаты для разбивки кривой:

	x3, м	y3, м
Фиксируемая точка	13	5,00	0,29
То же		10,00	1,13
То же		15,45	2,45

 

Точки А и В дают положение хорды, стягивающей среднюю кривую. При α₂=φ-35°=120°-35°=85° определяем длину половины хорды АС=СВ=16,89 м, которую откладываем в створе точек А и В, и находим точку С ‑ середину хорды. В точке С восстанавливаем перпендикуляр к хорде АВ, на котором откладываем величину CD, равную 6,57 м и представляющую собой ординату середины средней кривой. От точки С в обе стороны в соответствии с таблица4 и формулой y=CD ‑y’ производим разбивку при R₂= 25 м:

	x1, м	, м	y1, м
Фиксируемая точка	11	5	0,51	6,06
То же	22		2,09	4,48
То же	33		5,00	1,57

 

Зафиксированные точки входной кривой T₁, 1₁, 2₁, А; выходной T₂, 1₃, 2₃, В и средней кривой 1₂, 2₂, 3₂, D являются кромкой проезжей части сопряжения на съезде.