1. Проектирование дороги в продольном и поперечном профилях. Исходными данными для проектирования дороги в продольном профиле являются: категория дороги, определяющая ее основные технические нормативы (наибольшие допустимые продольные уклоны, радиусы выпуклых и вогнутых вертикальных кривых, шаг проектирования и т. д.); отметки контрольных точек, гидрогеологические условия по трассе дороги и другие сведения.
Чертеж продольного профиля является основным проектным документом, на котором указаны основные данные, необходимые для строительства дороги. Он составляется в соответствии с установленными правилами на листе миллиметровой бумаги высотой 28 см и длиной до 1 м и состоит из сетки и двух графиков — проектной линии и профиля местности по трассе дороги. В задании продольный профиль дороги может быть вычерчен с сокращенной сеткой, как показано на рис. 3.11. Горизонтальный масштаб профиля 1:5000 и вертикальный 1:500 (для горной местности соответственно 1: 2000 и 1: 200).
Во всех случаях соотношение масштабов 1:10 сохраняется. Чертеж продольного профиля составляют в следующем порядке. Вычерчивают сетку продольного профиля с указанием масштаба и вертикальной шкалы отметок. Графу «расстояния» разбивают на отрезки, равные расстояниям между пикетами (при М 1: 5000 через 2 см). Снизу этой графы у каждой пикетной линии подписывают порядковые номера пикетов. Через каждые 10 пикетов проставляют километровый знак. При наличии плюсовых точек (понижений или повышений между пикетами) их также показывают вертикальными линиями и выписывают расстояние между ними. Сумма расстояний должна равняться длине пикета (100 м).
В графе «пикеты, кривые, км» показывают скобками, направленными вверх при повороте трассы на карте вправо и вниз при повороте влево. Скобка начинается и заканчивается в точках, соответствующих пикетному положению НК и КК. Здесь же выписывают округленное до целых метров расстояние НК и КК до ближайшего предыдущего пикета. Над скобкой или под ней обозначают: порядковый помер кривой, величину угла поворота и радиус кривой. При углах поворота менее 5° кривые не разбиваются, и поворот трассы на продольном профиле показывают не скобкой, а углом.
Километровые знаки показывают линией и кружком диаметром 4 мм, наполовину залитым тушью. Справа от кружка пишут номер километра.
Далее заполняют графу «отметки местности по трассе дороги». Отметки проставляют на всех пикетах и плюсовых точках. Их выписывают из предварительно составленной ве-
домости черных отметок (табл. 6). Отметки местности по трассе дороги получают для всех пикетов и плюсовых точек интерполяцией между отметками горизонталей по карте.
Таблица 6
Ведомость черных отметок
Пикеты, плюсовые точки
Отметки, м
Пикеты, плюсовые точки
Отметки, м
Пример
+00 т. А
70,00
7+00
59,20
1+00
06,65
8+00
61,35
2+00
62,50
9+00
60,10
3+00
53,85
9+20
60,00
4+00
55,00
10+00
64,25
4+70
51,95
11+00
66,70
5+00
52,50
12+00
68,35
6+00
56,25
12+80 т. Б
72,50
Отметки местности по трассе дороги в ведомости черных отметок и в сетке продольного профиля выписываются с точностью до 0,01 м (в данном задании можно до 0,05 м). По отметкам местности по трассе дороги вычерчивают черный профиль (линию поверхности земли по оси дороги).
Его располагают примерно на 6—8 см выше верхней линии сетки. Между черным профилем и сеткой на всех пикетах и плюсовых точках вычерчивают вертикальные линии (ординаты).
Проектирование проектной (красной) линии, то есть линии бровки земляного полотна дороги, производится слева направо по участкам. Длина каждого участка проектной линии (шаг проектирования) должна быть для сельскохозяйственных дорог не короче 100 м, то есть проектная линия не может менять продольного уклона чаще, чем через 100 м (в горных условиях допускается 50 м). Проектная линия наносится выше черной, на уровне рекомендуемой рабочей отметки, с учетом отметок контрольных точек (рассчитанных отметок мостов и труб, а также отметок проезжей части пересекаемых дорог).
Для местных дорог характерно проектирование но методу обертывающей — проектная линия как бы следует параллельно профилю местности по оси дороги. Такая проектировка диктуется экономическими соображениями, она обеспечивает минимум земляных работ. Отступление от метода обертывающей линии допускается только на подходах к мостам и трубам, где дорога проектируется в насыпи, а также на участках, где уклоны местности по трассе превышают допустимые наибольшие продольные уклоны проектируемой дороги. На этих участках проектная линия может проектироваться по методу секущей с устройством выемок. Мелких выемок глубиной до I м следует избегать, потому что они снегозаносимы. Секущая проектировка характерна для автомобильных дорог высоких категорий (I, II, III категорий), а также для железных дорог.
Рекомендуемые рабочие отметки (высоты насыпей и глубины выемок) устанавливаются техническими условиями и зависят от дорожно-климатической зоны, качества грунтов, характера и степени увлажнения и других местных условий района строительства дороги. В данной работе рекомендуемые рабочие отметки указаны в задании.
Наметив положение проектной линии на профиле, следует в строке «проектные уклоны» между вертикалями, проведенными в местах излома проектной линии, указать длины участков проектирования в метрах и обозначить уклон проектной линии (положительный, отрицательный или нулевой — отрезок прямой соответственно наклонен влево, вправо или по горизонтали). После этого приступают к вычислению продольных уклонов и проектных (красных) отметок проектной линии.
При назначении длины шага проектирования изломы проектной линии целесообразно приурочить к пикетам.
Пример вычисления проектных отметок. Участок трассы ПКО—ПК1. Шаг проектирования 100 м (рис. 3.11). Рекомендуемая рабочая отметка 0,80 м. Отметка поверхности земли в начале и конце участка соответственно 70,00 и 66,65 м. Проектная отметка на ПКО будет 70,00+0,80 = 70,80 м и на ПК1 (предварительная)—66,65+0,80 = 67,45 м.
Продольный уклон на участке проектирования
.
В сетку профиля вписывают только целые тысячные, округляем уклон до 0,034 = 34%о и пересчитываем красную отметку на ПК1: 70,80—0,034*100 = 70,80—3,40 = 67,40. Эту отметку вписываем в сетку профиля на ПК1. Рабочая отметка на ПК1 будет 67,40—66,65 = 0,75 м.
Рабочие отметки, то есть разности между проектными (красными) отметками и отметками поверхности земли, выписывают на профиле: над проектной линией—высоты насыпей, ниже ее—глубины выемок в метрах.
Участок трассы ПК1—ПК4. На этом участке профиль местности представлен почти прямым отрезком, следовательно, длину участка проектирования можно принять равной 300 м. Отметка поверхности земли на ПК4 равна 55,00, проектную отметку на ПК4 можно принять в первом приближении равной 55,00+0,80 = 55,80 м. Уклон проектной линии на этом участке
По уклону 0,039 подсчитаем проектные рабочие отметки на ПК2:
67,40—0,039*100 = 63,50 м; 63,50—62,50=1,00 м;
на ПКЗ:
63,50—0,039*100 = 59,60 м; 59,60—58,85 = 0,75 м;
на ПК4:
59,60—0,039*100 = 55,70 м; 55,70—55,0 = 0,70 м.
Двигаясь слева направо, по участкам вычисляют проектные уклоны, отметки и рабочие отметки по всей длине трассы.
Проектную линию вычерчивают красной тушью или чернилами, но в два раза толще профиля местности по оси дороги. Па продольном профиле условными обозначениями указывают искусственные сооружения, а также их номера, размеры и пикетажное значение оси.
Например:
ж.-б. м. 5 м ж.-б. т. с1= 1,5x2
----- или
ПК4+70 ПК9+20
означает в первом случае железобетонный мост с отверстием 5 м, на пикете 4+70; во втором—железобетонная труба диаметром 1,5 м, двухочковая, на пикете 9+20.
Поперечный профиль дороги проектируют с обязательным использованием типовых решений [4]. По индивидуальным проектам делают поперечники дорог в выемке или насыпи соответственно глубиной или высотой не более 12 м, в пределах населенных пунктов, при пересечениях автомобильных и железных дорог, а также тракторных путей (рис. 3.12).
Если дорога в насыпи, могут использоваться следующие типовые профили земляного полотна:
а) низкая насыпь высотой до 0,8 м из привозного грунта с треугольными или трапецеидальными кюветами (тип 1, рис.
3.13, а, б);
б) насыпь высотой от 0,8 до 1,5 м, возводимая из привозного грунта (тип 4, рис. 3.13, в);
в) насыпь высотой до 1,5 м, возводимая из грунта боковых резервов (тип 3, рис. 3.13, г);
г) насыпь высотой от 1,5 до 6,0 м, возводимая из привозного грунта или грунта боковых резервов (тип 5, рис. 3.13, д, е).
Если дорога проектируется в выемке, то используют следующие типовые поперечники:
а) мелкая выемка (глубиной до 1 м): раскрытая (рис. 3.14, а) и раскрытая, разделенная под насыпь (рис. 3.14, б);
б) выемка глубиной от 1 до 12 м (рис. 3.14, в).
Здесь приведены только некоторые типовые поперечники, всего их в [4] представлено 29.
Насыпи с треугольными кюветами устраивают в сухих местах при малом количестве осадков и обеспеченном водоотводе, а также в населенных пунктах. Насыпи с трапецеидальными кюветами проектируются в недренирующих грунтах (суглинистых, глинистых, пылеватых) при интенсивных осадках и высоком стоянии грунтовых вод.
Ширину трапецеидальных кюветов по дну принимают равной 0,4 м, а глубину—по расчету, но в пределах от 0,3 то 1,5 м.
Ширина бокового резерва по дну
(19)
Ширина бокового резерва по верху
(19а)
где FН= ВН+тН2 — площадь поперечного сечения насыпи;
Рис. 3.13. Типовые поперечные профили земляного полотна дороги в насыпи
Дно резерва устраивают с уклоном 20%о от дороги; при ширине резерва по дну более 6 м его проектируют с уклоном к середине. Коэффициенты заложения откосов насыпей высотой от 0,8 до 1,5 м из привозного грунта полуторные.
Мелкие выемки (глубиной до 1 м) зимой интенсивно заносятся снегом. Если их сделать с пологими откосами, то снег лучше выдувается ветром, поэтому выемки делают раскрытыми. Если грунт из мелкой выемки используется для возведения соседней насыпи, то делают раскрытую выемку, разделанную под насыпь. Выемки глубиной более 1 м проектируют с трапецеидальными кюветами и полуторными откосами.
Для ускорения стока воды поверхности проезжей части дороги придается двухскатное очертание с уклоном 20—40%о, чем неровнее покрытие, тем больше должен быть уклон его поверхности; поверхности обочин придается уклон на 20%о больше, то есть 40—60%о.
На чертеже поперечного профиля указываются: уклоны проезжей части и обочины в %о; ширина земляного полотна, проезжей части, обочин, обрезов; коэффициенты заложения откосов; отметки бровки земляного полотна; высота насыпи.
Поперечные профили вычерчиваются тушью в масштабе 1: 100 с указанием пикетов.
2. Определение объемов земляных работ. Объем земляных работ определяют с использованием чертежей продольного и поперечного профилей по отдельным участкам дороги. Длину каждого участка принимают между смежными переломами на продольном профиле проектной (красной) или черной линий. Объемы насыпей и выемок подсчитывают раздельно.
Место нулевых работ, где выемка переходит в насыпь, устанавливают по формуле
(20)
где L — расстояние между точками на продольном профиле с рабочими отметками H 1и H 2;
х — расстояние от нулевой точки до рабочей отметки Н 1. Объем насыпи W н на участке длиной L mс рабочей отметкой в начале Н\, в конце Н2 определяют как произведение
площади трапеции высотой на длину участка:
(21)
где В — ширина земляного полотна;
т — коэффициент заложения откосов.
На участках, где дорога проходит в выемке, объем земляных работ определяют по формуле
(22)
где В1 - ширина выемки на уровне бровок земляного полотна:
(23)
где т к h к b к— коэффициент заложения откосов, глубина и ширина по дну кюветов (b к ≈0,4 м).
Вычисления объемов земляных работ сводятся в таблицу (табл. 7).
