Нанесение черного профиля производится по отметкам отдельных пикетов. Отметки пикетов определяются методом интерполяции и методом экстраполяции.

Метод интерполяции применяется в том случае, если пикет расположен между двумя соседними горизонталями. Метод экстраполяции используется, когда пикет находится внутри замкнутой горизонтали.

Проектную линию на продольный профиль наносят по обертывающей или по секущей. В данном курсовом проекте применяется смешанный способ нанесения проектной линии из-за сложного рельефа и невозможности использовать какой-то один способ нанесения. Нанесение проектной линии начинают с назначения контрольных, или опорных высотных точек, и установления необходимых возвышений земляного полотна в зависимости от грунтово-гидрологических условий местности и условий снегонезаносимости дороги в зимнее время. Эти возвышения принято называть руководящими рабочими отметками. Поскольку в данном проекте предусмотрено устройство двух безнапорных водопропускных трубы, то для них необходимо определить контрольную отметку по формуле:

H = d + δ + h, (5.1)

где d – высота или диаметр трубы в свету; δ – толщина стенки трубы, принимается 0.2 м.; h – толщина засыпки над трубой (принимается равной толщине дорожной одежды).

Так как диаметр труб одинаковый, то величина контрольной отметки у всех трех труб будет одинаковой и равной:

H = 1 + 0.2 + 0.75 = 1,95 м.

Необходимую высоту насыпей на участках дорог, проходящих по открытой местности, по условию снегонезаносимости зимой во время метелей можно определить по формуле:

H = hн + hсп, где H – высота незаносимой насыпи; hн – расчетная высота снежного покрова (принята равной 0.67 м.);

hсп – возвышение бровки насыпи над рачетным уровнем снегового покрова, необходимое для ее незаносимости (принята равной 0.6 м.).

H = 0.67 + 0.6 = 1.27м.

Минимальная отметка проезжей части мостов при свободном протекании воды

Hmin=РГВ+hб+hр+hдо=146+1+0,5+0,75=148,25

При нанесении проектной линии в дальнейшем будем придерживаться контрольной отметки над трубой, равной 1,95 м., а в качестве руководящей примем отметку, полученную из условия снегонезаносимости, равную 1.27 м.

На продольном профиле данного курсового проекта проектную линию будем наносить методом тангенсов, при котором проектную линию проектируют сопрягающимися прямыми участками с последующим вписыванием в их переломы вертикальных кривых. При определении элементов вертикальной кривой (Т, К, Б) будем использовать формулы:

T = R(i1 – i2) / 2;

К = 2Т;

Б = Т2 / 2R,

где i1 и i2 – уклоны сопрягаемых участков (в тысячных).

Первая вертикальная кривая находится на пикете ПК 33+00 – вогнутая с радиусом R = 3000 м.; i1 = 0.003; i2 = 0.035. Найдем элементы кривой:

T = 3900(0.035 – 0.003) / 2 = 48 м.

К = 96 м.

Б = 21.452 / 2 3900 = 0.384 м.

Вторая вертикальная кривая находится на пикете ПК 10+00 – выпуклая с радиусом R = 10000 м.; i1 = 0.035; i2 = 0.032. Найдем элементы кривой:

T = 10000(0.035 – 0.032) / 2 = 15 м.

К = 30 м.

Б = 15²/ 2 10000= 0.011м.

При переходе проектной линии из выемки в насыпь (или наоборот) необходимо знать пикетажное значение точки перехода (нулевой точки). В случае постоянного продольного уклона проектной линии (на прямом участке) расстояние до нулевой точки от ближайшего пикета находится по формуле:

где НЛЕВ и НПР рабочие отметки земляного полотна предыдущего и последующего пикетов; L – расстояние между рабочими отметками, м.

Исходные данные для определения положения нулевых точек:

НЛЕВ(ПК 10)= 2,02 м.; НПР(ПК 11)= 0,48 м.; L = 100 м.

НЛЕВ(ПК 12)= 1,84 м.; НПР(ПК 13)= 0.68 м.; L = 100 м.

НЛЕВ(ПК 21+11)= 2,3 м.; НПР(ПК 22+31)= 0,39м.; L = 120м.

НЛЕВ(ПК22+31)= 0,39м.; НПР(ПК22+69)=2,38м.; L=38 м НЛЕВ(ПК27)= 1,5м.; НПР(ПК29)=3,32м.; L=200м

НЛЕВ(ПК31)= 2,79м.; НПР(ПК32)=1,1м.; L=100м

НЛЕВ(ПК39+59)= 2,33м.; НПР(ПК40)=2,63м.; L=41м

НЛЕВ(ПК43)= 1,77м.; НПР(ПК45)=1,5м.; L=200м

При проектировании продольного профиля необходимо обеспечить продольный водоотвод, в систему которого входят боковые канавы (кюветы) и резервы. Отвод воды осуществляется в пониженные места рельефа или в водопропускные искусственные сооружения (трубы, мосты и др.). Продольный уклон кювета равен продольному уклону соответствующего участка проектной линии.

6. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПОПЕРЕЧНЫХ ПРОФИЛЕЙ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА АВТОМОБИЛЬНОЙ ДОРОГИ

Изображение в уменьшенном масштабе сечения земляного полотна вертикальной плоскостью, перпендикулярной к оси дороги, называют поперечным профилем. Для данного курсового проекта были выбраны следующие характерные поперечные профили: для насыпи – ТИП 2, ТИП 3, ТИП 4; для выемки – ТИП 8

Расчет поперечных профилей и их привязка к местности заключаются в нахождении проектных отметок земляного полотна и фактических отметок земли. При расчете отметок подошвы насыпи с учетом поперечного уклона местности особое внимание следует обращать на нахождение расстояния X' и Х1 и Х2. Расстояние X' определяется по формуле:

где hд.од – толщина дорожной одежды; iз – поперечный уклон земляного полотна, принимается равным 0.04; В – ширина проезжей части, м.; b1 – ширина обочины, м.; Iп – уклон проезжей части, в долях единицы; i0 – уклон обочины, в долях единицы; i1 – заложение откоса, в долях единицы.

Расстояние Х1 между подошвой насыпи и бровкой земляного полотна определяется по формуле:

(6.2)

где i2 – уклон естественной поверхности земли, в долях единицы.

Расстояние Х2 между подошвой насыпи и бровкой земляного полотна определяется по формуле:

Расчет Х1 и Х2 в выемках ведется по следующим формулам:

где ik – внутренний уклон кювета, в долях единицы; hk – высота кювета, м.; bk – ширина кювета, м.

ТИП 2. Исходными данными для нахождения X' являются: hд.од=0.75м. - толщина дорожной одежды; В=8.5 м. - ширина проезжей части; b1=2.5 м. - ширина обочины; iп=0.02 - уклон проезжей части; i0=0.04 - уклон обочины; i1=0.25 - заложение откоса.

Расстояние X' определяется по формуле