Наименьшее возвышение поверхности покрытия в местах устройства водопропускных труб:
Н (тр) = d+t+z+hдо=2+0,2+0,5 =2,7(м),
где d - отверстие водопропускной трубы, которое конструктивно принято равным 2 м; t- толщина стенки водопропускной трубы, принятая равной 0,2 м ; z- минимальная толщина грунта и дорожной одежды для предохранения водопропускной трубы от воздействия нагрузок транспортных средств, которая назначается равной 0,50 м; hдо- высота дорожной одежды.
Наименьшее возвышение поверхности покрытия из условия незаносимости дороги снегом: Н(сн) = h(сн) + h2 = 0,3 + 0,7 = 1 (м),
где h(сн) - расчетный уровень снегового покрова, принятый для условий Хабаровского края (см. табл. 1.16 [1]) равным 0,3 м ; h2 - возвышение бровки насыпи над расчетным уровнем снегового покрова, которое принято по данным табл. 1.10 [1] для 2-й категории автомобильной дороги равным 0,7 м.
Так как наименьшее возвышение поверхности покрытия из условия снегонезаносимости дороги меньше этой же величины по условиям увлажнения земляного полотна, в качестве расчетного наименьшего возвышения поверхности покрытия для 2-го и 3-го типов местности по условиям увлажнения принимается руководящая отметка, равная 1,8 м.
3.2. Определение отметок поверхности земли по оси трассы
Отметки поверхности земли по оси трассы определены для участка автомобильной дороги ПК О...ПК 44. Отметки пикетов и плюсовых точек трассы относительно горизонталей определялись графически путем непосредственного измерения на плане трассы и вычислялись по формуле линейной интерполяции:
Н = Н(min) + (x/l) *dh,
где Н(min) - отметка нижней горизонтали, м; x - расстояние от нижней горизонтали до пикета (плюсовой точки); l - расстояние между горизонталями по линии наибольшего ската; dh - высота сечения горизонталей, которая для плана трассы равна 2,5 м.
Результаты измерений расстояний по плану трассы и вычисления отметок земли по оси трассы приведены в табл. 4, в которой превышение точки относительно нижней горизонтали определяется так: h= 2,5*x/L.
Таблица№4 Отметки земли по оси трассы
| ПК + | Х,мм | L,мм | h,м | Н(min),м | Н,м |
| 00+00,00 | 4,5 | 8,5 | 1,32 | 52,5 | 53,82 |
| ПК1 | 6 | 14 | 1,07 | 52,5 | 53,57 |
| ПК2 | 8 | 10 | 2 | 50 | 52 |
| ПК3 | 9 | 10 | 2,25 | 47,5 | 49,75 |
| 3+44 | 4,5 | 10 | 1,13 | 47,5 | 48,63 |
| ПК4 | 15 | 16 | 2,34 | 45 | 47,34 |
| ПК5 | 5,5 | 16 | 0,86 | 45 | 45,86 |
| ПК6 | 12 | 16 | 1,88 | 42,5 | 44,38 |
| ПК7 | 4 | 10 | 1 | 42,5 | 43,5 |
| ПК8 | 9 | 11 | 2,05 | 40 | 42,05 |
| ПК9 | 2 | 9 | 0,56 | 40 | 40,56 |
| ПК10 | 3 | 7 | 1,07 | 37,5 | 38,57 |
| ПК11 | 5,5 | 13 | 1,06 | 35 | 36,06 |
| ПК12 | 0 | 0 | 0 | 35 | 35 |
| ПК13 | 10,5 | 12 | 2,19 | 37,5 | 39,69 |
| ПК14 | 5 | 11 | 1,14 | 37,5 | 38,64 |
| 14+18,95 | 6 | 10 | 1,5 | 37,5 | 38,55 |
| ПК15 | 4,5 | 9 | 1,25 | 40 | 41,25 |
| ПК16 | 5,5 | 11,5 | 1,19 | 42,5 | 43,69 |
| ПК17 | 4 | 9 | 1,11 | 45 | 46,11 |
| ПК18 | 12 | 17,5 | 1,71 | 47,5 | 49,21 |
| ПК19 | 0 | 0 | 0 | 47,5 | 47,5 |
| ПК20 | 1,7 | 5 | 0,85 | 42,5 | 43,35 |
| ПК21 | 1 | 4 | 0,63 | 37,5 | 38,13 |
| ПК22 | 3 | 10 | 0,75 | 35 | 35,75 |
| ПК23 | 8,8 | 10 | 2,2 | 32,5 | 34,7 |
| ПК24 | 2 | 9 | 0,56 | 32,5 | 33,06 |
| ПК25 | 0 | 0 | 0 | 32,5 | 32,5 |
| 25+37,03 | 4 | 6 | 1,67 | 30 | 31,67 |
| ПК26 | 1 | 7 | 0,36 | 30 | 30,36 |
| ПК27 | 0,5 | 6,5 | 0,19 | 30 | 30,19 |
| ПК28 | 1 | 5 | 0,5 | 30 | 29,5 |
| ПК29 | 1,5 | 5 | 0,75 | 30 | 29,25 |
| ПК30 | 2 | 6 | 0,83 | 30 | 29,16 |
| ПК31 | 1 | 7 | 0,36 | 30 | 30,36 |
| ПК32 | 4 | 10 | 1 | 30 | 31 |
| ПК33 | 1 | 10 | 0,25 | 30 | 30,25 |
| ПК34 | 1 | 9 | 0,28 | 30 | 30,28 |
| ПК35 | 3 | 16 | 0,47 | 30 | 30,47 |
| ПК36 | 1 | 8 | 0,31 | 27,5 | 27,81 |
| ПК37 | 7 | 9 | 1,94 | 22,5 | 24,44 |
| ПК38 | 4,5 | 8 | 1,41 | 20 | 21,41 |
| ПК39 | 3,5 | 8 | 1,09 | 17,5 | 18,59 |
| 39+29,02 | 1,5 | 8 | 0,47 | 17,5 | 17,97 |
| ПК40 | 1,5 | 8 | 0,47 | 15 | 15,47 |
| ПК41 | 2 | 5 | 0,76 | 12,5 | 13,26 |
| ПК42 | 0 | 0 | 0 | 10 | 10 |
| ПК43 | 1 | 5 | 0,5 | 15 | 15,5 |
| ПК44 | 0 | 0 | 0 | 17,5 | 17,5 |
| КТ | 2 | 5 | 1 | 17,5 | 18,5 |
3.3. Проектная линия продольного профиля
По данным табл. 3 построен продольный профиль поверхности земли трассы, который приведен в приложении Б. В пониженных местах продольного профиля на ПК 12, ПК 14, ПК 26, ПК 30, ПК 42 для обеспечения водоотвода конструктивно назначены круглые железобетонные водопропускные трубы диаметром 2 м.
Ломаная линия продольного профиля на участке ПК 0+00…ПК 12+00 проложена в насыпи с отрицательным уклоном -14‰ (спуск). На участке с ПК 12+00…ПК 17+00 ломаная линия проложена в насыпи с положительным уклоном 19‰. Так же на участках ПК 17+00…ПК 24+00; ПК 24+00…ПК 26+00; ПК 26+00…ПК 35+00; ПК 35+00…ПК42 ломаная линия проложена в насыпи с отрицательными уклонами -19‰; -9‰; -1‰; -28‰. А на участке ПК 42+00…ПК 44+54,14 ломаная линия проложена в насыпи с положительным уклоном 30‰ (подъем). С целью снижения высоты насыпи и объемов земляных работ у водопропускных труб проектная линия между ПК 17+00 и ПК 21+00 проходит в выемке глубиной до 2,71 м.
В перелом продольного профиля на ПК 17+00, ПК 35+00 с помощью шаблонов вписаны вертикальные кривые радиусами 15000 м., а на ПК 12+00; ПК 24+00; ПК 42+00 с помощью шаблона вписаны вертикальные кривые радиусом 5000м.
3.4. Определение отметок по ломаной линии продольного профиля
На пикете 0 отметка по ломаной линии продольного профиля принята равной 55,62. Первый участок ломаной линии имеет отрицательный продольный уклон -14‰ (спуск) и протяженность 1200 м.
Вычисление отметок ломаной линии продольного профиля на 1-м участке:
Н(ПК1)=Н(ПК00)-i1*L=55,62-0,014*100=54,22 м;
Н(ПК2)=Н(ПК1)-i1*L=54,22-0,014*100=52,82 м;
Н(ПК3)=Н(ПК2)-i1*L=52,82-0,014*100=51,42 м;
Н(ПК4)=Н(ПК3)-i1*L=51,42-0,014*100=50,02 м;
Н(ПК5)=Н(ПК4)-i1*L=50,02-0,014*100=48,62 м;
Н(ПК6)=Н(ПК5)-i1*L=48,62-0,014*100=47,22 м;
Н(ПК7)=Н(ПК6)-i1*L=47,22-0,014*100=45,82 м;
Н(ПК8)=Н(ПК7)-i1*L=45,82-0,014*100=44,42 м;
Н(ПК9)=Н(ПК8)-i1*L=44,42-0,014*100=43,02 м;
Н(ПК10)=Н(ПК9)-i1*L=43,02-0,014*100=41,62 м;
Н(ПК11)=Н(ПК10)-i1*L=41,62-0,014*100=40,22 м;
Н(ПК12)=Н(ПК11)-i1*L=40,22-0,014*100=38,82 м;
Проверка:
Н(ПК12)=Н(ПК00)-i1*L=55,62-0,014*1200=38,82 м.
Вычисление отметок ломаной линии продольного профиля на 2-м участке, который имеет продольный уклон +19‰ и протяженность 500 м:
Н(ПК13)=Н(ПК12)-i2*L=38,82+0,019*100=40,72 м;
Н(ПК14)=Н(ПК13)-i2*L=40,72+0,019*100=42,62 м;
Н(ПК15)=Н(ПК14)-i2*L=42,62+0,019*100=44,52 м;
Н(ПК16)=Н(ПК15)-i2*L=44,62+0,019*100=46,42 м;
Н(ПК17)=Н(ПК16)-i2*L=46,42+0,019*100=48,32 м;
Проверка:
Н(ПК17)=Н(ПК12)-i2*L=38,82+0,021*600=48,32 м.
Вычисление отметок ломаной линии продольного профиля на 3-м участке, который имеет продольный уклон -19‰ и протяженность 700 м:
Н(ПК18)=Н(ПК17)-i2*L=48,32-0,019*100=46,42 м;
Н(ПК19)=Н(ПК18)-i3*L=46,42-0,019*100=44,52 м;
Н(ПК20)=Н(ПК19)-i3*L=44,52-0,019*100=42,62 м;
Н(ПК21)=Н(ПК20)-i3*L=42,62-0,019*100=40,72 м;
Н(ПК22)=Н(ПК21)-i3*L=38,82-0,019*100=38,82 м;
Н(ПК23)=Н(ПК22)-i4*L=36,92-0,019*100=36,92 м;
Н(ПК24)=Н(ПК23)-i4*L=36,02-0,019*100=35,02 м;
Проверка:
Н(ПК24)=Н(ПК18)-i3*L=48,32-0,019*700=35,02 м;
Вычисление отметок ломаной линии продольного профиля на 4-м участке, который имеет продольный уклон -9‰ и протяженность 200 м:
Н(ПК25)=Н(ПК24)-i4*L=35,02-0,009*100=34,12 м;
Н(ПК26)=Н(ПК25)-i4*L=34,12-0,009*100=33,22 м;
Проверка:
Н(ПК26)=Н(ПК24)-i4*L=35,02-0,009*200=33,22 м;
Вычисление отметок ломаной линии продольного профиля на 5-м участке, который имеет продольный уклон -1‰ и протяженность 900 м:
Н(ПК27)=Н(ПК26)-i5*L=33,22-0,001*100=33,12 м;
Н(ПК28)=Н(ПК27)-i5*L=33,21-0,001*100=33,02 м;
Н(ПК29)=Н(ПК28)-i5*L=33,02-0,001*100=32,92 м;
Н(ПК30)=Н(ПК29)-i5*L=32,92-0,001*100=32,82 м;
Н(ПК31)=Н(ПК30)-i5*L=32,82-0,001*100=32,72 м;
Н(ПК32)=Н(ПК31)-i5*L=32,72-0,001*100=32,62 м;
Н(ПК33)=Н(ПК32)-i5*L=32,62-0,001*100=32,52 м;
Н(ПК34)=Н(ПК33)-i5*L=32,52-0,001*100=32,42 м;
Н(ПК35)=Н(ПК34)-i5*L=32,42-0,001*100=32,32 м;
Проверка:
Н(ПК35)=Н(ПК26)-i5*L=33,12-0,001*900=32,32 м;
Вычисление отметок ломаной линии продольного профиля на 6-м участке, который имеет продольный уклон -28‰ и протяженность 700 м:
Н(ПК36)=Н(ПК35)-i6*L=32,32-0,028*100=29,52 м;
Н(ПК37)=Н(ПК36)-i6*L=29,52-0,028*100=26,72 м;
Н(ПК38)=Н(ПК37)-i6*L=26,72-0,028*100=23,92 м;
Н(ПК39)=Н(ПК38)-i6*L=23,92-0,028*100=21,12 м;
Н(ПК40)=Н(ПК39)-i6*L=21,12-0,028*100=18,32 м;
Н(ПК41)=Н(ПК40)-i6*L=18,32-0,028*100=15,52 м;
Н(ПК42)=Н(ПК41)-i6*L=15,52-0,028*100=12,72 м;
Проверка:
Н(ПК42)=Н(ПК35)-i6*L=32,32-0,028*700=12,72 м;
Вычисление отметок ломаной линии продольного профиля на 7-м участке, который имеет продольный уклон +30‰ и протяженность 254,14 м:
Н(ПК43)=Н(ПК42)-i7*L=12,72+0,030*100=15,72 м;
Н(ПК44)=Н(ПК43)-i7*L=15,72+0,030*100=18,72 м;
Н(КТ)=Н(ПК44)-i7*L=18,72+0,030*54,14=20,12м;
Проверка:
Н(КТ)=Н(ПК42)-i7*L=12,72+0,030*254,14=20,12 м;
3.5. Расчет вертикальных кривых
Первая кривая ПК 12+00.
Исходные данные для расчета:
Пикетажное положение вершины вертикального угла:
L(ВВУ)=1200,00 м.
Радиус вогнутой вертикальной кривой: R=5000 м.
Продольный уклон в начале кривой: i1=-14‰=-0,014.
Продольный уклон в конце кривой: i2=19‰=0,019.
Отметки по ломаной линии продольного профиля (см. п. 3.2):
-вершина вертикального угла Нт(ВВУ)=Нт(ПК12)=38,82 м;
-пикет 11 Нт(ПК 11) = 40,22;
-пикет 13 Нт(ПК 13) = 40,72м.
Расчет элементов вертикальной кривой
Кривая вертикальной кривой:
К=R*|i1-i2|=5000*|-0,014-0,019|=165 м.
Тангенс вертикальной кривой:
Т=К/2=165/2=82,5 м.
Биссектриса вертикальной кривой:
Б=Т2/(2*R)=82,52/(2*5000)=0,68
Определение пикетажных положений
Пикетажное положение начала вертикальной кривой:
L(НВК)=L(ВВУ)-Т=1200-82,5=1117,5 м или ПК 11+17,50.
Пикетажное положение конца вертикальной кривой:
L(КВК)=L(ВВУ)+Т=1200+82,5=1282,5 м или ПК 12+82,50
Определение отметок на вертикальной кривой
Отметка начала вертикальной кривой: