Дороги. Построение продольного профиля земли по оси дороги и заполнение шапки продольного профиля

Продольным профилем называют графическое изображение сечения дороги вертикальной плоскостью, проходящей через ее ось. Трассу автомобильной дороги на чертеже продольного профиля изображают в виде проектной красной линии, которая для вновь проектируемой дороги соответствует положению бровки земляного полотна, а для реконструируемой дороги - отметкам оси дороги.

Чертеж продольного профиля является одним из основных технических документов проекта. Его вычерчивают в строгом соответствии с установленными требованиями на листе миллиметровой бумаги шириной 297 мм и длиной 841 мм в рамке шириной 290 мм. Рамка вычерчивается на расстоянии 30 мм от левого края листа и 5 мм – с остальных сторон. На расстоянии 30 мм от левой и вплотную к нижней рамке вычерчивают шапку продольного профиля (рис. 17).

Рис. 17. Сетка продольного профиля и ее размеры

Сетка продольного профиля заполняется построчно по всей длине трассы. В строке "Развернутый план трассы" прямой линией изображают ось дороги. Выше оси наносят ситуацию слева по ходу трассы, а ниже – ситуацию справа по ходу. В полосе 50 м справа и слева от оси дороги наносят все сельскохозяйственные угодья, естественные и искусственные препятствия, пересечения с автомобильными и железными дорогами, лесные полосы и другие элементы. На оси дороги указывают местоположение запроектированных труб, мостов и углов поворота трассы. Поворот вправо показывают стрелкой вниз, влево – стрелкой вверх.

В строке "Грунты" вписывают наименование грунтов, начиная с верхнего слоя, и их мощность на основе геологических изысканий. С этой целью на протяжении трассы копают шурфы или проводят буровые работы.

В строке "Тип местности по увлажнению" выделяют участки по признаку увлажнения верхних слоев грунта. На местности по направлению трассы выделяют 3 типа участков (табл. 26):

Таблица 26. Тип местности по характеру и степени увлажнения

1) тип (сухие места). В общем виде к ним относятся участки, расположенные на возвышенных местах водоразделов;

2) тип (места с избыточным увлажнением в отдельные периоды). В общем виде к ним относят склоны;

3) тип (места с избыточным увлажнением). В общем виде к ним относят места, расположенные в лощинах, оврагах, балках.

В строке "Тип поперечного профиля" указывают тип поперечного профиля земляного полотна на отдельных участках в зависимости от высоты насыпи или глубины выемки (от рабочей отметки).

Все типовые поперечные профили земляного полотна объединены в 9 групп:

1-я группа: 17 типов дорог I-й категории;

2-я группа: 18 типов дорог I-й и II-й категории;

3-я группа: 16 типов дорог IV-й, V-й, I-с и III-с категорий;

4-я группа: 5 типов дорог на болотах;

5-я группа: 3 типа на засоленных дорогах;

6-я группа: 2 типа на орошаемых землях;

7-я группа: 4 типа в районах подвижных песков;

8-я группа: 2 типа на поймах рек;

9-я группа: 14 типов, проходящих по сельскохозяйственным пунктам.

Индивидуальные решения профилей принимают: для насыпей, сооружаемых на слабых основаниях; при использовании в насыпях грунтов повышенной влажности; при использовании прослоек из геотекстильных материалов; при сооружении насыпей на просадочных грунтах; при использовании теплоизоляционных слоев на вечномерзлых грунтах; при возведении земляного полотна способом гидромеханизации.

В зависимости от высоты насыпи при выполнении курсового проекта выделяют 4 типа поперечного профиля (условно):

тип 1 - насыпь высотой до 0,6 м;

тип 2 - насыпь высотой от 0,6 до 1,5 м;

тип 3 - насыпь высотой от 1,5 до 6,0 м;

тип 4 - насыпь высотой от 6,0 до 12,0 м.

В выемках выделяют следующие типы поперечного профиля:

тип 5 - выемка глубиной до 0,6 м;

тип 6 - выемка глубиной от 0,6 до 1,5 м;

тип 7 - выемка глубиной от 1,5 до 6,0 м.

Эта строка продольного профиля заполняется после нанесения проектной линии, вычисления проектных и рабочих отметок. Она характеризует плавность проектирования дороги в продольном профиле. Смежные участки разных типов поперечного профиля не должны изменяться более чем на одну единицу.

В строке "Отметки бровки земляного полотна" записывают проектные отметки бровки земляного полотна с точностью до сотых. Методика определения проектных отметок приведена в п. 7.4.

Рис. 18. Возможные случаи сопряжения элементов продольного профиля между собой и схемы их оформления в сетке профиля

В строке "Отметки земли по оси дороги" приведены фактические отметки земли пооси проектируемой дороги, вычисленные по горизонталям методом интерполяции или экстраполяции с точностью до сотых. Способы вычисления отметок земли приведены ниже в этом же разделе.

В строке "Расстояния" необходимо записать расстояния между плюсовыми характерными точками. Если между пикетами отсутствует плюсовая точка, то расстояние "100" не пишут. В качестве плюсовых точек могут быть: места переломов местности, точки пересечения трассы с горизонталями, местоположение мостов и труб, головки рельс, пересечения с дорогами и т.д.

В строке "Пикеты" пишут нумерацию пикетов на всем протяжении трассы.

В строке "Прямые и кривые в плане" показывают прямые и кривые по оси автомобильной дороги на основании плана трассы по выбранному варианту, числовые значения длин прямых, их ориентации, величину углов поворота, тангенсы, кривые, домеры, биссектрисы и радиусы кривых. Поворот автомобильной дороги вправо по возрастанию километража изображают кривой, направленной вверх по отношению к прямому участку дороги, а поворот влево - кривой, направленной вниз. Пример заполнения этой графы приведен на рис. 19. Радиус кривой принимают для показа 5 мм, а длину штрихов показа начала и конца кривых - 10 мм.

Рис. 19 Оформление прямых и кривых плана в сетке продольного профиля при угле поворота вправо и влево

В строке "Километры" на каждом десятом пикете изображают указатель километров в виде кружка диаметром 5 мм на ножке длиной 10 мм. Правая часть кружка заливается тушью. Рядом со значком записывают номер километра арабскими цифрами. Нумерацию километров начинают с начала трассы.

На продольный профиль, помимо сетки, наносят:

линию фактической поверхности земли по оси дороги, линии ординат от точек ее переломов и линию проектируемой бровки земляного полотна (на продольных профилях городских, а также всех реконструируемых автомобильных дорог вместо линии проектируемой бровки земляного полотна наносят линию проектируемой поверхности дорожного покрытия по оси проезжей части);

разведочные геологические выработки (шурфы и скважины), указывают влажность и консистенцию слоев грунта, отметки уровня грунтовых вод и дату измерения;

наименование слоев грунта и номера их групп в соответствии с классификацией грунтов по трудоемкости разработки.

Выше проектной линии показывают репера, надземные инженерные сети, наименование проектируемых искусственных сооружений, транспортные развязки, съезды, переезды через же-

лезнодорожные пути, нагорные и водоотводные канавы, места сброса воды, водораздельные дамбы, рабочие отметки насыпей.

Ниже проектной линии наносят линии ординат точек переломов проектной линии, рабочие отметки выемок, обозначения искусственных сооружений, подземные инженерные сети.

На 20 мм ниже линии поверхности земли по оси дороги наносят линию показа грунтов и от нее откладывают мощность грунтов в масштабе 1:50.

Построение продольного профиля земли по оси дороги начинают с вычисления отметок пикетов и плюсовых точек. Плюсовые точки назначают для отражения на продольном профиле характерных изменений рельефа местности. Плюсовые точки необходимы во всех местах, где происходит изменение крутизны склонов, характеризующихся резким изменением густоты горизонталей, а также в местах пересечения речных долин, оврагов, автомобильных и железных дорог.

Обязательно должны быть вычислены отметки земли в пониженных местах, где в дальнейшем будут запроектированы водопропускные сооружения, и точки на водоразделах, характеризующие границы водосборной площади. Для вычисления высотных отметок земли по оси дороги используют журналы технического нивелирования. В данном разделе предусмотрено вычисление отметок с плана или карты аналитически.

Для определения отметок точек, расположенных между разноименными горизонталями, применяют метод интерполяции. Сущность метода заключается в следующем: через искомую точку проводят линию по кратчайшему расстоянию между горизонталями и измеряют ее длину (D₁). После этого измеряют расстояние (D₂) от горизонтали с меньшей отметкой по линии кратчайшего расстояния; затем из подобия треугольников находят превышение точки над горизонталью с меньшей отметкой (X) по формуле

Х = , м, (56)

где X - превышение точки над горизонталью с меньшей отметкой;

h - высота сечения горизонталей;

D₁ - кратчайшее расстояние между смежными горизонталями по линии, проходящей через искомую точку;

D₂ - расстояние от горизонтали с меньшей отметкой до точки. Отметка точки равна отметке горизонтали с меньшей отметкой плюс найденное превышение (X).

Пример вычисления отметок методом интерполяции показан на рис. 20.

Условный горизонт (УГ) для вычерчивания профиля земли по оси дороги совмещают с верхней линией сетки профиля. Величину условного горизонта, полученную по формуле, округляют до 5 м и записывают слева над сеткой профиля. Затем в заданном масштабе откладывают расстояния до пикетов и плюсовых точек и по вертикали откладывают высотные отметки этих точек. Для этого из отметок земли по оси дороги вычитают условный горизонт и полученное значение делят на масштаб по вертикали в метрах.

Для определения высотной отметки точки, расположенной в пределах замкнутой горизонтали, используют метод экстраполяции.

Сущность метода заключается в следующем: проводят линию кратчайшего расстояния между ближайшими горизонталями и точкой, измеряют расстояние между ближайшими горизонталями (D₁) и точкой (D₂). Из подобия треугольников превышение или понижение точки по отношению к отметке ближайшей горизонтали (X) может быть вычислено по вышеприведенной формуле. Если ближайшая горизонталь имеет меньшую отметку, чем смежная, то для получения искомой высотной отметки значение (Х) вычитают, а если отметка горизонтали большая, то прибавляют.

Рис. 20. Схемы вычисления отметок земли методом

интерполяции

Пример вычисления отметок методом экстраполяции приведен на рис. 21. Все высотные отметки точек (пикетов и плюсов) записывают в таблицу 5 рабочей тетради.

экстраполяции

На основании ГОСТа 21.511-83 приняты следующие масштабы изображения продольного профиля автомобильных дорог:

по горизонтали 1: 5000;

по вертикали 1: 500;

грунты по вертикали 1: 50.

Построение продольного профиля земли по оси дороги начинают с установления отметки условного горизонта. Значение условного горизонта выбирают таким образом, чтобы расстояние от сетки продольного профиля до линии показа земли было не менее 8 см. Если линия показа земли опускается менее чем на 8 см или поднимается вверх и приближается к верхней рамке ближе, чем на 4 - 6 см, то условный горизонт изменяют. При вычерчивании продольного профиля земли может возникнуть необходимость выбора условного горизонта несколько раз. В общем виде для первого приближения отметку условного горизонта вычисляют по формуле

УГ = Н_min - 40, м, (57)

где УГ - отметка условного горизонта, м;

Н_min - минимальная отметка земли по оси дороги на данном участке,м.