Расчет виража автомобильной дороги с расчетной скоростью движения 100 км/час

      8  Деталь проекта. Расчет виража

     На прямолинейных участках автомобильных дорог, а также на закруглениях с большими радиусами проезжую часть устраивают с двухслойным поперечным профилем.

     При движении на кривой с R≤2000м с двухслойным профилем проезжей части  условия устойчивости для автомобилей, движущихся в разных направлениях неодинаковы.

     Для автомобилей, которые движутся по внешней стороне проезжей части, имеющей уклон от центра кривой, условие менее благоприятны чем для автомобилей, находящихся с внутренней стороны. Устойчивость автомобиля снижается, так как состовляющая веса, параллельная уклону проезжей части, складывается с соответствующей проекцией центробежной силы. Потому на кривых для повышения устойчивости автомобиля и большей уверенности управления устраивают односкатный поперечный профиль – вираж с уклоном презжей части и обочин к центру кривой. Односкатный поперечный профиль виража устраиваем на всем протяжении кривой. Поперечный уклон виража назначаем в зависимости от радиуса кривой.

    Вираж состоит из трех частей: двух отгонов виража и самого виража. Отгон виража устраиваем на переходных кривых, где происходит переход от двухскатного профиля на прямом участке до односкатного на кривой.

Исходные данные:

1.  Категория дороги – ІІІ

2.  Радиус кривой в плане – 1800 м

3.  Расчетная скорость движения 100км/час

4.  Длина переходной кривой ℓ= 180 м

5.  Ширина проезжей части – 7,0 м

6.  Ширина обочин – 2,5 м

7.  Поперечный уклон презжей части - 20‰

8.  Уклон обочин - 40‰

9.  Уклон виража – i_b=30‰

Расчет

1.Определяем условный дополнительный продольный уклон проезжей части:

I_доп=(0,5b(i_п.ч+i_b))/l=(0,5·7(0,020+0,030))/180=0,001

где  b-ширина проезжей части;

        i_п.ч и i_b- поперечный уклон проезжей части и и уклон виража;

        l-длина переходной кривой.

    Так как дополнительный уклон получился менее 3‰,назначаем I_доп  =3‰.

    Длина участка перехода от двухслойного поперечного профеля к однослойному уклону раному уклону проезжей части по формуле:

X= (b· i_п.ч)/ I_доп=(7·0,02)/0,003=46,7 м

    Отгон виража на участке x производится прямопропорционально его длине. Поперечный уклон обочины и проезжей части с внешней стороны закругления на участки x определяется по формуле:

I=((2·s· i_п.ч)/x)- i_п.ч

где   s- расстояние от начало переходной кривой  до рассматриваемого сечения.

I₀=((2·0·20)/46,7)-20=-20‰

I₁₀=((2·10·20)/46,7)-20=-11,45‰

I₂₀= ((2·20·20)/46,7)-20=-2,87‰

I₃₀= ((2·30·20)/46,7)-20=5,7‰

I₄₀= ((2·40·20)/46,7)-20=14,26‰

I_46,7= ((2·46,7·20)/46,7)-20=20‰

    На оставшейся части переходной кривой отгон виража осуществляется прямопропорционльно ее длине. Поперечный уклон на всю ширину земленого полотна определяется по формуле:

I=(((s-x)·( i_b- i_п.ч))/l-x)+ i_п.ч

где   s – расстояние от начала отгона виража;

        x – расстояние от начала переходной кривой до пеперечного сечения, где поперечный уклон земленого полотна равен 20‰;

       i_b – уклон виража;

       i_п.ч- уклон проезжей части;

        l- длина переходной кривой

i₅₀=(((50·46,7)·(30-20))/180-46,7)+20=20,25‰

i₆₀=(((60·46,7)·(30-20))/180-46,7)+20=21,00‰

i₇₀=(((70·46,7)·(30-20))/180-46,7)+20=21,75‰

i₈₀=(((80·46,7)·(30-20))/180-46,7)+20=22,5‰

i₉₀=(((90·46,7)·(30-20))/180-46,7)+20=23,25‰

i₁₀₀=(((100·46,7)·(30-20))/180-46,7)+20=24,00‰

i₁₁₀=(((110·46,7)·(30-20))/180-46,7)+20=24,75‰

i₁₂₀=(((120·46,7)·(30-20))/180-46,7)+20=25,50‰

i₁₃₀=(((130·46,7)·(30-20))/180-46,7)+20=26,25‰

i₁₄₀=(((140·46,7)·(30-20))/180-46,7)+20=27,00‰

i₁₅₀=(((150·46,7)·(30-20))/180-46,7)+20=27,75‰

i₁₆₀=(((160·46,7)·(30-20))/180-46,7)+20=28,50‰

i₁₇₀=(((170·46,7)·(30-20))/180-46,7)+20=29,25‰

i₁₈₀=(((180·46,7)·(30-20))/180-46,7)+20=30‰

Расчет превышений

А) оси над бровкой земленого полотна

H₀=c·i₀+0,5b· i_п.ч

где i₀ – уклон обочины;

       с -ширина обочины;

       b – ширина проезжей части;

       i_п.ч – уклон проезжей части.

        H₀ = 2,5·0,04+0,5·7·0,02=0,17 м

    При радиусе более 1000 м уширение проезжей части неустраивается.

    На участке x привышение внутренней кромки порезжей части:

H_c=H₀-i_пр(0,5+Δb)

Где Δb – уширение проезжей части Δb=0.

На участке υ…46,7 м.

H_c=0,17-0,02(0,5·7+0)=0,10 м

       На оставшиеся части переходной кривой привышение внутренней кромки проезжей части:

H_c=H₀-0,5b· i_п.ч

Где i_п.ч – уклон проезжей части на каждом поперечнике

H_c(50)=0,17-0,5·7·0,02025=0,10 м

H_c(60)=0,17-0,5·7·0,021=0,097 м

H_c(70)=0,17-0,5·7·0,02175=0,094 м

H_c(80)=0,17-0,5·7·0,002250=0,091 м

H_c(90)=0,17-0,5·7·0,02325=0,09 м

H_c(100)=0,17-0,5·7·0,024=0,086 м

H_c(110)=0,17-0,5·7·0,02475=0,083м

H_c(120)=0,17-0,5·7·0,2550=0,081 м

H_c(130)=0,17-0,5·7·0,02625=0,078 м

H_c(140)=0,17-0,5·7·0,027=0,075м

H_c(150)=0,17-0,5·7·0,02775=0,073 м

H_c(160)=0,17-0,5·7·0,02850=0,070 м

H_c(170)=0,17-0,5·7·0,02925=0,068 м

H_c(180)=0,17-0,5·7·0,030=0,065 м

    Привышение внутренней бровки определяется по формуле:

H_д =H_c – i_об ·с

    Так как i_b =30‰, i_об = 0,040 ширина обочины в любом сечении равна на участке 0…46,7 м

H_{д(0…46,7 м)} =H_c – i_об ·с = 0,10-0,040·2,5=0

H_д(50) =0,10-0,040·2,5=0

H_д(60) =0,097-0,040·2,5=0,003

H_д(70) =0,094-0,040·2,5=0,006

H_д(80) =0,091-0,040·2,5=0,009

H_д(90) =0,09-0,040·2,5=0,01

H_д(100) =0,086-0,040·2,5=-0,016

H_д(110) =0,083-0,040·2,5=-0,017

H_д(120) =0,081-0,040·2,5=-0,019

H_д(130) =0,078-0,040·2,5=-0,022

H_д(140) =0,075-0,040·2,5=-0,025