Елементи траси на генеральному плані - це прямі, дуги кіл та перехідні криві (рис. 11).
Найпростішим і найкоротшим з'єднанням двох точок є пряма. Вона може мати перевагу в якості проектного елемента, наприклад на рівнині або в довгих долинах (рис. 1). Недоліком довгих прямих доріг є те, що вони сприяють розвитку високій швидкості, що ускладнює оцінку відстаней і швидкостей інших автомобілів, а також підвищена небезпека засліплення вночі. Крім того, прямі дороги важко вписуються в горбистий ландшафт.
дуги кіл
Для того щоб отримати лінію, більш відповідну до даного ландшафту і до топографічним умовам місцевості, при проектуванні доріг застосовуються дуги кіл (рис. 2). Кривизна дуги окружності визначається радіусом R. При трасуванні вільних відрізків з міркувань динаміки руху необхідно вибирати по можливості більший радіус. З іншого боку, радіуси повинні вибиратися тільки такої величини, щоб проектована траса гармонійно вписувалася в ландшафт. Часто існуючі умови, наприклад існуючі будівлі або інші транспортні шляхи, не допускають вибору великих радіусів заокруглення. Але з міркувань динаміки руху при трасуванні вільних ділянок не можна приймати радіуси менше певних мінімальних значень (табл. 1). Мінімальні радіуси залежать від проектної швидкості ve. Для того щоб радіуси можна було зобразити на генплані, застосовують дугові лінійки (рис. 3).
Мал. 2. Дуга окружності
Мал. 3. Дугова лінійка
Таблиця 1. Мінімальні радіуси кривих і мінімальні параметри клотоїди по RAS-L
(.) Величина як виняток
Наведений на дугового лінійці радіус відноситься до зображення в масштабі 1: 1000. Тому при трасуванні в інших масштабах потрібно перерахування. Якщо, наприклад, необхідно креслити по лінійці радіусом R = 200 в масштабі 1: 500, то слід вибирати дугову лінійку з радіусом R = 400.
перехідні криві
При їзді на автомобілі по прямій дорозі кермо можна не повертати натомість. Те ж саме відноситься при їзді по дузі кола. У місцях переходів від прямих до дуг необхідно провести зворотний поворот керма. При цьому діючі при русі по колу сили (відцентрові сили) вступають в дію миттєво. Щоб цього уникнути і забезпечити можливість плавного повороту керма між прямими і дугами окружності передбачаються перехідні криві. Їх називають клотоїди. На довжині перехідної кривої відбувається зміна радіуса заокруглення. Одночасно на довжині перехідної кривої робиться зміна поперечного похилу проїзної частини. За допомогою застосування перехідних кривих забезпечується безперервність лінії проїжджої частини, яка дозволяє рухатися з рівномірною швидкістю і дає оптично безперервну (плавну) лінію дороги. Перехідні криві в дорожньому будівництві утворюються як клотоїди. При такій спиралеобразной кривої кривизна обернено пропорційна довжині дуги. Проте застосовується в якості перехідної кривої тільки плоска частина на початку клотоїди (рис. 4).
- А - параметр клотоїди
- R - радіус, м
- L - довжина клотоїди між початком і кінцем перехідною дуги, м
Величина клотоїди визначається параметром клотоїди (А). Він є коефіцієнтом збільшення клотоїди (рис. 5).
Мал. 5. Клотоїд як перехідна крива
Величини, необхідні для отримання клотоїди приймаються або по таблиці клотоїд (табл. 2), або можуть бути отримані за формулами (рис. 6).
Таблиця 2. Фрагмент таблиці клотоїд
Мал. 6. Елементи побудови клотоїди
Обрані параметри клотоїди повинні знаходитися в певному співвідношенні один до одного. Так параметр клотоїди повинен становити не менше R / 3, проте не повинен бути більше радіуса R.
Як і для дуг кіл, вибір параметрів клотоїди залежить від проектної швидкості (табл. 1). При проектуванні доріг застосовуються такі формули перехідних кривих:- проста клотоїда як перехід від прямої до дуги кола;
- поворотна клотоїда як перехід між двома дугами, назад вигнутими по відношенню один до одного;
- яйцеподібна клотоїда як перехід між однаково вигнутими дугами різного радіусу (рис. 7).
Мал. 7. Можливості застосування клотоїд
Для зображення клотоїди на кресленні застосовуються клотоідние лінійки (рис. 10).
Нанесений на клотоідную лінійку параметр відноситься до масштабу 1: 1000. Як і в дугових лінійках необхідний перерахунок у відповідний масштаб.
Часто зустрічається завданням при проектуванні доріг є побудова дуги окружності, включаючи перехідну криву між двома заданими прямими (рис. 8).
Мал. 8. Застосування клотоїд (приклад)
- R - радіус дуги, полудіаметр заокруглення, м;
- Хм. Розум - координати центру заокруглення радіусу в точці Р;
- М - центр заокруглення;
- L - довжина клотоїди від початкової точки до пункту Р;
- X, Y - координати точки Р;
- ΔR - тангенціальне зменшення радіуса R в точці Р;
- UA, UE - початок перехідної кривої, кінець перехідної кривої;
- ТK. TL - короткий і довгий тангенси;
- τ gon - кут між тангенсом в точці клотоїди в гонах.
приклад:
Напрямки прямих АВ і CD, дуга окружності з радіусом R = 100 м.
Параметри клотоїди A1 = 75 і А2 = 100.
Рішення: ΔR приймаємо по таблиці клотоїд, на відстані ΔR1. і ΔR2 викреслюються паралельні лінії до прямих АВ і CD, за допомогою дугових лінійок між паралельними лініями вбудовується дуга окружності радіусом R = 100 м і відзначаються точки дотику дотичних. Значення Xм. Х і Y беруться за таблицею клотоїд і відкладаються на креслення. Потім накладається клотоідная лінійка. При цьому основні дотичні клотоїди повинні накрити прямі АВ і CD. Одночасно нанесений на клотоідную лінійку радіус R = 100 м повинен по положенню збігтися з конструйованим радіусом окружності R = 100 м. Після цього викреслюється перехідна крива.
Якщо вісь дороги на всій ділянці будівництва трассіроваться, вона може бути розрахована за допомогою відповідної програми. Для цього необхідно задати трасуючі елементи і їх координати. Результати розрахунку видадуть основні точки осі дороги. Ними є ті місця осі, де відбувається кошторис елементів. Далі можна розрахувати дрібні точки на осі. Це - точки станцій на осі (рис. 9). Тепер головні точки осі можуть бути перенесені на карту. Ось зображується штрихпунктирной лінією. На дрібних точках осі наносяться напрямки поперечних профілів у вигляді перпендикулярів до дотичним до осі в цих точках. В районі дуги окружності конструюють радіальний напрямок за допомогою циркуля, в області клотоїди нанесені на неї напрямки служать в якості допоміжних ліній для вказівки радіусів (рис. 10). За обчисленими координатами головних і дрібних точок осі вона може бути розбита на місцевості.
Мал. 9. Подання осі на генплані
Мал. 10. Клотоідная лінійка
Мал. 11. Фрагмент генплану