База нормативной документации: www.complexdoc.ru
где
Li - длина i-го участка дороги;
ati = 0,009·К2 - 0,27К + 34,5 - количество дорожно-транспортных происшествий на 100 млн.авт.-км в t-м году эксплуатации автомобильной дороги;
К - итоговый коэффициент аварийности, определяемый путем построения линейного графика итогового коэффициента аварийности (см. глава 24);
Cti - средний размер потерь от дорожно-транспортных происшествий;
Nti - среднегодовая суточная интенсивность движения в t-м году эксплуатации автомобильной дороги.
Зрительная плавность и ясность трассы, оптимальное сочетание элементов ее плана и продольного профиля, наилучшее вписывание полотна дороги в окружающий ландшафт при автоматизированном проектировании обеспечиваются на стадии оценки проектных решений путем построения перспективных или перцептивных изображений, либо киноперспектив или киноперцептив автомобильной дороги. В случае обнаружения неудачных сочетаний элементов автомобильной дороги между собой или с окружающим ландшафтом, необеспечения видимости эти участки перепроектируют, добиваясь лучших результатов даже ценой увеличения объемов работ и строительной стоимости.
10.3. Комплекс технических ограничений
К положению проектной линии продольного профиля выдвигается целый ряд требований и условий со стороны автомобильного транспорта, технологических особенностей строительства и со стороны эксплуатации автомобильных дорог. Оптимальное положение проектной линии продольного профиля при автоматизированном проектировании и проектное решение при ручной технологии всегда отыскиваются в рамках соответствующего комплекса технических ограничений, который включает:
допустимые продольные уклоны. Уклон ни в одной точке продольного профиля не должен превышать значения нормируемого для данной категории дорога (см. разд. 8.7 настоящей Справочной энциклопедии):
i £ iдоп;
372
База нормативной документации: www.complexdoc.ru
допустимую наибольшую кривизну вертикальных выпуклых и вогнутых кривых. Радиусы вертикальных выпуклых и вогнутых кривых ни в одной точке продольного профиля не должны быть меньше нормируемых (см. разд. 8.7 настоящей Справочной энциклопедии);
Rвып ³ Rвып доп,
Rвог ³ Rвог доп;
руководящую отметку. При проектировании продольного профиля на спокойных участках рельефа «по обертывающей» необходимое возвышение бровки земляного полотна определяется из условия незаносимости снегом (см. разд. 8.7) либо из условия минимального возвышения поверхности покрытия над уровнем грунтовых и поверхностных вод (см. табл. 11.15);
фиксированные контрольные точки. Прохождение проектной линии через фиксированные контрольные точки, назначаемые по ситуационным условиям, является обязательным;
ограничивающие точки и зоны. Прохождение проектной линии продольного профиля допускается не ниже ограничивающих точек и зон (обычно это минимальные высоты над трубами, на мостах и путепроводах);
контурные ограничения. Это ограничения высоты насыпей и глубины выемок при неудовлетворительных геологических, гидрогеологических, почвенногрунтовых условиях и т.д.;
допустимые наибольшие длины участков с предельными уклонами продольного профиля. Допустимая длина таких участков нормируется (см. табл. 8.6);
наименьшая длина вертикальных кривых одного знака (шаг проектирования).
При традиционной технологии проектирования продольного профиля автомобильных дорог (например, по методу Союздорпроекта) определяющим является визуальный контроль за положением проектной линии. При субъективной оценке качества решения проектной линии продольного профиля возможны сильные ее отклонения от оптимального положения.
Автоматизированное проектирование продольного профиля автомобильных дорог с использованием оптимизирующих алгоритмов и компьютерных программ исключает субъективизм и связанную с ним неоднозначность проектных решений при одной и той же исходной информации и обеспечивает получение оптимальных проектных решений по различным критериям.
373
База нормативной документации: www.complexdoc.ru
10.4. Техника проектирования продольного профиля в традиционном классе функций
Определение положения проектной линии продольного профиля автомобильных дорог осуществляют, сообразуясь с основными принципами проектирования продольного профиля с обязательным учетом топографических, гидрогеологических, почвенно-грунтовых и геологических, климатических, гидрологических и ситуационных условий (см. разд. 10.1). При этом среди огромного множества возможных инженерных решений инженер-дорожник должен получать проектные решения, обеспечивающие приближение к минимуму целевой функции (приведенных затрат) либо наиболее существенных в данных условиях ее составляющих (см. разд. 10.1). Степень приближения к минимуму при этом, естественно, оказывается различной при традиционном (неавтоматизированном) проектировании даже в случае использования одинакового набора технических ограничений (см. разд. 10.1). Степень приближения к минимуму целевой функции при традиционном проектировании во многом зависит от опыта проектировщика и всегда оказывается меньшей, чем при автоматизированном проектировании, где для этой цели привлекается специальный математический аппарат оптимизации проектных решений.
В качестве исходных данных для ручного проектирования служит черный профиль земли по оси дороги, вычерченный на наклеенной на картон миллиметровой бумаге в масштабах: горизонтальный - 1:5000, вертикальный - 1:500 и грунтово-геологический - 1:50. На чертеж черного профиля в нужных местах наносят фиксированные контрольные точки, прохождение проектной линии продольного профиля через которые является обязательным, ограничивающие точки и зоны, а также контурные ограничения, прохождение проектной линии ниже которых не допускается. Эта информация также выступает в качестве обязательной и для автоматизированного проектирования. И, наконец, к исходным данным относятся также требования технических норм к геометрическим параметрам проектной линии сообразно категории проектируемой дороги: допустимые продольные уклоны и радиусы вертикальных выпуклых и вогнутых кривых, допустимые длины участков с предельными уклонами и т.д.
Графо-аналитический метод проектирования продольного профиля автомобильных дорог Союздорпроекта (автор инж. Н.А. Боровков) все еще используется в настоящее время наряду с методами автоматизированного проектирования. Для этой цели используют специальный набор прозрачных лекал, изготовленных в масштабе продольного профиля, с нанесенными на них штрихами в точках кривых с соответствующими уклонами (рис. 10.1) и прозрачный треугольник с нанесенными на нем также в масштабе профиля линиями различных уклонов (рис. 10.2).
374
База нормативной документации: www.complexdoc.ru
Рис. 10.1. Шаблон для проектирования линии продольного профиля автомобильных дорог
Рис. 10.2. Шаблон для проектирования прямолинейных участков продольного профиля:
1 - рабочая сторона треугольника; 2 - лучи-уклоны; 3 - вертикальная шкала
Пользование шаблонами вертикальных кривых и треугольником уклонов предполагает обязательным тщательное выполнение чертежно-графических работ. Для этой цели нижний обрез шаблона или треугольника должен быть точно сориентирован по горизонтальной сетке миллиметровки, смежные вертикальные кривые должны обязательно сопрягаться между собой в точках с одинаковыми продольными уклонами, прямолинейные участки продольного профиля с заданными уклонами должны сопрягаться со смежными вертикальными кривыми в точках с теми же уклонами и т.д.
Технология графо-аналитического проектирования линии продольного профиля автомобильных дорог сводится к следующему:
1. На чертеж черного профиля земли по оси дороги наносят все контрольные фиксированные точки, ограничивающие точки и зоны, а также наносят линии контурных ограничений.
375
База нормативной документации: www.complexdoc.ru
2.От руки, сообразуясь с контрольными точками и зонами, на профиль земли по оси дороги наносят эскизную проектную линию, стремясь при этом обеспечить: минимальные объемы земляных работ; продольную компенсацию объемов земляных работ на смежных участках выемок и насыпей; минимальные объемы работ по искусственным сооружениям; минимальные площади отчуждаемых под земляное полотно земель; сочетание элементов продольного профиля с планом автомобильной дороги и т.д. В сомнительных местах эскизную линию контролируют и в необходимых случаях корректируют по допустимой кривизне и допустимым продольным уклонам с использованием шаблонов вертикальных кривых минимальных радиусов для данной категории дороги и треугольника уклонов.
3.Осуществляют графо-аналитическую аппроксимацию эскизной линии с использованием шаблонов вертикальных кривых соответствующих радиусов и треугольника уклонов с одновременным определением координат (пикетажного положения, высот и уклонов) главных точек проектной линии продольного профиля: точек сопряжения элементов и вершин вертикальных кривых. Для этой цели используют либо специальные таблицы, либо элементы продольного профиля непосредственно рассчитывают по формулам (8.4) - (8.7).
4.Оформляют чертеж продольного профиля, заполняя графы таблицы продольного профиля «Уклоны и вертикальные кривые» и «Отметки по бровке земляного полотна» в местах положения ординат главных точек профиля.
5.Рассчитывают проектные и рабочие отметки продольного профиля с заполнением графы «Отметки по бровке земляного полотна» с использованием специальных таблиц, либо по формулам (8.4) - (8.7) с определением точек нулевых работ и с записью рабочих отметок над графическим изображением проектной линии продольного профиля - для участков насыпей и под изображением проектной линии - для участков выемок (см. рис. 2.2).
6.Оформляют чертеж продольного профиля в соответствии с рекомендациями разд. 2.5 (см. рис. 2.2).
7.При графо-аналитическом проектировании продольного профиля автомобильных дорог наиболее часто приходится решать следующие геометрические задачи (решение их не представляет труда и изложено в специальной литературе(Проектирование и разбивка вертикальных кривых на автомобильных дорогах / Н.М. Антонов, Н.А. Боровков, Н.Н. Бычков, Ю.Н. Фриц, -
М.: Транспорт, 1968. - 200 с):
определение местоположения точек нулевых работ, т.е. перехода из насыпи в выемку и наоборот;
376