PRZYKŁAD: obliczenia do projektu niwelety

P.B.
Zakład Inżynierii
Drogowej
II.
Ćwiczenie projektowe z przedmiotu
PROJEKTOWANIE DRÓG
str. 3
PROJEKT DROGI
1. USTALENIE PRĘDKOŚCI MIARODAJNEJ DLA PROJEKTOWANEGO
ODCINKA DROGI
Zgodnie z [1] §13.1 podpunkt 2 dla dwupasowej drogi dwukierunkowej poza terenem
zabudowy dla drogi o szerokości jezdni 7,0m bez utwardzonych poboczy i krętości drogi
poniżej 80°/km odczytano prędkość miarodajną równą 100 km/h.
Jednocześnie wg [1] prędkość miarodajna powinna być co najmniej równa prędkości
projektowej drogi i nie większa od niej o więcej niż 20km/h. Zatem ostatecznie przyjęto
prędkość miarodajną Vm = 80 km/h.
2. DROGA W PLANIE
2.1. Pomiar trasy
|AB| = 843,57m
|CB|= 1382,95m
|BC| =668,27m
|BD|= 1466,44m
|CD| = 879,25m
Łączna długość trasy: 2391,09m
2.2. Wyznaczenie kątów zwrotu trasy γ
Z twierdzenia cosinusów:
Kąt zwrotu trasy między prostymi |AB| oraz |BC|:
Kąt zwrotu trasy między prostymi |BC| oraz |CD|:
P.B.
Zakład Inżynierii
Drogowej
Ćwiczenie projektowe z przedmiotu
PROJEKTOWANIE DRÓG
str. 4
2.3. Wytyczenie elementów łuków poziomych
2.3.1. Przyjęcie promieni łuków poziomych oraz pochylenia poprzecznego jezdni
Zgodnie z Dz.U.99.43.430 dla drogi klasy G o prędkości projektowej Vp = 60km/h przyjęto:
- pochylenie poprzeczne jezdni na odcinku prostym – dwustronne 2%, zaś na łukach
poziomych - dwustronne 5% (R1) oraz 4% (R2)
- promień łuku poziomego: R1 = 450m oraz R2 = 600m
- szerokość pasa ruchu 3,5m
- poszerzenie jezdni
2.3.2. Obliczenie długości stycznych głównych łuków poziomych
2.3.3. Obliczenie długości łuków poziomych
2.3.4. Obliczenie odległości pomiędzy punktem środkowym łuku (SŁK) a punktem
załamania stycznych trasy (B i C)
1) Łuk poziomy nr 1:
2) Łuk poziomy nr 2:
P.B.
Zakład Inżynierii
Drogowej
Ćwiczenie projektowe z przedmiotu
PROJEKTOWANIE DRÓG
str. 5
2.4. Zestawienie długości projektowanej trasy
PPT = 0,00 m
PŁK1 = |AB| - T1 = 843,57m – 200,35m = 643,22m
km 4 + 000,00
km 4 + 643,22
SŁK1 = PŁK1 +
km 4 + 831,72
= 643,22m +
= 831,72m
KŁK1 = PŁK1 + Ł1 = 643,22m + 377,00m = 1020,22m
PŁK2 =KŁK1 + |BC| - T1 – T2 =
=1020,22m +668,27 – 200,35m – 203,20m= 1284,94m
km 5 + 020,22
SŁK2 = PŁK2 +
km 5 + 480,87
= 1284,94m +
= 1480,87m
KŁK2 = PŁK2 + Ł2 = 1284,94m + 391,86m = 1676,80m
KPT = KŁK2 + |CD| - T2 = 1676,80m + 879,25m -203,20m = 2352,85m
km 5 + 284,94
km 5 + 676,80
km 6 + 352,85
P.B.
Zakład Inżynierii
Drogowej
Ćwiczenie projektowe z przedmiotu
PROJEKTOWANIE DRÓG
str. 6
3.0. DROGA W PROFILU PODŁUŻNYM
3.1. Profil terenu
Teren przez który ma przebiegać projektowana droga stanowią niezalesione obszary rolnicze,
głównie łąki. Na początkowym odcinku (od km 4+000,00 do km 4+220,00) trasa przebiega w
obszarze zabudowanym miejscowości Grady. Spadki terenu wynoszą od 0,21% do 5,18% .
Największe różnice wysokości terenu na długości 1 km wynoszą 18,75 m (mniej niż 25m) co
pozwala sklasyfikować teren jako płaski (według WPD-2). W około 3/4 długości trasy profil
przebiega przez dolinę cieku Habrówka (km 5+693,31). W rejonie doliny cieku Habrówka występują
grunty słabonośne w postaci torfów. W miejscu tym stwierdzono wysoki poziom wód gruntowych. Z
uwagi na to, że grunty słabonośne w postaci torfów zalęgające na odcinku doliny rzeki Czarnej
posiadają miąższości ok. 0,5 – 1,2 m, przewiduje sie ich wymianę na grunt przepuszczalny. Górna
część nasypu oraz wymianę gruntów słabonośnych przewiduje sie wykonać z gruntów
przepuszczalnych.
3.2. Założenia do projektowania niwelety i schemat projektowanej niwelety
(PPT) H1 = 140,20 m
H2 = 122,50 m
H3 = 135,50 m
(KPT) H4 = 121,17 m
L1-2 = 1676,11 m
L2-3 = 451,88 m
L3-4 = 224,01 m
km 4+000,00
km 5+676,11
km 6+127,99
km 6+352,00
Według Dz.U. nr 43 poz. 430 dla prędkości projektowej Vp=60km/h pochylenie niwelety nie
powinno być większe niż 8% oraz nie mniejsze niż 0,7%. Przebieg drogi w profilu zaprojektowano
uwzględniając:
 dostosowanie jej przebiegu do ukształtowania terenu przy równoczesnym zachowaniu
wymaganych parametrów geometrycznych
 konieczność zapewnienia odpowiedniej płynności i koordynacji z przebiegiem drogi w planie
 optymalizację robót ziemnych
 najmniejsze zalecane odległości między załamaniami niwelety (250m według WPD-2 dla
Vp=60km/h).
 warunki gruntowo – wodne
 konieczność zapewnienia odpowiedniego odwodnienia
 konieczność wykonania obiektów inżynierskich
 skrajnie pionowe na przecięciach z istniejącymi drogami 4,70m (projektowane wiadukty)
 skrajnie pionowe wynikające z obliczeń hydraulicznych dla skrajni obiektów inżynierskich
(położenie przepustów).
Ze względu na stosunkowo spore zróżnicowanie wysokościowe terenu na krótkich odcinkach trasy
projektowane pochylenia podłużne niwelety wynoszą od 1,05% do 6,40%. Przebiegając przez tereny
zabudowane bezpośrednio obsługiwane przez drogę (początek projektowanej trasy), przy
P.B.
Zakład Inżynierii
Drogowej
Ćwiczenie projektowe z przedmiotu
PROJEKTOWANIE DRÓG
str. 7
projektowaniu niwelety uwzględniono rzędne wjazdów istniejących. Na rysunkach profili
podłużnych zamieszczono dane z odwiertów geotechnicznych oraz pokazano usytuowanie obiektów
inżynierskich, miejsca odprowadzenia wód do zbiorników (wpustów ulicznych), dane dotyczące
umocnień oraz stosowanych urządzeń bezpieczeństwa ruchu.

Wyznaczenie pochyleń podłużnych niwelety:
122,50  140,20
 0,0105  1,05%
1676,11
135,50  122,50
i2 
 0,0287  2,87%
451,88
121,17  135,50
i3 
 0,064  6,40%
224,01
i1 
3.3. Wartości kątów zwrotu niwelety ω
ω1 =
ω2 =
= 0,0392
= 0,0927
3.4. Wyznaczenie elementów łuku pionowego wklęsłego nr 1 o SŁP1 w km 5+676,11
3.4.1. Przyjęcie promienia łuku pionowego nr 1
Zgodnie Dz.U. nr 43 poz. 430 dla drogi o prędkości projektowej Vp = 60km/h (16,67m/s)
minimalny promień łuku wklęsłego wynosi 1500m (minimalny zalecany wg WPD-2: 2000m).
Przyjęto wartość promienia łuku pionowego równą 7000m.
3.4.2. Obliczenie długości stycznych łuku pionowego i długości samego łuku
T
R   7000  0,0392

 137,20m
2
2
3.4.3. Obliczenie odległości pomiędzy punktem środkowym łuku (SŁP1) a punktem
załamania stycznych niwelety
f 
T 2 137,20 2

 1,344m
2  R 2  7000
3.4.4. Obliczenie punktów pośrednich do tyczenia łuku pionowego
x [m]
20
40
60
80
100
120
137,20
y [m]
0,028
0,114
0,257
0,457
0,714
1,028
1,344
P.B.
Zakład Inżynierii
Drogowej
Ćwiczenie projektowe z przedmiotu
PROJEKTOWANIE DRÓG
str. 8
3.4.5. Określenie najniższego punktu na łuku pionowym
R= 7000m, T=137,20m, ω = 0,0392
Pikietaż W = km 5+676,11;
Hw = 122,50m
Pikietaż PŁP = km 5+538,91;
HPŁP = 122,50+0,0105 137,2 = 123,94m
Pikietaż KŁP = km 5+813,31;
HKŁP = 122,50+0,0287 137,2 = 126,44m
ω’ = |i2-i| =0,0287
m
m
Najniższy punkt znajduje się w km 5+612,41 na wysokości 123,557m
3.5. Wyznaczenie elementów łuku pionowego wypukłego nr 2 o SŁP2 w km 6+127,99
3.5.1. Przyjęcie promienia łuku pionowego nr 2
Zgodnie Dz.U. nr 43 poz. 430 dla drogi o prędkości projektowej Vp = 60km/h (16,67m/s)
minimalny promień łuku wypukłego wynosi 2500m (minimalny zalecany wg WPD-2: 6000m).
Przyjęto wartość promienia łuku pionowego równą 5500m
3.5.2. Obliczenie długości stycznych łuku pionowego i długości samego łuku
T
R   5500  0,0927

 254,92m
2
2
3.5.3. Obliczenie odległości pomiędzy punktem środkowym łuku (SŁP1) a punktem
załamania stycznych niwelety
T2
254,92 2
f 

 5,91m
2  R 2  5500
3.5.4. Obliczenie punktów pośrednich do tyczenia łuku pionowego
x
50
100
150
200
250
254,92
y
0,23
0,91
2,05
3,64
5,68
5,91
P.B.
Zakład Inżynierii
Drogowej
Ćwiczenie projektowe z przedmiotu
PROJEKTOWANIE DRÓG
str. 9
3.5.5. Określenie najwyższego punktu na łuku pionowym
R= 5500 m, T=254,92 m, ω = 0,0927
Pikietaż w = km 6+127,99;
Hw = 135,50m
Pikietaż PŁP = km 5+878,07;
HPŁP = 135,50-0,0287 254,92 = 128,18m
Pikietaż KŁP = km 6+382,91;
HKŁP = 135,50-0,0640 254.92 = 119,18m
ω’ = |i4-i| =0,064
m
m
Najwyższy punkt znajduje się km 6+030,91 na wysokości 130,444m