КЛОТОИДНОЕ ТРАССИРОВАНИЕ ЛЕСНОЙ АВТОМОБИЛЬНОЙ ДОРОГИ

Клотоидной называют трассу, запроектированную преимущественно из сопрягающихся переходных и круговых кривых. Прямые вставки невелики или совершенно отсутствуют. Переходная кривая становится основным элементом трассы в плане.

Принцип трассирования клотоидной трассы лесной дороги отличен от обычного [1]. Рекомендуется выполнять последовательно следующие этапы:

1. Необходимо определить границы полосы варьирования.

С этой целью на основании анализа рельефа, грунтово-геологических и гидрогеологических условий, учета требований охраны окружающей среды и основных требований архитектурно-ландшафтного проектирования определяют полосу, в пределах которой возможна укладка плана трассы. Желательно, чтобы ширина этой полосы была не менее 150-300 м.

2. В пределах полосы варьирования с помощью гибких линеек (в крайнем случае, от руки) на плане наносят плавную линию, скользящую по горизонталям и огибающую основные формы рельефа, населенные пункты, рощи и объекты, подлежащие сохранению. При этом необходимо следить за тем, чтобы наиболее крутые части этой линии попадали на выпуклые участки рельефа, на которых впоследствии будут разбиты вертикальные выпуклые кривые.

3. С помощью шаблонов в полученную линию вписывают круговые и переходные кривые, стремясь длины прямых вставок свести к минимуму.

Рисунок 1. Определение положения и величин углов поворота трассы в плане при клотоидном трассировании

Затем с учетом выбранных параметров переходных и круговых кривых выполняют детальный расчет трассы. Рекомендуемый масштаб карт для клотоидного трассирования 1:10000, 1:25000.

Угол поворота в клотоидной трассе определяют расчетом через угол поворота в конце клотоиды β (рисунок 1) :

.

Углы поворота должны быть более 6°. В противном случае зрительная плавность дороги на этом участке не будет обеспечена, так как угол поворота в конце переходной кривой будет меньше 3° и весь участок будет восприниматься как излом. Совмещать горизонтальные и вертикальные кривые необходимо и при клотоидном трассировании. При этом рекомендуется выдерживать следующие требования [2]:

а) число переломов в продольном профиле и углов поворота в плане должно быть одинаковым;

б) не рекомендуется располагать на одной кривой в плане несколько переломов в продольном профиле (в клотоидной трассе одним закруглением считают участки смежных клотоид от их начала или от точек с радиусом кривизны 3000 м, если в трассе используются отрезки клотоид);

в) вершину вертикальной кривой следует совмещать с участком кривой в плане, имеющей наименьший радиус кривизны; смещение вершины вертикальной кривой неизбежно вызывает расположение наиболее крутой части закругления в плане на участке с большим продольным уклоном и чем больше такое смещение, тем больше продольный уклон на кривой в плане, что отрицательно сказывается на безопасности движения. Рекомендуется на участке клотоидной трассы с радиусом кривизны менее 2000 м для дорог Iл категории и 1500 м для дорог IIл и IIIл категорий предельный продольный уклон назначать не более 30 ‰;

г) вертикальная кривая должна перекрывать часть клотоиды в плане на участке с радиусом кривизны менее 3000 м. Не допускается размещать конец вертикальной кривой на квазипрямых участках. Если это условие выполнить нельзя, рекомендуется изменить положение трассы в плане или сместить вершину перелома в продольном профиле.

Клотоидное трассирование лесной автомобильной дороги предполагает использование не только переходных, но и круговых кривых и прямых. При этом необходимо соблюдать следующие условия:

• длины прямых и разделяющих их криволинейных участков должны исключать опасность появления монотонных условий движения;
• желательно, чтобы общая длина криволинейных участков была не менее 80 % длины дороги, а на долю переходных кривых приходилось бы более 30 % для дорог IVл категории и более 50 %  IIIл категорий.

Применение прямых в трассе дороги в равнинной степной местности со слабо выраженными формами рельефа логически оправдано, но при этой необходимо ограничивать длину прямых. Общая их длина в таком рельефе может достигать 50 %. В пересеченном рельефе или при долинном ходе длинные прямые вообще могут быть устранены или круговыми кривыми большого радиуса (более 4000 м).

Для обеспечения зрительной плавности рекомендуется исключать прямые вставки в клотоидной трассе. Прямая в плане допускается только в том случае, если она воспринимается как самостоятельный элемент. Для этого наименьшая длина ее вместе с квазипрямыми должна быть не менее 400 м в равнинном и 300 м в пересеченном рельефе.

Параметры клотоид при клотоидном трассировании должны быть значительно большими чем из условия только обеспечения, плавного нарастания центробежного ускорения. Это необходимо для обеспечения зрительной плавности дороги и сокращения количества длин прямых. 

При клотоидном трассировании вираж рекомендуется устраивать на участках, где радиус кривизны менее 300 м. На остальной части клотоид устраивают двускатный поперечный профиль.

Длину отгона виража выбирают из условия, чтобы дополнительный продольный уклон по внешней кромке проезжей части был не менее 3-5 ‰. Это обеспечивается при длине отгона виража 80-140 м. Участок отгона виража рекомендуется располагать между точками с радиусами кривизны 400-600 м.

Применение клотоид в трассе дороги не является гарантией обеспечения зрительной плавности. Необходимо обеспечивать требования к взаимному сочетанию элементов плана и продольного профиля дороги. Клотоидное трассирование облегчает выполнение этих требований.

Список литературы:

1. Системы на платформе CREDO III. Книга 2. Работа в плане. Руководство пользователя. – Мн., 2008. – 369 с.
2. Бавбель, Е. И. Проектирование лесных автомобильных дорог на основе ТКП 500 «Лесные автомобильные дороги. Нормы проектирования и правила устройства» / Е. И. Бавбель, П. А. Лыщик // Состояние и перспективы развития лесного комплекса в странах СНГ: Материалы Международной научно-технической конференции в рамках Международного молодежного форума по лесопромышленному образованию (Лес-Наука-Инновации 2018). 2018. – С. 16–20.