§ XXXII.5. Проектирование серпантин

Во многих случаях место для развития трассы на крутом косогоре очень ограничено и трассу приходится прокладывать зигзагами. Вписывание кривых внутрь образующихся острых углов становится невозможным, так как длина кривой много меньше, чем сумма ее тангенсов, и поэтому продольный уклон дороги на участке кривой значительно превышает допустимый. В таких случаях применяют кривые, описанные с внешней стороны утла поворота, называемые серпантинами (рис. XXXII.13).

Серпантина состоит из основной кривой К, стягиваемой цент­ральным углом у, и обратных (вспомогательных) кривых. Между концами обратных кривых н основной кривой серпантины должно быть достаточное расстояние для размещения переходных кривых или прямых вставок, отгонов виража и уширения проезжей ча­сти (рис. XXXII,14).

Расстояние между вершинами обратных кривых А — В — «шейка» серпантины при малой величине острого угла серпантины а опреде­ляется условиями размещения земляного полотна.

28Э

Ю За_Л 726

Для расчета элементов серпантины при определении длины трассы (рис. XXXII. 14, а) задаются значениями радиусов основной и обрат­ных кривых Я и г, прямой вставки т и находят угол поворота об­ратных кривых р. Длина тангенса обратной кривой равна

Т = г 18-5-.

2

Расстояние от вершины угла обратной кривой до начала основной кривой серпантины АЕ — Т + /и. Из треугольника АОЕ определяем:

*Р= *

Г + т р

г — + т

где Я — радиус основной кривой серпантины, м.

Рис, XXXII. 13. Общий вид серпантины

Рис, XXXII.14. Серпантины:

а — первого рода; б — второго рода, э ~ первого рода со смещенным центром основной кривой; г — несимметричная первого рода

Выражая в предыдущей формуле р через Я ц решая получа­ющееся квадратное уравнение, находим

А ^+ > + (XXXIII)

" 2 + Я

Расстояние от вершины угла обратной кривой до вершины утла серпантины определяют из выражения

СОК р 5И1 Р

Центральный угол у, стягивающий основную кривую серпантины, равен

7 = 360°—2 (90^е—Р) —а = 180° + 2(5—а.

Длина основной кривой серпантины

^ ₌ (XXXII2)

180^{е 4} '

Полная длина серпантины

5 = 2 (Ко -г^т) + К, (XXXII 3)

где Ко — длина обратной кривой, м

Эти данные достаточны для разбивки серпантины на местности.

Рассмотренную серпантину, у которой обратные кривые распо­ложены выпуклостью в разные стороны, радиусы их равны и длины Ю* 291Рис XXXII 15.

а — план серпантины с решением системы водоотвода; 6 — продольный

П — прямая; ПК — переходная

прямых вставок одинаковы, называют симметричной серпантиной первого рода.

При проектировании серпантин основное внимание уделяют обеспечению устойчивости земляного полотна и нормальных усло­вий движения автомобилей, а также по возможности обеспечению •наименьшего объема земляных работ. Для серпантин выбирают поло­гие участки устойчивых склонов, стремясь обеспечить разбивку основной кривой серпантины возможно большим радиусом. Очерта­ние серпантины необходимо приспосабливать к рельефу местности. Поэтому иногда устраивают серпантины с обратными кривыми, обращенными выпуклостью в одну сторону (серпантины второго рода) со смещенным центром основной кривой, а также с основными и обратными кривыми, описанными дугами разных радиусов (см. рис. XXXII.14', б).

Серпантины проектируют иа плане местности в горизонталях, рас­полагая их в соответствии с особенностями рельефа. Наивыгоднейшее расположение и форму серпантины устанавливают путем сравнения вариантов.

При проектировании группы серпантин по плану в горизонталях изготавливают в масштабе шаблоны кривых (кружки) различных 29

2

-Проект серпантйнм:

профиль; а—поперечный профиль в характерных местах кривая; КК — круговая кривая

радиусов и при помощи этих шаблонов намечают варианты разно­образных типов серпантин. На крутых косогорах следует предусмо­треть, чтобы снег с одной серпантины не попадал при очистке на Другую, расположенную ниже. Для сравнения вариантов вычерчива­ют продольные и поперечные профили, наносят проектную линию

Таблица ХХХП.З

* Допускаются только иа дорогах IV и V категорий.

(рис. XXXII.15) и определяют объем работ с учетом геологического строения местности.

Геометрические элементы серпантины назначают в зависимости от принятой скорости и интенсивности движения (табл. ХХХП.З).

По строительным нормам и правилам расстояние между концом вспомогательной кривой одной серпантины и началом вспомога­тельной кривой соседней серпантины должно быть возможно большим и во всяком случае не меньше: для дорог II и III категории 400 м; для дорог IV категории 300 м; для дорог V категории 200 м. Однако даже в этом случае (см. рис. XXXII.12) участки дорог с серпанти­нами имеют низкие транспортно-эксплуатационные качества. Ско­рость движения по ним низка, часто возникают дорожно-транспорт­ные происшествия, а зимой их трудно очищать от снега, так как снег, счищенный с верхней ветви серпантины, попадает на нижнюю. Поэтому при изысканиях горных дорог необходимо внимательно изучить все возможности, позволяющие избежать устройства сер­пантин.