Как спроектировать карьерную дорогу
Карьерная дорога проектируется так же, как любая другая: решают, где она пройдёт, какой уклон допустим и какая нужна ширина, — а затем смотрят, во что эти три решения обходятся по объёмам земляных работ. Отличие карьера в том, что самосвалы тяжёлые, геометрия не прощает ошибок, а рельеф, на котором вы проектируете, пересъёмывают каждые несколько недель. Вот реальный порядок работы.
Начните со снятого рельефа
Любой объём в дорожном проекте измеряется относительно линии земли, и эта линия должна быть настоящей. На карьере она берётся из модели рельефа по последней съёмке с дрона или лидара, а не из проектной поверхности двухлетней давности.
Это важнее, чем кажется. Если линия земли на пикете уходит на полметра, площадь выемки на этом пикете уходит вместе с ней, и ошибка доходит до ведомости объёмов. Проектирование прямо на имеющемся DEM убирает шаг, на котором этот сдвиг и появляется.
Продольный профиль — уклон, вертикальная кривая, объёмы
Линия земли берётся из DEM, красная линия — из уклонов и вертикальной кривой. Выемка и насыпь — разница между ними.
- Линия земли — существующий рельеф, считанный из DEM
- Красная линия — проектный продольный профиль
- Вертикальная кривая — парабола, сопрягающая два уклона (точка перелома)
- Выемка — земля выше красной линии
- Насыпь — земля ниже красной линии
План трассы: где проходит дорога
План трассы — это прямые участки, соединённые круговыми кривыми. Вы ставите вершины углов поворота на рельефе, задаёте каждую кривую радиусом и добавляете клотоиды там, где машине нужна длина, чтобы набрать вираж.
Минимальный радиус — не вопрос вкуса: его задаёт самый крупный самосвал, который пойдёт по дороге. Если зафиксировать этот предел до начала построения, слишком крутая кривая появится как записанное нарушение, а не как проблема, которую обнаружит водитель.
Продольный профиль: какой уклон допустим
Продольный профиль задаётся точками перелома, уклонами между ними и вертикальными кривыми, скругляющими каждый перелом. Линия земли под ним берётся из модели рельефа, поэтому вы прямо видите, где идёт выемка, а где насыпь, пока двигаете профиль.
Спорят обычно об уклоне. В США большинство штатов давно принимают 15 % как потолок для карьерных транспортных дорог, но это предел, а не цель: рабочие уклоны на постоянных участках обычно заметно ниже, потому что дорога на предельном уклоне съедает топливо, тормоза и шины в каждом рейсе.
Типовой поперечник: ширина, обочины, вираж
Типовой поперечник — это то, что превращает линию в дорогу: ширина проезжей части, обочины и откосы, выводящие земляное полотно на существующий рельеф в выемке и в насыпи.
На кривых поперечник поворачивают, чтобы дорога наклонялась внутрь поворота. Происходит ли поворот вокруг оси или вокруг кромки — от этого меняются отметки на всём отгоне, поэтому вираж задаётся как часть поперечника, а не правится потом.
Объёмы: выемка, насыпь и баланс
Когда трасса, профиль и поперечник заданы, подсчёт объёмов — арифметика. На каждом пикете берётся поперечник, его площади выемки и насыпи измеряются относительно линии земли, а объём между соседними поперечниками вытекает из этих площадей.
Проверяют и оплачивают именно попикетную ведомость. График распределения масс надстраивается над ней и отвечает на другой вопрос: не сколько материала есть, а куда он должен уйти — какие участки балансируются внутри себя, а каким нужно завозить грунт или вывозить его в отвал.
Проверьте до строительства
Максимальный уклон, минимальный радиус и расстояние видимости — три предела, которые стоит задать до первой линии. Проект, перепроверяющий их при каждой правке, сообщает, на каком пикете нарушен предел и насколько, пока геометрию ещё дёшево двигать.
Альтернатива — проверять в конце или уже на месте — это и есть путь к дороге с одной кривой, которую никто не проходит с полной загрузкой.
Частые вопросы
Каковы основные шаги проектирования карьерной дороги?
Задать план трассы на снятом рельефе, построить продольный профиль относительно линии земли, считанной из модели, определить типовой поперечник с его шириной и откосами, затем взять поперечники на каждом пикете, чтобы получить объёмы выемки и насыпи.
Какой максимальный уклон у карьерной дороги?
В США большинство штатов давно принимают 15 % как потолок для карьерных транспортных дорог, но это нормативный предел, а не проектная цель: рабочие уклоны на постоянных участках обычно заметно ниже, потому что дорога на предельном уклоне съедает топливо, тормоза и шины в каждом рейсе.
Почему проектировать надо на снятом рельефе, а не на старой поверхности?
Любой объём измеряется относительно линии земли. Если она уходит на полметра на пикете, площадь выемки на этом пикете уходит вместе с ней и ошибка доходит до ведомости объёмов, поэтому проектирование на актуальной модели рельефа убирает шаг, где появляется этот сдвиг.
Для чего нужен график распределения масс?
Попикетная ведомость объёмов говорит, сколько материала есть; график распределения масс отвечает, куда он должен уйти — какие участки дороги балансируют выемку насыпью внутри себя, а каким нужно завозить грунт или вывозить его в отвал.
Источники
Спроектируйте карьерную дорогу в STREAM
Нативное Windows-приложение · полностью офлайн · бесплатная бета