دانلود پایان نامه

الف) راه‌هموار (دشتی) : زمین محدوده عبور از راه هموار (دشت) است، شیب عمومی خط بزرگترین شیب محدوده و شیب طولی راه حداکثر به 3% می‌رسد؛ راه دارای خاکریزهای به بلندی تا 5/2 متر و گاه برش‌های کم عمق می‌باشد؛
ب) راه تپه ماهوری : زمین محدوده عبور، پستی و بلندی ملایمی دارد. و شیب متوسط محدوده عبور بین 3% تا 5% می‌باشد.
ج) راه کوهستانی : تغییرات طولی و عرضی در ارتفاع زمین نسبت به سطح جاده ناگهانی است و اغلب به خاکریز بلند یا خاکبرداری عمیق جهت دستیابی به طرح هندسی مطلوب مورد نیاز است؛ شیب متوسط زمین بیش از 7% می‌باشد؛
قوس عمودی در طراحی بزرگراه، اساساً یک برش طولی دو بعدی یا برش قائم از خط مرکزی جاده است؛
قوس‌های قائم می‌توانند به دو دسته اصلی قوس‌های قائم محدب و قوس‌های قائم مقعر طبقه‌بندی شوند. برای هر دو نوع منحنی محدب و مقعر ، سه شرط ممکن ورود و خروج تانژانت وجود دارد که می‌تواند در معادله منحنی صدق کند. تانژانت‌های ورودی و خروجی می‌تواند دارای علامات معکوسی باشند، یعنی، یکی مثبت و دیگری منفی باشد. هر دو می‌توانند مثبت یا هر دو منفی باشند. شکل 2-1، منحنی‌های محدب و فرورفته را برای ترکیبات مختلف درجه ورود و خروج نشان می‌دهد.

شکل 2-1 – انواع قوس‌های قائم محدب و مقــعر
منحنی‌های قائم که در شکل 1-2 نشان داده شده، متقارنند یعنی فاصله از شروع قوس قائم (BVC) تا نقطه محل تقاطع مماسها (PVI) نصف کل طول منحنی (L) است. متقابلاً، فاصله از PVI تا انتهای قوس قائم (EVC) نیز با نصف طول منحنی برابر است PVI یا PI به محل تقاطع فرضی شیب ورودی (g1) و خروجی (g2) اشاره دارند. حرف A معمولاً تفاوت جبری را در شیب بین تانژانت ورود و خروج مشخص می‌کند.
بطور کلی هرگاه اختلاف بین دو شیب طولی متوالی در خط پروژه راه بیشتر از 5/0% باشد، اجرای قوس قائم ضروری است. از لحاظ فرم هندسی، قوس‌های قائم به صورت منحنی دایره‌ای و یا منحنی سهمی شکل قابل اجرا هستند. معمولاً در قوس‌های قائم دایره‌ای فاصله کوتاه‌تری برای تغییر شیب طولی راه مورد نیاز است و به همین دلیل در راه‌های مناطق شهری که سرعت طرح نیز نسبتاً کم است، استفاده از قوس‌های دایره‌ای ارجحیت دارد. در راه‌های خارج شهر سرعت طرح زیاد بوده و فاصله بیشتری برای احداث قوس قائم باید منظور شود. بنابراین قوس‌های سهمی شکل در جاده‌ها و راه‌های برون‌شهری کاربرد بیشتری دارند. قوس‌های قائم مطابق شکل شماره 2-1 بر اساس شیب طولی امتدادهای ورودی و خروجی به دو گروه تقسیم می‌شوند:
الف- قوس قائم معقر یا کاسه‌ای
ب- قوس قائم محدب یا گنبدی
نکته بسیار مهم آن است که در قوس قائم سهمی فرض می‌شود تمامی طول‌های در امتداد قوس قائم، همانند طول خطوط مماس و طول قوس، همواره به صورت افقی اندازه‌گیری شده و چنانچه خط عمودی مار بر راس قوس قائم، طول افقی (تصویر) قوس را به دو قسمت مساوی تقسیم نماید، آن را یک قوس سهمی با مماس‌های مساوی می‌نامند و در غیر اینصورت، سهمی دارای مماس‌های نامساوی می‌باشد.
همچنین در قوس‌های قائم الزاماً نقطه ماکسیمم یا مینیمم قوس، در وسط آن قرار ندارد، اما در قوس‌های متقارن که قدرمطلق شیب طرفین برابر باشد، نقطه وسط قوس همان نقطه اکسترمم است.
معادله کلی قوس قائم بصورت زیر می باشد:
(رابطه 2-1)
= فاصله عمودی هر نقطه دلخواه P روی قوس، تا خط مماس اولیه و یا همان مماس ورودی
= شیب مماس خروجی
= شیب مماس ورودی
X= فاصله افقی نقطه دلخواه P روی قوس نسبت به نقطه شروع قوس.
= طول قوس قائم
2-1-2- قوس افقی
پس از انتخاب و تأیید واریانت نهایی بر روی نقشه توپوگرافی در پلان راه، خط محور وسط راه مشخص می‌شود. حال باتوجه به اینکه می‌بایست نقاط شکستگی روی محور راه حذف گردد؛ بنابراین لزوم طرح و محاسبه قوس‌های افقی در این مناطق به منظور حذف شکستگی‌ها ضرورت می‌یابد؛ یک قوس افقی به طور کلی شامل بخش‌های خط مماس (تانژانت) – منحنی‌های مدور، و در برخی موارد انتقال‌های مارپیچی است [51]. منحنی‌های افقی نقش مهمی را در فرآیند طراحی بزرگراه ایفا می‌کند.، زیرا تعامل بین خمیدگی، سرعت طراحی، دور و اصطکاک جانبی برای ایجاد یک طراحی ایمن و کارآمدی که با انتظارات راننده سازگار است، مهم می‌باشد. یک منحنی افقی ساده با شعاع R و زاویه انحراف I در شکل 2-3 نشان داده می‌شود. عناصر اصلی مورد نیاز برای طراحی قوس افقی، طول تانژانت T، فاصله بیرونی E، عرض میانی M، طول وتر C و طول منحنی L است[5]. این عناصر می‌توانند برحسب R و I محاسبه شوند. مثلاً فاصله تانژانت T برابر است با و طول منحنی L‌برابر است با .