التصميم الرأسي للطرق 

التصميم الرأسي للطرق 

1- التخطيط الرأسى

يتكون القطاع الطولي للطريق من سلسلة من الماسات أو الخطوط المستقيمة المتتالية والمتصلة بمنحنيات رأسية علي شكل القطاع المكافئ ويشمل التخطيط الرأسي تحديد انحدار الخطوط المستقيمة وتصميم منحنيات رأسية بينها وتحديد أطوال هذه المنحنيات وعناصرها وبتحديد المحور الرأسي للطريق تتحدد مناسيب الرصف والمسائل التي تتعلق بالتنفيذ كالحفر والردم والصرف وعند تصميم خط منسوب الطريق يجب الأخذ في الاعتبار الجانب الاقتصادي بجعل عمليات الحفر والردم في حدها الأدني , وتحقيق متطلبات مسافة الرؤية وغيرها من متطلبات التصميم وفي المناطق الجبلية يجب وضع خط المنسوب بحيث يحقق التوازن بين أعمال الحفر والردم لتقليل تكلفة الأنشاء وفي المناطق المسطحة يجب أن يرتفع خط الطريق عن سطح الأرض الطبيعية بالمقدار الذي يسمح بتصريف المياه السطحية بسهولة .

2-الحد الأقصي والأدني للميل الطولي للطريق 

لقد بينت الدراسات أن جميع العربات الخاصة تستطيع صعود الانحدارات التي تصل الي 8% بسهولة ولا تتأثر سرعتها كثيرا علي عكس مركبات النقل التي تتأثر سرعتها بشدة بالميول ويعطي بعض القيم الخاصة بالانحدارات القصوي المقبولة التي حددتها هيئة أشو علي أساس السرعة التصميمية لبعض أنظمة الطرق . وتتوقف السرعة القصوي للمركبات التجارية عند صعودها الانحدارات علي طول ونسبة الانحدار وعلي النسبة بين الوزن والقدرة للمركبة .

3- الطول الحرج لميل الطريق 

بالأضافة الي الحد الأقصي المسموح به للأنحدار فأن هناك طولا حرجا للأنحدار يجب أن يؤخذ في الاعتبار عند التصميم . وهو أقصي طول علي انحدار تستطيع عربات النقل صعوده والبقا عليه دون أن يؤثر ذلك تأثرا كبيرا علي سرعتها ويكون التخفيض في السرعة في حدود 25 كم /الساعة  فقط من السرعة المتوسطة ويعطي الأطوال الحرجة للمنحدارات التي تتناسب مع مقدار الانحدار حسب مواصفات هيئة أشتو (aashto).

4- المنحنيات الرأسية 

يحتوي خط منسوب الطريق علي مجموعة خطوط مستقيمة ومتقاطعة (في المستوي الرأسي ) يتم ربط كل خطين متقاطعين بمنحني رأسي مناسب وتكون هذه المنحنيات الرأسية سهلة الاستخدام وتهيئ تصميما أمنا ومريحا في التشغيل . ومقبولا في الشكل , وكافيا اتصريف المياه مع مراعاة النواحي الاقتصادية وأهم مطلب في المنحنيات الرأسية هو أن تعطينا مسافات رؤية كافية للسرعة التصميمية  ويستخدم القطع المكافئ في في المنحنيات الرأسية لسهولة حساباته وبساطة توقيعه في الطبيعة واستيفائه المطالب السالفة ويتعيين العناصر الللازمة لتصميم المنحنيات الرأسية كما هو موضح في الشكل: يجب توفير المعلومات التالية  :

- ميول خطوط المناسيب الرأسية المتتالية .

- نقطة التقاطع لكل خطين متتالين .

- طول المنحني الرأسي وهو عبارة عن المسافة الأفقية بين نقطتي البداية والنهاية للمنحني .

5- مسافة الرؤية عند المنحنيات الرأسية 

تكون المنحنيات الرأسية علي نوعين أما منحنيات أستدارة علوية (منحنيات قمة) أو منحنيات استدارة سفلية (منحنيات قعر) ويجب أن تصمم هذه المنحنيات بمسافة رؤية كافية تمكن السائق من الوقوف أو التجاوز براحة وأمان حساب طول منحني الاستدارة العلوي لمسافة الرؤية للتوقف (ٍSSD)لإيجاد طول المنحني الرأسي اللازم لتأمين مسافة رؤية كافية للتوقف الحالات التالية :

الحالة الأولي : طول المنحني أكبر من مسافة الرؤية 

(SSD<L)

L= AS2/

6- حساب طول منحني الأستدارة العلوي لمسافة التجاوز

لحساب طول منحني الاستدارة العلوي لمسافة التجاوز نستخدم نفس العلاقات السابقة الخاصة بمسافة الرؤية للتوقف مع أخذ ارتفاع عين السائق عن سطح الأرض H1 متساوية مع ارتفاع العائق عن سطح الأرض h2 وعليه يكون طول المنحني :

- في حالة المنحني أكبر من مسافة الرؤية للتجاوز (psd<L)

7- حساب طول منحني الأستدارة السفلي 

تحدد مسافة الرؤية ليلا حسب مسافة الأضواء الامامية للمركبة , بحيث تكون هذه الاخيرة كافية لتحقيق مسافة أيقاف فقط حيث لا يسمح بالتجاوز أطلاقا علي هذا النوع من المنحنيات ويمكن حساب طول منحني الاستدارة السفلي باستخدام المعادلة التالية :

حيث L:طول منحني الاستدارة السفلي (متر)

A: الفرق الجبري بين انحداري المماسين المحيطين بالمنحني .

V: السرعة التصميمية (كم/ساعة )

معايير عامة علي التخطيط الرأسي للطريق 

هناك عدة معايير تجب مراعاتها اثناء التخطيط الرأسي وهي :

- يجب أن يكون الهدف هو الحصول علي منسوب تصميمي طولي سهل ذي تغييرات تدريجية تتمشي مع نوع الطريق ودرجته وكذا طبيعة الارض

-يجب اجتناب التخطيط الرأسي المتموج أو ذي الانخفاضات المحجوبة 

- يجب تجنب الانحدارات الشديدة في جميع الحالات

-الأ يتجاوز انحدار الخطوط الحد الاقصي المسموح به.

- يجب مراعاة الطول الحرج الانحدارات .

- يجب مراعاة مسافات الرؤية اللازمة .

-يجب مراعة التوازن بين حجم الحفر وحجم الردم للتربة .

- لا يقل انحدار الخطوط  عن .5% لتصريف المياه.

- عند وجود تقاطعات مستوية في اجزاء من الطرق ذات انحدارين متوسط وشديد فيحسن تخفيض الانحدار خلال التقاطع.

المعايير عامة علي التخطيط الرأسي لطريق:

هناك عدة معايير تجب مراعاتها أثناء التخطيط الرأسي وهي:

- يجب أن يكون الهدف هو الحصول عي منسوب تصميمي طولي سهل ذي تغييرات تدريجية تتمشي مع نوع الطريق ودرجته وكذا طبيعة الارض .

- يجب أجتناب التخطيط الرأسي المتموج أو ذي الانخفاضات المحجوبة .

- يجب تجنب الانحدارات الشديدة في جميع الحالات 

- ألا يتجاوز انحدار الخطوط الحد الأقصي المسموح به.

- يجب مراعاة الطول الحرج للانحدارات .

- يجب مراعاة مسافات الرؤية اللازمة .

- يجب مراعاة التوازن بين حجم الخفر وحجم الردم للتربة .

- لا يقل انحدار الخطوط عن .5 % لتصريف المياه.

- عند وجود تقاطعات مستوية في أجزاء من الطرق ذات انحدارين متوسط وشديد فيحسن تخفيض الانحدار خلال التقاطع 

8- التنسيق بين التخطيط الأفقي والتخطيط الرأسي

يجب أن يقوم المصمم بالتوفيق بين التصميم الأفقي والتصميم الرأسي ويسعي الي أحداث تجانس بينها كي يتحصل علي طريق أمن وغير مشوه ولتحقيق ذلك لابد من اتباع الأسس التالية :

- يفضل أن يكون طول المنحني الأفقي أكبر من طول المنحني الرأسي في نفس المنطقة.

- يجب أن تكون المنحنيات الأفقية متوازنة مع المنحدرات الطولية , حيث أن التخطيط الأفقي المستقيم أو المنحنيات الأفقية المنبسطة مجتمعة مع انحدارات طولية حادة أو طولية , وكذا عمل انحناء حاد للأحتفاظ بانحدار منبسط ,كلاهما تصميم ردئ

- تجنب التداخل بين المنحني الأفقي والمنحني الرأسي.

- تجنب أدخال منحني أفقي حاد قرب منتصف منحني رأسي سفلي.

-تجنب أدخال منحني أفقي حاد قرب قمة منحني رأسي سفلي.

- تخفيض الانحدار عند التقاطعات .

- في حالة وجود منحنيات أفقية أو رأسية عند تقاطع يجب التقليل من حدة هذه المنحنيات .