تصميم المنحنيات الرأسية للطريق

التصميم الرأسي للطرق

الهدف من هذا الدرس 

 تصميم المنحنيات الراسية

حساب الحد الاقصي والادني للميل الطولي للطريق

حساب مسافات الرؤية عند المنحنيات الرأسية

قراءة المخططات التصميمية ومعرفة عناصرها المختلفة

التصميم الرأسي للطريق

التخطيط الرأسي

يتكون القطاع الطولي للطريق من سلسة من المماسات او الخطوط المستقيمة المتتالية والمتصلة بمنحنيات رأسية علي شكل القطاع المكافئ كما هو مبين في الشكل ويشمل التخطيط الرأسي تحديد انحدار الخطوط المستقيمة وتصميم المنحنيات الرأسية بينها وتحديد اطوال هذه المنحنيات وعناصرها ,

وبتحديد المحور الرأسي للطريق تتحدد مناسيب الرصف والمسائل التي تتعلق بالتنفيذ كالحفر والردم والصرف

وعند تصميم خط منسوب الطريق يجب الاخذ في الاعتبار الجانب الاقتصادي بجعل عمليات الحفر والردم في حدها الادني , وتحقيق متطلبات مسافة الرؤية وغيرها من متطلبات مسافة الرؤية وغيرها من متطلبات التصميم . وفي المناطق الجبلية يجب وضع خط المنسوب بحيث يحقق التوازن بين اعمال الحفر والردم لتقليل تكلفة الانشاء .

وفي المناطق السطحية يجب ان يرتفع خط الطريق عن سطح الارض الطبيعية بالمقدار الذي يسمح بتصريف المياه السطحية بسهولة 

نموذج من منحنيات رأسية

ومن الشكل الموضح اعلاه نستنتج:

حيث A الفرق الجبري بين انحداري المماسين المحيطين بالمنحني

الحد الاقصي والادني للميل الطولي للطريق

قد بينت الدراسات ان جميع العربات الخاصة تستطيع صعود الانحدارات التي تصل الي 8% بسهولة ولا تتأثر سرعتها كثيرا علي عكس مركبات النقل التي تتأثر سرعتها بشدة بالميول والجدول التالي يعطي بعض القيم الخاصة بالانحدارات القصوي المقبولة التي حددتها هيئة اشو علي اساس السرعة التصميمية لبعض انظمة الطرق .

وتتوقف السرعة القصوي للمركبات التجارية عند صعودها الانحدارات علي طول ونسبة الانحدار وعلي النسبة بين الوزن والقدرة للمركبة .

الانحدارات القصوي المقبلة حسب مواصفات هيئة اشتو (a asht)

الطول الحرج لميل الطريق

بالاضافة الي الحد الاقصي المسموح به للأنحدار فأن هناك طولا حرجا للأنحدار يجب ان يؤخذ في الاعتبار عند التصميم , وهو اقصي طول علي انحدار عربات النقل صعوده والبقاء عليه دون ان يؤثر ذلك تأثرا كبيرا علي سرعتها ويكون التخفيض في السرعة في حدود 25 كم / الساعة فقط من السرعة المتوسطة .

ويعطي الجدول الاطوال الحرجة للمنحدرات التي تتناسب مع مقدار الانحدار حسب ماصفات هيئة اشتو AASHTO 

قيم الاطوال الحرجة للمنحدرات حسب مواصفات هيئة اشتو AASHTO

مثال توضيحي

احسب الطول الحرج لمنحدر مقداره 5%

الحل :

الطول الحرج يساوي 250 م هذا يعني ان عربة النقل المحملة التي تصعد علي انحدار بنسبة 5% تستطيع البقاء علي هذا الطريق لمسافة تصل الي 250 م دون ان تنخفض سرعتها اكثر من 25 كم / الساعة

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 علي شكل منحنيات استداره علوية (اي منحنيات رأسية محدبة) كما هو موضح في الشكل السابق 

او منحنيات استدارة سفلية (اي منحنيات رأسية مقعرة) كما في الشكل السابق

يجب ان تكون المنحنيات الرأسية سهلة الاستخدام وتهئ تصميمأ امنا ومريحا في التشغيل , ومقبولا في الشكل ,وكافيا لتصريف المياه مع مراعاة النواحي الاقتصادية .واهم مطلب في المنحنيات الرأسية هو تعطينا مسافات رؤية كافية للسرعة التصميمية . ويستخدم القطع المكافئ في المنحنيات الرأسية لسهولة حساباته وبساطة توقيعة في الطبيعة واستيفائه للمطالب السابقة حسب الجدول.

ولتعيين العناصر اللازمة 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 الافقية بين نقطتي البداية والنهاية للمنحني .

منحنيات استدارة علوية

منحنيات استدارة سفلية

العناصر التصميمية للمنحنيات الرأسية

مسافة الرؤية عند المنحنيات الرأسية

تكون المنحنيات الرأسية علي نوعين اما منحنيات استدارة علوية (منحنيات قمة) او منحنيات استدارة سفلية (منحنيات قعر) 

ويجب ان تصمم هذه المنحنيات بمساقة رؤية كافية تمكن السائق من الوقوف او التجاوز براحة وامان 

حساب طول منحني الاستدارة العلوي لمسافة الرؤية للتوقف (SSD)

لأيجاد طول المنحني الرأسي اللازم لتأمين مسافة رؤية كافية للتوقف نأخذ الحالات التالية :

1- الحالة الاولي : طول المنحني اكبر من مسافة الرؤية (SSD<L)

2- الحالة الثانية : طول المنحني اقل من مسافة الرؤية (SSD>L)

حيث :

L : طول منحني الاستدارة للتوقف (متر)

S: مسافة الرؤية للتوقف علي منحني الاستدارة العلوي (متر)

A: الفرق الجبري بين انحداري المماسين المحيطين بالمنحني (بدون نسبة مئوية)

H1 :  ارتفاع عين السائق عن سطح الارض وتؤخذ 1.22 متر

H2 : ارتفاع عائق عن سطح الارض وتؤخذ 0.1 متر

حساب طول منحني الاستدارة العلوي لمسافة التجاوز

لحساب طول منحني الاستدارة العلوي لمسافة التجاوز نستخدم نفس العلاقات السابقة الخاصة بمسافة الرؤية للتوقف مع اخذ ارتفاع عين السائق عن سطح الارض H1 متساوية مع ارتفاع العائق عن سطح الارض H2 ( أي   م h1=h2 = 1.22)

وعليه يكون طول المنحني :

1- في حالة طول المنحني اكبر من مسافة الرؤية للتجاوز (PSD<L)

2- في حالة مسافة الرؤية للتجاوز اطول من طول المنحني (PSD>L)

حيث :

L : طول منحني الاستدارة للتوقف (متر)

S: مسافة الرؤية للتوقف علي منحني الايتدارة العلوي (متر)

A: الفرق الجبري بين انحدار المماسين المحيطين بالمنحني (بدون نسبة مئوية)

حساب طول منحني الاستدارة السفلي

تحدد مسافة الرؤية حسب مسافة الاضواء الامامية للمركبة , بحيث تكون هذه الاخيرة كافية لتحقيق مسافة ايقاف فقط حيث لا يسمح بالتجاوز اطلاقا 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)

يمكنك متابعة الشرح ايضا من خلال (شرح الامثلة بالحل لتصميم المنحنيات الرأسية للطريق ) من صفحه الخاصة بهندسة الطرق

يمكنك متابعة ايضا من خلال (شرح معايير عامة علي التخطيط الرأسي للطريق ) من صفحة الخاصة بهندسة الطرق

مع الشكر لكل المتابعين والزوار العاديين