VYSOKÉ UENÍ TECHNICKÉ V BRN FAKULTA STAVEBNÍ PETR HOLCNER POZEMNÍ KOMUNIKACE I. MODUL BM01-M01 TRASA POZEMNÍCH KOMUNIKACÍ STUDIJNÍ OPORY PRO STUDIJNÍ PROGRAMY S KOMBINOVANOU FORMOU STUDIA
Pozemní komunikace I. Modul BM01-M01 Petr Holcner, Brno 2005-2 (35) -
Obsah OBSAH 1 Úvod...5 1.1 Cíle...5 1.2 Požadované znalosti...6 1.3 Doba potebná ke studiu...6 1.4 Klíová slova...6 2 Pozemní komunikace...7 2.1 Základní pojmy podle Zákona o pozemních komunikacích...7 2.1.1 Návrh kategorie pozemních komunikací podle normy...8 2.2 Šíkové uspoádání...9 2.2.1 Silniní koruna podle SN 73 6101...9 2.2.2 Názvosloví píného ezu...10 2.2.3 Normové kategorie silnic...11 2.3 Normové kategorie dálnic...13 3 Návrhové prvky...14 3.1 Návrhová rychlost...14 3.2 Smrodatná rychlost...15 3.3 Podélný sklon...17 3.4 Výškové zakružovací oblouky...17 3.4.1 Vrcholové vypuklé zakružovací oblouky...18 3.4.2 Údolnicové vyduté - zakružovací oblouky...18 4 Trasa silniní komunikace...20 4.1 Osa komunikace...21 4.1.1 Prvky smrového ešení...22 4.1.2 Zpsob záznamu smrového ešení tenový polygon...22 4.2 Niveleta...23 4.2.1 Zpsob záznamu výškového ešení tenový polygon...24 4.2.2 Výpoet zakružovacích oblouk...24 4.2.3 Výpoet místa s nulovým sklonem...25 4.2.4 Výpoet podélného sklonu v libovolném bodu...26 4.3 Vazba smrového a výškového ešení...26 4.3.1 Normové požadavky prostorové ešení trasy...27 4.3.2 Normové požadavky výsledný sklon...28 4.3.3 Normové požadavky - osa...29 4.3.4 Normové požadavky - niveleta...29 4.3.5 Normové požadavky kižovatky...30 4.3.6 Normové požadavky - zalenní...30 4.3.7 Ideální smrové ešení...30 5 Píné ezy...31 6 Praktický postup pi návrhu trasy...32 6.1 Podklady pro návrh...32 6.2 Trasa konstantního sklonu - metoda stupové áry...32-3 (35) -
Pozemní komunikace I. Modul BM01-M01 6.3 Požadavky kladené na návrh... 33 7 Závr... 35 7.1 Shrnutí... 35 7.1.1 Seznam použité literatury... 35 7.1.2 Seznam doplkové studijní literatury... 35 7.1.3 Odkazy na další studijní zdroje a prameny... 35-4 (35) -
Úvod 1 Úvod Stavba pozemních komunikací (tak se souhrnn nazývají silnice, dálnice a rychlostní komunikace) je docela složitý proces. Na zaátku je ekonomicky a politicky motivované rozhodnutí zda stavt, kde stavt a za kolik stavt. Zodpovdné instituce a initelé musejí posoudit, jaké investice jsou pimené významu a poteb stavby Technickým vyjádením velkorysosti ( a tedy míry investic, které se uznají za pimené významu) je návrhová rychlost komunikace a šíková kategorie komunikace. K návrhové rychlosti a kategorii jsou v píslušných technických normách pedepsány návrhové parametry. Projektant a stavitel komunikace pak mže uplatovat své znalosti a zkušenosti pouze v rámci tchto omezení. Základním prvkem návrhu je návrh trasy. Pestože je návrh svázán pesnými normami, existuje velký prostor pro více i mén odlišné návrhy. Jejich vzájemné porovnání nemusí být jednoznané. Jedná se totiž o multikriteriální hodnocení, pi kterém se porovnávají zcela odlišné charakteristiky. Ty mohou mít zcela odlišnou váhu pro lidi s rznými zájmy a preferencemi a rovnž tak pro rzné zájmové skupiny. Neexistuje žádné objektivní kritérium nebo soubor kritérií, pro rozhodnutí tohoto druhu. Protože je návrh trasy složitý a nejednoznaný, navrhuje se trasa ve více variantách, ímž se ponkud zmenší problém s nejednoznaností pi návrhu a nejednoznaností pi hodnocení. Tento postup by ml zvtšit pravdpodobnost toho, že navržená komunikace bude sloužit potebám, bude bezpená, ekonomická pi stavb, provozu i údržb a buse se blížit optimu. Pedmt Silnice a dálnice I. se vnuje pedevším návrhu trasy pozemních komunikací, jednotlivým složkám návrhu a sladní jednotlivých, asto protichdných, požadavk tak. Modul BM01-M01 se pak zabývá pedevším pedpoklady uvedenými v prvním odstavci, které vedou k rozhodnutí zda stavt a za kolik: Vznikem dopravní poptávky, dopravní sítí, charakteristikami dopravního proudu a požadavky na komunikaci. 1.1 Cíle Z následujícího textu byste mli získat základní informaci o možných požadavcích na návrh trasy silnice nebo dálnice. Nejdíve se však seznámíte s terminologií používanou v silniáském oboru. Dostanete základní informaci o projekní norm. Nejdležitjší návrhové parametry z normy jsou v tomto textu rovnž uvedeny. Mli byste se dozvdt, jaké jsou praktické postupy, které by mly vést k uspokojení tchto požadavk, které jsou asto protichdné. Výpoty smrového ešení však nejsou v tomto textu obsaženy tte modul Smrové ešení pozemních komunikací. - 5 (35) -
Pozemní komunikace I. Modul BM01-M01 1.2 Požadované znalosti Následující text pedpokládá základní znalosti matematiky a fyziky. Pedpokládá se absolvovaný úvod do pozemních komunikací na úrovni BO01 Konstrukce a dopravní stavby, základní znalost geodézie, znalost ortogonálního a polárního vytyování bod, znalost hlavních vytyovacích prvk smrového oblouku. 1.3 Doba potebná ke studiu Asi 28 hodin. 1.4 Klíová slova Trasování, trasa, smrové ešení, osa, smrový oblouk, výškové ešení, niveleta, zakružovací oblouk, podélný sklon, píný ez, kategorie, píný sklon, výsledný sklon, oklápní. - 6 (35) -
Pozemní komune 2 Pozemní komunikace 2.1 Základní pojmy podle Zákona o pozemních komunikacích Pojem pozemní komunikace je zavedený Zákonem.13/1997 Sb. o pozemních komunikacích. Pedmt zákonné úpravy je definován v 1: Zákon upravuje kategorizaci pozemních komunikací, jejich stavbu, podmínky užívání a jejich ochranu, práva a povinnosti vlastník pozemních komunikací a jejich uživatel a výkon státní správy ve vcech pozemních komunikací píslušnými silniními správními úady. V 2 zákon definuje, co je pozemní komunikací: Pozemní komunikace je dopravní cesta urená k užití silniními a jinými vozidly a chodci, vetn pevných zaízení nutných pro zajištní tohoto užití a jeho bezpenosti. Za pozemní komunikace se tedy ve smyslu zákona ani ve smyslu bžného použití tohoto výrazu nepovažují kolejové cesty (železnice), naopak ale tramvaje jezdí po pozemních komunikacích a tramvajové tleso je bžn.souástí pozemní komunikace. Pro ješt vtší pestrost lze dodat, že tramvaje a dokonce i trolejbusy v nkterých ohledech podléhají drážním pedpism, ale v této chvíli se tím nemusíme dále zabývat. Dle se v 2 pozemní komunikace dlí na tyto kategorie: a) dálnice, b) silnice, c) místní komunikace, d) úelová komunikace. My se dále budeme zabývat pouze silnicemi a dálnicemi a pedevším normou, která na n stanovuje požadavky. Tou je SN 73 6101 Projektování silnic a dálnic. Podle 4 zákona: Dálnice je pozemní komunikace urená pro rychlou dálkovou a mezistátní dopravu silniními motorovými vozidly, která je budována bez úrovových kížení, s oddlenými místy napojení pro vjezd a výjezd a která má smrov oddlené jízdní pásy. Dálnice je pístupná pouze silniním motorovým vozidlm, jejichž nejvyšší povolená rychlost není nižší, než stanoví zvláštní pedpis (80 km/h podle Zákona 361/2000 Sb. o provozu na pozemních komunikacích). Silnice je definována v 5 takto: Silnice je veejn pístupná pozemní komunikace urená k užití silniními a jinými vozidly a chodci. Silnice tvoí silniní sí. Zákon silnice dále rozdluje: a) silnice I. tídy, která je urena zejména pro dálkovou a mezistátní dopravu, b) silnice II. tídy, která je urena pro dopravu mezi okresy, c) silnice III. tídy, která je urena k vzájemnému spojení obcí nebo jejich napojení na ostatní pozemní komunikace. - 7 (35) -
Pozemní komunikace I. Modul BM01-M01 2.1.1 Návrh kategorie pozemních komunikací podle normy SN 73 6101 Projektování silnic a dálnic v souladu se zákonem dlí silnice a dálnice na silnice s neomezeným pístupem (to je kategorie S) a na rychlostní silnice a dálnice s omezeným pístupem (to jsou kategorie R a D). V tabulce 1 zavádí norma vztah mezi tídou komunikace a její kategorií pibližn takto: ísla v kategorijním oznaení udávají tzv. volnou šíku komunikace (bude upesnno v následující kapitole o návrhových kategoriích) a návrhovou rychlost (samostatná kapitola). V tabulce 5 pak norma ješt upravuje použití kategorií komunikací ve vztahu k intenzit dopravního proudu. - 8 (35) -
Pozemní komune 2.2 Šíkové uspoádání 2.2.1 Silniní koruna podle SN 73 6101 SN 73 6101 v l. 9.1 definuje výtem prvk korunu silniní komunikace a lení takto: a) u smrov nerozdlených silnic - 9 (35) -
Pozemní komunikace I. Modul BM01-M01 obousmrný jízdní pás pípadné pídatné pruhy vodicí proužky krajnice pípadné postranní dlicí pásy pípadné pidružené pruhy nebo pásy b) u smrov rozdlených silnic a dálnic dva jednosmrné jízdní pásy pípadné pídatné pruhy vodicí proužky stední dlicí pás vodicí proužky stední dlicí pás krajnice pípadné postranní dlicí pásy pípadné pidružené pruhy nebo pásy Jízdní pás se skládá podle l. 9.2: a) na jednopruhových silnicích z jednoho jízdního pruhu pojíždného v obou smrech b) na smrov nerozdlených silnicích s jednoho nebo dvou jízdních pruh v každém smru c) na smrov rozdlených komunikacích ze dvou nebo více stejnosmrných jízdních pruh Šíka jízdních pruh je stanovena pro základní kategorie v tchto hodnotách: 2,75 m, 3,00 m, 3,25 m, 3,50 m a 3,75 m. 2.2.2 Názvosloví píného ezu Pro popis píného ezu se používají pojmy, které jsou v následujících obrázcích. První obrázek definuje názvosloví pro píné ezy takto: 1 - smrový sloupek, 2 - svah výkopu, 3 - hranice silniního pozemku, 4 - mezník, 5 - pvodní terén, 6 - humus a zatravnni, 7 - výkop (záez), 8 - píkop, 9 - nezpevnná krajnice, 10 - zpevnná krajnice, 11 - vodicí proužek, 12 - jízdní pruh, 13 - násyp, 14 - svah násypu, 15 svodidlo Druhý a tetí obrázek ukazují prostorové uspoádání a smrov rozdlených a nerozdlených komunikací. - 10 (35) -
Pozemní komune 2.2.3 Normové kategorie silnic Píný ez komunikace je složen z návrhových prvk definovaných a vlastn i pevn stanovených v SN 73 6101 Projektování silnic a dálnic. Jde o tyto prvky: Jízdní pruh a je uren k provozu dopravního proudu, jeho šíka je dána maximálním rozmrem vozidel, které se mohou pohybovat na veejných komunikacích. Podle vyhl..102/1995/sb. o technických podmínkách pro- - 11 (35) -
Pozemní komunikace I. Modul BM01-M01 vozu na pozemních komunikací je maximální celková šíka vozidel 2,55 m (pro vozidla s tepeln izolovanou nástavbou 2,60 m a pro tramvaje 2,65 m). Jízdní pruh musí být širší než je vozidlo a to s rezervou pro bezpené míjení protijedoucích vozidel nebo pevných pekážek. Vodicí proužek v je v píném ezu prostor, na který vozidla mohou vjíždt a slouží k vymezení a ohraniení jízdního pruhu. To se dje vodorovným dopravním znaením plnou vodicí arou (její rozmr bývá vtšinou 125 mm a tedy je menší než vodicí proužek ve smyslu prvku šíkového uspoádání. Vn vodicího proužku je zpevnná krajnice c. Ta není urena k pojíždní vozidel, ale pouze k jejich odstavování a k pšímu a cyklistickému provozu (na silnicích s neomezeným pístupem), pokud pro nj není vylenn jiný prostor. Následuje nezpevnná krajnice. Zvtšuje prostor pro odstavení vozidla. Výše uvedené prvky jsou vymezeny podle okolností svodidlem nebo smrovým sloupkem. Prvky mezi smrovými sloupky nebo svodidly pedstavují tzv. volnou šíku komunikace, jejíž rozmr se používá k oznaení kategorijní šíky Jak je vidt ze schématu, v pípad použití svodidel je hrana silniní koruny 1,0 m za ukonením krajnice, v pípad smrových sloupk je to 0,25 m. Pro dvoupruhové kategorie silnic existují práv tyi možnosti šíkového uspo- ádání. Krom toho má norma ješt jednu zídka užívanou kategorii jednopruhové silnice. - 12 (35) -
Pozemní komune 2.3 Normové kategorie dálnic Dálnice a smrov rozdlené komunikace jsou ešeny obdobn. Norma navíc pedpokládá možnost odvozovat od typruhových šesti a osmipruhové komunikace. Skladebné prvky jsou tytéž jako pro silnice. Navíc se rozlišují vodicí proužky v 1 a v 2 pro vnjší a vnitní vodicí proužek a pibývá stední dlicí pás d. Vodicí proužek u stedního dlicího pásu je ve vtšin pípad vtší z toho dvodu, že na vnitní stran komunikace se nenavrhuje krajnice a odstup je zajištn aspo vtším vodicím proužkem. - 13 (35) -
Pozemní komunikace I. Modul BM01-M01 3 Návrhové prvky SN 73 6101 stanovuje pro návrh komunikace limitní hodnoty tzv. návrhových prvk, které je nutno dodržet a které jsou závislé na návrhové rychlosti v n a posuzují se následné, jestli vyhovují smrodatné rychlosti v s. Závazné návrhové prvky, jsou vyjmenovány v l. 8.1.2: R min minimální polomr smrového oblouku (viz modul Smrové ešení pozemních komunikací) R v minimální polomr vrcholového zakružovacího oblouku (viz kapitolu o výškovém ešení) R u minimální polomr údolnicového zakružovacího oblouku (viz kapitolu o výškovém ešení) D z délka rozhledu pro zastavení D p délka rozhledu pro pedjíždní p% píný sklon vozovky Norma stanovuje hodnoty v závislosti na jednotícím návrhovém parametru zvaném návrhová rychlost. Návrhová rychlost je dána pedevším našimi požadavky na komfort a kapacitu komunikace a dále charakterem území, ve kterém se pohybujeme. V tabulce 9 normy jsou uvedeny návrhové rychlosti odpovídající druhu území a kategorii. Ve stejné tabulce je uveden vždy odpovídající podélný sklon s% jako další významný návrhový prvek. Informace o R min minimálním polomru smrového oblouku najdete v modulu Smrové ešení pozemních komunikací. D z, D p délky rozhledu pro zastavení a pro pedjíždní budou probírány v pedmtu CM01 Projektování pozemních komunikací. 3.1 Návrhová rychlost SN 73 6701 používá pojem návrhové rychlosti, aniž by se zabývala vysvtlením tohoto pojmu. Pouze v l. 8.2 uvádí, že se volí v rozsahu 120 až 80 km/h pro dálnice a rychlostní silnice a v rozsahu 100 až 30 km/h pro silnice. Návrhová rychlost závisí na územních podmínkách, které norma rozeznává ty typ rovinaté s pirozenými sklony terénu do 3%, mírn zvlnné do 5%, pahorkovité do 15% a horské nad 15%. Nutno zdraznit, že návrhová rychlost v n není mínna jako rychlost, kterou se bude njaké urité vozidlo pohybovat po komunikaci, ani to není žádná rychlost limitní. Ani to není rychlost, která by zaruovala bezpenou jízdu nebo provoz za pesn specifikovaných podmínek. Jak ale uvidíte dále (nap. pi odvozování návrhových parametr), s bezpeností návrhová rychlost úzce souvisí. Co tedy návrhová rychlost je? Jde o smluvní rychlost, vycházející z empirie i z fyzikálních zákon, které písluší pijatelná míra bezpenosti provozu na pozemních komunikacích. - 14 (35) -
Návrhové prvky Návrhové prvky jsou odvozovány na základ jednoznaných fyzikálních model, ale reálné chování je závislé na velkém množství parametr, které nejsou pesn známy a nebo nemohou být ani jednoznan popsány. Tmi parametry jsou nap.: smykové vlastnosti vozovky ty umíme stanovit, ale jsou závislé na pomrn rychlých zmnách klimatických a na dlouhodobých zmnách kvality povrchu vozovky vlastnosti a stav vozidla liší se dost podstatn mezi vozidly v dopravním proudu nerovnosti vozovky chování idie, jeho schopnosti, momentální kondice, psychologické nastavení a jiné jeho vlastnosti, které nejsou unifikované Návrhová rychlost má tedy charakter spíše statistický a její vztah s návrhovými prvky je takový, že má zaruit, že bezpenost komunikace bude v pijatelných mezích. Nezaruuje absolutní bezpenost. Dále je nutno dodat, že použití návrhových prvk, které norma pedepisuje pro zvolenou návrhovou rychlost, nezaruuje ani to, co je uvedeno v pedchozím odstavci. Bezpenost komunikace závisí nejen na jednotlivých prvcích, ale i na jejich vzájemné kombinaci. Krom toho bezpenost závisí do znané míry na okolí komunikace a na spolupsobení komunikace s okolím, což je vc, kterou není možné jednoznan upravit normou do všech podrobností. Závr je tedy takový projektant musí respektovat požadavky plynoucí z návrhové rychlosti, ale musí je aplikovat s rozmyslem a znanou zkušeností. Pouhá aplikace normy nezaruuje dobrý výsledek. Pokud jde o porovnání velikosti návrhové rychlosti, bývá nižší než maximální povolená rychlost (viz nap. dálnice a limit maximální rychlosti 130 km/h). Rychlost vozidel v dopravním proudu mže být vyšší, než návrhová rychlost, ale mže být i nižší. Závisí to na hustot dopravního proudu (napíklad pi dopravní zácp rychlost klesá k nule), na klimatických podmínkách (pi mlze je rychlost rovnž malá), na složení dopravního proudu (tžká nákladní vozidla nebo v extrémním pípad traktor mohou rychlost rovnž podstatn snížit) a na mnoha jiných okolnostech. 3.2 Smrodatná rychlost Nová verze SN 73 6101 zavádí nov pojem smrodatné rychlosti. Návrh trasy provedený podle návrhové rychlosti se ovuje podle smrodatné rychlosti. Smrodatná rychlost je vtší nebo aspo stejná jako návrhová rychlost a mla by být bližší skutené rychlosti vozidel. Smrodatná rychlost by mla na rozdíl od návrhové rychlosti zohlednit kombinované psobení jednotlivých smrových. Podélné sklony však nereflektuje. Zjednodušen jde o to, že tam, kde ve smrovém ešení pevažuje pímá nebo oblouky o velkém polomru, lze pedpokládat vtší rozdíl skutené rychlosti a návrhové rychlosti proti místm, kde jsou limitní hodnoty návrhových prvk. idi má tendenci udržovat rychlost v souvislých úsecích, tedy i po píjezdu do místa s menšími polomry. Smrodatná rychlost se odlišn uruje pro smrov rozdlené a smrov nerozdlené komunikace. Pro smrov rozdlené (silnice S) závisí smrodatná rychlost na kivolakosti komunikace: - 15 (35) -
Pozemní komunikace I. Modul BM01-M01 j = K γ i i = 1 l Kivolakost K se stanovuje pro celou posuzovanou komunikaci tak, že se se- tou úhlové zmny v jednotlivých dílích úsecích a vydlí se celkovou délkou. Norma nespecifikuje pesn délku dílích úsek, pouze požaduje, aby v úseku byly stejné nebo podobné charakteristiky. Smrodatná rychlost (viz dále tabulku) by se mezi dílími úseky nemla lišit o více než 10 km/h. Pokud se odlišuje více, norma požaduje zvolit dílí úseky tak, aby se tento rozdíl zmnil vhodnou volbou dílích úsek na 10 km/h. Kivolakost podle výše uvedeného vztahu je pímo úmrná soutu úhlových zmn v jednotlivých dílích úsecích (úseky od 1 do j) v posuzovaném úseku [grad] a nepímo úmrná délce posuzovaného úseku. Respektive kivolakost je definována jako prmrná úhlová zmna na jednom kilometru trasy. Smrodatná rychlost se pak vyhledá podle návrhové rychlosti a kivolakosti (viz tabulka 6 normy). Pro dálnice a smrov rozdlené silnice norma pedepisuje smrodatnou rychlost pouze v závislosti na návrhové rychlosti bez ohledu na kivolakost nebo jiné faktory ovlivující dynamiku jízdy (viz tabulky 7, 8 normy). Takto zjištné smrodatné rychlosti musí podle l. 8.3.1 odpovídat následující hodnoty návrhových prvk (ty jsme na poátku navrhovali pro návrhovou rychlost): p% dostedný píný sklon vozovky ve smrových obloucích R polomr smrového oblouku ale pouze tam, kde je základní (stechovitý) píný sklon ve smrovém oblouku podle tabulky 12 normy (viz modul Smrové ešení pozemních komunikací) R v minimální polomr vrcholového zakružovacího oblouku, R u minimální polomr údolnicového zakružovacího oblouku D z délka rozhledu pro zastavení, D p délka rozhledu pro pedjíždní Pokud hodnoty nevyhovují smrodatné rychlosti, je teba návrh zmnit. - 16 (35) -
Návrhové prvky 3.3 Podélný sklon Maximální podélný sklon se odvozuje od kategorie komunikace a typu území spolu s návrhovou rychlostí (viz tabulku 9). Podélný sklon není omezený, jen je nutno vyešit podélné odvodnní (píkopy a rigoly) a hlavn je teba vyešit zmny píného sklonu (klopení) tak, aby v libovolném bodu na povrchu bylo zajištno odvodnní výsledným sklonem min. 0,5%. Tato nutnost vtšinou vede k používání podélných sklon vtších nebo rovných 0,5%. Nulový podélný sklon se dá bez problém využít v kombinaci se smrovými oblouky o velikém polomru, které nevyžadují dostedný sklon a neoklápjí se. 3.4 Výškové zakružovací oblouky V SN 73 6101 jsou popsány obecné požadavky na lomy podélného sklonu v l. 8.16, zde jmenovit ve lánku 8.16.1 je jmenována parabola druhého stupn jako oblouk používaný pro zaoblení lomu nivelety. Teoreticky však nejsou námitky proti jiným druhm oblouk. Parabola má výhodu ve snadném výpotu. Estetickým a bezpenostním kritériím vyhovuje. Do teen výškového oblouku se vkládá tak, aby plynule navazovala. Strany výškového polygonu - 17 (35) -
Pozemní komunikace I. Modul BM01-M01 jsou tedy tenami parabolického oblouku. Parabola je urena polomrem oskulaní kružnice paraboly, který je parametrem paraboly. Parabola má svislou osu. Nejvtší kivosti dosahuje parabola ve vrcholu, je to kivost daná polomrem oskulaní kružnice: 1 ρ = R Pro takto navržený parabolický oblouk platí: Mimo vrchol paraboly dosahuje kivost menších hodnot (polomr kivosti je vtší). Ve vrcholu parabolického oblouku je velikost podélného sklonu nulová. Poloha vrcholu paraboly není totožná s polohou vrcholu výškového polygonu (shodují se pouze v pípad symetrických sklon, tedy totožných v absolutní hodnot ale s opaným znaménkem) 3.4.1 Vrcholové vypuklé zakružovací oblouky Velikost polomru zakružovacího oblouku je odvozena z požadované rozhledové vzdálenosti (viz l. 8.5 normy). Vypuklé (vrcholové) zakružovací oblouky vymezují rozhledovou vzdálenost tím, že skrz vypuklý oblouk idi nevidí. Vzdálenost, kam idi dohlédne, pak závisí na výšce jeho oka a na výšce pekážky nebo protijedoucího vozidla a na polomru. Výpoet je popsán v píloze G normy. Rozlišují se dva pípady. Rozhled pro zastavení (musí být dodržen vždy) požaduje dohled na pekážku ležící na vozovce. Uvažuje se s rychlostí vozidla, které musí ped pekážkou zastavit. Nutná vzdálenost je závislá rovnž na podélném sklonu. Rozhled pro pedjíždní musí být takový, aby bylo možno spatit naproti jedoucí vozidlo ve vzdálenosti, která umožuje bezpené pedjetí. Pitom se do úvahy musí brát rychlosti protijedoucích vozidel a as nezbytný pro pedjíždní. Minimální polomry jsou specifikovány v norm v tabulce 17. Je žádoucí používat polomry vtší než minimální. 3.4.2 Údolnicové vyduté - zakružovací oblouky Vyduté (údolnicové) oblouky vymezují rozhledovou vzdáleností danou dosvitem svtelného kužele vozidla s potkávacími svtly. Svtelný kužel má pedepsané omezení horní ohraniující rovinou. Potom ve vydutém oblouku vzdálenost dosvitu závisí na polomru oblouku. Výpoet je popsán v píloze H normy. Není nutné se zabývat rozhledem pro pedjíždní, protijedoucí vozidlo samo svítí a je viditelné. - 18 (35) -
Návrhové prvky Minimální polomry jsou specifikovány v norm v tabulce 18. Je žádoucí používat polomry vtší než minimální. - 19 (35) -
Pozemní komunikace I. Modul BM01-M01 4 Trasa silniní komunikace Trasa pozemní komunikace (silnice, dálnice, rychlostní komunikace) je prostorová kivka (viz obrázek) splující požadavky normy a naplující bžn uznané rozumné zásady v závislosti na významu a typu komunikace a na území, kterým komunikace prochází. Pro názornost lze pibližn tvrdit, že trasu komunikace v reálném prostoru reprezentuje prbh stední dlicí áry na vozovce. Trasa se definuje zvláš pro smrovou složku a zvláš pro výškovou ást ešení. Rovnž požadavky normy jsou formulovány samostatn a tomu odpovídají i samostatné výkresové pílohy. Návrh trasy je složitý multikriteriální problém. Jeho vyešení vyžaduje jistou zkušenost. Projektant je povinen respektovat normová ustanovení, ale pouhé respektování normy v žádném pípad nezaruuje optimální ešení. Používaná kritéria jsou pedevším: a) technické požadavky specifikované v norm návrhové prvky komunikace b) technické parametry plynoucí z konkrétních specifických podmínek (v rámci daném normou lze vybírat rzné hodnoty návrhových prvk s ohledem na konkrétní úel komunikace) c) ekonomické požadavky (hledání rovnováhy mezi ekonomickými možnostmi, pínosem a významem komunikace, minimalizace celkových náklad a maximalizace pínos) d) ešení existujících nebo pedpokládaných pepravních požadavk, poteby území e) ochrana území proti negativním úinkm dopravy f) technologické možnosti g) dostupnost materiálových zdroj - 20 (35) -
Trasa silniní komunikace Protože se pi návrhu jedná o prostorový problém a prostedky pro zobrazení jsou pouze dvourozmrné, je nutná prostorová pedstavivost a imaginace. Pro úplný popis ešení se ješt používají píné ezy, které pidávají ješt výškový a šíkový rozmr a umožují pedstavu prostorového tlesa (silniního tlesa násypu, záezu, ). 4.1 Osa komunikace Osa komunikace je prmt kivky trasy do vodorovné roviny. Osa komunikace leží typicky v ose píného ezu, který bývá vtšinou symetrický. Pokud si pedstavujeme trasu jako prostorovou kivku v míst stední dlicí áry, osa je pak prmtem této áry do vodorovné roviny. Výkres, který vznikne prmtem do vodorovné roviny, se nazývá situace, situaní výkres a znázoruje se v nm smrové ešení komunikace. Všechny délkové rozmry, které se udávají v projektu pozemní komunikace jsou rozmry ve vodorovném prmtu (tedy udávané délky návrhových prvk komunikace, staniení, vzdálenosti a kilometráže nejsou skutenými hodnotami menými pi prjezdu, ale jsou to pr- - 21 (35) -
Pozemní komunikace I. Modul BM01-M01 mty skutených délek do vodorovné roviny. V situaním výkresu je terén znázornný pomocí vrstevnic. Výpoet osy komunikace je popsán v modulu Smrové ešení pozemních komunikací. 4.1.1 Prvky smrového ešení Výpoty smrového ešení jsou popsány v modulu Smrové ešení pozemních komunikací, tam najdete další informace. Smrové ešení používá dva prvky: 1) pímky 2) oblouky Pro oblouk se používají dva geometrické tvary: 1) kružnice 2) pechodnice Pechodnice je obecn kivka, která mní svoji plynule kivost vhodným zpsobem. Pechodnice musí propojit pímku (s nulovou kivostí) s kružnicí (s kivostí 1/R). Vhodný zpsob znamená plynulou (spojitou) zmnu kivosti. Norma nepedepisuje konkrétní druh pechodnice, bžn a tém výhradn se používá klotoida, která bude popsána pozdji. SN 73 6101 specifikuje v l. 8.7 používané kombinace pro smrový oblouk: Pro smrovou zmnu osy silniní komunikace se použije oblouk: a) kružnicový s pechodnicemi b) prostý kružnicový c) složený d) pechodnicový 4.1.2 Zpsob záznamu smrového ešení tenový polygon Pro záznam a popis smrového ešení je nutné zapsat (definovat) libovolným zpsobem jednoznan jednotlivé prvky. Pro pímku jsou to napíklad dva body nebo jeden bod a smr. Kružnice mže být urena teba stedem a polomrem, temi body, dvma body a polomrem vetn orientace oblouku. Klotoidická pechodnice (viz modul Smrové ešení pozemních komunikací) je jednoznan urena dvma údaji a mohou to být dv libovolné promnné ze základní rovnice klotoidy, nebo koncový polomr a vzájemná poloha propojované kružnice a teny i požadované vytyovací hodnoty. Poloha bod mže být popsána libovoln, teba souadnicemi ve zvolené soustav. Preferuje se a bžn se používá pro popis a výpoet smrový (tenový) polygon. Dvody jsou tyto: historické pro runí výpoet je tento zpsob nejvhodnjší vytyování tenový polygon je pirozeným a logickým základem pro vytyování hlavních bod ešení a podrobných bod názornost umožuje jednoznaný a názorný popis použitých prvk smrového ešení; jednotlivé prvky mohou být poítány a vytyovány samostatn snadný a pehledný výpoet, možnost poítat jednotlivé oblouky nebo jednotlivé prvky smrového ešení samostatn - 22 (35) -
Trasa silniní komunikace Tenový (smrový) polygon je lomená ára (ve vodorovné prmtn) popsaná délkou stran a úhly (vrcholový smrový úhel stedový úhel). Lze samozejm použít i popis vrchol jejich souadnicemi (nap. pro strojový výpoet). Strany tenového polygonu jsou totožné s pímkovými prvky smrového ešení a s tenami smrových oblouk. Pokud osa nemá mezi oblouky pímky (není to nutné, ve skutenosti se preferuje tzv. inflexní ešení, kde navazují na sebe bezprostedn protismrné oblouky), jsou strany smrového polygonu totožné s tenami oblouk (protože požadujeme samozejm plynulé ešení, je to tena spolená pro navazující oblouky). Oblouky jsou definovány návrhovými hodnotami (nap. polomr kružnice a parametr pechodnice) a jejich poloha je urena tím, že se jedná o oblouk vložený do píslušného vrcholu tenového polygonu. Smrové ešení je tedy definováno smrovým (tenovým) polygonem a návrhovými hodnotami oblouku. U projekního software je možné zadávat jednotlivé prvky pímo v grafickém editoru bez znalosti polohy, rozmr a úhl. To je možné jen pro hrubé piblížení k požadovanému smrovému ešení. Bžný je požadavek na pesný prchod územím, které je geodeticky zamené a ve kterém jsou nkteré body pevn dány a jsou nutn pedepsány. Nkteré software umožují zadat prvky smrového ešení tzv. pevným bodem, kterým musí prvek projít. Zpsob zadávání existuje mnoho a jsou rzné pro rzné prostedky. Aby byl výpoet zvladatelný, je nutno aby úloha nebyla peurená nebo neuritá. Zadávání pomocí smrového polygonu je základním zpsobem, který je nutno zvládnout jako pedpoklad pro používání všech dalších možných. Použití smrového polygonu je nejsnadnjší z hlediska správného urení úlohy. 4.2 Niveleta Niveleta komunikace je prmt kivky trasy do svislé plochy proložené osou (trasou) pozemní komunikace. Píslušný výkres se nazývá podélný profil a je to do roviny rozvinutý ez svislou plochou. Pro vtší pehlednost a názornost se podélný profil kreslí vždy desetinásobn pevýšený. Terén se jeví v podélném profilu jako ára pedstavující prnik svislé ezové plochy s povrchem terénu - podélný ez terénem. Podélný profil slouží pro návrh a popis výškového ešení. - 23 (35) -
Pozemní komunikace I. Modul BM01-M01 4.2.1 Zpsob záznamu výškového ešení tenový polygon Zpsob záznamu výškového ešení je pro výškové ešení je obdobný jako pro smrové ešení. Výškový polygon je definovaný polohou vrchol a výškovými kótami vrchol, nebo podélnými sklony stran výškového polygonu a délkami stran polygonu. Je vhodné pipomenout, že i v tomto pípad, když se mluví o délkovém rozmru i o staniení vrcholu, jde o vzdálenosti mené v prmtu do vodorovné roviny (srovnávací roviny). 4.2.2 Výpoet zakružovacích oblouk Tento jednoduchý výpoet popisuje norma ve své píloze J. Cílem výpotu je urení výškové kóty libovolného bodu nivelety zadaného staniením (hlavní body a podrobné body). Výpoet je rozdlený na výpoet polygonu a na výpo- et oblouk (respektive výpoet svislých poadnic jednotlivých bod vzhledem k ten). Polygon je zadán sklony a délkami stran, nebo staniením vrchol a výškovými kótami vrchol. V každém pípad jsou tyto hodnoty známé nebo spoitatelné. Libovolnou výškovou kótu na ten lze snadno spoítat. Zakružovacím obloukem je parabola druhého stupn. Oblouk je zadaný polomrem oskulaní kružnice ve vrcholu parabolického oblouku. U zakružovacího oblouku se poítají tyto hlavní hodnoty, které se uvádjí ve výkresu podélného profilu (výpoet podle pílohy J): délka teny zakružovacího oblouku. Pozor, ve skutenosti se nejedná o délku, ale o prmt do vodorovné roviny, což koresponduje s tím, že všechna mením se provádjí a všechny rozmry (vetn staniení) se mí a vykreslují (ve shod se situaním výkresem) v prmtu do vodorovné roviny: - 24 (35) -
Trasa silniní komunikace ( s ± s ) 1 2 R t = 200 hodnota t je vzdálenost zaátku nebo konce zakružovacího oblouku (bodu dotyku) od vrcholu výškového polygonu hodnota t je hodnota poítaná a vynášená ve vodorovném smru, v podélném profilu tedy pímo na délkové ose hodnota t je vždy stejná pro ob strany oblouku od prseíku teen; jinými slovy zaátek a konec jednoho oblouku jsou od vrcholu polygonu stejn vzdáleny (pro vzdálenost menou ve vodorovném smru znaménko plus ve vzorci platí pro opané sklony a znaménko minus pro shodné sklony, jak lze snadno a názorn rozmyslet maximální svislá poadnice zakružovacího oblouku v míst vrcholu výškového polygonu 2 t ymax = 2 R Pro libovolný bod se poítá svislá poadnice: svislá poadnice libovolného bodu 2 x y = 2 R x je pitom vzdálenost poítaného bodu od zaátku oblouku (bodu dotyku oblouku a výškového polygonu) Vstupními hodnotami pro výpoet zakružovacího oblouku jsou tedy: R - polomr zakružovacího oblouku (pesnji oskulaní kružnice) s 1, s 2 - podélné sklony stran výškového polygonu piléhající poítanému oblouku Pro libovolný bod se poítá výšková kóta bodu z výškové kóty na polygonu a ze svislé poadnice. 4.2.3 Výpoet místa s nulovým sklonem V zakružovacím oblouku je místo s nulovým sklonem ve vrcholu paraboly a už vyduté nebo vypuklé. Toto místo je dležité nejmén ze dvou dvod: je to nejnižší nebo nejvyšší místo a je dležité pro posouzení prjezdných profil je to kritické místo pro odvodnní a musíme v nm ovovat výsledný sklon, když už podélný sklon je nulový (Píný skon v takovém míst musí být vtší než 0,5%) Výpoet je jednoduchý. Vychází ze vztahu pro výpoet teen zakružovacího oblouku. V pedchozím obrázku je to v bod ( s1 ± s2 ) R t = 200 Do schématu výpotu zakružovacího oblouku je pidána další tena o sklonu s = 0% 0, která se dotýká oblouku v jeho vrcholu VZ, a získáme další pomocný vrchol V 0. Ve výše uvedeném obrázku jsou tyto prvky vykresleny zelenou barvou. Pro takto získané teny o délce t 0 platí stejné vztahy a zákonitosti jako pro kterékoli jiné teny paraboly. Tedy zaátek i konec takto vymezeného oblouku - 25 (35) -
Pozemní komunikace I. Modul BM01-M01 jsou stejn vzdáleny ve vodorovném smru, který nás zajímá) od vrcholu V 0. Platí vztah: ( s1 ± s0 ) R s1 R t0 = = 200 200 Dvojnásobek této teny je hledaná vzdálenost bodu s nulovým sklonem od zaátku (konce) oblouku. x0 = 2 t 0 Tím je úloha vyešena. 4.2.4 Výpoet podélného sklonu v libovolném bodu Je nezbytné, abychom byli schopni urit podélný sklon komunikace v libovolném bodu zakružovacího oblouku: kvli posouzení odvodnní kvli návrhu podélného sklonu mostu nebo jiného objektu Výpoet je opt jednoduchý a vychází ze základního vztahu: ( s1 ± s2 ) R t = 200 Do schématu výpotu zakružovacího oblouku je pidána další tena ve zkoumaném bod n, ve vzdálenosti x n. Ta se protíná s tenou s sklonu s 1 % v pomocném vrcholu V n. Nové prvky jsou zakresleny erven. Pro tyto nov vzniklé teny o shodné délce t n platí stejné zákonitosti jako pro kterékoli jiné teny paraboly. Mžeme psát: ( s1 ± sn ) R tn = 200 pak ( s1 ± sn ) R xn = 2 tn = 100 a dále: xn ( s1 ± sn ) = 100 R a pro hledaný sklon v bod n platí: xn sn = 100 s1 R 4.3 Vazba smrového a výškového ešení Vazba smrového a výškového ešení je dána: a) Normovými požadavky b) Bezpenostními požadavky c) Ne zcela pesn specifikovanými požadavky na vyváženost, pimenost, vnitní a vnjší estetiku komunikace, Správné skloubení smrového a výškového ešení je podstatou návrhu trasy pozemní komunikace. Je to problém,jehož ešení a posouzení je do znané míry dáno zkušeností a je podloženo osobním názorem, místními zvyklostmi a nní objektivizovatelné. - 26 (35) -
Trasa silniní komunikace Jeden požadavek je ale zcela jednoznaný a neopominutelný a proto si zaslouží zdraznní (dále je ješt uveden v odst. 4.3.2). Je to požadavek na minimální výsledný sklon v libovolném bodu vozovky v hodnot 0,5%. Tak má být zaru- eno, že se srážková voda nebude vytváet souvislou vrstvu, která mže zpsobit aquaplaning. Rovnž maximální výsledný sklon je jednoznan omezen. Další normové požadavky nejsou nikterak jednoznané a nepodávají (ani nemohou) žádný pesný návod. V dalším textu následuje seznam normových požadavk (SN 73 6101), které mají vztah k trase a jejím složkám. 4.3.1 Normové požadavky prostorové ešení trasy l. 8.19.1 Pi návrhu trasy je tebadbát vhodného souladu smrových a výškových prvk, umístní významných objekt (mosty, tunely, kižovatky, obslužná dopravní zaízení) a vliv návrhových prvk píného ezu s cílem vylouit optické vlivy vedení trasy, které mohou nevhodn psobit z hledisek bezpenosti a plynulosti dopravy i estetického vnímání silniního prostoru. Navrhovanou trasu silnic a dálnic ve složitých podmínkách je teba pezkoušet výkresem v perspektivním zobrazení, pop. poítaovou animací prjezdu. l. 8.19.2 Základním požadavkem je vyvážené vedení trasy, tj. harmonické sladní návrhových prvk a jejich sledu, které stanoví dobe pochopitelné a v prbhu setrvalé charakteristiky, pípadn vyjadují jejich zmny do podmínek obtížnjších nebo píznivjších. l. 8.19.3 vypoítává základní zásady pro návrh trasy: Vzájemný pomr a sled pímých úsek a oblouk je teba smrov a výškov volit tak, aby: a) trasa stejnomrn vyhovovala jízd návrhovou rychlostí a respektovala zajištní zvýšených požadavk smrodatné rychlosti; b) po celé délce byla zajištna délka rozhledu pro zastavení podle 8.5.3 a 8.18.1; c) na dvoupruhových silnicích byly zajištny co nejdelší úseky vhodné pro pedjíždní ve smyslu 8.5.4 a 8.18.1; d) délka úseku ve smrové pímce (s výjimkou pípadu podle 8.7.3) na smrov rozdlených silnicích a dálnicích byla co nejkratší a úseky v prostorové pímce byly pokud možno vyloueny; e) hodnoty polomr smrových oblouk postupn vzrstaly nebo klesaly, aby se vylouila náhlá zmna podmínek jízdy; f) zmny podélného sklonu se pokud možno omezily, zejména když smrové vedení trasy je velmi obloukovité; g) zaoblení lom podélného sklonu se polohov shodovala se smrovými oblouky. Toto uspoádání zajišuje dobrý estetický úinek a zjednodušuje odvodnní vozovky; h) malé smrové zmny tenového polygonu a malé zmny lom podélných sklon se zaoblily pokud možno oblouky velkých polomr; i) polomry smrových oblouk na zaátku stoupání vtšího než 3 % byly navrženy co nejvtší s ohledem na vozidla jedoucí z klesání; j) krátké mezipímé mezi oblouky stejného smru se nahradily jedním velkým obloukem, podobn jako krátký konstantní sklon mezi dvma vydutými výškovými oblouky se vylouil návrhem jednoho vydutého výškového oblouku; - 27 (35) -
Pozemní komunikace I. Modul BM01-M01 k) ve vypuklém výškovém oblouku se zlepšila viditelnost trasy navržením zeteln postehnutelné vzestupnice vhodným zpsobem klopení píného sklonu l) pro zajištní píznivých podmínek pro jízdu vozidel byla zajištna pochopitelnost trasy výhledem alespo na vzdálenost 500 m. l. 8.19.4 - vypoítává nevhodná ešení trasy, nevhodné kombinace smrového a výškového ešení: Nevhodné kombinace návrhových prvk osy a podélného profilu vedou k neuspokojivému obrazu silnice nebo dálnice, který mže být dopravnbezpenostní a estetickou závadou. Je teba vylouit tyto nevhodné kombinace, pokud to místní, v odvodnných pípadech i ekonomické okolnosti umožují: a) smrové zmny skryté za vypuklým výškovým obloukem se nepipouští a za pímým stoupáním nesmí ve vrcholovém zaoblení následovat smrový oblouk, zmnu smru je teba naznait již díve použitím dlouhé pechodnice; b) nevhodná je ztráta trasy, jestliže po vypuklém výškovém oblouku následuje oblouk vydutý, pípadn i smrový a trasa se objeví ve vtší vzdálenosti. V každém pípad musí být ztráta trasy vylouena, pokud v neviditelné ásti trasy leží neoekávaná zmna trasy, kižovatka, pípadn jiné nebezpené místo; c) malá smrová zmna s malým polomrem oblouku v situaci vytváí pohledový zlom trasy; d) zmna podélného sklonu s malým zakružovacím obloukem vytváí optický zlom ve vydutém výškovém oblouku; e) krátká mezipímá mezi oblouky stejného smru vytváí dojem smrového lomu trasy; f) zaátek smrového oblouku bezprostedn za nejnižším bodem vydutého výškového oblouku budí dojem neklidné trasy a v extrémním pípad pedstavu falešného smru smrového oblouku; g) krátké vyduté zaoblení v dlouhém smrovém oblouku a vyduté zaoblení bezprostedn po smrovém oblouku vytváí obraz neklidného prbhu trasy a v extrémním pípad dojem falešného prbhu smrového oblouku; h) inflexní bod pechodnic v nejnižším bod vydutého výškového oblouku zpsobuje optické zúžení a následné rozšíení vozovky (sešnrování vozovky). l. 8.19.5 stanovuje požadavky na zalenní mostních objekt do trasy: Smrové umístní a niveleta mostních objekt se zpravidla pizpsobí požadavkm plynulé trasy. Pitom se v míst mostu má užít smrový oblouk co nejvtší. Zárove je nutné dodržet minimálnídovolený podélný sklon mostního objektu podle SN 73 6201. V pípadech velkých mostních objekt je nutné sladit návazný prbh trasy silnice a dálnice s technickými a ekonomickými aspekty mostního objektu. 4.3.2 Normové požadavky výsledný sklon l. 8.11 Výsledný sklon - jsou omezeny minimální i maximální hodnoty. Je nutno kontrolovat pi extrémních p% a s% výsledný sklon m%, který vzniká jejich kombinací: 2 m = s + p 2-28 (35) -
Trasa silniní komunikace Výsledný sklon nesmí pestoupit hodnoty uvedené v tabulce 15 (stabilita vozidla, pi vtších sklonech než maximálních a pi extrémn nepíznivých adhezních podmínkách už vozidlo sklouzává vlastní tíhou po šikmé ploše; pro vyšší kategorie se požaduje vtší míra bezpenosti). Výsledný sklon nesmí klesnout pod 0,5% (odvodnní povrchu komunikace). l. 8.11.2 pipouští ve zdvodnných pípadech výsledný sklon 0,3%. Je však dobré si uvdomit, jaká je hloubka bžných nerovností na vozovce porovnat to se sklonem 0,5%, který pedstavuje výškový rozdíl pouhých 0,5 cm na délce jednoho metru. Z této pedstavy snad plyne jasný závr, že i limitní hodnota 0,5% není píliš pesvdivá. Z podmínek l. 8.11 plyne, že není píliš dobré používat podélné sklony menší než 0,5%. Pesnji eeno, menší podélné sklony neumožují zmnu píného sklonu (oklápní), pi které nezbytn existují místa s nulovým píným sklonem. Menší podélné sklony lze navrhnout pro tak velké smrové polomry, které nevyžadují dostedný sklon. Nebo lze malé podélné sklony lokáln avtšit v míst klopení. Dále z l. 8.11 plyne nutnost kontrolovat místa s nulovým píným a nulovým podélným sklonem a jejich blízké okolí. Nulový podélný sklon najdeme ve vrcholech zakružovacích oblouk (proto je musíme umt lokalizovat). Nulový píný sklon najdeme vtšinou v inflexním bod smrového ešení pi oklápní dostedných píných sklon mezi protismrnými oblouky. 4.3.3 Normové požadavky - osa l. 5.4 Prtahy komunikací sídelními útvary požaduje se na jedné stran jistá homogenita pedevším v šíkovém uspoádání, ale na druhé stran dopravn technická opatení, která zajistí postupné snížení rychlosti a vjem zmny dopravních podmínek na vjezdu do zastavného území. l. 8.5 Délka rozhledu rozhledové vzdálenosti závisejí na velikosti smrových polomr, na zakružovacích obloucích a na terénu, ve kterém je komunikace vedena. l. 8.7.2 Smrové oblouky požaduje se plynulost a homogennost smrového ešení. Za sebou následující protismrné oblouky by nemly mít výrazn odlišné polomry, doporuuje se pomr R 1 /R 2 menší nebo roven 2. Rovnž sousedící klotoidy mají mít podobný parametr, podle normy se parametry navrhují tak, aby jejich pomr A 1 /A 2 byl menší nebo roven 1,5. 4.3.4 Normové požadavky - niveleta l. 8.14.3 Podélný sklon norma požaduje podélný sklon aspo 1% pro místa, kde dochází k oklápní. l. 8.16 - Lomy podélného sklonu v 8.16.2 se požadují co nejvtší polomry zakružovacích oblouk (podstatn vtší než minimální, pokud je to možné) a tento požadavek je zvýraznný obzvlášt pro malé rozdíly podélných sklon (aby délka zakružovacího oblouku nevycházela píliš malá). l. 8.16.6 Pímkové sklony mezi výškovými oblouky téhož smyslu jsou nevzhledné a v místech pohledov exponovaných musí být vyloueny výškovým obloukem o vtším polomru nebo alespo výškovým obloukem složeným. Následují- li tsn za sebou výškové oblouky opaného smyslu, doporuuje se vložit mzi n pímkový sklon délky: - 29 (35) -
Pozemní komunikace I. Modul BM01-M01 2 100 vn C p =, Rv Kde C p je délka svislého prmtu vloženého pímkového sklonu v [m], v n návrhová rychlost [km/] a R v polomr vypuklého výškového oblouku v [m]. l. 8.17 Velikost a délka stoupání zde se odvozuje nutnost zizování pídatných jízdních pruh ve stoupání podle kapacitních výpot jako dzledek vedení trasy. 4.3.5 Normové požadavky kižovatky Návrh trasy souvisí i s umístním kižovatek. Dležitý je l. 11.2, který stanovuje požadavky na minimální vzdálenosti kižovatek v tabulce 21. 4.3.6 Normové požadavky - zalenní l. 17 - Zalenní silnice a dálnice do krajiny pokouší se shrnout zásady upravující vztah komunikace a krajiny, kterou má komunikace projít. 4.3.7 Ideální smrové ešení Za ideální ešení se považuje inflexní ešení. Tedy takové, kde na sebe navazují bezprostedn protismrné oblouky bez mezipímé. Toto ešení je vhodné) z hlediska bezpenostního (nezpsobuje dlouhodobé oslnní idie, nepsobí ochabnutí pozornosti jako dlouhé pímky) a z hlediska estetického (viz Veselý, Procházka projektování komunikací). Dálniní sí se této instrukce pevážn drží. Je vhodné a žádoucí tento požadavek respektovat i pro smrov nerozdlené komunikace. Lze však nalézt i na dálnici úseky odporující tomuto požadavku, napíklad úsek u Velkého Meziíí nebo úsek u Vyškova, oba jsou postaveny ve smrové i prostorové pímce o délce kolem dvou kilometr a jsou takto navrženy jako pistávací dráha pro letadla (patrn pro možné vojenské využití). - 30 (35) -
Píné ezy 5 Píné ezy Píný ez je ez ve svislé rovin kolmé k ose komunikace. V píném ezu se jeví terén jako ára pedstavující prnik svislé ezové roviny s povrchem terénu. Z projektovaných parametr se v píném ezu znázoruje a navrhuje šíkové uspoádání komunikace, konstrukce vozovky a tvar a konstrukce zemního tlesa. Píné ezy se vyskytují jako: a) Vzorové nebo charakteristické píné ezy, které slouží k detailnímu popisu použitého ešení. Kreslí se v hypotetickém ideálním ezu (vzorové pro ilustraci ešení v pímé, v oblouku, v násypu, záezu, u oprné nebo zárubní zdi, u objektu, ) nebo v konkrétním charakteristickém profilu pro skutený terén a skutené parametry v konkrétním míst. Kreslí se ve velkém mítku (vtšinou 1:50). b) Pracovní píné ezy, které slouží k detailnímu popisu ešení po délce komunikace. Dlají se v pravidelných vzdálenostech typicky ve stani- ení v celých dvacítkách metr. Podrobnost a etnost se volí podle složitosti a významu. Používají se pro návrh zemního tlesa, jeho vykreslení zpt do situace, návrh odvodnní a vykreslení do situace, výpoet kubatur zemních prací, pro detailní popis vytyení (hlavn poloha hran vi ose a výškové kóty v profilu). Toto platí nejen pro runí zpracování, ale i pro projektování s pomocí specializovaného software, který se ídí pibližn stejnými postupy (napíklad pi vykreslování hran tlesa nebo pi výpotu kubatur. Rovnž norma pro projektování (SN 73 6101) udává hodnoty návrhových prvk samostatn pro smrové ešení, pro výškové ešení, pro šíkové uspoádání. Protože i výkresová dokumentace je rozdlená do tchto tí složek, postupuje se relativn samostatn v každé ásti ešení, ale je nezbytné pitom dosáhnout vyváženost všech složek ešení (hlavn smrového a výškového). Pitom nelze tuto vyváženost jednoznan definovat a její posouzení je pedevším vcí zkušenosti. Je absolutn nezbytné si uvdomit, že výkresy smrového a výškového ešení a šíkového uspoádání jsou výkresem jedné a totožné skutenosti (pouze v jiném zobrazení) a proto na nich musí být zakresleny a zapsány stejné údaje. Pitom zmna v kterékoliv složce ešení se projeví zmnou v ostatních složkách. Nedodržení jednoznaného a totožného ešení ve všech výkresech iní projekt bezcenným nebo aspo neodpustiteln chybným. - 31 (35) -
Pozemní komunikace I. Modul BM01-M01 6 Praktický postup pi návrhu trasy 6.1 Podklady pro návrh Podkladem pro návrh trasy je trojrozmrný popis území pedpokládané trasy z výchozího do cílového místa. Základní metodou popisu terénu je mapa v pimeném mítku. Mapa je útvar dvourozmrný, pímo je v ní zachycena situace: objekty, komunikace, rostlinné kultury, eky, významné pírodní útvary, za pomoci bžných smluvených mapových znaek. Situace je zachycena zmenšen podle použitého mítka. Zkreslení proti skutenosti vzniklé tím, že mapa je dvourozmrná narozdíl od skutenosti, která leží na geoidu, je zanedbatelné a nevýznamné vzhledem k metodám a potebám projektování a je minimalizované vhodnými metodami projekce zemského povrchu na mapu. Výšková složka terénu a tedy vlastn tvar území je v map zachycena pomocí vrstevnic. Ty jsou tedy rozhodujícím podkladem pro návrh a projektování trasy v terénu. Sofistikovanjší metodou je digitální mapa terénu, která slouží jako pímý podklad pro zpracování na poítai. Digitální mapa je datovým souborem popisujícím jednotlivé body (nebo liniové i plošné útvary) terénu (v pimeném a dostaujícím množství). Pro bod tedy existují ti údaje x-ová a y-ová souadnice udávající situaní polohu na map a z-ová souadnice udávající výšku bodu. Taková digitální mapa vzniká v lepším pípad z geodetického zamení terénu nebo digitalizací bžné tištné mapy. Digitální mapa mže být zobrazována jako bžná mapa s vrstevnicemi, umož- uje však i perspektivní nebo axonometrické znázornní povrchu terénu. Prostorová pedstava mže být takto snadnji pijatelná. Nejpesnjším, nejspolehlivjším a nejaktuálnjším podkladem bývá cílené geodetické zamení terénu pímo pro konkrétní trasu. Neopominutelným podkladem pro každé projektování je prohlídka rekognoskace terénu, protože pedstavivost projektanta a možnosti zobrazení nejsou tak dokonalé, aby nahradily osobní zkušenost. 6.2 Trasa konstantního sklonu - metoda stupové áry Stupová (ídicí) ára je kivka nebo lomená ára stejného sklonu (zvolené hodnoty podélného sklonu), která jde po povrchu území. Zjistíme ji pomocí intervalu d, tj. vypotené úseky, kterou v píslušném mítku mapy petínáme postupn všechny vrstevnice, pro nž bylo d vypoítáno, v žádaném smru - viz obr. Výpoet protínacího úseku d a výsledná ídicí (stupová) ára jsou na obrázku. - 32 (35) -
Praktický postup pi návrhu trasy v d = 0,9 s max Koeficient 0,9 se používá jako rezerva, protože konený výsledný sklon nebude nikdy totožný se sklonem lomené áry. d - délka protínacího úseku v m, kterou však musíme vynést v mítku mapy, v - výškový rozdíl vrstevnic v m, s max - maximální podélný sklon v %, místo maximálního sklonu lze použít libovolný podélný sklon, kterého chceme na úseku dosáhnout. Pomocí ídící áry dostáváme tak lomenou áru - polygon protínacích úsek d. Trasa vedená v ídící áe by sice vyvolala minimum zemních prací, avšak smrov by byla pro dopravu nepijatelná. Proto skutená osa silniní (dálniní) komunikace nahrazuje tuto ídící áru mnohoúhelníkem o menším potu delších stran, jimiž se ídící ára vyrovnává. Vyrovnáním ídící áry do tenového polygonu a vložením do jeho vrchol se osa komunikace proti ídící áe zkrátí. To vede k tomu, že její stoupání (s%) mže pekroit maximální dovolený podélný sklon. Aby se tomu zabránilo, urí se protínací úsek pro stoupání asi o 10% nižší než je s max, tj. 0,9 s max. Téhož se dosáhne, zvtší-li se protínací úsek d asi o 10%. 6.3 Požadavky kladené na návrh Návrh trasy zaíná návrhem smrového ešení osy komunikace. Návrh osy je nutno chápat jako první piblížení, které se nadále bude zpesovat v následných krocích. Trasa se navrhuje ve více variantách, jejichž porovnáváním se má dospt k ešení, které je co nejblíže optimu. Poátení návrh osy tedy není možno brát za definitivní, ale je pitom zapotebí brát do úvahy i požadavky, které se netýkají pímo smrového ešení. Požadavky jsou mnohé a asto protichdné. Rozhodovací proces je velmi složitý a vzhledem k tomu, že se jedná o rozdlování velkých prostedk a to z veejných zdroj, probíhá na politické úrovni. Rozhodování není tedy primárn problémem inženýrským. Dopravní inženýr musí poskytnout dostatené podklady pro to, aby byla reálná nadje, že rozhodnutí se budou blížit k optimu. Rovnž je teba pipomenout, že v takto složitých rozhodovacích procesech neexistuje nco, co by se dalo oznait za správné rozhodnutí. Mohou existovat zcela protichdná ešení, z nichž každé má njakou svou hodnotu - 33 (35) -