1. طراحي قوس افقي
راهسازي
میقات حبیبیان

2. اجزای قوس افقی ساده راهسازي PI: Point of Intersection (V: vertex)
PC: Point of Curvature
راهسازي
PT: Point of Tangent L
T: Tangent Lc
M: Middle Ordinate (FD)
E: External Distance (Fv)
I: Angle of Intersection
L: Length of Arc (AB)
Lc: Length of Chord (AB)

3. روابط قوس افقی
راهسازي
ΔOAV: M M

4. درجه قوس تعریف کمانی: زاویه مرکزی روبرو به کمان 100 فوتی از آن قوس
100 ft
تعریف کمانی: زاویه مرکزی روبرو به کمان 100 فوتی از آن قوس
*تعریف وتری: زاویه مرکزی روبرو به وتر 100 فوتی از آن قوس (در این درس مد نظر نیست)
در کشورهای با سیستم متریک: قوس و وتر 10 متری جایگزین شده است. D
راهسازي
10 m D
R: m

5. پیاده سازی قوس افقی ساده
محاسبه ی مشخصات هندسی قوس با تعیین R و I، و استفاده از روابط پیشین
تعیین کیلومتراژ نقاط PI,PC,PT
راهسازي
تعیین تعداد و کیلومتراژ هر ایستگاه با توجه به فواصل میخکوبی
تشکیل جدول و محاسبه ی زاویه ی انحراف جزئی و کلی در هر ایستگاه نسبت به امتداد مسیر اولیه و محاسبه فاصله تا محل میخکوبی
چرخش دوربین به اندازه زاویه انحراف کلی برای هر ایستگاه و میخ کوبی در فاصله محاسبه شده

6. پیاده سازی قوس افقی ساده
مثال : مطلوب است اطلاعات لازم جهت پیاده سازی قوسی به شعاع 100 متر، اگر زاویه راس قوس 40 درجه باشد. ( فواصل میخ کوبی قوس را 20 متر در نظر بگیرید و ایستگاه PI در کیلومتراژ می باشد.)
حل :
راهسازي L T E M Lc

7. پیاده سازی قوس افقی ساده
مثال : مطلوب است اطلاعات لازم جهت پیاده سازی قوسی به شعاع 100 متر، اگر زاویه راس قوس 40 درجه باشد. ( فواصل میخ کوبی قوس را 20 متر در نظر بگیرید و ایستگاه PI در کیلومتراژ می باشد.)
حل :
راهسازي
3+63
Station
2.811
5.7296
زاویه انحراف جزئی
20=I /2
زاویه انحراف کلی
Lc=2R Sin ((2D)/2)= 2*100Sin(5.7296)= (m)

8. رابطه بین دو قوس افقی با مماس های مشترکt
راهسازي
𝒕 𝑻 = 𝒓 𝑹 = 𝒆 𝑬 = 𝒎 𝑴 = 𝒍 𝒄 𝑳 𝒄 = 𝑫 𝒅 = 𝒍 𝑳 r Lc

9. تفاوت طول یک قوس افقی با قوس جایگزین
راهسازي
Δ=(R-r)(2tan (I/2)-Irad))

10. تفاوت طول یک قوس افقی با قوس جایگزین
مثال: در یک قوس به زاویه مرکزی 30 درجه، طول قوس AB متر است. مطلوبست شعاع قوس جایگزین اگر ارتفاع A=100m وB=90m و حداکثر شیب مجاز i=4.9% باشد.
𝒊= ∆𝒉 𝒍 = 𝟏𝟎 𝟐𝟎𝟎 =𝟓%
راهسازي
طول مورد نیاز برای تامین شیب حداکثر 𝑳 𝟐 = 𝟏𝟎 𝟎.𝟎𝟒𝟗 =𝟐𝟎𝟒.𝟎𝟖𝒎
اختلاف طول دو مسیر ∆=𝟒.𝟎𝟖𝒎
شعاع قوس بزرگتر𝑹= 𝟐𝟎𝟎 𝐼 𝑟𝑎𝑑 & 𝑰=𝟑𝟎°= 𝟎.𝟓𝟐𝟒 𝒓𝒂𝒅 =>𝑹=𝟑𝟖𝟏.𝟗𝟕𝟐𝒎
Δ=(R-r)(2tan (I/2)-Irad))
𝟒.𝟎𝟖=( r)(2tan ) =>r=22.38 m
بدیهی است جایگزین کردن قوس 381/97 با قوس 22/38 متری باعث کاهش شدید سرعت وسایل نقلیه خواهد شد.

11. ایمنی در قوس های افقی
بررسی پایداری وسیله نقلیه در لغزش به طرف خارج قوس
عامل لغزنده
عامل پایداری ≈0
+(mV2Sinα/R)f
راهسازي
:آستانه تعادل
V:Km/hr
R:m

12. ایمنی در قوس های افقی
بررسی پایداری وسیله نقلیه در لغزش به طرف داخل قوس
عامل لغزنده
عامل پایداری ≈0
+(mV2Sinα/R)f
راهسازي
از حالت اول نیز داریم

13. ایمنی در قوس های افقی
بررسی پایداری وسیله نقلیه در واژگونی به طرف خارج قوس
لنگر واژگون کننده
لنگر مقاوم ≈0
+(mV2Sinα/R).T/2
راهسازي

14. ایمنی در قوس های افقی
بررسی پایداری وسیله نقلیه در واژگونی به طرف داخل قوس
لنگر مقاوم
لنگر واژگونی ≈0
راهسازي
(mV2Sinα/R).T/2+
اول لغزش اتفاق می افتد
از رابطه لغزش داریم

15. طراحی قوس افقی ساده انتخاب دور مناسب با توجه به ضوابط آیین نامه 415 :
حداکثر بربلندی در انواع راه ها (شنی یا غیر شنی) 12%
در راه های دوخطه و راه های جانبی دوخطه و نیز در رابط ها، در مناطقی که در معرض بارش برف و یخبندان نیست، حداکثر 12%
در آزادراه ها و بزرگراه ها، حداکثر 10%
در مناطق با ارتفاع بیش از هزار متر از سطح دریا و در شرایط برف و یخبندان، حداکثر 8%
در مناطق حومه شهری بهتر است 6% در نظر گرفته شود.
برای کاهش جابجایی جانبی وسایل نقلیه در سرعت های کم، حداکثر بر بلندی انتخابی باید به مقادیر جدول زیر (5-14) محدود شود در غیر اینصورت اضافه عرض لازم برای کاهش امکان تجاوز وسیله نقلیه به خط مجاور، در نظر گرفته شود.
راهسازي

16. طراحی قوس افقی ساده کنترل و مقایسه با ضوابط آیین نامه 415:
محاسبه شعاع قوس از رابطه زیر :
e=tan(α) : بر بلندی
f: ضریب اصطکاک جانبی
V: سرعت طرح (کیلومتر بر ساعت)
R: شعاع قوس افقی (متر)
راهسازي
کنترل و مقایسه با ضوابط آیین نامه 415:
اگر زاویه راس قوس برابر با 5درجه باشد علاوه بر رابطه ی فوق، باید طول قوس از 150 متر بیشتر باشد.
به ازای هر 1 درجه کاهش زاویه مرکزی از 5 درجه، 30 متر به مقدار حداقل در ضابطه اخیر اضافه می گردد.
اگر زاویه راس قوس کمتر از 30 دقیقه باشد، قوس افقی نیاز نیست.
حداقل طول قوس افقی در راه های اصلی (برحسب متر)، 3 برابر سرعت طرح (برحسب کیلومتر بر ساعت) می باشد. بهتر است طول قوس بین 150 تا 1000 متر باشد.

17. طراحی قوس افقی ساده
مثال: مطلوب است طرح یک قوس افقی برای سرعت طراحی 80 کیلومتر بر ساعت با ضریب اصطکاک جانبی 14% و دور 6% ، در صورتی که زاویه راس قوس 5 درجه باشد.
راهسازي
21.99<

18. اثر فاصله دید در قوس افقی
راننده باید بتواند مانع را در فاصله ای بیش از فاصله ی دید توقف مشاهده نماید، تا فرصت لازم جهت عکس العمل و توقف کامل قبل از برخورد به مانع را داشته باشد.
راهسازي
فاصله دید توقف می تواند از طول قوس افقی کمتر و یا بیشتر باشد. با توجه به این موضوع دو حالت قابل بررسی است.

19. اثر فاصله دید در قوس افقی
حالت اول : فاصله دید توقف از طول قوس افقی کمتر است.
( S<L ) δ
راهسازي
S=Rδrad , δ⁰=S/R* 180/π
=R(1-Cos(28.65S/R))

20. اثر فاصله دید در قوس افقی
حالت دوم : فاصله دید توقف از طول قوس افقی بیشتر است.
(S>L)
راهسازي

21. اثر فاصله دید در قوس افقی
در قوس داخلی محل چشم راننده در نیمه خط عبوری 1 فرض می شود.
در قوس بیرونی محل چشم راننده در منتهی الیه خط عبوری آخر (2) در نظر گرفته می شود.
راهسازي

22. اثر فاصله دید در قوس افقی
مثال : در یک راه اصلی چهارخطه دو طرفه به عرض کل 14/6 متر که دارای قوسی به زاویه راس 50 درجه است و سرعت طراحی 80 کیلومتر بر ساعت، مطلوب است فاصله ی بی مانع کناری از لبه آسفالت، اگر شیب طولی راه 7%، دور 6%، ضریب اصطکاک جانبی 14% و ضریب اصطکاک طولی 30% باشد.
راهسازي
L ≥ 3V → L ≥ 240 → L = 240
R = m
سربالایی :
240
S < L → m= ×[1- cos ( × × 180 𝝅 )]=6.85
/2=5.025 m = فاصله بی مانع کناری از لبه آسفالت

23. اثر فاصله دید در قوس افقی
مثال : در یک راه اصلی چهارخطه دو طرفه به عرض کل 14.6 متر که دارای قوسی به زاویه راس 50 درجه است و سرعت طراحی 80 کیلومتر بر ساعت، مطلوب است فاصله ی بی مانع کناری از لبه آسفالت ، اگر شیب طولی راه 7% ، دور 6% ، ضریب اصطکاک جانبی 14% و ضریب اصطکاک طولی 30% باشد.
سرپایینی :
راهسازي
240
S < L → m=275.02×[1- cos ( × × 180 𝝅 )]= 12.14m
×2=4.84 m = فاصله بی مانع کناری از لبه آسفالت
نتیجه: فاصله ی بی مانع کناری حداقل باید متر باشد.

24. راهسازي
پایان