التخطيط الأفقي
Horizontal Alignment
5 ـ 1 الرفع الجانبي للطريق Superelevation
في حالة حركة السيارة على طريق منحنى أفقياً يتم عمل رفع جانبي للطريق Superelevation بدرجة كافية لإيجاد مركبة قوة جانبية لتعادل مركبة القوة الطاردة المركزية الناتجة من الحركة على منحنى ولإيجاد أقل نصف قطر لمنحنى أفقي تستخدم المعادلة رقم (3) .
حيث أن :
أقل نصف قطر للمنحنى الدائري بالمتر = R
سرعة المركبة بالكم/ساعة = V
معامل الاحتكاك الجانبي = f
أقصى معدل رفع جانبي بالمتر/المتر = e
( مثال ) طريق شرياني سرعته التصميميه 100 كم/ ساعة وأقصى قيمة رفع جانبي 4 ٪ ويراد إيجاد أقل نصف قطر منحنى للطريق ؟
من خلال جدول رقم (11) لإيجاد قيمة الاحتكاك الجانبي بدلالة السرعة التصميميه حوالي 0.12 والتعويض في معادلة رقم (3)
نجد أن نصف القطر 492 متر يتم جبره لأقرب أعلى 10 متر ليكون نصف القطر 500 متر .
جدول رقم (10) أقصى قيمة رفع جانبي
درجة الطريق
أقصى قيمة رفع جانبي للطريق مرغوبة (متر/ متر)
أقصى قيمة رفع جانبي مطلقة (متر/ متر)
طريق سريع
0.08
0.10
طريق شرياني
0.08
0.10
طريق تجميعي
0.08
0.12
طريق محلي
0.10
0.12
جدول رقم (11) أقل نصف قطر للمنحنى بدلالة السرعة التصميميه ودرجة الرفع الجانبي للطريق
السرعة التصميمية
كم / ساعة
الاحتكاك الجانبي
أقصى قيمة رفع جانبي للطريق
0.06
0.08
0.10
0.12
40
0.17
55
50
45
45
50
0.16
90
85
75
70
60
0.15
135
125
115
105
70
0.14
195
175
160
150
80
0.14
250
230
210
195
90
0.13
335
305
275
255
100
0.12
440
395
360
330
110
0.11
560
500
455
415
120
0.09
755
655
595
540
130
0.09
885
785
700
635
140
0.08
1100
965
860
770
5 ـ 1 ـ 1 محور الدوران لإيجاد الرفع الجانبي للطريق
أ ـ للطريق الغير مقسم يكون محور الدوران لتحقيق الرفع الجانبي للطريق عند
خط محور الطريق ( انظر شكل رقم (6)) .
ب ـ للطريق المقسم يكون محور الدوران هو الجزيرة الوسطية لكلٍّ من الاتجاهين
( انظر شكل رقم (7) و(8) )
الميل الطبيعي
=A
النصف الخارجي مستوٍ , النصف الداخلي الميل الطبيعي
=B
ميل سطح الطريق هو الميل الطبيعي
=C
ميل سطح الطريق مساوٍ لميل الرفع الجانبي
=D
5 ـ 1 ـ 2 تحقيق الرفع الجانبي للطريق Superelevation Development
يتم الرفع الجانبي للطريق لتحقيق أمان للحركة مع متطلبات راحة المستخدم للطريق . وفي حالة استخدام المنحنى الانتقالي Transition Curve يتم وضع مسافة المنحدر فوق المنحنى الانتقالي . وفي حالة المنحنى الدائري بدون منحنى انتقالي يتم وضع ثلثي طول المنحدر فوق المماس وذلك على أن يكون طول المنحدر كافياً ويحقق الميل الموضح بجدول رقم (12).
5 ـ 1 ـ 3 مسار الرفع الجانبي للطريق
في الأجزاء المماسية (أو المستقيمة ) من الطريق يكون الميل العرضي عادياً ، والأجزاء المنحنية يتم عمل رفع جانبي لها ، ولابد من عمل التغيير بشكل تدريجي من ميل لآخر. ويتضمن ذلك عادة المحافظة على وضع خط محور كل طريق بشكل منفرد عند خط مناسيب القطاع الطولي مع رفع الحافة الخارجية وخفض الحافة الداخلية لينتج الرفع الجانبي للطريق. والطريقة المتبعة هي أن يتم أولا رفع الحافة الخارجية من الرصف بالنسبة لخط محور الطريق حتى يصبح النصف الخارجي من القطاع العرضي مستويا أفقياً وبعد ذلك يتم رفع الحافة الخارجية أكثر حتى يصبح النصف الخارجي من القطاع العرضي مستويا وبعد ذلك يتم رفع الحافة الخارجية أكثر حتى يصبح القطاع العرضي كله مستقيماً ثم يدار القطاع العرضي بأكمله كوحدة واحدة حتى يتم الحصول على كامل الرفع الجانبي للطريق .
جدول رقم (12) ميل المنحدر حسب السرعة التصميمية
السرعة التصميمية
( كم / ساعة )
نسبة ميل المنحدر ( ٪ )
40
0.74
50
0.66
60
0.59
70
0.54
80
0.50
90
0.47
100
0.44
110
0.41
120
0.38
130
0.36
140
0.34
ويتم حساب أقل طول المنحدر من خلال معادلة رقم (4)
أقل طول منحدر بالمتر = L
معدل الرفع الجانبي ( متر/ متر) =e
عرض الرصف بالمتر = w
نسبة ميل المنحدر ( جدول رقم 12 ) = r
(مثال) طريق حارتين بسرعة تصميميه80 كم / ساعة وعرض الرصف 7.30 متر ومعدل الرفع الجانبي للطريق 0.10متر / متر المطلوب حساب طول المنحدر؟
بالتطبيق في المعادلة رقم (4) نجد أن أقل طول للمنحدر 73 متراً .
(ملاحظة) للطريق السريع أو الطريق الشرياني أقل طول للمنحدر هو 50 متراً أما للطريق التجميعي والمحلي أقل طول للمنحدر 30 متراً .
5 ـ 2 المنحنيات الانتقالية Transition Curves
يستخدم المنحنى الانتقالي في جميع المنحنيات الأفقية وتأتي أهمية المنحنى الانتقالي من ( اللولبية) بين المماس والمنحنى الدائري لنقل المركبة من طريق مستقيم إلى طريق منحنى وفي المنحنى الانتقالي تتناسب درجة المنحنى مع طول اللولب وتزداد من صفر عند المماس لدرجة المنحنى الدائري عند النهاية . وعلى هذا فمن المستحسن عمل منحنيات انتقالية حتى يمكن للسائق أن يسير في حارته المرورية. فضلاً عن أن المنحنى الانتقالي يعطي للمصمم المجال لتطبيق التوسيع والرفع التدريجي للحافه الخارجية للرصف بمقدار الرفع المطلوب.
ويتم حساب طول المنحنى الانتقالي من خلال المعادلة التالية:
L = 0.0702 V3 / ( RXC )
L =
أقل طول للمنحنى الانتقالي
V =
السرعة التصميمية ( كم/ ساعة)
R =
نصف قطر المنحنى الدائري (م)
C =
معدل زيادة العجلة المركزية (م/ث3 )(1-3 )
5 ـ 3 عناصر المنحنى الأفقي
يوضح شكل رقم ( 9، 10 ) عناصر المنحنى الدائـري والمنحنى الانتــقالي على أن تكون جميـع القياســات الطوليـــة بالمتر والقياسات الدائرية معبراً عنها بالتقدير الدائري ( radians ).
5 ـ 4 توسيع المنحنيات Curve Widening
يتم عمل التوسيع في المنحنيات بسبب عدم اتباع العجلات الخلفية لمسار العجلات الأمامية في المنحنيات . ويوضح جدول رقم (14) قيم التوسيع المطلوبة في المنحنيات حسب السرعة التصميمية وحسب نصف القطر . والتوسيع يتم وضعة من بداية المنحدر ثم بالطول الداخلي الكامل للمنحنى انظر شكل رقم (11) .
5 ـ 7 ملاحظات عـامة عن التخطيط الأفقـي
بالإضافة إلى عناصر التصميم المحددة في التخطيط الأفقي ، فقد عرفت بعض القواعد العامة الحاكمة . وهذه القواعد ليست خاضعة لمعادلات ولكنها ذات أهمية في الحصول على طرق مأمونه سهلة الانسياب فالانحناء الزائد ، وكذلك سوء الترابط بين المنحنيات المختلفة ، يقلل السعة ويترتب عليه خسائر اقتصادية بسبب الزيادة في زمن الرحلة ونفقات التشغيل ويسئ إلى جمال المنظر . ولكي نتلافى تلك المظاهر السيئة في أعمال التصميم ، يجب اتباع القواعد العامة التالية :
1. يجب أن يكون التخطيط اتجاهياً بقدر الإمكان أي موجها للسير في نفس الاتجاه ، ولكن متمشياً مع تضاريس المنطقة فالتخطيط الانسيابي الذي يتمشى بوجه عام مع التضاريس الطبيعية أفضل من حيث الجمال الفني من تخطيط ذي مماسات طويلة يشق خلال أرض متموجة أو جبلية . كما أن مثل هذا التصميم مرغوب من الوجهة الإنشائية والصيانة .
كذلك يجب أن يكون عدد المنحنيات القصيرة أقل ما يمكن وذلك لأنه عادة يكون سببا في اختلال السير وفي نفس الوقت الذي نذكر فيه أهمية الخصائص الجمالية للمنحنيات الأفقية ، فإن مسافة الرؤية اللازمة للتخطي في الطرق ذات الحارتين تتطلب مماسات طويلة مستقيمة كما يجب أن يهيأ التجاوز على أكبر نسبة من أجزاء هذه الطرق .
2. في حالة مسار ذي سرعة تصميمة محددة يجب تلافي المنحنيات ذوات الانحناءات القصوى كلما أمكن ذلك ، مع محاولة استخدام منحنيات منبسطة وترك المنحنيات القصوى للحالات الحرجة. كذلك يجب أن تكون زاوية المنحنى المركزية أقل ما تسمح به ظروف الموقع من أجل أن يكون الطريق اتجاهي قدر الإمكان.
3. الهدف دوماً هو إيجاد تخطيط متناسق . فيجب ألا تعمل انحناءات شديدة في نهاية مماسات طويلة ، ولا يعمل تغيير فجائي من انحناءات منبسطة إلى انحناءات شديدة . وعندما يستلزم الأمر إدخال منحنى شديد ، فيكون الدخول عليه إذا أمكن ذلك بواسطة منحنيات متتالية تبدأ من الانحناء المنبسط ثم تزداد شدة بالتدريج .
4. في زوايا الانحراف الصغيرة ، يجب أن تكون المنحنيات ذات طول كاف يمنع ظهور التخطيط بشكل كسرات بحيث لا يقل طول المنحنى عن 150متراً لزاوية مركزية مقدارها 5 درجات ويزداد هذا الطول الأدنى بمقدار 30متراً مقابل كل درجة تنقص من الزاوية المركزية .
5. المنحنيات المنبسطة هي فقط التي يلزم استخدامها في مناطق الردم العالية الطويلة. وفي حالة عدم وجود أشجار أو ميول حفر أو ما شابه ذلك في مستوى أعلى من الطريق فإنه يكون من الصعب على السائقين ملاحظة مدى الانحناء وضبط حركة سياراتهم تبعا للحالة كما أن أي سيارة تفلت قيادتها فوق ردم عال يكون موقفها في غاية الخطورة ولتخفيف حدة ذلك الخطر فانه يلزم استخدام أعمدة واقية جيدة التصميم ، أو على الأقل توضع علامات كافية لإظهار المنحنى ، مع المحافظة على وضوحها بدرجة عالية .
6. يجب مراعاة الحذر عند استخدام منحنيات دائرية مركبة والأفضل أن يتجنب استخدامها وفي حالة الاضطرار إلى استخدامها يجب أن يكون الفرق صغيراً بين أنصاف الأقطار بحيث لا يزيد نصف قطر المنحنى المنبسط عن 1.5نصف قطر المنحنى الحاد.
7. يجب اجتناب أي تغيير عكسي مفاجئ في التخطيط ، لأن مثل هذا التغيير يجعل من الصعب على السائق أن يلتزم حارة المرور الخاصة به ، كما أنه من الصعب عمل رفع كاف جانبي للطريق في كلا الانحنائين وقد ينتج عن ذلك حركات خاطئة وخطيرة ويمكن تصميم انحناء عكسي مناسب في التخطيط بعمل مماس ذي طول كاف بين الانحنائين للانتقال التدريجي في رفع جانب الطريق ولا يقل الطول عن 60متراً .
8. يجب اجتناب عمل منحنيات ذات شكل منكسر ( أي انحنائين متتاليين في نفس الاتجاه بينهما مماس قصير) لأن مثل هذا التخطيط فيه خطورة وتنتج هذه الخطورة من أن معظـم السائقين لا يتوقعون أن تكون المنحنيات المتتاليـة لها نفـس الاتجاه أما الحالة السـائدة وهي انعكاس الاتجاه في منحنيين متتاليين فهي تولد في السائقين العادة على اتباعها بطريقة تكاد تكون لا شعورية ، أضف إلى ذلك أن الانحناء المنكسر لا يسر في مظهره ، وعادة لا يطلق هذا الاصطلاح المسمى انحناء منكسر على الحالة التي يكون فيها المماس الواصل بين المنحنيين المتتاليين طويلاً أي 500متر مثلاً أو أكثر . ولكن حتى في هذه الحالة فإن التخطيط لا يكون مقبول المنظر عندما يكون كلا المنحنيين مرئيين بوضوح من مسافة بعيدة . وإذا كان طول المماس أقل من 250مترا فيعمل منحنى واحد .
9. يجب مراعاة الترابط بين التخطيط الأفقي والقطاع الطولي اجتناباً لظهور أي اعوجاج مخل بالتناسق . وهذا الترابط بين التخطيطين الأفقي والرأسي ضرورة حتمية كي نحصل في النهاية على تصميم جيد التوازن .
10. في الأماكن المسطحة من المملكة مثل المنطقة الوسطي مثلاً يفضل ألا يقل نصف قطر المنحنى الأفقي في الطرق الرئيسية عن 500متر و 1000 متر مفضل أو حسب السرعة التصميمية للطريق .