Testatübung: Verkehrsbau. 6. Semester (Ing.)

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1 Testatübung: Verkehrsbau 6. Semester (Ing.) Thema: Grundlagen der Straßenplanung Name : Wolfgang Jäger Matr. Nr.:

2 Wolfgang Jäger Grundlagen der Straßenplanung Seite / 17 Inhaltsverzeichnis 1 INHALTSVERZEICHNIS 1 Inhaltsverzeichnis... Einrechnen der Trasse in einen Höhenplan Ermittlung der fehlenden Parameter Kuppen und Wannenausrundung Berechnung der Koordinaten für den Höhenplan Einrechnen der Trasse in einen Lageplan Ermittlung der Parameter aus der Freihandlinie Berechnung der ersten Klotoide Berechnung der zweiten Klotoide Berechnung der Wendelinie Berechnung der Klotoidenkoordinaten Berechnung fehlender Kreisbogenlängen Einrechnung der Fahrbahnrandhöhen Berechnung der Anrampungsneigung Berechnung der Fahrbahnrandhöhen auf den Geraden Berechnung der Fahrbahnrandhöhen in den Kurven Aufbau des Straßenquerschnitts Angaben zur verwendeten Literatur Zeichnungsverzeichnis... 17

3 Wolfgang Jäger Grundlagen der Straßenplanung Seite 3 / 17 Einrechnen der Trasse in einen Höhenplan EINRECHNEN DER TRASSE IN EINEN HÖHENPLAN.1 Ermittlung der fehlenden Parameter 1. Abschnitt geg.: s 1 1,575 % ges.: P 1 P 1 P I s l 1 31,53 m P 1 460,614 m P 455,55 m. Abschnitt geg.: P 455,55 m ges.: s s P P I 3 P 3 464,80 m s,38 % l 397,33 m 3. Abschnitt geg.: P 3 464,80 m ges.: l 3 l 3 P P s 3 4 P 4 459,3 m l 3 399,8 m s 3 1,395 % 3 100

4 Wolfgang Jäger Grundlagen der Straßenplanung Seite 4 / 17 Einrechnen der Trasse in einen Höhenplan. Kuppen und Wannenausrundung Wanne Kuppe Art der Ausrundung: kubische Parabel quadratische Parabel Ausrundungshalbmesser: H 5500 m H 6500 m Mindesthalbmesser: H 500 m H 900 m ( 1 ) Tangentenlänge: H s + s L 100 L (,, ) ( ) H s s3 T , , T 00 ( ) L 49,33 m T 11,00 m lange Tangente T L 3 L T L 86, m kurze Tangente T K 1 3 L T K 143,11 m Prüfen der Parameter für Straßen der Kateg. B IV T > 0,75 v e 0, ,5 m 143,11 > 37,50 11,00 > 37,50 Parabelwert y x³ 6 H L x² H 3 Bogenstich 86, , 33 1,655 m 1100, ,16 m

5 Wolfgang Jäger Grundlagen der Straßenplanung Seite 5 / 17 Einrechnen der Trasse in einen Höhenplan.3 Berechnung der Koordinaten für den Höhenplan Station p in % h in m x yx²/h yx³/6lh H. d. Tang. H d. Grad Hilfswerte für kubische Parabel Verlängerung der der jew. Tangente H y EXCEL Tabelle zur Berechnung der Tangentenhöhen und der Gradientenhöhen

6 Wolfgang Jäger Grundlagen der Straßenplanung Seite 6 / 17 Einrechnen der Trasse in einen Lageplan 3 EINRECHNEN DER TRASSE IN EINEN LAGEPLAN 3.1 Ermittlung der Parameter aus der Freihandlinie R 1 mm 110 m R 5 mm 15 m Nach der Übertragung der Freihandlinie in ein CAD System wurden für die einzelnen Abschnitte (Gerade Klothoide Kreisbogen...) folgende Werte ermittelt: Abstand der Kreismittelpunkte: 47,64 mm 38,19 m Entfernung f T 1 R 1 6,98 m Entfernung f T R 3,07 m 3. Berechnung der ersten Klotoide abgelesene Werte aus den Tafeln der Einheitsklotoide für µ f R ,06363 A R A L A R A τ R τ τ 1,1155 m 1,705 m 13 m 137,536 m 0,65 39,80 gon 35,8 grd aus der Tabelle Klotoiden für verschiedenen Radien abgelesen: t K t L X X M Y Y M R + f 47,54 m 93,40 m 131,93 m 67,55 m 7,68 m 117,00 m Randparameter für Straßenkategorie B IV v e 50 km / h q max 6 % R min 80 m R min < R vorh 80 m < 110 m L 500 m 137,54 m < 500 m R L 110 m > 137,54 m A min R ,7 m 3 A min 017, ve 017, ,1 m

7 Wolfgang Jäger Grundlagen der Straßenplanung Seite 7 / 17 Einrechnen der Trasse in einen Lageplan R 5 mm 15 m Entfernung f T R 3,07 m 3.3 Berechnung der zweiten Klotoide abgelesene Werte aus den Tafeln der Einheitsklotoide für µ f R ,04 A R A L A R A τ R τ τ 0,873 m 109,063 m 110 m 96,80 m 0,387 4,5 gon 1,96 grd aus der Tabelle Klotoiden für verschiedenen Radien abgelesen: Werte sind teilweise interpoliert aus den Tafeln für R t K 3,80 m t L 65,16 m 10 m und R 130 m X 95,48 m 1) X M 48,3 m Y Y M 1,47 m 18,00 m Randparameter für Straßenkategorie B IV v e 50 km / h q max 6 % R min 80 m R min < R vorh 80 m < 15 m L 500 m 96,80 m < 500 m R L 150 m > 98,80 m A min R ,66 m 3 A min 017, ve 017, ,1 m A min lt. Tabelle: 50 m Geometrische Interpolation in der Klotoidentafel am Bsp. l ü für µ 0,04000 µ 0, ,87000 µ 0, , µ 0, , x Analog hierzu erfolgt die Interpolation der anderen Werte x ,7 0, , , Der Verlauf der Parameter in den Klotoidentafeln ist nicht linear; deshalb muß man, um Zwischenwerte zu erhalten geometrisch interpolieren.

8 Wolfgang Jäger Grundlagen der Straßenplanung Seite 8 / 17 Einrechnen der Trasse in einen Lageplan 3.4 Berechnung der Wendelinie bekannte Parameter der beiden Kreise: kleiner Kreis: R 110 m großer Kreis: R 1 15 m Abstand zwischen den Kreisen: D 3,19 m Berechnen von Hilfswerten: R R1 R R R ,33 m tan ε tan ε D D R1 + R + D R + R1 + R R D 319, 319, , , , 319, tan ε 0, ε 0,651 gon Berechnen der Länge des Übergangsbogens: L Ü 0, R ε g L Ü 6,33 m Berechnen des Parameters A: A L R R Ü R 1 + R 1 6, A A 60,39 m A 60 m

9 Wolfgang Jäger Grundlagen der Straßenplanung Seite 9 / 17 Einrechnen der Trasse in einen Lageplan Berechnen weiterer Hilfswerte als Eingangswerte für die Tafel der Einheitsklotoide und der Tafel Klotoiden für verschiedene Radien: 1 A R A R ,48 0,5455 L 1 A R L A R 1 Y M R + F L L 1 8,80 L 60 L 110 3,77 (F aus Klotoidentafel) R 1 Y M R 1 kleiner Kreis X M Y M X Y T L T K R τ 16,35 m 110,41 m 3,63 m,7 m 1,84 m 10,93 m 0,41 m 9,47 g großer Kreis X M1 Y M1 X 1 Y 1 T L1 T K1 R 1 τ 1 14,4 m 15,8 m 8,66 m 1,10 m 19,5 m 9,63 m 0,8 m 7,37 g Berechnung der Differenz zwischen zwische Klotoidenanfangspunkt und dem Schnittpunkt der Achsen der Kreismittelpunkte: D Y M1 X Y M M D 1,9357 m D 1,94 m + + X Y M1 M1 X M1 Winkeldifferenz: tan ε X X M + Y + Y M tan ε 0,13055 ε 8,645 gon ε 7,44 grd M1 M1

10 Wolfgang Jäger Grundlagen der Straßenplanung Seite 10 / 17 Einrechnen der Trasse in einen Lageplan 3.5 Berechnung der Klotoidenkoordinaten Ausgangswerte für die Berechnung der ersten Klotoide: R 110 m A 13 m 1,1155 L Ü 137,536 m L Ü A Step 10m x und y wurden in Abhängigkeit von aus der Klotoidentafel abgelesen; L Ü wurde passend zu gewählt, um die Interpolation zu umgehen L Ü x y X x A Y y A 1, ,536 1, ,506 13,00 7,707 1,037 17,551 1, , ,91,393 0, ,588 0,9369 0, ,156 17,646 0, ,65 0,8664 0, ,058 13,59 0,794 97,66 0, , ,690 10,184 0,713 87,699 0, , ,010 7,396 0,63 77,736 0, , ,49 5,159 0,551 67,773 0, , ,613 3,44 0,470 57,810 0, , ,736,17 0,389 47,847 0, , ,80 1,05 0,308 37,884 0, , ,87 0,599 0,7 7,91 0,6985 0, ,90 0,40 0,146 17,958 0, , ,958 0,064 0,065 7,995 0, , ,996 0,

11 Wolfgang Jäger Grundlagen der Straßenplanung Seite 11 / 17 Einrechnen der Trasse in einen Lageplan Ausgangswerte für die Berechnung der zweiten Klotoide: R 15 m A 110 m 10,873 L Ü 137,536 m L Ü A Step 10 m x und y wurden in Abhängigkeit von aus der Klotoidentafel abgelesen; L Ü wurde passend zu gewählt, um die Interpolation zu umgehen Die Werte X und Y werden von der Tangente ausgehend am Beginn der Klotoide in das Koordinatensystem eingetragen. Ihr gegenseitiger Schnittpunkt ergibt jeweils einen Polygonpunkt des Klotoidenbogens. Die letzten X und Y Werte liegen genau am Ende der Klotoide, also auf dem Kreis. Durch Verbinden aller Polygonpunkte entsteht der Klotoidenzug. L Ü x y X x A Y y A 0,873 96,80 0, , ,41 1,043 0,789 86,790 0, , ,954 8,943 0,698 76,780 0, , ,39 6,04 0,607 66,770 0, , ,539 4,090 0,516 56,760 0, , ,661,516 0,45 46,750 0, , ,706 1,408 0,334 36,740 0, , ,79 0,683 0,43 6,730 0,4979 0, ,719 0,63 0,15 16,70 0, , ,70 0,064 0,061 6,710 0, , ,710 0,

12 Wolfgang Jäger Grundlagen der Straßenplanung Seite 1 / 17 Einrechnen der Trasse in einen Lageplan Ausgangswerte für die Berechnung der Wendeklotoide: R 110 m 15 m A 60 m Step 5 m 0,5455 0,480 m L Ü 3,77 8,80 m L Ü x y X x A Y y A 0,5455 3,77 0,5449 0,0701 3,657 1,6 0,46 7,70 0, ,0164 7,688 0,984 0,379,740 0, ,00907,79 0,544 0,96 17,760 0,9594 0, ,756 0,59 0,13 1,780 0,199 0, ,779 0,097 0,130 7,800 0, , ,800 0,0 0,047,80 0, ,0000,80 0, ,065 3,90 0, , ,900 0,004 0,148 8,88 0, , ,880 0,03 0,31 13,86 0,3098 0, ,859 0,13 0,314 18,84 0,3139 0, ,834 0,310 0,397 3,8 0, ,0104 3,808 0,65 0,480 8,80 0, ,0184 8,76 1, Berechnung fehlender Kreisbogenlängen Bogenlängen, die noch nicht als Rechenwerte L Ü vorliegen, können nach dem Eintragen aller Klotoiden in das Koordinatensystem berechnet werden. Für den kleinen Kreis (R 110 m) ergab sich vom Rundbogenanfang bis zum Ende ein eingeschlossener Winkel von 56,19 gon. Demzufolge ist L: L 56, π r ,09 m

13 Wolfgang Jäger Grundlagen der Straßenplanung Seite 13 / 17 Einrechnung der Fahrbahnrandhöhen 4 EINRECHNUNG DER FAHRBAHNRANDHÖHEN Querschnitt: RQ Berechnung der Anrampungsneigung s q e q L V a a s : Anrampungsneigung q e : q am Ende der Verwindungsstrecke q a : q am Anfang der Verwindungsstrecke L V : Länge der Verwindungsstrecke a : Abstand des Fahrbahnrandes von der Drehachse Erste Klotoide R 110 m a q a q e L V s 3,00 m,5 % 4,0 % 137,54 m 0,037 % Werte für Straßenkategorie B ; v km / h R 110 m q 4 %,5 R 15 m q 3,5 % Für Geraden: q min,5 % Zweite Klotoide R 15 m a q a q e L V s 3,00 m,5 % 3,5 % 96,80 m 0,0310 % Wendeklotoide R 110 m a q a q e L V s 3,00 m 0,00 % 4,00 % 3,73 m 0,3667 % Wendeklotoide A 60 m a q a q e L V s 3,00 m 0,00 % 3,50 % 8,80 m 0,3646 %

14 Wolfgang Jäger Grundlagen der Straßenplanung Seite 14 / 17 Einrechnung der Fahrbahnrandhöhen 4. Berechnung der Fahrbahnrandhöhen auf den Geraden Fahrbahnquerneigung q,50 % Fahrbahnbreite b 6,00 m h b q h 6 5, h 0,15 m Daraus ergibt sich eine Höhendifferenz zwischen der Fahrbahnachse und dem Fahrbahnrand von h 0,075 m 4.3 Berechnung der Fahrbahnrandhöhen in den Kurven Fahrbahnquerneigung q 4,00 % R 110 m Fahrbahnbreite b 6,00 m h b q h h 0,4 m Daraus ergibt sich eine Höhendifferenz zwischen der Fahrbahnachse und dem Fahrbahnrand von h 0,1 m Fahrbahnquerneigung q 3,50 % R 15 m Fahrbahnbreite b 6,00 m h b q h 6 35, h 0,1 m Daraus ergibt sich eine Höhendifferenz zwischen der Fahrbahnachse und dem Fahrbahnrand von h 0,105 m

15 Wolfgang Jäger Grundlagen der Straßenplanung Seite 15 / 17 Einrechnung der Fahrbahnrandhöhen 4.4 Aufbau des Straßenquerschnitts Bauort: Sachsen Anhalt Untergrund: F III frostempfindlich Schichtaufbau: lt. RStO 86 Bauklasse: B III 3.1 gesamte Oberbaudicke: Dicke der Frostschutzschicht: 33 cm 7 cm Aufbau des Straßenquerschnittes: 0,04 m Asphaltdecke 0 / 11 0,04 m Asphaltbinder 0 / 16 0,10 m Tragschicht mit Brechkorngemisch Mischgutart C 0,15 m Schotter B I 0,7 m Frostschutzschicht Breiten für RQ 9 / Querschnittsgröße e Fahrbahnbreite: x 3,0 m Bankettebreite: x 1,5 m Gesamtbreite incl. Bankette: 9,0 m Randausbildung: Bauweise E

16 Wolfgang Jäger Grundlagen der Straßenplanung Seite 16 / 17 Angaben zur verwendeten Literatur 5 ANGABEN ZUR VERWENDETEN LITERATUR Autor Titel Verlag G. Weise H. G. Wiehler Straßenbau Band 1 Verlag für Bauwesen Berlin B. Arnold Tabellen zur Absteckung von Kreisbögen und Klotoiden Verlag für Bauwesen Berlin Wendehorst Bautechnische Zahlentafeln 6. Auflage Verlag B. G. Teubner Stuttgart

17 Wolfgang Jäger Grundlagen der Straßenplanung Seite 17 / 17 Zeichnungsverzeichnis 6 ZEICHNUNGSVERZEICHNIS Blatt Nr.: Planinhalt Maßstab: Format 1 Freihandlinie 1 : 500 A 4 Höhenplan 1 : : 100 A 0 3 Lageplan 1 : 1000 A 1 3 a Konstruktion der Klotoide 4 Krümmungsbild und Rampenband 1 : 500 A 4 1 : 1000 A 1 5 Straßenquerschnitt 1 : 50 A 4