مقطع عرضی در راه سازی به چه معناست؟

مقطع عرضی، سلاح اصلی شما برای فتح زمین‌های سرکش، محاسبه حجم خاک برداری و خاکریزی و طراحی راهی است که باید سال‌ها در برابر خشم طبیعت مقاومت کند.

اگر پروفیل عرضی را به گونه‌ای صحیح در نظر نگیرید یا راه کج می‌شود یا آب باران آن را می‌بلعد.

اینجا هر سانتیمتر خطا یعنی خطر ریزش، فرونشست و بروز فاجعه‌ای جبران ناپذیر.

در این مقاله به بررسی مقطع عرضی، عناصر آن، فرآیند ایجاد پروفیل عرضی و نحوه ترسیم آن در AutoCAD Civil 3D خواهیم پرداخت.

1# مقطع عرضی چیست؟

مقطع عرضی جاده، اصطلاحی است که برای توصیف شکل و ابعاد جاده از نمای جلو به کار می‌رود.

این اصطلاح معمولاً شامل عرض جاده، ارتفاع یا شیب کناره‌ها و وجود عناصری مانند دیوارهای حائل، زهکش‌ها و مواردی از این قبیل می‌شود.

سطح مقطع جاده نقش حیاتی در مرحله طراحی و ساخت آن ایفا می‌کند و جاده‌ای با شیب‌های جانبی بسیار تند ممکن است بسیار چالش برانگیزتر از انواع معمول آن باشد.

سطح مقطع معمولی جاده می‌تواند به دانستن نقطه پنجه بر اساس شیب جانبی کمک کند و گزینه‌های دیگری مانند ایجاد دیوار حائل یا سایر سازه‌های نگهدارنده را می‌توان بررسی کرد.

بهترین بخش این است که پیامدهای این تغییرات در مقادیر مصالح ساختمانی مختلف را می‌توان فوراً مشخص کرد.

در نهایت، سطح مقطع جاده یک عامل اساسی است که باید هنگام طراحی یک جاده جدید یا بازسازی جاده موجود در نظر گرفته شود.

یک پروفیل عرضی، نمای نیمرخی از یک سطح است که عمود بر یک مسیر خاص قرار دارد؛ مثلاً عمود بر یک جاده، رودخانه یا راه ‌آهن.

این نمودار، ارتفاع را در برابر فاصله در امتداد خط پروفیل عرضی نشان می‌دهد.

اندازه ‌گیری‌های سطح مقطع معمولاً در فواصل منظم در طول مسیر انجام می‌شوند.

2# عناصر مقطع عرضی جاده

عناصر مقطع عرضی جاده، اجزای مختلفی هستند که جاده را تشکیل می‌دهند.

هر یک از این عناصر هدف خاصی را دنبال کرده و به تهیه پروفیل عرضی جاده با جزئیات کامل کمک می‌کنند.

در ادامه به بررسی دقیق آنها می‌پردازیم.

1-2# انحنا

شیب عرضی یا کمبر، شیبی است که برای بالا بردن وسط سطح جاده در جهت عرضی و تخلیه آب باران از سطح جاده ایجاد می‌شود.

روسازی‌ها در بخش‌های مستقیم جاده‌های دو خطه و چند خطه بدون خط میانی، از وسط به سمت پایین و به هر دو طرف جاده شیب ‌دار می‌شوند.

این کار، یک شیب عرضی ایجاد می‌کند که در ان مقطع عرضی جاده می‌تواند منحنی یا مسطح یا ترکیبی از این دو باشد.

اهداف ارائه کمبر عبارت اند از:

• محافظت از سطح به ویژه برای جاده‌های شنی و قیری
• محافظت از زیرسازی با زهکشی مناسب
• خشک شدن سریع روسازی (که به نوبه خود ایمنی را تا حد زیادی افزایش می‌دهد.)

شیب خیلی تند نامطلوب است؛ زیرا باعث فرسایش سطح می‌شود.

خمیدگی با واحد 1 در n یا n درصد (مثلاً 1 در 50 یا 2%) اندازه‌ گیری می‌شود و مقدار آن به نوع سطح روسازی بستگی دارد.

انواع رایج خمیدگی سهموی، مستقیم یا ترکیبی از آنها هستند.

2-2# شکل خمیدگی جاده

اشکال مختلف شیب‌های متقاطع در زیر آورده شده است:

• سهموی
• خط مستقیم
• ترکیبی از خط مستقیم و سهموی

3-2# عرض مسیر حمل و نقل

عرض مسیر عبور یا عرض روسازی به عرض خط ترافیک و تعداد خطوط بستگی دارد.

عرض یک خط ترافیک به عرض وسیله نقلیه و فضای باز بستگی دارد.

فضای باز کناری سرعت و ایمنی عملیات را بهبود می‌بخشد.

حداکثر عرض مجاز وسیله نقلیه 2.44 متر و فاصله جانبی مطلوب برای ترافیک تک خطه 0.68 متر است.

این امر مستلزم حداقل عرض خط 3.75 متر برای یک جاده تک خطه است.

با این حال، فاصله جانبی مورد نیاز حدود 0.53 متر در هر دو طرف و 1.06 متر در مرکز است.

بنابراین، یک جاده دو خطه برای هر خط حداقل به 3.5 متر نیاز دارد.

4-2# جدول کنار جاده

جدول‌ها مرز بین مسیر سواره ‌رو و شانه یا جزایر یا مسیرهای پیاده‌ روی را نشان می‌دهند.

1) جدول‌های کوتاه یا قابل نصب

این نوع جدول‌ها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که ترافیک موجود را به ماندن در خطوط عبوری تشویق می‌کنند و همچنین به راننده اجازه می‌دهند با کمی مشکل وارد منطقه شانه‌ای جاده شود.

ارتفاع این جدول حدود 10 سانتی متر بالاتر از لبه روسازی است و شیبی دارد که به وسیله نقلیه اجازه می‌دهد به راحتی از آن بالا برود.

این نوع جدول معمولاً در میانه‌ها و طرح‌های کانال‌ کشی تعبیه می‌شود و به زهکشی طولی نیز کمک می‌کند.

2) جدول‌های نوع نیمه مانع

وقتی تردد عابران پیاده زیاد است، این جدول‌ها تعبیه می‌شوند. ارتفاع آنها 15 سانتی‌متر بالاتر از لبه پیاده ‌رو است.

این نوع جدول از تجاوز وسایل نقلیه پارک شده جلوگیری می‌کند؛ اما در مواقع اضطراری حاد، عبور از این جدول با کمی مشکل، امکان‌ پذیر خواهد بود.

3) جدول‌های نوع مانع

آنها برای جلوگیری از خروج وسایل نقلیه از پیاده‌ رو طراحی شده‌اند.

این نوع از جداول زمانی نصب می‌شوند که حجم قابل توجهی از ترافیک عابر پیاده وجود داشته باشد.

آنها در ارتفاع 20 سانتی‌متری بالاتر از لبه پیاده ‌رو با شیب تند قرار می‌گیرند.

4) جدول‌های مستغرق

جدول مستغرق در جاده‌های روستایی استفاده می‌شوند.

جدول‌ها در لبه‌های روسازی، بین لبه روسازی و شانه‌ها تعبیه می‌شوند.

آنها محصور شدن جانبی و پایداری روسازی را فراهم می‌کنند.

5-2# حاشیه جاده‌ها

بخشی از جاده که فراتر از سواره‌ رو و روی جاده است را می‌توان عموماً حاشیه جاده نامید.

عناصر مختلفی که حاشیه جاده را تشکیل می‌دهند در ادامه این بخش آورده شده‌اند.

1) شانه‌ها

شانه‌ها در امتداد لبه جاده تعبیه شده و برای اسکان وسایل نقلیه متوقف شده در نظر گرفته شده‌اند، به عنوان یک خط اضطراری برای وسایل نقلیه عمل کرده و پشتیبانی جانبی برای مسیرهای پایه و سطحی فراهم می‌کنند.

شانه باید به اندازه کافی قوی باشد تا وزن یک کامیون کاملاً بارگیری شده را حتی در شرایط مرطوب تحمل کند.

عرض شانه باید برای ایجاد فضای کار در اطراف وسیله نقلیه متوقف شده کافی باشد.

در حالت مطلوب عرض شانه‌ها در حدود ۴.۶ متر است.

2) خطوط پارکینگ

خطوط پارکینگ در معابر شهری برای پارک کناری تعبیه شده‌‌اند.

پارکینگ موازی ترجیح داده می‌شود؛ زیرا برای وسایل نقلیه‌ای که در جاده حرکت می‌کنند، ایمن است.

در صورت پارک موازی، عرض خط پارکینگ باید حداقل 3 متر باشد.

3) ایستگاه‌های اتوبوس

جایگاه‌های اتوبوس با ایجاد فرورفتگی در لبه‌های جدول برای ایستگاه‌های اتوبوس فراهم می‌شوند.

این جایگاه‌ها به گونه‌ای تعبیه می‌شوند که مانع حرکت وسایل نقلیه در مسیر عبور و مرور نشوند.

این جایگاه‌ها باید حداقل 75 متر از تقاطع فاصله داشته باشند تا ترافیک نزدیک تقاطع‌ها تحت تأثیر جایگاه اتوبوس قرار نگیرد.

4) جاده‌های خدماتی

جاده‌های خدماتی یا جاده‌های فرعی، دسترسی به بزرگراه‌های کنترل ‌شده مانند آزادراه‌ها و بزرگراه‌ها را فراهم می‌کنند.

آن‌ها به موازات بزرگراه امتداد دارند و معمولاً توسط یک جدا کننده از هم جدا شده و دسترسی به بزرگراه فقط در نقاط منتخب امکان پذیر می‌شود.

این جاده‌ها برای جلوگیری از ازدحام در بزرگراه‌ها ایجاد شده‌اند و همچنین سرعت ترافیک در آن خطوط کاهش نمی‌یابد.

5) مسیر دوچرخه ‌سواری

مسیرهای دوچرخه‌ سواری در مناطق شهری، زمانی که حجم ترافیک دوچرخه ‌سواران زیاد است، ایجاد و ساخته می‌شوند.

حداقل عرض مورد نیاز برای این مسیر 2 متر است که می‌توان به ازای هر مسیر اضافی، 1 متر به آن اضافه کرد.

6) پیاده ‌رو

مسیرهای پیاده‌ روی، حق تقدم انحصاری عابران پیاده، به ویژه در مناطق شهری هستند.

این مسیرها برای ایمنی عابران پیاده در مواقعی که ترافیک عابران پیاده و وسایل نقلیه زیاد است، تعبیه می‌شوند.

حداقل عرض آنها ۱.۵ متر است و بسته به ترافیک می‌تواند افزایش یابد.

مسیر پیاده ‌روی باید به اندازه سطح پیاده ‌رو صاف یا حتی در مواردی صاف ‌تر از آن باشد تا عابر پیاده را به استفاده از مسیر پیاده‌ روی ترغیب کند.

7) نرده‌های محافظ

نرده محافظ معمولاً در لبه شانه جاده، زمانی که جاده روی خاکریز است، تعبیه می‌شوند.

آنها برای جلوگیری از فرار وسایل نقلیه از خاکریز، به ویژه هنگامی که ارتفاع خاکریز از ۳ متر بیشتر باشد، به کار می‌روند.

طرح‌های مختلفی از نرده‌های محافظ وجود دارد.

معمولاً از سنگ‌های محافظ که به رنگ‌های سیاه و سفید (یا رنگی) متناوب رنگ ‌آمیزی شده‌اند، استفاده می‌شود.

آنها همچنین در شب و زیر چراغ‌های جلو وسایل نقلیه، دید بهتری از پیچ‌ها ایجاد می‌کنند.

6-2# عرض جاده

عرض سازند یا عرض جاده، مجموع عرض روسازی‌ها یا مسیر سواره‌ رو شامل جدا کننده‌ها و شانه‌ها است.

این امور شامل زمین اضافی در سازند یا تراشکاری نمی‌شود.

همچنین، حق عبور (ROW) یا عرض زمین، عرض زمینی است که برای جاده در امتداد مسیر آن به دست می‌آید.

این عرض باید برای جای دادن تمام عناصر مقطعی بزرگراه کافی باشد و به صورت منطقی، امکان توسعه‌ طرح‌های آینده را نیز فراهم کند.

برای جلوگیری از توسعه نواری در امتداد بزرگراه‌ها، می‌توان خطوط کنترل و خطوط ساختمانی ایجاد کرد.

خط کنترل، خطی است که نزدیک ترین محدوده فعالیت‌های ساختمانی کنترل نشده آینده در رابطه با جاده را نشان می‌دهد.

خط ساختمانی خطی در دو طرف جاده است که بین آن و جاده هیچ فعالیت ساختمانی مجاز نیست.

عرض حق عبور توسط موارد زیر تعیین می‌شود:

• عرض سازند: بستگی به نوع بزرگراه، عرض و حاشیه جاده دارد.
• ارتفاع خاکریز یا عمق خاک برداری: این پارامتر توسط توپوگرافی و تراز عمودی تعیین می‌شود.
• شیب‌های جانبی خاکریز: بستگی به ارتفاع شیب، نوع خاک و مواردی از این قبیل دارد.
• سیستم زهکشی و اندازه آنها: به میزان بارندگی، توپوگرافی و مواردی از این قبیل بستگی دارد.
• ملاحظات فاصله دید: در پیچ‌ها و مواردی از این قبیل، به دلیل وجود برخی موانع مانند سازه‌های ساختمانی و مشابه آن، محدودیت دید در سمت داخلی پیچ وجود دارد.
• زمین رزرو برای تعریض جاده در آینده: مقداری زمین باید از قبل و با پیش ‌بینی توسعه‌های آینده مانند تعریض جاده خریداری شود.
  اهمیت زمین رزرو شده با موارد زیر تأکید می‌شود.
  زمین با عرض اضافی برای ساخت تأسیسات کنار جاده ‌ای در دسترس است.
  خرید زمین بعداً امکان‌ پذیر نیست؛ زیرا ممکن است زمین برای اهداف مختلف دیگری (ساختمان ‌سازی، تجارت و مواردی از این قبیل) اشغال شود.

7-2# سطح زمین اصلی (OGL)

سطح زمین اصلی (OGL) فاصله عمودی از یک سطح مرجع مشخص تا سطح طبیعی دست نخورده خاک زیرین است.

سطح مرجع مشخص شده معمولاً به معنای یک معیار فرضی محلی است؛ اما می‌تواند سطح دریا نیز باشد.

از آنجایی که دقت بالا در ارتفاع مهم است، داده‌ها معمولاً با استفاده از تراز خودکار جمع‌ آوری می‌شوند.

با این حال، بسته به موقعیت محل، می‌توان از ابزارهای مختلفی نیز استفاده کرد.

8-2# سطح جاده تکمیل شده (FRL)

این ارتفاع نهایی بستر جاده پس از اتمام تمام روسازی است.

پس از طراحی هندسی بزرگراه به دست می‌آید.

در صورتی که میانه یا جدا کننده‌ای وجود نداشته باشد، FRL می‌تواند در مرکز جاده باشد.

وقتی میانه وجود دارد، می‌تواند در سمت چپ و راست جاده متفاوت باشد و در لبه میانه قرار می‌گیرد.

علاوه بر این، FRL به عنوان نقطه مرجع برای سایر اندازه‌ گیری‌ها، مانند ضخامت لایه آسفالت، عمل می‌کند.

9-2# عرض سواره‌ رو، آسفالت شده، شانه خاکی

بر اساس طراحی، ممکن است عناصر مختلفی با عرض‌های مختلف در یک جاده وجود داشته باشد.

این امر می‌تواند برای یک خط، چند خط یا بزرگراه متفاوت باشد.

این نکته حائز اهمیت است؛ زیرا به اطمینان از این که جاده فاصله کافی برای وسایل نقلیه دارد و رانندگی ایمن است، کمک می‌کند.

3# فرآیند ایجاد پروفیل عرضی

فرآیند ایجاد یک مقطع عرضی معمولاً شامل مراحل زیر است:

1. ایجاد خطوط مقطع عرضی: نقشه برداران خطوط عمود بر مسیر مورد بررسی را در فواصل منظم علامت گذاری می‌کنند.
   این خطوط به عنوان خطوط پروفیل عرضی یا خطوط ایستگاه شناخته می شوند.
2. اندازه‌ گیری‌ها: در امتداد هر خط مقطع، نقشه‌ برداران سطح زمین را در فواصل از پیش تعیین ‌شده با استفاده از ابزارهای ترازیابی یا توتال استیشن‌ها اندازه ‌گیری می‌کنند.
   اندازه ‌گیری‌های اضافی ممکن است، برای ویژگی‌هایی مانند ساختمان‌ها، تأسیسات یا عناصر طبیعی انجام شود.
3. ترسیم پروفیل عرضی: داده‌های اندازه‌ گیری شده سپس روی کاغذ گراف رسم می‌شوند یا برای ایجاد یک پروفیل عرضی وارد نرم‌ افزارهای تخصصی می‌شوند.
   نمودار حاصل، نمای دقیقی از عوارض و ارتفاعات زمین در امتداد خط مورد بررسی ارائه می‌دهد.

1-3# محاسبه مقطع عرضی

نحوه محاسبه مقطع عرضی به صورت زیر است:

• توسط پرگار: در این حالت، پروفیل را در کاغذهای میلیمتری رسم کرده و سطح آن را با استفاده از پرگار محاسبه می‌کنند.
  به همین منظور، پرگار را در بخش پایینی و سمت چپ پروفیل قرار داده و تا حد خط بالای آن باز می‌کنند.
  در مرحله بعد، سوزن پرگار را در بخش پایینی پروفیل و بخش دیگر را در زیر پروفیل و بیرون از آن گذاشته و پرگار روی پروفیل را تا خط بالای آن باز می‌کنند.
  بعدی‌ها را به همین ترتیب و تا حدی که می‌توان باید اضافه کرد. در آخر نیز طول به دست آمده را با اشل محاسبه و یادداشت می‌کنند و به تا آخر پروفیل ادامه می‌دهند.
  مجموع این ارتفاعات سطح پروفیل را تشکیل می‌دهد.
• شکل نواری: برای محاسبه مقطع عرضی با شکل نواری، باید یک نوار کاغذی به عرض یک سانتی‌متر ایجاد کرده و ارتفاعات را از h1 ،h2 ،h3 و به همین ترتیب، به صورت ادامه دار روی آن قرار داده که مجموع طول‌ها، سطح پروفیل را نشان می‌دهد.
  نحوه محاسبه در روش نواری دقیقاً همانند روش پرگاری است.

4# ترسیم مقطع عرضی در AutoCAD Civil 3D

ترسیم مقاطع عرضی جاده‌ها در نرم ‌افزار AutoCAD Civil 3D یکی از مراحل مهم در طراحی پروژه‌های راه‌سازی است.

در این فرآیند، برای تحلیل و طراحی دقیق ‌تر وضعیت سطح جاده، ترسیم مقاطع عرضی در نقاط مختلف مسیر ضروری است.

در ادامه، مراحل اصلی نحوه ترسیم مقاطع عرضی در AutoCAD Civil 3D را بررسی می‌کنیم.

1-4# آماده‌ سازی داده‌ها

پیش از ترسیم مقاطع عرضی، لازم است که داده‌های توپوگرافی و طراحی مسیر جاده آماده باشند.

این داده‌ها معمولاً شامل نقشه‌های سطح زمین (Surface)، خط مرکزی جاده (Centerline) و نقاط نمونه (Sample points) است که برای استخراج مقاطع عرضی به آن‌ها نیاز خواهیم داشت.

2-4# تعریف خطوط نمونه  (Sample Lines)

خطوط نمونه در واقع خطوطی هستند که در امتداد مسیر جاده و در فواصل مشخص برای تحلیل مقطع عرضی از سطح زمین به سمت دو طرف جاده کشیده می‌شوند.

این خطوط به صورت عمودی در سطح جاده قرار دارند و بر اساس نیاز پروژه می‌توانند با فواصل منظم یا خاص تعیین شوند.

در Civil 3D، ابزارهایی برای تنظیم فاصله خطوط نمونه، زاویه و جهت آن‌ها وجود دارد.

این خطوط به‌ شکل خودکار برای هر نقطه از مسیر، سطح جاده را قطع کرده و مقاطع عرضی تولید می‌کنند.

3-4# تعریف مقاطع عرضی و استخراج آنها

پس از مشخص کردن خطوط نمونه، باید مقاطع عرضی را در طول مسیر جاده تولید کرد.

در این مرحله، AutoCAD Civil 3D از داده‌های موجود (سطح زمین و خط مرکزی جاده) استفاده کرده و مقاطع عرضی در نقاط تعریف ‌شده به ‌صورت اتوماتیک ترسیم می‌شود.

مقاطع عرضی شامل تمامی اطلاعات هندسی سطح جاده مانند:

• روسازی
• شانه‌ها
• شیب‌ها
• و اجزای مختلف جاده‌ای

هستند که برای تحلیل‌های بیشتر به آن‌ها نیاز داریم.

4-4# تنظیمات مقیاس و نمایش

مقیاس مقاطع عرضی باید به صورت دقیق تنظیم شود تا بتوان آن‌ها را به‌ شکل واضح و قابل فهم در نقشه‌های اجرایی به نمایش درآورد.

این تنظیمات می‌تواند شامل مقیاس عمودی و افقی، نوع خطوط نمایشی و رنگ‌ها باشد.

در Civil 3D، گزینه‌هایی برای سفارشی‌ سازی این تنظیمات وجود دارد تا مقاطع عرضی به شکلی شفاف و کاربردی نمایش داده شوند.

5-4# استفاده از پارامترهای طراحی

در طراحی مقاطع عرضی، توجه به جزئیات پارامترهایی مانند عرض شانه‌ها، شیب عرضی جاده و ضخامت لایه‌های روسازی ضروری است.

نرم ‌افزار Civil 3D این پارامترها را از اطلاعات پروژه استخراج کرده و آن‌ها را به‌ صورت خودکار در مقاطع عرضی اعمال می‌کند.

6-4# تجزیه و تحلیل و استخراج داده‌ها

یکی از قابلیت‌های مهم نرم‌ افزار Civil 3D توانایی تجزیه و تحلیل داده‌های مقاطع عرضی است.

این تحلیل‌ها می‌توانند شامل محاسبه حجم خاک ‌برداری و خاک‌ ریزی، تحلیل شیب‌ها و تعیین محل‌های مشکل ‌دار در طراحی جاده باشند.

همچنین، این نرم‌ افزار به شکل خودکار می‌تواند حجم‌ها و مقادیر مربوط به خاک ‌برداری و خاک‌ ریزی را در هر مقطع عرضی محاسبه کرده و گزارش‌های مربوطه را تولید کند.

7-4# چاپ و مستندسازی

پس از اتمام ترسیم مقاطع عرضی، معمولاً نیاز است که این مقاطع به صورت نقشه‌های اجرایی چاپ شوند.

Civil 3D امکانات مختلفی برای چاپ و مستندسازی مقاطع عرضی در فرمت‌های مختلف PDF ،DWG ،DWF فراهم می‌کند.

این نقشه‌ها به صورت دقیق نشان ‌دهنده وضعیت جاده در نقاط مختلف هستند و برای مراحل اجرایی پروژه مورد استفاده قرار می‌گیرند.

8-4# پیشرفت‌های جدید و ابزارهای کمکی

در نسخه‌های جدید نرم‌ افزارCivil 3D، ابزارهای جدیدی برای تسهیل ترسیم مقاطع عرضی اضافه شده است.

این ابزارها شامل امکان اتصال مستقیم به داده‌های لیزری، استفاده از مدل‌های سه ‌بعدی برای نمایش مقاطع عرضی و ابزارهای خودکار برای تنظیمات پیچیده هستند.

این قابلیت‌ها به مهندسان کمک می‌کند تا مقاطع عرضی را سریع ‌تر و با دقت بیشتری ترسیم کنند.