Μαθήματα

Οδοποιία Ι: Γεωμετρικός σχεδιασμός Οδών

Γενικά

Περιεχόμενα μαθήματος

Σκοπός: η απόκτηση ικανοτήτων που πρέπει να διαθέτει ο/η απόφοι­τος/η, για αυτοδύναμη, αλλά και ομαδική εργασία σε διεπιστημονικό περιβάλλον, προκειμένου : να ολοκληρώσει μελέτη χάραξης οδικού άξονα στα επίπεδα: ΧΨ (οριζοντιογραφία), ΧΖ (μηκοτομή), ΨΖ (κατά πλάτος τομές), τηρώντας τις θεσμοθετημένες προδιαγραφές, να την υλοποιεί στο έδαφος και να παράγει πληροφορίες από τη συσχέτιση της μελέτης με κτηματογραφικά δεδομένα.

Στόχος : του μαθήματος είναι η απόκτηση βασικών γνώσεων για τις κατηγορίες οδών, τις οδηγίες μελετών οδικών έργων (Ο.Μ.Ο.Ε.), τους προβλεπόμενους ελέγχους, τη δυνατότητα εφαρμογής στα στάδια οριζοντιογραφίας, μηκοτομής, διατομών, τη δυνατότητα μεταφοράς των στοιχείων μελέτης στο έδαφος και τη συσχέτιση του αποτελέσματος με κτηματο­γραφικά δεδομένα.

Περιγραφή μαθήματος: Αντικείμενο της Οδοποιίας, ιστορική εξέλιξη. Κατάταξη των οδών στην Ελλάδα και ισχύοντες κανονισμοί, τεύχη ΟΜΟΕ. Βασικές έννοιες και ορισμοί. Βασικοί στόχοι του γεωμετρικού σχεδιασμού των οδών. Στάδια μελετών. Χαρτογραφικά υπόβαθρα, πηγές δεδομένων. Ψηφιακά μοντέλα εδάφους. Λειτουργική κατάταξη οδικού δικτύου (ΛΚΟΔ-ΟΜΟΕ), αλληλο-εξάρτηση με χάραξη (ΟΜΟΕ-Χ) και διαμόρφωση διατομής οδού (ΟΜΟΕ-Δ). Παράγοντες που επηρεάζουν τη χάραξη μίας οδού. Επιλογή τυπικής διατομής. Δυναμική κίνηση οχημάτων, πρόσφυση, συντελεστής εγκάρσιας και εφαπτομενικής τριβής, επίκλιση, προδιαγραφές. Θεμελιώδεις αρχές χάραξης. Αρχές χάραξης οδού κατά ΟΜΟΕ, στόχοι γεωμετρικού σχεδιασμού και καθοριστικές ταχύτητες και κριτήρια ασφαλείας. Η χάραξη ισοκλινούς και η χρήση της. Η χάραξη της πολυγωνικής. Φάσεις επεξεργασίας της χάραξης (σε χάρτη ισοϋψών καμπυλών, ελεύθερο χέρι, ενσωμάτωση στοιχείων). Η χάραξη σε Οριζοντιογραφία. Η ευθυγραμμία, το κυκλικό τόξο, η καμπύλη συναρμογής και η φιλοσοφία της. Μαθηματική έκφραση της κλωθοειδούς. Πύκνωση-πασσάλωση ευθυγραμμίας, κυκλικού τόξου, κλωθοειδούς. Μετασχηματισμός των ανεξάρτητων συ/νων της καμπύλης συναρμογής και του κυκλικού τόξου σε ενιαίο σύστημα αναφοράς. Τρόποι υλοποίησης στο έδαφος. Ελικτότητα της οδού.
Η μηκοτομή και η χάραξη ερυθράς, κατάλληλοι έλεγχοι. Παρεμβολή κατακόρυφης καμπύλης συναρμογής. Μελέτη της οδού κατά τη διατομή. Τυπική διατομή, επικλίσεις. Διαπλατύνσεις και μαθηματικός προσδιορισμός. Σχεδίαση διαγράμματος οριογραμμών. Ορατότητες. Στοιχεία για τη Κτηματογράφηση. Ο Η/Υ σαν βοηθητικό μέσον κατά το σχεδιασμό της οδού. Εφαρμογή με Η/Υ.

Περιεχόμενο διαλέξεων θεωρίας:

  • Αντικείμενο της Οδοποιίας, ιστορική εξέλιξη. Βασικές έννοιες και ορισμοί. Βασικοί στόχοι του γεωμετρικού σχεδιασμού των οδών.
  • Νομοθετικό πλαίσιο μελετών και στάδια. Κατάταξη των οδών στην Ελλάδα και ισχύοντες κανονισμοί, τεύχη ΟΜΟΕ. Χαρτογραφικά υπόβαθρα, πηγές δεδομένων. Ψηφιακά μοντέλα εδάφους
  • Λειτουργική κατάταξη οδικού δικτύου (ΛΚΟΔ-ΟΜΟΕ), αλληλο-εξάρτηση με χάραξη (ΟΜΟΕ-Χ) και διαμόρφωση διατομής οδού (ΟΜΟΕ-Δ). Κατηγορίες οδών. Παράγοντες που επηρεάζουν τη χάραξη μίας οδού. Επιλογή τυπικής διατομής.
  • Δυναμική κίνηση οχημάτων, συντελεστής εγκάρσιας και εφαπτομενικής τριβής, επίκλιση, προδιαγραφές. Θεμελιώδεις αρχές χάραξης.
  • Αρχές χάραξης οδού κατά ΟΜΟΕ, στόχοι γεωμετρικού σχεδιασμού και καθοριστικές ταχύτητες και κριτήρια ασφαλείας
  • Μελέτη κατά την οριζοντιογραφία. Η χάραξη ισοκλινούς και η χρήση της. Η χάραξη της πολυγω­νικής και η λογική εξισορρόπησης εμβαδών. Αξιολόγηση ευθυγραμμιών (εξαρτημένες/ ανεξά­ρτητες). Κυκλικό τόξο και σχέση διαδοχικών καμπυλών. Αυτοματοποίηση υπολογισμών σε λογιστικό φύλλο (ανάλογα με τις συν/νες διαδοχικών κορυφών, εύρεση για δεξιόστροφη αρι­στερόστροφη κατεύθυνση οδού, αποστάσεις μεταξύ κορυφών, ΚΑ και κυκλικά τόξα κλπ)
  • Η κλωθοειδής ως καμπύλη συναρμογής, εύρεση εύρος παραμέτρου κλωθοειδούς, μετατροπή διαγράμματος προσδιορισμού παραμέτρου κλωθοειδούς σε μαθηματικό μοντέλο. Αυτοματο­ποίηση υπολογισμών σε λογιστικό φύλλο και με κλωθοειδή.
  • Πύκνωση-πασσάλωση του άξονα. Τοπικό και ενιαίο σύστημα αναφοράς για τις συν/νες των πασσάλων. Μεταφορά μελέτης στο έδαφος.
  • Μηκοτομή εδάφους, χάραξη ερυθράς, γραμμική παλινδρόμηση ως αρχική εκτίμηση της ερυθράς επιλογή καμπύλης συναρμογής σε σχέση με τις προδιαγραφές
  • Υπολογισμός υψομέτρων επί ευθυγραμμίας ερυθράς και επί καμπύλης. Παραδείγματα υπολογισμού.
  • Επικλίσεις στην ευθυγραμμία και στο κυκλικό τόξο. Προσαρμογή επίκλισης στη καμπύλη συναρμογής, πρόσθετη κλίση της οριογραμμής ΔS.
  • Μήκος ορατότητας και έλεγχος
  • Στοιχεία για τη Κτηματογράφηση και τρόποι αυτοματοποίησης.

Περιεχόμενα εργαστηριακών ασκήσεων.

  • Απόκτηση ευχέρειας για την «ανάγνωση» με άνεση ενός διαγράμματος με ισουψείς καμπύλες (πλαγιά, κορυφή, μισγάγγεια, αυχένας, ράχη κλπ). Από τομή αξονικής γραμμής μέγιστα και ελάχιστα υψόμετρα και επαφή με την έννοια των κλίσεων.
  • Συνόρθωση γεωαναφορά διαγράμματος με ισοϋψείς καμπύλες, αξιολόγηση αποτελέσματος. Κλίση και ισοδιάσταση. Χάραξη ισοκλινούς με επαναληπτικές διαδικασίες. Η πτύχωση του εδάφους, ο συντελεστής και η διαδικασία χάραξης.
  • Η φιλοσοφία χάραξης της πολυγωνικής και το ισοζύγιο επιφανειών. Επιλογή παρεμβολής κυκλικών τόξων και στοιχεία που μεταβάλλονται. Η αναγκαιότητα χρήσης λογισμικού επαναληπτικών και υπολογιστικών διαδικασιών.
  • Η δημιουργία των κατάλληλων πεδίων σε λογιστικό φύλλο, ώστε με δεδομένα τις συν/νες των κορυφών της πολυγωνικής να επιστρέφουν ως αποτελέσματα τις σχηματιζόμενες γωνίες, αν είναι δεξιόστροφες ή αριστερόστροφες, το μήκος των πλευρών της πολυγωνικής. Αν δοθούν μήκη ακτίνων σε κάθε κορυφή να υπολογίζονται τα : ΚiΑi, μήκος κυκλικού τόξου που παρεμβάλλεται, ευθύγραμμο τμήμα μεταξύ διαδοχικών κορυφών, συνολικό μήκος.
  • Σε δεδομένη πολυγωνική και για δεδομένη κατηγορία οδού πρέπει να υπολογιστούν οι συντελεστές τριβής, οι ακτίνες στις κορυφές, η αρμονική σχέση στις διαδοχικές καμπύλες, το min, max ευθύγραμμο τμήμα μεταξύ καμπυλών, το ελάχιστο μήκος κυκλικού τόξου, κριτήρια επιλογής κλωθοειδούς, μετατροπή γραφήματος σε υπολογιστική διαδικασία, σχέση ευθυγραμμίας τόξου, υπολογισμός λοιπών στοιχείων, έλεγχος κριτηρίων ασφαλείας, πινακοποίηση αποτελεσμάτων για κάθε περιοχή.
  • Επέκταση των υπολογισμών στο λογιστικό φύλλο. Πύκνωση-πασσάλωση, υπολογισμός συν/νων σε τοπικό και ενιαίο σύστημα. Δειγματική υλοποίηση στο έδαφος
  • Διαδικασία παρεμβολής για εκτίμηση υψομέτρων των πασσάλων από τις ισοϋψείς καμπύλες. Εκτίμηση της μέγιστης και ελάχιστης κατά μήκος κλίσης, δημιουργία μηκοτομής.
  • Χάραξη ερυθράς, Επιλογή των κατάλληλων τόξων συναρμογής, υπολογισμός υψομέτρων πασσάλων. Ενημέρωση του διαγράμματος της μηκοτομής.
  • Έλεγχος διαπλάτυνσης και ορατότητας. Πιθανές τροποποιήσεις. Σχεδίαση διατομών με ιδιαίτερη έμφαση στις καμπύλες συναρμογής και στα κυκλικά τόξα.
  • Όριο κατάληψης και όριο απαλλοτρίωσης. Η κτηματογράφηση και εισαγωγή στην απαλλοτρίωση

Μαθησιακοί Στόχοι

Επίπεδο ταξινόμησης μαθησιακών αποτελεσμάτων 6
Περιγραφικός δείκτης επιπέδου 6.
Το μάθημα Οδοποιία Ι: Γεωμετρικός σχεδιασμός Οδών, εντάσσεται στα μαθήματα Επιστημονικής Περιοχής και ανάπτυξης δεξιοτήτων (Μάθημα Ειδικότητας)
Θεωρώντας ότι η οδοποιία έχει εξελιχθεί σε πολυσύνθετη επιστήμη και έχει σαν αντικείμενο τη σπουδή των οδών, που πραγματεύεται : τη μελέτη, κατασκευή, συντήρηση, εκμετάλλευσή τους και αποτελεί βασικό μοχλό ανάπτυξης κάθε περιοχής, το μάθημα αποσκοπεί σε μαθησιακά αποτελέ­σματα για επαφή με : τους κανονισμούς και τις βασικές αρχές, που πρέπει να ακολουθεί η μελέτη, για τα στάδια μελετών, τη λειτουργική κατάταξη του οδικού δικτύου, τη δυναμική κίνηση οχήματος, τη συσχέτιση του αναγλύφου εδάφους και της χάραξης, τη χάραξη της οδού σε οριζοντιογραφία και τα δυναμικά στοιχεία κατά ΟΜΟΕ, τις καμπύλες συναρμογής, τα στοιχεία συν/νων σε τοπικό και ενιαίο σύστημα, την ελικτότητα της οδού, τη χάραξη σε μηκοτομή, τη κατακόρυφη συναρμογή, τη χάραξη ερυθράς, τη μελέτη της οδού κατά τη διατομή, τα στοιχεία μελέτης ορατότητας, τη συσχέτιση με κτηματογραφικά δεδομένα και γενικώς να εφαρμόζουν τις αρχές και οδηγίες ΟΜΟΕ, για ασφαλή και λειτουργικό σχεδιασμό της γεωμετρίας των οδών.
Σκοπός της ύλης του μαθήματος είναι η απόκτηση ικανοτήτων που πρέπει να διαθέτει ο/η απόφοι­τος/η, για αυτοδύναμη, αλλά και ομαδική εργασία σε διεπιστημονικό περιβάλλον, προκειμένου να ολοκληρώσει μελέτη χάραξης οδικού άξονα στα επίπεδα: ΧΥ (οριζοντιογραφία), ΧΖ (μηκοτομή), (κατά πλάτος τομές), τηρώντας τις θεσμοθετημένες προδιαγραφές οδηγίες ΟΜΟΕ, για ασφαλή και λειτουργικό σχεδιασμό της γεωμετρίας των οδών.
Στόχος του μαθήματος είναι η απόκτηση βασικών γνώσεων για τις κατηγορίες οδών, τις οδηγίες μελετών οδικών έργων (Ο.Μ.Ο.Ε.), τους προβλεπόμενους ελέγχους, τη δυνατότητα εφαρμογής στα στάδια οριζοντιογραφίας, μηκοτομής, διατομών, τη δυνατότητα μεταφοράς των στοιχείων μελέτης στο έδαφος και τη συσχέτιση του αποτελέσματος με κτηματο­γραφικά δεδομένα.

Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος ο/η απόφοι­τος/η θα είναι σε θέση να:

  • αναγνωρίζει το στάδιο μελέτης, τα απαιτούμενα παραδοτέα και την ακρίβειά τους και να γνωρίζει τα βασικά στοιχεία από τις οδηγίες μελετών οδικών έργων (Ο.Μ.Ο.Ε.). Να προσδιορίζει τα απαραίτητα δεδομένα και τις πιθανές πηγές.
  • διακρίνει από τους πίνακες ΟΜΟΕ, τα λειτουργικά χαρακτηριστικά της οδού, τη κατηγορία της και βάσει αυτών να εκτιμά τις παραμέτρους μελέτης και λειτουργίας και τις βασικές αρχές, που πρέπει να τηρηθούν.
  • υπολογίζει και εξετάζει τα στοιχεία συναρμογής καμπυλών και όλων των δυναμικών στοιχείων της οδού, σε εφαρμογή των ελέγχων κατά ΟΜΟΕ.
  • συνδυάζει και αξιολογεί τα αποτελέσματα επί εναλλακτικών λύσεων.
  • συγκρίνει και αξιολογεί το τελικό αποτέλεσμα της χάραξης, σε σχέση με τις προδιαγραφές ΟΜΟΕ.

Γενικές Ικανότητες

  • Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραί­τη­των τεχνολογιών
  • Λήψη αποφάσεων για την επάρκεια και την ποιότητα των δεδομένων, προκειμένου να συνταχ­θεί η μελέτη στα διάφορα στάδια, σύμφωνα με τις προδιαγραφές ή/και να εξαχθούν οι κατάλληλες πληροφορίες για υλοποίηση μελετών στο έδαφος.
  • Αυτόνομη εργασία (σπάνιο φαινόμενο για οδοποιία).
  • Ομαδική εργασία, είναι το αντικείμενο από τη φύση του (πχ τεχνικά έργα, υδραυλικά, περιβάλ­λον κλπ) για ανταλλαγή δεδομένων.
  • Εργασία σε διεπιστημονικό περιβάλλον
  • Σχεδιασμός και διαχείριση έργων
  • Άσκηση κριτικής και αυτοκριτικής

Μέθοδοι Διδασκαλίας

Πρόσωπο με πρόσωπο
Εργαστήριο σε Η/Υ

Χρήση Τεχνολογιών Πληροφορίας και Επικοινωνιών

Διδασκαλία με χρήση ηλεκτρονικών εποπτικών μέσων
Υποστήριξη μαθησιακής διαδικασίας μέσω e-learning
Χρήση λογισμικού AutoCad και ΔΙΟΛΚΟΣ

Οργάνωση Διδασκαλίας

ΔραστηριότηταΦόρτος εργασίας εξαμήνου
Διαλέξεις26
Εργαστηριακές ασκήσεις26
Προετοιμασία ασκήσεων13
Επίλυση ασκήσεων39
Αυτοτελής μελέτη45
Σύνολο149

Αξιολόγηση Φοιτητών

Γλώσσα αξιολόγησης Ελληνική.
Στη θεωρία (70%): γραπτή εξέταση, με ερωτήσεις πολλαπλών επιλογών, ερωτήσεις σύντομης ανάπτυξης και επίλυση προβλημάτων. Σε κάθε ερώτηση αναγράφεται ο βαθμός.

Στο εργαστήριο (30%): Απαραίτητη η παράδοση των εργασιών, συνο­δευόμενες με τεχνικές εκθέσεις. Κάθε εργασία πρέπει να είναι προβιβάσιμη.

Συνιστώμενη Βιβλιογραφία

  1. Αναστάσιος Αποστολέρης, ΟΔΟΠΟΙΙΑ Ι – ΧΑΡΑΞΕΙΣ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΧΩΜΑΤΙΣΜΩΝ, Εκδότης ΑΠΟΣΤΟΛΕΡΗΣ ΚΑΙ ΣΙΑ Ο.Ε., 2015
  2. Henning Natzschka, ΟΔΟΠΟΙΙΑ : ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΚΑΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ, Εκδόσεις ΚΛΕΙΔΑΡΙΘΜΟΣ, 2014