2. YATAY KURBALAR Yatay kurbalar genel olarak daire yaylarından ibarettir. Ancak, kurbaya ait dairenin yarıçapı küçük ise süratin fazla olduğu durumlarda alinyimandan kurbaya geçiş noktasında ortaya çıkan merkezkaç kuvvetin ani etkisi taşıt dengesini bozar ve yolcuyu fazla derecede rahatsız eder. Bu yüzden alinyiman ile dairesel kurbalar arasında geçiş eğrisi ya da rakortman eğrisi adı verilen özel eğriler yerleştirilir. 2.1 Kurba çeşitleri ve karakteristikleri Dairesel yatay kurbalar üç kısma ayrılır. Basit daire kurbaları İki alinyimanı birbirine bağlayan daire yaylarıdır. Bileşik daire kurbaları Farklı yarıçaplı fakat ortak bir teğeti bulunan ve bu ortak teğetin aynı yanında olan dairesel kurbalardan oluşur. Ters daire kurbaları Ortak bir teğetin iki yanında bulunan iki dairesel kurbadan oluşur. Dairesel kurbalar genellikle ( R) yarıçapları veya daha seyrek olmak üzere belirli bir çevre uzunluğuna karşılık gelen (D) merkez açıları ile belirlenir. Bu belirli çevre uzunluğu 100 m. olarak alınırsa (2 R).D /360 =100 100/2 R =D /360 R=5729,58/D 2.1.1 Basit daire kurbaları İki aliyinmanı birbirine bağlayan bu kurbalarda aliyinmanların (S) kesişme noktasına some noktası, bunlar arasında kalan ( ) dış açısına sapma açısı, some noktası ile kurba orta noktası arasındaki mesafeye bisektris uzunluğu, kurbanın başlangıç TO ve bitiş TF noktaları arasındaki yay uzunluğuna açınım veya devolopman adı verilir ve bunların uzunlukları şöyle hesaplanır: Teğet uzunluğu => t=r*tg ( /2) Bisektris uz. => b=r(sec /2 1) Devolopman => d= 2 R. /360 Kiriş uzunluğu => 2R.Sin /2 2.1.2 Bileşik Kurbalar Bir ortak teğetin aynı tarafında bulunan ve genellikle farklı yarıçaplı iki dairesel yaydan oluşan bileşik kurbalar çok zorunlu haller dışında tavsiye edilmez. Ayrıca, büyük kurba yarıçapının, küçük kurbanınkinin en çok 1,5 katı olması istenir. İki basit kurbadan oluşan bileşik kurbaların, 1, 2,R1,R2,t1 ve t2 olmak üzere yedi karakteristiği vardır. Bu şekilde bir kurbanın çizimi ve ya piketajı için ikisi uzunluk olmak üzere en az dört karakteristiğinin bilinmesi gerekir ve diğerleri bunların yardımı ile hesaplanır. 2.1.3 Ters Kurbalar Ortak bir teğetin iki yanında bulunan iki dairesel kurbadan oluşan ters kurbalara uygulamada daha çok düşük standartlı yollarda rastlanır. Bir kurbadan diğerine geçişin güvenli olabilmesi için araya geçiş eğrisinin yerleştirilmesi zorunludur. Bu yapılamıyorsa, birinci kurbanın bitiş noktası ile ikinci kurbanın başlangıç noktası arasında düşük standartlı yollarda, her iki kurba için en az dever uygulamasına yeterli olacak kadar düz kısım bulunması istenir. Bu mesafe en az 60 m dir. Ters kurbalarda da verilen karakteristiklere göre değişik kombinezonlar vardır.
KURP ÇEŞİTLERİ VE KARAKTERİSTİKLERİ Dairesel yatay kurplar üç kısıma ayrılır. 100 Basit daire kurpları --- iki alinymanı birbirine bağlayan daire yaylarıdır. 101 Bileşik daire kurpları --- farklı yarıçaplı fakat ortak bir teğeti bulunan ve bu ortak teğetin aynı yanında olan dairesel kurplardan oluşur. 102 Ters daire kurpları --- ortak bir teğetin iki yanında bulunan iki dairesel kurptan oluşur. Basit Daire Kurpları İki alinymanı birbirine bağlayan bu kurplarda alinymanların (S) kesişme noktasına some noktası, bunlar arasında kalan ( ) dış açısına sapma açısı, some noktası ile kurp orta noktası arasındaki mesafeye bisektris uzunluğu, kurpun başlangıç PC ve bitiş PT noktaları arasındaki yay uzunluğuna açının developman adı verilir ve
bunların uzunlukları aşağıdaki trigonometrik bağıntılarla hesaplanabilir. Developmanın B orta noktasına bisektris noktası denir. Teğet uzunluğu T= R*tan( /2) Bisektris uzunluğu b= R*(sec( /2)-1) Kurp uzunluğu (developman) L= п*r* /180 Kiriş uzunluğu AB = 2*R*sin( /2) Kurpun herhangi bir noktasından çizilen kiriş ile bu noktadaki teğetin arasındaki sapma açısının (α) değeri ise ; α=1/2*β α= 1/2*(360/2 пr*yay) α= 28.64789/R*yay Bileşik Kurplar Bir ortak teğetin aynı tarafında bulunan ve genellikle yarıçaplı iki dairesel yaydan oluşan bileşik kurplar çok zorunlu haller dışında tavsiye olunmazlar. Ayrıca, büyük kurba ait yarıçapın, küçük kurba ait yarıçapın en çok 1.5 katı olması istenir. İki basit kurptan oluşan bileşik kurpların, 1, 2, R 1, R 2, T 1, T 2, olmak üzere yedi karakteristiği vardır. Bu şekildeki bir kurbun çizimi veya piketajı için ikisi uzunluk olmak üzere en az dört karakteristiğin bilinmesi gerekir ve diğerleri bunların yardımıyla hesaplanır. Ters Kurplar Ortak bir teğetin iki yanında bulunan iki dairesel kurptan oluşan ters kurplara uygulamada daha çok düşük standartlı yollarda rastlanır. Bir kurptan diğerine geçişin güvenli olabilmesi için araya geçiş eğrisinin yerleştirilmesi zorunludur. Bu yapılamıyorsa, birinci kurbun bitiş noktası ile ikinci kurbun başlangıç noktası arasındaki düşük standartlı yollarda, her iki kurp için en az dever uygulamasına yeterli olacak kadar üst kısım bulunması istenir. Bu mesafe en az 60 m dir. Yüksek standartlı yollarda bu mesafe en az iki kurp için geçiş eğrileri uygulayabilmeye yeterli uzunlukta olmalıdır. YATAY KURPLARDA UYGULANAN KRİTERLER Dever:Taşıta kurp içinde etkiyen merkezkaç kuvvetinin savurma ve devirme tesirlerine kısmen karşı koymak için yol en kesitine verilen enine yöndeki yükseltme dever olarak tanımlanır. Taşıtın ağırlık merkezine etkiyen merkezkaç kuvveti (mv 2 /R) Taşıtın ağırlığı ( W ) Dever ( e tanα ) Yolun kesitteki eğimi ( α ) Kurp yarıçapı ( R ) Taşıtın kütlesi ( m ) Sürtünme kuvveti (f) N=W*cosα + m*v 2 /R*sinα
Fx=0 m*v 2 /R*cosα - W*sinα f*n =0 m*v 2 /R*cosα - W*sinα f*(w*cosα + m*v 2 /R*sinα) =0 m*v 2 /R*cosα -mg*sinα f*(mg*cosα + m*v 2 /R*sinα) =0 V 2 /R g*tanα f*(g+v 2 /R* tanα) =0 V 2 /R g*e f*g f*v 2 /r*e =0 V 2 /R(1 e*f) = g*(e + f) V=0.75V alınarak sürtünme kuvvetinin hızın %25 ini karşıladığı kabul edilir.(türkiye için) e =V 2 /gr e =(0.75V) 2 /(3.6 2 *9.81*R) e =0.00443*V 2 /R Deveri etkileyen bir kaç faktör vardır. Bunlar; - Kar ve buzun miktarı ve sıklığı - Alanın tipi (şehir içi veya dışı) - Ağır taşıt sıklığı Kar ve buzun olmadığı şehirlerarası yollarda dever(e) değeri maksimum %10 a kadar varır. Kar ve buzun egemen olduğu yerlerde dever değeri %8 ile %10 arasındadır. Pratikte uygun olmamasına rağmen daha yüksek dever değerleri özel yerler için istenilebilir (tek yönlü yol ve iniş rampalarda). En yaygın dever değeri %8 dir. Tüm karayolları sınıflarında şehiriçi yollarda genellikle dever kullanılmaz. Diğer ülkelerde dever maksimum değeri yaygın olarak %7 dir. Deverin uygulanacağı uzunluk Ls =V 3 /(P*R) bağıntısı ile hesaplanır. P=0.605 m/sec 2 /sec (Türkiye için) Ls =V 3 /(3.6 3 *0.605*R) Ls =0.0354*V 3 /R Verilen bağıntı ile hesaplanan dever, kurbun başlangıç noktasından 2/3Ls kadar önce alınan bir nokta ile, 1/3Ls kadar sonra alınan bir nokta arasına lineer bir artış gösterecek şekilde uygulanır. Minimum Ls değeri 45 m dir. Kurp genişletmesi: (R W) 2 + L 2 = R 2 W = R - (R 2 L 2 ) W = Kurp genişletme miktarı (m) R = Kurp yarıçapı (m) L = Taşıtın ön ve arka dingilleri arasındaki mesafe Kurp genişletmesi kurbun iç tarafında dever uygulaması ile aynı, Ls uzunluğu boyunca yapılır. Türkiye de 200 m den büyük yarıçaplı kurplarda genişletme yapılmamaktadır. Daha küçük yarıçaplı kurplar için uygulanan genişletme miktarları aşağıdaki gibidir. R (m) W (m) 100 0 101 0.5 102 0.7550 1.0 Geçiş eğrileri V hızı ile hareket eden bir taşıtın alinymandan kurba girişinde veya bir kurptan eğrilik yarıçapı farklı bir diğer kurba girişte ani bir merkezkaç kuvveti doğar. Taşıtı
kurbun dışına doğru savurma ve devirme etkisi gösteren bu kuvveti dengelemek için kurba girişte daha önce belirtildiği gibi dever uygulaması yanında alinyman ile kurp arasına bir geçiş eğrisi yerleştirilir. Bu eğri sayesinde merkezkaç kuvvetinden dolayı oluşan etkileri belirli bir uzunluk boyunca dağıtılmış, alinymandan kurba giriş noktasındaki ani etki ortadan kaldırılmış olur. Geçiş eğrisinin bir ucu alinymana, bir ucuda dairesel kurba teğettir. Geçiş eğrisinin uzunluğu saptanırken hareket dinamiği ile ilgili olmak üzere, kurba geçişte taşıtın maruz kaldığı açısal ivmenin belirli bir değeri aşmaması kabul edilir. Taşıtın birleştirme eğrisine girişte maruz kaldığı ivme değeri sıfırken birleştirme eğrisinin bitiminde yani esas kurba girişte V 2 /R değerine ulaşmaktadır. İvmedeki bu değişme t = L/V süresi içnde olduğuna göre, ivmenin zamana göre değişimi, P=(V 2 /R)/(L/V) Bağıntıdaki hız proje hızı olarak ve km/sa cinsinden alındığında geçiş eğrisinin uzunluğu için, Ls = V 3 /(46.7*R*P) genel bağıntısı bulunur. Bu bağıntıdaki P değeri hızlara göre aşağıdaki değerleri alır; V (km/sa) P < 70 0.605 70 120 0.45 120 < 0.30 Başlıca üç değişik eğri tipi vardır. Bunlar klotoid, kübik parabol ve lemniskatdır. YATAY KURPLARDA GÖRÜŞ: Yatay kurplarda güvenli ve konforlu bir geçiş için kurp yarıçapı ile deverin ve genişletmenin başta proje hızı olmak üzere çeşitli faktörlere bağlı olarak doğru şekilde hesaplanıp uygulanması zorunlu fakat yeterli değildir. Güvenli bir geçiş için bunların yanında kurpta yeterli bir görüş uzunluğunun sağlanması da gereklidir. Minimum duruş ve geçiş uzunluklarının temini bazı durumlarda kurp içine düşen bir bina, yarma şevi veya benzeri bir engel sebebiyle mümkün olmayabilir. Görüşe mani olan fakat geriye çekilmesi kolaylıkla mümkün olmayan engel bina veya benzeri sabit bir tesis ise bu durumda yapılacak olan, geçişi bu kesimde kaydırıp kurp yarıçapını büyütmektir. Kurbun yarma içinde olması yani görüşün yarma şevi tarafından kapatılması durumunda ise yarma şevinin kazılıp şev eğiminin düşürülmesi söz konusu olabilir. Yatay kurpta öngörülen görüş uzunluğunun sağlanabilmesi için görüşe mani engel ile yol ekseni arasında bulunması gereken serbest yanal açıklık kolaylıkla hesaplanabilir. Bu hesaplar sırasında kurp uzunluğunun sağlanması istenen görüş uzunluğundan büyük ve küçük olmasına göre iki durum vardır.
1.Durum S L ACB = S (gerekli görüş uzunluğu) R 2 = x 2 + (R M) 2 ------- 1 x 2 = (S/2) 2 + M 2 ------- 2 1 ve 2 numaralı denklemlerden M = S 2 /8R 2.Durum S>L (S/2) 2 = x 2 + M 2 -------- 1 L + 2*l = S l = (S L)/2 x 2 = d 2 (R M) 2 -------- 2 d 2 = ((S L)/2) 2 + R 2 -------- 3 1, 2 ve 3 numaralı denklemlerden M = L*(2S L)/8R Yatay alinyman için genel kontroller 1- Arazi ile birbirine uyan alinymanlar olabildiğince doğru olmalı. 2- Maksimum eğrilikten olabildiğince kaçınılmalı. 3- Birbirine uyan alinymanlar elde edilmeye çalışılmalı. Uzun teğetlerin sonunda ve uzun düz kurpların sonunda yapılacak keskin kurplardan kaçınılmalı. 4- Uzunluğu kısa olan kurplardan hatta sapma açısı küçük olan kurplardan kaçınılmalı. 5- Düz kurplar uzun dolgular sağlamalı. 6- Yarıçapları farkı çok büyük olan bileşik dairesel kurplardan kaçınılmalı. 7- Doğrudan ters kurplardan kaçınılmalı.aralarında gerekli teğet uzunluğu kullanılmalı. 8- Kırık kurplardan (kısa teğet ve büyük yarıçapları olan aynı yöndeki iki kurp) kaçınılmalı.