Элементы поперечного профиля

Разрез дороги плоскостью, перпендикулярной к ее оси, называется поперечным профилем дороги (рис. 2). Одним из основных элементов поперечного профиля дороги является земляное по­лотно. Земляное полотно — сооружение, на котором расположе­на проезжая часть дороги. Проезжая часть, предназначенная для движения автомобилей, как правило, имеет дорожную одежду, устраиваемую из различных строительных материалов.

 

8 7 6 5 4 4 5 6 7

 

Рис.2 Поперечный профиль авто­мобильной дороги в насыпи:

1 — проезжая часть; 2 — обочины 3- земляное полотно, 4 — кромка проезжей части, 5 — бровка земляного полотна, 6 — откос насыпи,7 — дно кювета, 8 — внешний откос кювета

 

Верхний слой дорожной одежды, находящийся непосредственно под воз­действием колес автомобилей, называется дорожным покрытием. По сторонам проезжей части размещаются обочины, повышаю­щие прочность края дорожной одежды и обеспечивающие бе­зопасность движения.

В зависимости от рельефа местности земляное полотно устра­ивают в уровне поверхности земли, в насыпи (см. рис. 2) или в выемке (рис. 3).

 

 

 

Рис.3 Поперечный профиль автомобильной дороги I категории в выемке:

1 — разделительная полоса, 2 — проезжая часть; 3 —обочины, 4 — кромка проезжей ча­сти; 5 — бровка земляного полотна; 6 —внутренний откос. 7 —внешний откос выемки; 8 —банкет, 9 — забанкетная канава, 10 — кавальер

 

Кроме насыпей и вые­мок, земляное полотно включает в себя боковые канавы (кюветы) для осу­шения дороги и отвода от не-

нее воды и резервы — не­глубокие выработки вдоль дороги, из которых был взят грунт для отсыпки насыпи. Боковые резервы, так же как и кюветы, яв­ляются средством водоот­вода.

При устройстве вые­мок грунт обычно используется для возведения смежных насы­пей и лишь в исключительных случаях, когда из-за дальности возки использовать в насыпи его нецелесообразно, грунт вывозят за пределы полосы отвода или отсыпают сбоку выемки в призмы правильной формы, называемые отвалами, или кавальерами. Ка­вальеры размещают на расстоянии не менее 5 м от откоса выем­ки, их высота не должна превышать 3 м.

При размещении земляного полог на косогоре для отвода воды от полотна с нагорной стороны устраивают кюветы, нагор­ные канавы, кюветы-резервы и другие водоотводные сооружения. Проезжие части автомобильных дорог I категории на косогоре могут быть устроены в разных уровнях (рис. 4). Линии, отделяющие проезжую часть от обочин, называются кромками проезжей части. Расстояние между кромками проез­жей части определяет ширину проезжей части дороги. Линии, отделяющие обочины от внутренних откосов земляного полотна, называются бровками земляного полотна: соответственно рас­стояние между бровками земляного полотна называют шири­ной земляного полотна. Высота насыпи или глубина выемки оп­ределяется расстоянием от бровки земляного полотна до по­верхности земли на оси дороги.

 

 

 

Рис. 4 Автомобильная дорога со ступенчатым размещением проезжих частей на косогоре

 

Крутизна откосов должна обеспечивать устойчивость земля­ного полотна и способствовать обеспечению безопасности дви­жения. Крутизна откосов характеризуется отношением высоты откоса к его горизонтальной проекции — заложению (рис.5) и может быть выражена

ппппппппппп
где m — коэффициент заложения откоса; показывает, во сколько раз проекция откоса больше или меньше его высоты.

При прохождении дороги через населенные пункты ее попе­речный профиль имеет свои конструктивные особенности. В небольших населенных пунктах сельской местности для лучшего обеспечения съезда с дороги автомобильную дорогу строят в небольших насыпях (0,2—0,3 м). Поперечные профили город­ских улиц и дорог, размеры отдельных элементов и общая ши­рина устанавливаются в зависимости от величины города, ка­тегории улиц и дорог, интенсивности движения всех видов городского и транзитного транспорта и пешеходов, а также пре­обладающей этажности застройки, способа отвода поверхност­ных вод и т.д. (рис. 6).

Ширину улиц между фасадами домов («красную линию») принимают обычно в пределах: 30—50 м для общегородских и 25—35 м для районных магистральных улиц; при наличии ско­ростного транзитного движения — в пределах 100 м с выделе­нием отдельных проезжих частей для пропуска скоростного дви­жения.

Городская улица имеет проезжую часть для движения автомо­билей и других видов транспорта, тротуары для пешеходов и озелененные полосы для изоляции пешеходов и застройки от уличного движения. Кроме того, городская улица может иметь трамвайные пути, расположенные в пределах проезжей части или на обособленном полотне.

 

 

Под улицей размещаются подземные коммуникации: кабели электрического тока, телефонно-телеграфные линии, водопровод, газопровод, канализация и т. д. В больших городах для удобства эксплуатации подземные сети размещают в общих бетонных кол­лекторах-тоннелях.

 

Лекция 5

Проезжая часть. Обочины

Полоса проезжей части, занимаемая автомобилями, движущи­мися один за другим и в одном и том же направлении, называет­ся полосой движения. Так как движение обычно происходит в обе стороны, то для безопасности в большинстве случаев про­езжую часть дороги устраивают шириной не менее чем в две по­лосы движения.

Движение автомобилей по дороге обычно происходит с раз­личными скоростями. Легковые автомобили, движущиеся с боль­шой скоростью, обгоняют медленно движущиеся грузовые авто­мобили. Для обгона автомобиль должен выехать на левую поло­су встречного движения, обойти обгоняемый автомобиль и снова выйти на правую полосу. На обычной дороге в две полосы дви­жения обгон возможен лишь в том случае, если свободна полоса встречного движения. Отсюда следует, что обгон на дороге в две полосы движения возможен лишь при малой интенсивности дви­жения. Очевидно, что при большой интенсивности и разнородном по скорости потоке движения необходимо предусмотреть четы­рехполосные проезжие части по две полосы движения в каждом направлении.

Чтобы устранить возможность выезда на полосу встречного движения, на дорогах первой категории устраивают разделитель­ную полосу (см. рис.3). Ширина разделительной полосы 5 м и более (рис.7).

Рис.7 Конструкция разделительных полос:

а-со сплошным крупнозернистым слоем; б-с прерванным крупнозернистым слоем; в-с отводом воды дренажем; 1-грунт земляного полотна; 2-крупнозер­нистый хорошо дренирующий слой; 3-осно­вание из щебня или грунта, обработанного вяжущими материалами; 4-цементобетонное покрытие;5- растительный грунт;6-крае­вая полоса; 7-крупнозернистый дренирую­щий материал; 8-дренажная трубка; 9-продольная дрена;10-труба для отвода воды

 

В настоящее время разделительную полосу, как правило, ус­траивают без окаймления возвышающимся бордюрным камнем, наезд на который при обгонах или вынужденных маневрах со­пряжен с опасностью возникновения дорожно-транспортного про­исшествия.

В случае устройства возвышающегося бордюра рядом с ним укладывают краевую полосу шириной 0,5—0,75 м или бордюр делают скошенным с заложением 1: 10 или 1: 5.

Ширину полосы движения устанавливают в зависимости от скорости движения и габаритов автомобилей по ширине. Недоста­точная ширина полосы не обеспечивает безопасного движения с расчетными скоростями, избыточная ширина увеличивает стоимость одного из самых доро­гостоящих элементов авто­мобильной дороги — дорож­ной одежды.

Необходимая и достаточ­ная ширина проезжей части при двухполосном движении определяется из условия (рис.8)

 

b (3)

где а - ширина кузова ав­томобиля (грузового — 2…2,6 м, легкового- 1,75…2 м); с- ширина колеи автомобиля (грузо­вою—1,7…1,8 м, легко­вого—1,5 м); х — поло­вина величины зазора бе­зопасности между кузова­ми встречных автомоби­лей, м; у — величина пре­дохранительной полосы между колесом автомо­биля и кромкой проезжей части, м

 

a xx

 

Рис.8 Схема для определения ширины проезжей части дороги

 

Необходимая величина зазора между кузовами вст­речных автомобилей пропор­циональна скорости движе­ния и может быть определе­на из формулы

 

Х = у = 0,5 + 0,005 , (4)

где v — скорость автомобиля, км/ч.

 

Отсюда ширина проезжей части

 

b=а+с+2+0,02 . (5)

 

При расчете ширины про­езжей части необходимо учи­тывать состав движения и скорости легкового и грузо­вого автомобилей.

При наличии двухполос­ного движения в одном нап­равлении и возможности об­гона легковыми автомобилями грузовых, величина зазора между краем кузова и краем поло­сы движения со стороны обгона принимается

 

 

х=0,035+0,005 . (6)

 

Основные параметры проезжей части и земляного полотна автомобильных дорог приведены в табл.3.

 

Таблица 3

Основные параметры проезжей части и земляного полотна автомобильных дорог

 

Категория дороги	Число полос движения	Ширина, м
Полосы движения	Проезжей части	Обочины	Земляного полотна
I II III IV V		3,75 3,75 3,5 3,0 ----	15 и более 7,5 7,0 6,0 4,5	3,75 3,75 2,5 2,0 1,75	27,5 15,0 12,0 10,0 8,0

 

Число полос движения на дорогах первой категории устанав­ливается в зависимости от интенсивности движения и рельефа местности: четыре полосы при интенсивности 7000…20000 авт/сут в равнинной и пересеченной местности и при 7000…17000 в горной местности; шесть полос при интенсивности 20000…40000 авт/сут в равнинной и пересеченной местности и при 17000…35000 авт/сут в горной местности.

При смешанном составе потока автомобилей для грузового движения в сторону подъема с уклоном более 30%₀ при длине участка подъема свыше 1 км и интенсивности движения более 2000 авт/сут на дорогах II и III категорий предусматривается устройство дополнительной полосы проезжей части шириной 3,5 м на всем протяжении подъема.

Ширину проезжей части дорог в пределах средней части во­гнутых кривых, сопрягающих участки продольных уклонов с ал­гебраической разностью более 60 , увеличивают для дорог II и III категорий на 0,5 м, а для дорог IV и V категорий — на 0,25 м с каждой стороны по сравнению с нормами, приведенными в табл. 3.

Для стока воды поверхность проезжей части устраивают вы­пуклой или односкатной. Выпуклое очертание поперечного профиля проезжен части ча­ще выполняют по дуге параболы (рис. 9, а). Уравнение параболы представляется в следующем виде

 

, ммммм (7)

где (f-стрела выпуклости проезжей части, т.е. превышение осевой точки над кромками): р - расчетный параметр.

 

 

Рис.9 Поперечные профили проезжей части

Отношение стрелы выпук­лости f к половине ширины проезжей части b/2 характе­ризует ее поперечный уклон, который выражается деся­тичной дробью или в промил­ле ().

Средний уклон проезжей части определяется по фор­муле

 

. (8)

 

При выпуклом очертании поперечного профиля проез­жей части сопряжение наклонных прямых (рис. 9,б) возможно круговой кривой длиной 2 м.

Радиус сопрягаемой кривой определяют по приближенной

формуле

. (9)

 

При односкатном профиле проезжей части (рис. 9, в) попе­речный уклон . (10)

 

Поперечные уклоны обеспечивают отвод поверхностных вод с проезжей части, в то же время большие поперечные уклоны создают и некоторые трудности для движения автомобилей. Про­исходит смещение автомобилей в сторону уклона, занос и даже опрокидывание автомобиля при обледенелом или грязном по­крытии. Поэтому поперечные уклоны, по условиям водоотвода должны быть наименьшими. В зависимости от типа покрытия поперечные уклоны проезжей части устраивают в пределах от 15 до 40 %₀.

Обочины служат для укрепления кромки проезжей части (рис. 10), кроме того, они улучшают безопасность движения. В случае необходимости автомобили могут съезжать на них с проезжей части. Обочины служат также для временной оста­новки автомобилей, для размещения дорожных машин и строи­тельных материалов при ремонтных работах.

Обочины устраивают шириной от 1,75 до 3,75 м. В горной местности, как исключение, на дорогах I и II категорий допуска­ются обочины шириной 1,5 м, а на дорогах остальных катего­рий - 1 м.

 

 

А Б

 

 

Рис.10 Укрепленные обочины на автомобильной дороге:

А — обочина; Б — проезжая часть:

1- слой дерна толщиной 6-8см; 2- слой щебня толщиной 10 см; 3-бетонная плита толщиной 10 см; 4 - слой цементобетонный толщиной 10 см

 

Поперечные уклоны обочин при двускатном поперечном про­филе устраивают на 10—30%₀ больше поперечных уклонов про­езжей части в зависимости от климатических условий и типа ук­репления их поверхности.

Оптимальное использование ширины проезжей части автомо­билями достигается только при наличии укрепленных (на ширину 1,5—1,8 м) обочин. При неукрепленных грязных обочинах бли­жайшие к ним полосы проезжей части шириной до 0,8—1,2 м и более не используются, так как водители, опасаясь заноса при случайном заезде, стремятся вести автомобиль ближе к оси про­езжей части. Обочины укрепляют щебнем, гравием, шлаком, вяжущими и другими материалами.

По краям проезжей части рекомендуется устраивать краевые полосы шириной 0,75 м на дорогах I и II категорий и 0,5…0,3 м на дорогах III—V категорий. С точки зрения улучшения транспортно -эксплуатационных показателей дорог и повышения бе­зопасности движения устройство краевых полос равноценно уширению проезжей части на ту же величину.

Для предотвращения заноса автомобилей при заезде с высо­кой скоростью краевые полосы необходимо устраивать из мате­риалов, обеспечивающих такое же сцепление колеса автомобиля, как и на проезжей части дороги. Применяемые ранее ребристые краевые полосы в настоящее время не рекомендуются, поскольку они ухудшают эффективность использования проезжей части.

 

Лекция 6

ПЛАН ДОРОГИ

Элементы плана дороги

Для перевозки грузов и пассажиров с наименьшей затратой энергии двигателями и минимальной стоимостью дорога должна быть проложена на местности по наикратчайшему расстоянию, т. е. по прямой линии, соединяющей заданные пункты. Однако различные препятствия (населенные пункты, озера, реки, болота, овраги и т. п.) заставляют в ряде случаев отклоняться от крат­чайшего расстояния (воздушной линии) и выбирать для проложения дороги наиболее удобные места в обход препятствий. Этим объясняется, что автомобильная дорога обычно состоит из ряда прямых участков, сопряженных кривыми, обеспечивающими плавный переход автомобилей с одной прямой на другую.

В период изысканий на местности и при проектировании на топографических картах намечают ось дороги, называемую трас­сой дороги.

Графическое изображение проекции трассы дороги на гори­зонтальную плоскость называется планом трассы (рис. 11).

Изменение направления трассы характеризуется углом пово­рота, который образуется продолжением первоначального направления трассы и новым ее направлением (рис. 12,а) Основ­ные элементы угла поворота следующие: точка В — вершина утла поворота; угол — угол поворота; R — радиус кривой; К — длина кривой; Т — тангенс — длина касательной, т. е. расстоя­ние от начала или конца кривой до вершины угла поворота; Б — биссектриса—расстояние от вершины угла поворота до середи­ны кривой.

Элементы кривой определяются по формулам:

; ; ; пппппппппп

 

Рис. 12. Элементы угла поворота:

а — закругление без переходных кривых;

б — закругление с симметричными переход­ными кривыми

 

Криволинейные участки, особенно с малыми радиусами, сни­жают качество трассы, ухудшают условия движения автомо­билей, так как усложняется управление автомобилем. При дви­жении по кривой возникает центробежная сила, стремящаяся сместить автомобиль во внешнюю сторону кривой. В населенных пунктах, в лесу, в выемке не всегда обеспечивается видимость.

Для безопасности и удобства движения кривые вписывают возможно большими радиусами. Радиусы кривых в плане реко­мендуется назначать от 3000 м и более для дорог I категории и от 2000 м и более для дорог остальных категорий. При таких радиусах кривых влияние центробежной силы невелико и безо­пасность движения с расчетной скоростью обеспечивается без усложнения конструктивных элементов дороги.

Назначение радиусов кривых более 2000 м даже для дорог низших категорий оправдывается тем, что при повышении в буду­щем интенсивности движения и перевода дороги в более высокую категорию не потребуется перестройки земляного полотна.

Однако назначение больших радиусов не всегда и не везде возможно. При технико-экономическом обосновании разрешает­ся принимать минимально допустимые радиусы кривых в плане:

 

Категория дороги... I II III IV V

Наименьшие радиусы кривых в плане, м... 1000 600 400 250 125

 

На кривых с радиусами менее 2000 м исходя из условия безо­пасности и комфортабельности движения следует применять пе­реходные кривые, обеспечивающие плавное изменение направ­ления движения автомобиля от прямолинейного к движению по круговой кривой. При быстром переходе автомобиля с прямой на кривую центробежная сила в короткий промежуток времени до­стигает высокого значения, что соответствует боковому удару.

Наибольшее применение имеют переходные кривые, разби­ваемые по клотоиде с уравнением (рис. 12,б)

где С — параметр клотоиды; R- радиус круговой кривой; L- длина переходной кривой.

Длина переходных кривых назначается в зависимости от ра­диуса кривой в пределах от 30 до 120 м. При вписывании пере­ходных кривых круговая кривая смещается несколько к центру кривой. Все разбивочные элементы переходных кривых можно получить из специальных таблиц ¹.

В зависимости от условий проектирования кривых в плане для наилучшего вписывания трассы дороги в рельеф местности Moгут применяться следующие типы закруглений: с круговой кри­вой и симметричными переходными кривыми одинаковой длины (см. рис. 12,б); с круговой кривой и несимметричными переход­ными кривыми разной длины; из сплошных симметричных пере­ходных кривых; из сплошных несимметричных переходных кри­вых.

При приложении трассы стремятся добиться гармоничного со­четания дороги с окружающим ландшафтом. Согласование дороги с ландшафтом имеет не только эстетическое значение, по и очень важно для повышения безопасности движения. Меняющиеся пей­зажи, новые виды привлекают водителя и позволяют в большей степени сохранить его внимание в сравнении с однообразным придорожным ландшафтом.

В равнинной местности при отсутствии существенных препят­ствий дорога может быть проложена прямолинейными участками большой длины в несколько километров. Однако длина прямых участков не должна превышать 4—4,5 км, так как движение по длинным прямым сопряжено с прогрессирующей усталостью и притуплением внимания, особенно водителей медленно движу­щихся грузовых автомобилей, а

¹ Ксенодохов В.И. Таблицы для проектирования и разбивки клотоидной трассы автомобильных дорог. М, Транспорт, 1969. 269с.

водителей легковых автомоби­лей - с потерей контроля за скоростью, что является причиной повышенной аварийности.

План трассы является одним из основных технических доку­ментов проекта дороги. Трассу в плане изображают жирной ли­нией с разбивкой на километры и пикеты (участки длиной 100 м), указывают номера углов поворота, румбы и длины прямых участ­ков. В отдельных таблицах указывают пикетажные значения вершин углов поворота и все элементы кривых (см. рис. 11).

По обе стороны от трассы дороги принятыми условными зна­ками изображают основные элементы рельефа, земельные угодья, водотоки и водоемы, населенные пункты, линии связи, другие пути сообщения и т.д.; указывают границы землепользовате­лей, положения реперов.

 

Лекция 7

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: