Рис. 105. Элементы поперечного профиля:
1 - ось дороги; 2 - кромка проезжей части; 3 - бровка земляного полотна; 4 - внутренняя бровка резерва; 7 - внешняя бровка резерва; 1 - 2 - ширина полосы движения; 2 - 2 - ширина проезжей части; 2 - 3 - ширина обочин; 3 - 3 - ширина земляного полотна; 3 - 4 - откос; 4 - 5 - внутренний откос резерва; 5 - 6 - дно резерва; 6 - 7 - внешний откос резерва; 7 - 8 – обрез.
Дорожная одежда служит для восприятия усилий от колес автомобиля и передачи их на земляное полотно. От ее качества в большей мере зависят условия движения автомобильного транспорта, поэтому она должна быть прочной и долговечной, а покрытие ровным, бесшумным, шероховатым и беспыльным.
На автомагистралях и дорогах I-б категории проезжую часть устраивают раздельно для обеспечения безопасности движения автомобилей в каждом направлении, предусматривая сооружение между ними разделительной полосы.
Для обеспечения стока воды с поверхности проезжей части дороге придают двухскатный профиль. Величина поперечного уклона проезжей части зависит от вида покрытия дорожной одежды и приведена в таблице 55 (c. 251).
По бокам к проезжей части примыкают обочины. Обочины – полосы земляного полотна, предназначенные для временной стоянки автомобилей, размещения дорожно-строительных материалов во время ремонтных работ. Они создают боковой упор для дорожной одежды и служат также для объездов, обгонов и разъездов встречных автомобилей при узкой (однополосной) проезжей части.
Вдоль проезжей части на обочинах предусматривают укрепленные полосы, предотвращающие разрушение кромки проезжей части при случайных съездах колес автомобилей с проезжей части, препятствующие заносу грязи на покрытие в дождливую погоду, образованию колей на обочинах. Обочинам для стока воды с проезжей части придают поперечный уклон на 10 - 30‰ больше, чем поперечный уклон проезжей части, в обе стороны от оси дороги.
Линии сопряжения проезжей части и обочин называют кромкой дорожной одежды. Следовательно, ширина проезжей части – это расстояние между кромками.
Проезжая часть и обочины примыкают к прилегающей местности правильно спланированными наклонными плоскостями, которые называют откосами. Крутизну откосов назначают в зависимости от высоты насыпи или глубины выемки из соображений снегозаносимости земляного полотна, гармоничного сочетания с прилегающим ландшафтом, обеспечения безопасности движения, устойчивости откосов, а также с учетом экономических требований, ценности отводимых земель и назначения дороги. В зависимости от высоты насыпи заложение откосов может быть от 1:9 до 1:1,5. Откосы могут иметь переменную крутизну.
Линию сопряжения плоскостей откоса и обочины называют бровкой земляного полотна. На продольном профиле вновь строящихся дорог она служит проектной, или красной, линией. Расстояние между бровками называют шириной земляного полотна. Она складывается из ширины проезжей части и двух обочин.
Рабочей отметкой (высотой насыпи или глубиной выемки) называют расстояние по вертикали между отметкой бровки земляного полотна и отметкой земли по оси дороги. Ширину проезжей части, обочин, укрепленных полос обочин, ширину разделительной полосы назначают в зависимости от категории дороги и числа полос движения.
Для обеспечения минимального возвышения поверхности покрытия над уровнем поверхностных вод вдоль невысоких насыпей (Н 0,5 м), а также в выемках устраивают боковые канавы, которые называют кюветами. Они предназначены для осушения земляного полотна и его возведения. Кюветы могут быть треугольные и трапециевидные.
Если при возведении насыпи не хватает грунта из кюветов, то их расширяют по дну и углубляют. Ширину кювет-резерва определяют количеством необходимого грунта, а глубину принимают не более 1,5 м. Откосы и их заложения принимают такими же, как и для насыпи. Разность отметок бровки земляного полотна и дна кювет-резерва должна быть не более 4 м. Дну кювет-резерва придают уклон 20‰ от оси дороги. Кювет-резервы устраивают обычно при строительстве дорог на непригодных для сельскохозяйственного назначения землях. На землях сельскохозяйственного назначения земляное полотно чаще всего возводят из привозного грунта
Обрезы – полосы между водоотводящими сооружениями и границами полосы отвода. Они предназначены для устройства объездных транспортных путей, движения тракторов, складирования строительных материалов, размещения снегозащитных зеленых насаждений. Ширина обреза должна быть не менее 2 м.
Все вышеперечисленные элементы поперечного профиля автомобильной дороги и дорожных сооружений должны умещаться в границах полосы отвода.
Автомобильные дороги в пространстве проектируются в трех проекциях - в плане, в продольном и поперечном профилях. Продольная ось автомобильной дороги, проложенная на местности, называется трассой. Проекция трассы на горизонтальную плоскость называется планом трассы. Трасса автомобильной дороги в общем случае представляет собой пространственную линию, потому что ее положение по длине, как правило, непрерывно изменяется как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости. Отклонение трассы от прямой в вертикальной плоскости вызывается наличием продольных уклонов, а в горизонтальной – наличием препятствий(оврагов, строений, болот и т.д.) и их обходом (рис. 106).
Рис. 106. Варианты трассы на карте
Выбор направления трассы является комплексной задачей, при которой конкурирующие варианты автомобильной дороги в пределах полосы варьирования трассы детально рассматриваются по основным показателям (по приведенным затратам, строительной стоимости, транспортно-эксплуатационным расходам, материалоемкости строительства, уровням удобства и безопасности движения, степени загрязнения окружающей среды и т.д.).
Полоса варьирования – полоса местности, по которой возможно проложение трассы автомобильной дороги.
Общее направление трассы и ширину полосы варьирования устанавливают на основе аналитических расчетов по результатам экономических изысканий, выполняемых в соответствии со схемами развития и размещения сети автомобильных дорог, развития и размещения производительных сил данного региона, области, района, акционерных обществ, схемами районной планировки и благоустройства.
Выбор направления дороги выполняют с соблюдением "Основ земельного законодательства" и "Основ водного и лесного законодательства".
При нанесении вариантов трассы в пределах полосы варьирования принимаются во внимание следующие условия:
возможность проектирования автомобильной дороги с соблюдением требований действующих нормативных документов;
трассирование по возможно кратчайшему расстоянию между заданными пунктами;
природные условия района проложения трассы (топографические, гидрогеологические, почвенно-грунтовые, гидрологические, метеорологические);
ситуационные особенности района проектирования;
варианты пересечений крупных водотоков;
требования проложения трассы в районах промежуточных населенных пунктов для наилучшего обслуживания местных связей и транзитного движения;
требования по обеспечению удобства и безопасности движения, а также ландшафтного проектирования.
При проектировании дорог в плане также необходимо соблюдать следующие требования:
не занимать под дороги ценные угодия, избегать сноса строений;
не допускать затопления и подтопления прилегающих к дороге земель путем создания подпоров или преграждения стока воды;
переходы через болота делать в наиболее узких местах или с наименьшей мощностью торфяной залежи;
обходить действующие овраги, не допускать концентрации поверхностного стока воды, ведущей к почвенной эрозии;
переходы через речные долины предусматривать на прямых участках рек в наиболее узкой части поймы;
внутрихозяйственные дороги размещать как составной элемент устройства территории севооборотов, садов, сенокосов, пастбищ и других сельскохозяйственных угодий.
При проектировании безопасной для транспорта трассы автомобильной дороги следует избегать:
кривых малого радиуса в конце затяжных спусков;
резких поворотов дороги за перепадами продольного профиля;
пересечения дорог в одном уровне в условиях необеспеченной видимости;
участков переплетений и слияний транспортных потоков местного и транзитного движений с различными скоростями;
длинных прямых и особенно прямых, сопрягаемых в конце с кривыми малого радиуса.
При проектировании сельскохозяйственных дорог в пределах одного района необходимо учитывать не только связь с населенными пунктами, но и удобное расположение дорог по отношению к полевым массивам.
Стремясь разместить трассу по прямой линии, учитывают расположение границ полей севооборотов, лесных полос, мелиоративных каналов, линий электропередач, телеграфной, телефонной связи и т.д.
Необходимо также учитывать размещение внутрихозяйственных дорог смежных хозяйств, а для примыкания к дорогам общего назначения использовать имеющиеся перекрестки и съезды.
При наличии развитой сети дорог с твердым покрытием основное внимание должно быть уделено проектированию подъездных путей к ним. Во всех случаях трассы дорог проектируют по наиболее высоким местам, избегая участков со сложным рельефом, крутыми подъемами и спусками, пересеченных оврагами, ручьями и другими преградами. Не следует допускать изъятия излишних площадей ценных сельскохозяйственных угодий. По окончании строительства следует предусматривать рекультивацию придорожной полосы путем возвращения снятого плодородного слоя.
На всех изменениях направления трассы устраивают закругления для более плавного перехода с одного направления на другое. В каждом углу поворота трассы определяют следующие точки и элементы (рис. 107): вершину угла О; начало А и конец кривой Б; угол поворота α между предыдущим и последующим направлениями; длину по прямой от концов кривой до вершины угла - АО и ОБ, принято называть тангенсами Т; расстояние от вершины угла О до середины кривой, называемое биссектрисой (Б); длину кривой К; разницу между длиной двух тангенсов и кривой называют домером D. Параметры круговых кривых определяют по следующим формулам:
К
= n
·
R
,
T
= R · tg
,
Б
= R
(
–1),
D = 2Т – К.
Рис. 107. Элементы круговой кривой в плане:
α – угол поворота; R – радиус круговой кривой; Т – тангенс; Б – биссектриса; НК – начало кривой; КК – конец кривой.
Радиусы закруглений в плане намечают таким образом, чтобы обеспечить безопасность движения без устройства переходных кривых, виражей и уширений проезжей части. Рекомендуемые радиусы кривых в плане для дорог общего пользования – R ≥ 2000 м; для внутрихозяйственных дорог – R ≥ 1500 м. Однако применение указанных радиусов не всегда возможно по местным условиям. В этом случае величину радиуса закругления уменьшают, но она не должна быть меньше расчетной. Расчетный радиус круговой кривой, при котором не происходит заноса автомобилей и не требуется устройства виража и уширения проезжей части, определяют по формуле
R
=
,
где V – расчетная скорость движения автомобиля для данной технической категории, км/ч;
µ - коэффициент поперечной силы, принимаемый равным 0,2 - при неблагоприятных условиях и 0,1 - при благоприятных условиях;
in - поперечный уклон проезжей части на кривой (тысячные доли).
Поперечный уклон проезжей части зависит от вида покрытия (табл. 55).
Таблица 55. Поперечные уклоны проезжей части in
Вид покрытия |
Поперечный профиль |
Цементобетонные Асфальтобетонные из всех марок Щебеночные, обработанные органическими вяжущими материалами (битумом или дегтем) Гравийные, обработанные органическими вяжущими материалами (битумом или дегтем) Щебеночные Гравийные Грунтовые улучшенные Грунтовые |
0,015 0,015 – 0,020 0,020 – 0,025
0,020 – 0,025
0,025 – 0,030 0,025 – 0,030 0,030 – 0.040 0,040 – 0,060 |