Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Основные элементы автомобильных дорог

Цель работы: Изучение и ознакомление с основными элементами автомобильных дорог - 8 часов.

Поперечным профилем дороги называется изображение, полученное сечением дороги вертикальной плоскостью, перпендикулярной оси дороги. Основные параметры поперечного профиля дороги приведены в табл. 1.

Таблица 1

В поперечном профиле дорог вдоль проезжих частей с обеих сторон устраивают грунтовые полосы - обочины (рис. 1).

Обочины создают боковой упор для дорожной одежды проезжей части и используются для временной стоянки автомобилей.

Полоса земли, на которой устраивают проезжую часть и обочины, называется земляным полотном. Земляное полотно отделяется от прилегающей местности откосами или боковыми канавами, которые служат для осушения земляного полотна и отвода поверхностной воды. При устройстве земляного полотна в насыпи необходимый грунт подвозят из находящихся вблизи выемок или при его недостатке берут из закладываемых около дороги неглубоких выработок, называемых резервами. Избыточный грунт из выемок укладывают в валы, называемые кавальерами.

Важным элементом автомобильной дороги является проезжая часть, которая позволяет беспрепятственно и безопасно двигаться транспортным средствам с заданной скоростью (рис. 2). Проезжая часть должна занимать строго определенное положение, иметь размеры и геометрическое очертание, соответствующее требованиям дорожного движения, достаточно прочную и ровную поверхность.

а - дороги I категории; б - дороги II категории; в - дороги III категории; г - дороги IV категории; д - дороги V категории; 1 - обочины; 2 - дорожная одежда проезжей части.

Рис. 1. Типовые поперечные профили автомобильных дорог общей сети России (размеры даны в метрах).

Общая ширина улиц зависит от соотношения высоты застройки и расстояния между линиями застройки, от характера озеленения, ширины проезжей части, тротуара, технических зон для устройства подземных сооружений и других факторов.

а - с одной проезжей частью; б - с двумя проезжими частями и разделительной полосой;

1 - внешний откос канавы; 2 - краевая укрепительная полоса; 3 - ось дороги; 4 - кромка проезжей части; 5 - бровка насыпи; 6 - внутренний откос; 7 - обочина; 8 - проезжая часть; 9 - земляное полотно; 10 - ось проезжей части; 11 - откос насыпи; 12 - разделительная полоса

Рис. 2. Элементы поперечного профиля автомобильной дороги.

Необходимая ширина проезжей части и тротуаров должна определяться в соответствии с составом и размером перспективных транспортных потоков и пешеходов в периоды максимального движения для наиболее загруженного участка. Правильное определение необходимой и достаточной ширины проезжей части имеет большое техническое и экономическое значение при планировке новых городов, а также при реконструкции существующих магистралей. Учитывая большую стоимость сооружения и эксплуатации проезжей части улицы, ее ширину делают минимальной, но достаточной для пропуска транспортных потоков, рассчитанных на отдаленную перспективу. Необходимость расширения улиц и их проезжих частей при росте движения в старых городах приводит к громадным затратам.

Чрезмерно большая ширина проезжих частей улиц не только вызывает излишние расходы на их сооружение и эксплуатацию, но приводит к неэффективному их использованию, так как пропускная способность магистралей не возрастает пропорционально ширине. Излишняя ширина перекрестков может даже вызывать снижение пропускной способности из-за увеличения длительности их пересечения автомобилями и пешеходами.

Необходимая ширина проезжей части улицы, предназначенной непосредственно для движения транспортных средств, при установленном числе полос движения складывается из суммы величин габаритной ширины расчетных транспортных единиц и суммы зазоров безопасности.

Габаритная типовая ширина может быть принята для современных троллейбусов и автобусов 2,6 м, для новых троллейбусов и автобусов 2,7 м, для грузовых автомобилей 2,5 м и легковых автомобилей 2 м.

Зазоры безопасности определяют минимально необходимое и достаточное расстояние между кузовами транспортных единиц при встречном движении, при обгоне или попутном движении, а также между кузовом и бортом тротуара или полосой для стоянки автомобилей.

При установленных Правилами дорожного движения ограничениях скорости движения легковых автомобилей по улицам городов 60 км/ч величина зазоров безопасности может быть принята примерно 0,7 м между бортом тротуара и кузовами транспортных средств, движущихся по первой полосе, и 1...1,2 м между кузовами попутных автомобилей. Ширина проезжей части городских магистралей определяется кратной 3,75 м.

Нормами проектирования автомобильных дорог установлены ширина одной полосы (ленты) движения и наименьшее число полос (лент) для улиц и дорог разного назначения (см. табл. 1).

На первой очереди строительства ширина проезжей части магистральных улиц может быть уменьшена при двустороннем троллейбусном движении до 10,5 м, при двустороннем автобусном движении до 9 м.

Чтобы в перспективе можно было расширить проезжую часть до полной расчетной величины, необходимо оставлять резервные полосы вдоль оси проезжей части с временным их озеленением. Осевое расположение резервных полос дает возможность расширить проезжую часть без каких-либо переустройств. Расположение же резервных полос вдоль тротуара вызывает необходимость перекладки бортов тротуара и водоприемных колодцев, изменения отметок тротуара, а иногда даже переустройства входов в здания.

Для разделения встречных потоков безрельсовых транспортных средств, отделения транзитных потоков от местного движения и изоляции транспортных и пешеходных потоков устраивают разделительные полосы.

Ширину зеленых разделительных полос вдоль тротуаров желательно принимать 3,5 м из условия посадки деревьев или кустарников в открытом грунте и возможности устройства уширения проезжей части перед перекрестком на одну полосу движения за счет обрыва зеленой полосы. Между зеленой полосой и бортом тротуара следует оставлять полосу тротуара шириной 0,75...1 м для служебного прохода и складирования снега. Наименьшая ширина разделительной полосы между проезжей частью и тротуаром 2 м.

Устройство зеленой разделительной полосы вдоль тротуара упорядочивает пешеходное движение, повышает безопасность и скорость движения транспортных средств, способствует благоустройству улицы, улучшает гигиенические условия для пешеходов и людей, живущих в домах, расположенных на магистральных улицах.

Для разделения движения по встречным направлениям между проезжими частями устраивают центральную разделительную полосу. Центральная разделительная полоса повышает безопасность и скорость движения, исключая возможность столкновения транспортных средств встречных потоков, улучшает дисциплину движения транспортных средств и пешеходов. Ширину центральной разделительной полосы следует принимать 6 м на скоростных дорогах и 4 м на магистральных улицах непрерывного движения и дорогах грузового движения.

Устройство островков безопасности на центральной разделительной полосе магистралей общегородского значения в местах переходов обеспечивает необходимое место для пешеходов, скапливающихся в ожидании зеленого сигнала светофора, и сокращает длительность желтого сигнала.

Разделительные полосы, отделяющие проезжие части от других элементов дорог и улиц, должны быть приподняты над проезжей частью на 15...20 см.

Центральные разделительные полосы могут возвышаться над проезжей частью или располагаться в одном с ней уровне с выделением двумя параллельными линиями разметки, нанесенными на дорожное покрытие белой краской.

В сложном рельефе при расположении дороги на косогоре проезжие части каждого направления могут быть расположены на разной высоте с устройством разделительной полосы на откосе. Такое решение существенно уменьшает объем земляных работ, приближая к естественному рельефу расположение проезжих частей каждого направления.

В целях уменьшения стоимости искусственных сооружений допускается не устраивать (или уменьшать ширину) разделительных полос на мостах, эстакадах, путепроводах и в тоннелях. Наименьшая ширина полосы, предназначенной только для разделения движения по направлениям и служебного прохода, 1,2 м. Учитывая неравномерное распределение больших транспортных потоков в разные часы суток по направлениям движения, целесообразно предусматривать устройство передвижных разделительных полос.

На скоростных дорогах, а также на магистральных улицах общегородского значения с интенсивным движением и фронтальной застройкой проезжие части местного движения отделяются от основных проезжих частей транзитного движения разделительными полосами шириной не менее 3 м на скоростных дорогах и магистралях с непрерывным движением и 6 м на магистральных улицах общегородского значения с регулируемым движением.

Наименьшая ширина палисадников перед многоэтажными зданиями 6 м, одноэтажными - 4 м, причем расстояние от наружных стен зданий не должно быть менее 5 м до осей стволов деревьев и уклонами в пределах 5...50 ‰. Ширина газонов устанавливается с учетом возможности складывания снега, а также размещения под ними подземных инженерных сетей.

На дорогах и улицах, ведущих к паркам, стадионам, пляжам, выставкам, промышленным предприятиям, загородным магистралям, в пригородные районы и зоны отдыха, проектируется устройство велосипедных дорожек. Ширина велосипедных дорожек должна быть не менее 1,5 м для движения в один ряд и 2,5 м для движения в два ряда в одном направлении.

Пропускная способность при движении в один ряд составляет 300 вел./ч. Велосипедные дорожки отделяют от тротуара полосой кустарника шириной 1,2 м, а от проезжей части - 0,8 м.

Продольные уклоны для велосипедных дорожек принимают не менее 4 ‰ и не более 50 ‰, поперечные уклоны - 15...25 ‰.

Ширина тротуаров определяется в соответствии с размерами движения пешеходов в оба направления, принимая ширину одной полосы движения 0,75 м и ее расчетную пропускную способность 1000 чел./ч на тротуарах и дорожках, ограниченных зелеными насаждениями. Пропускная способность тротуаров у застройки с магазинами снижается до 700 чел./ч по одной полосе движения, у застройки, отделенной зелеными полосами, до 800 чел./ч, а на прогулочных дорожках и аллеях до 600 чел./ч.

Свободную ширину тротуаров следует принимать не менее следующих значений:

4,5 м на магистральных улицах общегородского значения;

3 м на магистралях районного значения;

2,25 м на жилых улицах;

1,5 м на дорогах местного значения промышленных и коммунально-складских районов, а также местных проездах.

В свободную ширину тротуаров входит только пространство, предназначенное непосредственно для движения пешеходов. При размещении в пределах тротуара и пешеходных дорожек мачт наружного освещения, опор контактного провода трамвая или троллейбуса и других препятствий для движения пешеходов минимальная ширина тротуаров увеличивается на ширину соответствующих препятствий (0,5...1,2 м).

В местах массовой концентрации пешеходов: вблизи стадионов, входов в городские парки, выставки, у вокзалов, станций метрополитена, театров и кинотеатров, крупных универмагов и других пунктов - ширина тротуаров определяется расчетом в соответствии с максимальными размерами движения пешеходов.

Тротуары проектируют выше проезжей части на 15 см, ограждая их бортовыми камнями и придавая им поперечный уклон в сторону проезжей части 10...15 ‰. Продольные уклоны тротуаров не должны превышать 60 ‰. При больших уклонах тротуары и пешеходные дорожки устраивают с лестницами на отдельных участках. Общая ширина улиц определяется в соответствии с их типовыми поперечными профилями и входящими в них элементами.

На городских скоростных дорогах, ширина проезжей части которых вместе со служебными тротуарами занимает только 20...30 м, для изоляции застройки от шума и пыли устраивают полосы шириной не менее 50 м с массивным озеленением деревьями и кустарниками.

Общая ширина территории, занимаемой скоростной дорогой при наличии жилых районов с обеих сторон, составляет при таком решении примерно 130...180 м с учетом устройства тротуаров, местных проездов и зеленых полос (рис. 3, а). При наличии жилых районов только с одной стороны скоростной дороги ширина занимаемой ею территории сокращается до 80...105 м.

Для сооружения пересечений в разных уровнях без ухудшения продольного профиля скоростной дороги ее проезжую часть устраивают в выемке глубиной 3...5 м. Откосы или подпорные стенки выемки служат одновременно экраном, несколько ограничивающим распространение шума.

Для съезда на скоростную дорогу и выезда с нее у пересечений в разных уровнях устраивают боковые съезды (пандусы), связывающие скоростную проезжую часть с местными проездами. Общая ширина территории, занимаемой скоростной дорогой в выемке с учетом пандусов и откосов, составляет примерно 110...130 м (рис. 3, б).

а - в одном уровне; б - в выемке

Рис. 3. Поперечные профили городских скоростных дорог (размеры даны в метрах).

Магистральные улицы общегородского значения с непрерывным движением с устройством всех пересечений в разных уровнях имеют ширину на перегонах в крупных городах 55...73 м.

Ширина магистралей непрерывного движения при небольших потоках может быть принята 55 м при сужении ширины тротуаров до 4,5 м и ширины местных и транзитных проезжих частей до двух лент в каждом направлении по 7 м.

При ширине проезжей части в тоннеле с тремя полосами движения в одном направлении по 4 м каждая общая ширина магистралей достигает 73 м.

Магистральные улицы общегородского значения с регулируемым движением на перекрестках в крупных городах могут быть шириной 50...60 м.

При устройстве местных проездов, отделенных от транзитной проезжей части застройкой шириной 6 м, общая ширина магистрали увеличивается до 70...80 м.

Трамвайная линия на обособленном полотне располагается между транзитным и местным проездами.

Если необходимо предусмотреть полосу разделения между тротуаром и застройкой по 6 м с каждой стороны, общая ширина

магистрали может быть увеличена на 12 м.

Ширина поперечного профиля магистральных улиц при потоках может быть уменьшена до 32 м с устройством проезжей части шириной 16 м, тротуаров - 4,5 м, зеленых полос - 3,5 м.

Поперечные профили магистральных улиц районного значения (рис. 4) проектируют шириной 24...41 м в зависимости от расположения застройки прилегающих жилых образований и наличия или отсутствия зеленых насаждений между тротуаром и красной линией. Зеленые полосы могут также располагаться в отступах застройки.

Рис. 4. Поперечные профили магистральных улиц районного значения (а, в) и жилых улиц (б, г): а, б - с зелеными полосами у застройки; в, г - без зеленых полос.

Жилые улицы в районах многоэтажной застройки с выделением полос для остановок автомобилей и палисадников у застройки могут иметь ширину 33...35 м, а без палисадников - 21...23 м.

В районах малоэтажной и усадебной застройки ширина жилых улиц с подземными водостоками может быть уменьшена до 15 м с одним рядом деревьев.

По нормам проектирования ширина улиц в пределах красных линий установлена не менее следующих значений:

75 м для магистральных улиц общегородского значения непрерывного движения;

60 м для регулируемого движения;

35 м для магистральных улиц районного значения;

25 м для улиц местного движения при многоэтажной застройке,

15 м - при малоэтажной застройке при соблюдении установленных санитарных разрывов между зданиями.

Значения поперечных уклонов проезжих частей улиц и дорог принимают в зависимости от продольных уклонов и типа дорожных покрытий. Величина их изменяется от 15...25 ‰ для относительно гладких асфальтобетонных и цементобетонных покрытий до 20...30 ‰ для покрытий из брусчатки, мозаики и сборных бетонных или железобетонных плит. В планировочных проектах поперечный уклон проезжих частей принимают обычно усреднено 20 ‰.

Земляное полотно - конструктивная часть дороги, выравнивающая неровности рельефа местности, служит основанием для дорожной одежды. Земляное полотно можно устраивать в насыпях и выемках; к нему относятся устройства и сооружения, предназначенные для отвода поверхностных и грунтовых вод.

Боковые поверхности земляного полотна, представляющие собой наклонные плоскости, называют откосами. Линию пересечения поверхности откоса с поверхностью земли для насыпи называют подошвой откоса, а для выемки - верхней бровкой откоса.

Крутизну откосов земляного полотна назначают из соображений их устойчивости под действием собственной массы и транспортных средств, а также под влиянием атмосферных факторов, с учетом требований безопасности дорожного движения и удобства производства земляных работ, условий незаносимости снегом или песком.

Конструкция земляного полотна зависит от категории дороги, типа дорожной одежды, природных условий и необходимости обеспечения движения транспорта с высокими расчетными скоростями.

Для устройства насыпей можно использовать грунты, состояние которых под влиянием природных факторов практически не меняется или меняется незначительно, не влияя на прочность и устойчивость земляного полотна: скальные или слабо- и легковыветривающиеся неразмягчаемые горные породы, крупнообломочные, песчаные (за исключением мелких недренирующих и пылеватых песков) породы, легкие крупные супеси. Устойчивость земляного полотна также зависит от правильного расположения разных грунтов в насыпи, их влажности и плотности.

Для повышения несущей способности слабого основания земляного полотна применяют синтетические материалы, укладывая их на грунт перед возведением насыпи. Такие материалы используют также для обеспечения проезда дорожных машин на участках слабых грунтов при малой толщине насыпного слоя из дренирующих материалов; для предохранения зернистых материалов от перемешивания с переувлажненными глинистыми грунтами основания; в качестве фильтра для защиты дренажных конструкций, морозозащитных и дренирующих слоев от заиливания.

Типовые поперечные профили земляного полотна приведены на рис. 5.

На дорогах I категории предусмотрены профили для четырех- и шестиполосного движения с разделительной полосой шириной соответственно 12,5 (13,5) и 5 (6) м. Предусмотрены поперечные профили насыпей высотой до 12 м, выемок глубиной 12 и 16 м в скальных слабовыветривающихся породах.

Для дорог I, II категорий разработаны поперечные профили насыпей высотой до 2 м и выемок глубиной до 1 м. Поперечные профили выемок глубиной до 1 м для дорог всех категорий запроектированы в виде разделанных под насыпь и раскрытых выемок.

Около дорог I - IV категорий при высоте насыпи 1 м предусмотрены боковые канавы-лотки или резервы при сплошном дренирующем слое, около дорог I - III категорий - продольный трубчатый дренаж. Независимо от глубины выемки и высоты насыпи в нескальных грунтах для дорог I - III категорий разработаны поперечные профили, как со сплошным дренирующим слоем, так и с продольными трубчатыми дренами, а для особых условий - канавы-траншеи.

Различают поперечные профили земляного полотна обтекаемого и необтекаемого очертания. Земляное полотно обтекаемого очертания способствует наименьшей заносимости дороги снегом, повышению безопасности дорожного движения и лучше вписывается в окружающий ландшафт. Полотно обтекаемого профиля выполняют во всех случаях. Исключение делается для стесненных условий или при проложении дороги по ценным сельскохозяйственным угодьям.

Как правило, насыпи возводят преимущественно из грунтов выемок и сосредоточенных резервов. Если дорога проходит по малоценным угодьям, используют грунт из боковых резервов, глубину которых не разрешается делать более 1,5 м. Излишний грунт из выемок при целесообразной дальности транспортирования можно использовать для уменьшения крутизны откосов земляного полотна, устройства съездов, площадок отдыха, автобусных остановок.

а, б - дорог I категории; в, г - дорог II категории; д - дорог III, IV категорий; е - дорог V категории; ж - дорог в выемке; В - ширина земляного полотна; b - ширина проезжей части; d - ширина разделительной полосы; d₁ - ширина укрепления; с - ширина обочины; с₁ - ширина дренажа; с₂ - ширина укрепительной полосы; с₃ - ширина укрепленной обочины; 1: т - уклон откоса; Н - глубина выемки; R - радиус.

Рис. 5. Типовые поперечные профили земляного полотна.

Дорожной одеждой называют многослойную конструкцию, устраиваемую на проезжей части для удобного и безопасного движения транспортных средств с расчетной скоростью. Дорожная одежда состоит из дорожного покрытия, основания и дополнительных слоев (рис. 6).

Рис. 6. Дорожная одежда

Дорожное покрытие - верхний, наиболее прочный слой дорожной одежды, непосредственно воспринимающий нагрузку от транспортных средств. Дорожное покрытие может быть одно- и двухслойным.

Верхний слой дорожного покрытия благодаря ровной поверхности обеспечивает необходимые транспортно-эксплуатационные качества дороги. Верхний слой дорожного покрытия подвергается непосредственному воздействию колес транспортных средств и атмосферных факторов, поэтому его устраивают из прочных каменных материалов с применением вяжущих.

При малой интенсивности движения дорожные покрытия устраивают из местного грунта, обработанного вяжущим. Для повышения прочности на дорожных покрытиях из слабых каменных материалов устраивают тонкий слой износа из более прочных материалов, называемый защитным.

Основание - несущая часть дорожной одежды, устраиваемая из каменных материалов или грунта, укрепленных вяжущим. Основание вместе с дорожным покрытием передает давление от транспортных средств на расположенные ниже дополнительные слои, а при их отсутствии - непосредственно на грунт земляного полотна.

Дополнительные слои располагают между основанием и грунтом земляного полотна. Дополнительный слой оснований может быть дренирующим, выравнивающим, противозаиливающим, морозозащитным.

Верхний слой земляного полотна, или подстилающий грунт, представляет собой тщательно уплотненный слой, на котором устраивают дорожную одежду. Подстилающий грунт должен быть достаточно прочным; в ряде случаев его укрепляют вяжущим.

Все конструкции дорожных одежд принято подразделять по сопротивлению изгибу на жесткие (цементобетонные) и нежесткие.

По конструкции слои дорожной одежды бывают из сыпучих материалов, уплотненных катками и движением транспортных средств, набирающие прочность в результате уплотнения и развития сил трения (расклинки), удерживающих отдельные частицы в слое; из асфальтобетонных и цементобетонных смесей, образующих монолит после укладки, уплотнения и твердения; сборные цементобетонные покрытия из плит.

Важной характеристикой дорожной одежды является ее технологичность, т.е. свойство, позволяющее использовать наиболее экономичные технологические приемы, комплексную механизацию и поточный метод.

Типы дорожных покрытий регламентированы СНиП 3.06.03-85 «Автомобильные дороги» исходя из категории дороги, следовательно, интенсивности движения и нагрузок транспортных средств (рис. 7).

На дорогах I, II категорий (в ряде случаев III и IV) устраивают усовершенствованные дорожные покрытия капитального типа цементобетонные (монолитные и сборные); асфальтобетонные из смесей, укладываемых в горячем состоянии; мостовые из брусчатки

и мозаики на бетонном или каменном основании; из смесей подобранного состава, обработанных битумом, с применением прочного щебня и вязкого битума.

а - цементобетонные монолитные и сборные;

б - асфальтобетонные из горячих и теплых смесей;

в - мостовые из брусчатки, мозаики на каменном или бетонном основании;

г - щебеночные из прочных щебеночных материалов подобранного состава с минеральным порошком или без него, обработанные в смесителе вязкими органическими вяжущими;

д - щебеночные (гравийные), обработанные по способу пропитки;

е - из холодного асфальтобетона;

ж - из грунтов, обратных в установке вязким битумом;

з - щебеночные (гравийные), шлаковые; и - грунтовые и из местных слабых материалов, обработанных органическими вяжущими; к - мостовые из булыжного или колотого камня;

л - грунтовые, укрепленные местными скелетными материалами (гравием, щебнем и др.);

м - грунтовые подобранного гранулометрического состава; н - грунтовые неукрепленные;

1 - дорожное покрытие; 2 - основание; 3 - дополнительный слой основания; 4 - грунтовое основание

Рис. 7. Конструктивные слои одежд для автомобильных дорог I (а - в), II(г - е), III(ж - и), IV(к - н) категорий

дорога тротуар городской земляной

Смеси приготовляют в асфальтосмесительных установках на асфальтобетонном заводе.

На дорогах III -V категорий при стадийном строительстве и на дорогах II, III категорий устраивают усовершенствованных облегченные дорожные покрытия: из горячих асфальтобетонных смесей, укладываемых в разогретом состоянии (кроме I дорожно-климатической зоны); из холодных асфальтобетонных смесей, укладываемых в холодном состоянии; устраиваемые по способу пропитки, полупропитки, смешения на дороге.

К усовершенствованным облегченным отнесены также дорожные покрытия из прочного щебня (не содержащего зерен мельче 5 мм), обработанного битумом (дегтем) в установке, а также способом пропитки или полупропитки; из крупнообломочных материалов (с размером фракций до 40 мм); из песчаных или супесчаных грунтов, обработанных битумной эмульсией с цементом с обязательным устройством поверхностной обработки.

На дорогах IV, V категорий, а при строительстве дорожных одежд в несколько стадий и на дорогах III - V категорий на первой стадии применяют дорожные покрытия переходного типа:

щебеночные, гравийные, шлаковые, не обработанные вяжущим;

из грунтов и местных малопрочных каменных материалов, обработанных вяжущими с добавкой или без добавки активных веществ;

мостовые из булыжного и колотого камня.

Дорожные покрытия низшего типа устраивают на дорогах V категории и на внутрикарьерных дорогах при стадийном устройстве дорожных одежд и на дорогах IV категории при первой очереди строительства. К дорожным покрытиям низшего типа относятся грунты, укрепленные или улучшенные разными местными скелетными материалами, покрытия лежневые, бревенчатые, сплошные и колейные.

Размещено на Allbest.ru