Текст книги "Инженерное обустройство территории. Часть II"

При строительстве автомобильной дороги на местности приходится преодолевать различные препятствия: ручьи, реки, овраги, канавы, суходолы, ущелья, горные хребты, существующие автомобильные и железные дороги.

Для обеспечения непрерывного и безопасного движения автомобилей предусматривают искусственные сооружения: трубы, мосты, путепроводы, тоннели, эстакады, виадуки, специальные сооружения на горных дорогах (рисунок 2).

Наиболее распространенными видами искусственных сооружений на дорогах являются трубы и мосты.

Трубы укладывают в тело земляного полотна на суходолах или при пересечении небольших ручьев (насыпь над трубами сохраняется). Они предназначены для пропуска небольших объемов воды под дорогой. Трубы применяют также под съездами и переездами. В некоторых случаях трубы (прямоугольного сечения) служат для пропуска под основной дорогой небольших местных дорог, а также в качестве скотопрогонов в сельской местности.

Мост соединяет участки дороги, находящиеся по обе стороны реки, и служит для перехода водной преграды, ущелий, суходолов. Мост прерывает земляное полотно дороги, и движение автомобилей осуществляется по конструкции моста, состоящей из пролетных строений и опор.

Тоннели применяют для прокладки автомобильной дороги сквозь толщу горного массива или под водным препятствием.

В горной местности тоннели проектируют через горные хребты или вдоль крутых косогоров, в районе оползней, осыпей, обвалов, крутых горных выступов. Подводные тоннели прокладывают вместо мостов.

Рисунок 2 – Основные виды искусственных сооружений:

а – труба; б – мост; в – тоннель; г – путепровод; д – виадук; е – эстакада; ж – галерея; з – подпорная стена.

1 – круглая труба; 2 – насыпь дороги; 3 – устой моста; 4 – пролетное строение моста; 5 – горный массив; 6 – портал; 7 – промежуточная опора; 8 – сборная железобетонная стенка

Путепровод служит для пропуска автомобилей через другую автомобильную или железную дорогу, по конструкции является разновидностью моста.

Виадук представляет собой мост большой высоты, расположенный над глубоким ущельем, лощиной или оврагом. Виадуки через узкие ущелья проектируют однопролетными из-за дорогостоящих промежуточных опор.

Эстакаду возводят вместо высокой насыпи или для пропуска дороги на большой длине при сложных пересечениях автомобильных дорог.

Галереи устраивают на горных дорогах для защиты от снежных лавин и камнепадов, чаще всего располагают на крутых косогорах, в местах уже известных снежных и каменных обвалов. Стены галереи должны быть прочными, верхний свод должен иметь наклонную поверхность в сторону косогора. Это необходимо для беспрепятственного схода снега, льда, камней через перекрытие галереи.

Подпорные стены поддерживают дорогу на крутых склонах в горной местности. Их устраивают вместо откосов земляного полотна на крутых косогорах, в оползневых районах, на берегах горных рек, в районах осыпей. Подпорные стены строят из железобетона, бетона и в виде каменной кладки.

К обустройству дорог относятся технические средства организации дорожного движения (ограждения, знаки, разметка, направляющие устройства, сети освещения, светофоры, системы автоматизированного управления движением), озеленение, малые архитектурные формы.

Дорожные ограждения подразделяются на две группы:

– ограждения барьерного и парапетного типов;

– конструкции перильного типа, сетки.

Барьерное ограждение состоит из стоек и горизонтального бруса или профильной стальной ленты (рисунок 3, а–е).

Парапетное ограждение представляет собой железобетонную стенку (рисунок 3, ж–и).

Данные виды ограждений предназначены для предотвращения съезда транспортных средств с земляного полотна, проезжей части мостов, путепроводов, эстакад. Высота ограждений 0,75– 0,80 м, их устанавливают на обочине вдоль проезжей части.

Рисунок 3 – Конструкция ограждений на автомобильных д орогах:

а, б, в – из стальных профилированных планок; г, д – из тросов (в снегозаносимых районах); е – из железобетонных балок; ж, з, и – парапетного типа

Вторая группа ограждения предназначена для организованного движения пешеходов и предотвращения выхода на проезжую часть животных.

Для уверенного управления автомобилем водитель должен быть ориентирован в направлении дороги на большом расстоянии. Поэтому на обочинах дороги устанавливают направляющие устройства в виде сигнальных столбиков (рисунок 4), тумб со светоотражающими элементами.

Рисунок 4 – Сигнальные столбики:

а – левый; б – правый

Для обеспечения безопасности движения на дороге и своевременного информирования водителей и пассажиров наносят линии разметки и устанавливают дорожные знаки:

– предупреждающие знаки информируют участников движения о характере опасности;

– знаки приоритета применяют для указания очередности проезда различных участков дороги;

– запрещающие – вводят ограничения движения или их отмену;

– предписывающие – устанавливают режимы движения;

– информационно-указательные – информируют участников движения об особенностях движения по дороге;

– знаки дополнительной информации уточняют или ограничивают действие других дорожных знаков.

Горизонтальную и вертикальную разметки наносят на дорожное покрытие и элементы опор мостов, путепроводов, на парапеты, ограждения, бордюры. Совместно с дорожными знаками разметка значительно улучшает организацию дорожного движения.

Для того чтобы придать живописный вид автомобильным дорогам всех категорий, предусматривают озеленение (рисунок 5).

Озеленение имеет снегозащитное и декоративное назначение.

Рисунок 5 – Пример озеленения дороги в открытой местности

Снегозащитное озеленение представляет собой многорядные древесно-кустарниковые посадки определенной густоты. Конструкция и размещение посадок должны соответствовать объему переносимого снега к дороге. Декоративное озеленение заключается в живописном расположении групп деревьев и кустарников на полосе отвода или создании аллейных посадок вдоль дороги.

Дорожные светофоры применяют при подходах к крупным городам для регулирования въезда на отдельные полосы движения, на пунктах контроля дорожного движения (посты ГИБДД). Светофоры устанавливают при движении через железнодорожные переезды, разводные мосты, причалы паромных переправ.

Сети освещения предусматривают на участках пересечения в одном и разных уровнях с автомобильными и железными дорогами, также должны быть освещены все площадки и сооружения для обслуживания водителей и пассажиров.

В процессе проектирования основных элементов автомобильных дорог и искусственных сооружений большое внимание должно быть уделено проектированию системы обслуживания движения на дорогах.

Для организации работ по содержанию и ремонту автомобильных дорог, обслуживанию грузовых и пассажирских перевозок предусматривают дорожную службу. Для дорожной службы проектируют административные здания и сооружения, жилые дома для рабочих и служащих, производственные базы, карьеры, заводы, склады, гаражи.

Водители и пассажиры находятся в пути несколько часов, поэтому им требуются периодический отдых и питание. С этой целью на автомобильных дорогах проектируют сооружения автотранспортной службы: площадки для отдыха, автопавильоны, автовокзалы, мотели, гостиницы, кемпинги, павильоны, столовые, магазины, придорожные кафе.

Площадки отдыха выполняют в стороне от дороги с хорошим обзором окружающей местности, лучше всего на опушке леса, на берегу ручья или озера. На таких площадках должны быть предусмотрены зоны стоянки автомобилей, зона отдыха и санитарно-гигиеническая с мусоросборником и туалетом. Около придорожных столовых и магазинов также устраивают автомобильные стоянки.

С ростом междугородных и пригородных пассажирских перевозок требуется создание автопавильонов вблизи населенных пунктов. Архитектурное оформление автопавильона зависит от местных национальных особенностей и климатических условий.

Автовокзалы (автостанции) устраивают обычно в городах и крупных населенных пунктах для пассажиров дальнего следования.

Мотели сооружают на граничной зоне крупных городов, в курортных зонах, а также в местах, привлекающих большой поток туристов. Мотель имеет гостиничный комплекс, гаражи и площадку для стоянки автомобилей, автозаправочную колонку и небольшую станцию технического обслуживания.

В летний период для отдыха туристов и пассажиров работают кемпинги – временные базы из сборных домиков или палаток.

Для обслуживания подвижного состава строят: автозаправочные станции, станции технического обслуживания, площадки для осмотра автомобилей, моечные пункты.

Автозаправочные станции (АЗС) предназначены для заправки автомобилей топливом, смазочными материалами и некоторыми предметами ухода за автомобилями. На АЗС находится площадка с эстакадой для осмотра транспортных средств, мелкого ремонта самим водителем, слива отработанного масла. Площадка с эстакадой для осмотра автомобилей может находиться в зоне стоянки автомобилей на площадке отдыха.

Станция технического обслуживания (СТО) выполняет обслуживание и текущий ремонт автомобилей.

Все эти сооружения предназначены для поддержания нормальных условий эксплуатации дороги.

Для службы управления контроля на дорогах строят здания постов ГИБДД и контрольные пункты ГИБДД.

2.2 Поперечный профиль дороги

Поперечным профилем дороги называется изображение в уменьшенном масштабе сечения дороги вертикальной плоскостью, проведенной перпендикулярно к оси автомобильной дороги (рисунок 6). Важными составными частями поперечного профиля являются конструкция земляного полотна совместно с системой водоотвода и дорожная одежда. Земляное полотно служит основанием для дорожной одежды. Оно должно быть прочным, устойчивым, выдерживать нагрузки от подвижного состава, противодействовать природным факторам, обеспечивать безопасность движения.

Рисунок 6 – Элементы поперечного профиля автомобильной дороги в насыпи и выемке:

а – насыпь с одной проезжей частью; б – насыпь с двумя проезжими частями и разделительной полосой; в – выемка на косогоре.

1 – земляное полотно; 2 – обочина; 3 – проезжая часть; 4 – боковая канава; 5 – внешний откос канавы; 6 – дорожная одежда; 7 – краевая полоса; 8 – ось автомобильной дороги; 9 – ось проезжей части; 10 – полоса движения; 11 – кромка проезжей части; 12 – бровка земляного полотна; 13 – откос насыпи; 14 – обрез; 15 – берма; 16 – подошва откоса; 17 – разделительная полоса; 18 – кавальер; 19 – нагорная канава; 20 – банкет; 21 – бровка откоса выемки; 22 – внешний откос выемки; H – высота насыпи; hk – глубина боковой канавы

Верхняя часть земляного полотна на участках проезжей части и обочин должна иметь поперечный уклон для быстрого сброса воды. Поперечный профиль дороги может быть двухскатным – с уклонами, симметрично нисходящими от оси дороги к бровкам земляного полотна, и односкатным – с уклоном, нисходящим от одной бровки земляного полотна к другой.

Все размеры элементов поперечного профиля привязаны к оси дороги. Ось автомобильной дороги – условная линия, проходящая по середине проезжей части или разделительной полосе (для автомобильных дорог I категории).

Проезжая часть – основной элемент дороги, по которой непосредственно происходит движение транспортных средств.

В зависимости от интенсивности движения проезжая часть может быть одно-, двух-, трех– и многополосной. Ширина проезжей части измеряется между кромками покрытия. Она зависит от категории дороги и числа полос движения и устанавливается согласно СНиП 2.05.02-85 «Автомобильные дороги».

Кромка проезжей части представляет собой продольную линию, отделяющую проезжую часть от обочины. Продольная полоса проезжей части, по которой происходит движение транспортных средств в один ряд, представляет собой полосу движения. Ширина полосы движения устанавливается по СНиП и составляет от 3,00 до 3,75 м.

Вдоль проезжей части на обочинах и разделительных полосах устраивают краевые полосы, повышающие прочность края дорожной одежды и улучшающие безопасность движения. Ширина краевой полосы от 0,50 до 0,75 м.

Для разделения двух смежных проезжих частей дороги или двух противоположных направлений движения устраивают разделительную полосу.

Обочина – боковая полоса земляного полотна с каждой стороны между его бровкой и кромкой проезжей части. Обочина предназначена для предохранения краев дорожной одежды от разрушения, вынужденной остановки автомобиля в случае неисправности, размещения остановочных полос, барьерных ограждений, средств сигнализации. Обочины могут быть устроены без специальной обработки или укреплены местными материалами (щебнем, гравием, шлаком). Ширина обочины составляет от 1,75 до 3,75 м.

Линия сопряжения поверхности откоса и обочины называется бровкой земляного полотна. По этой линии можно установить высоту насыпи или глубину выемки по отношению к поверхности земли. Высота насыпи – расстояние, измеренное по оси дороги от поверхности земли до линии бровки земляного полотна. Глубина выемки определяется так же, как и высота насыпи. В продольном профиле высота насыпи или глубина выемки Н называются рабочими отметками (рисунок 7).

Рисунок 7 – Рабочая отметка земляного полотна:

а – в выемке; б – в насыпи;

1 – отметка земли; 2 – отметка бровки земляного полотна

Ширина земляного полотна – расстояние между бровками земляного полотна. Она включает в себя проезжую часть и две обочины, а для I категории дорог добавляется еще разделительная полоса.

Основные параметры поперечного профиля проезжей части и земляного полотна автомобильных дорог, согласно СНиП 2.05.02-85, приведены в таблице 1.

Боковые наклонные поверхности земляного полотна называются откосами, которые заканчиваются боковыми канавами.

Пологие откосы позволяют съезд транспортного средства с дороги без опрокидывания в случае аварийной ситуации. Боковые канавы проходят вдоль земляного полотна и предназначены для сбора и отвода поверхностных вод, стекающих с проезжей части и земляного полотна. Разновидностью канав являются боковые резервы – неглубокие выработки вдоль дороги, из которых грунт используется для отсыпки насыпи. Боковые резервы устраивают с одной или двух сторон от дороги.

Таблица 1 – Основные параметры проектирования автомобильных дорог

На участках, где автомобильная дорога проходит по косогору, в насыпи или в выемке, необходимо с нагорной стороны дороги предусмотреть нагорную канаву для перехвата стекающей по склону воды и отвода ее от дороги. Банкет представляет собой вал треугольной формы, отсыпанный из грунта нагорной канавы, вдоль верхней бровки выемки. Банкет предназначен для удержания воды в случае переполнения нагорной канавы.

Участок местности, расположенный за пределами земляного полотна и предназначенный для размещения линейных зданий, запасных и объездных путей, зеленых насаждений, называется обрезом дороги. Минимальная ширина обреза 1 м.

Берма – узкая полоса (площадка) от основания насыпи до боковой канавы, прерывающая линию откосов земляного полотна при большой их длине и крутизне в целях защиты откосов от возможного оползания под собственным весом.

В тех случаях, когда грунт из выемки не пригоден для устройства насыпи, излишки его складывают в стороне от дороги в кавальер, представляющий собой отвал грунта геометрической призмы.

Отметку поверхности земли фиксируют по оси дороги и определяют при помощи нивелирования на местности. Проектную отметку земляного полотна определяют по расчету и фиксируют на линии бровки земляного полотна. Высоту насыпи или глубину выемки (рабочие отметки) определяют разностью между проектной отметкой и отметкой земли по оси дороги (рисунок 7).

Основной масштаб поперечных профилей земляного полотна 1:200. Допускается масштаб 1:100 при обосновании для сложных условий рельефа местности.

Участок земли, на котором размещаются земляное полотно с дорожной одеждой, искусственные сооружения, сооружения транспортного и дорожного обслуживания, средства оформления дороги, называется полосой отвода (рисунок 8).

Ширину полосы отвода для строящихся и реконструируемых дорог устанавливают согласно «Нормам отвода земель для автомобильных дорог» (СН 267-74) и обычно ограничивают фактическими границами земляного полотна, увеличенными с каждой стороны на 1 м. При этом учитываются категория дороги, количество полос движения, высота насыпи или глубина выемки, рельеф местности и его поперечный уклон, заложение откосов земляного полотна.

Рисунок 8 – Схема отвода земли для автомобильной дороги:

а – профиль с кюветами-резервами; б – профиль с устройством мелкого резерва рядом с боковой канавой.

1 – размещение отвала растительного грунта во время строительства дороги; 2 – расстояние, обеспечивающее нормальную работу землеройных машин; 3 – слой укладываемого обратно растительного грунта; 4 – слой растительного грунта, удаляемый перед возведением насыпи

Основным документом при отводе и использовании земель для автомобильных дорог являются «Основы земельного законодательства». Вся земля входит в состав единого земельного фонда и по целевым назначениям делится: на земли сельскохозяйственного значения, земли заповедников, населенных пунктов, государственного запаса. Поэтому полоса отвода для строительства и эксплуатации автомобильной дороги предоставляется в постоянное или временное пользование. Постоянное землепользование землей в процессе эксплуатации автомобильной дороги осуществляют без заранее установленных сроков.

Осредненные показатели площадей отвода земель для автомобильной дороги на 1 км ее длины приведены в таблице 2.

Проект на строительство автомобильной дороги устанавливает дополнительные полосы земли, отводимые в постоянное пользование. Это необходимо: для размещения сооружений водоотвода (труб, мостов, нагорных канав); срезок грунта и вырубки леса с целью обеспечения видимости в плане; размещения сооружений для отдыха водителя и пассажиров, сооружений технической помощи; посадки декоративных насаждений; сооружений службы эксплуатации автомобильной дороги.

При проектировании автомобильных дорог на очень ценных сельскохозяйственных землях, занятых многолетними плодовыми насаждениями и виноградниками, пашнями, расположенных на орошаемых или осушенных землях, лесозащитных полосах, не разрешается проектировать боковые резервы и кавальеры.

Временное пользование землей осуществляют на период строительства земляного полотна в процессе создания грунтовых резервов вдоль дороги и грунтовых карьеров за пределами полосы отвода.

Таблица 2 – Показатели площадей отвода земель для автомобильной дороги на 1 км ее длины

После окончания строительных работ полосу отвода, представленную во временное пользование, возвращают в состояние, пригодное для использования в сельском или лесном хозяйстве. Приведение земляных участков в пригодное состояние производят в ходе строительства дороги. Необходимо обязательно снимать и хранить плодородный гумусный слой почвы в целях использования его для восстановления земель вдоль земляного полотна. Растительный грунт хранят в пределах полосы отвода на ее границе, которую закрепляют межевыми знаками.

Проезжая часть автомобильной дороги является ее основным элементом. Ширина проезжей части устанавливается согласно СНиП. Она зависит от интенсивности движения, расчетной скорости, различных типов автомобилей. Интенсивность движения на многих участках дороги влияет на количество полос движения, поэтому автомобильные дороги могут быть многополосными. При удалении от крупных населенных пунктов количество полос движения уменьшается в связи с уменьшением интенсивности движения.

Автомобиль движется с отклонением от прямолинейного направления с перемещением в поперечном направлении по криволинейной траектории: чем выше скорость движения, тем отклонение от прямолинейного направления больше. Поэтому с увеличением расчетной скорости движения автомобиль занимает большую ширину полосы движения. Ширина полосы движения принимается для дорог I-II категорий – 3,75 м, III категории – 3,5 м, IV категории – 3,0 м. Число полос движения на автомобильных дорогах I категории определяется в зависимости от интенсивности движения на данном участке. Для автомобильных дорог II-IV категорий установлено две полосы движения. Дорога V категории имеет одну полосу движения шириной 4,5 м, одновременно называемую проезжей частью. Общая ширина проезжей части определяется как сумма ширины всех полос движения.

Проезжая часть дороги может быть увеличена в нижней части спуска. Это связано с увеличением скорости движения автомобилей под уклон, где встречные автомобили имеют значительные поперечные перемещения.

На участках пересеченной местности скорость автомобиля изменяется: грузовые автомобили и автопоезда уменьшают скорость движения на подъемах, создавая пробки. Для отделения автомобилей, имеющих более высокую скорость движения, от тяжелых грузовых автомобилей, имеющих замедление на подъемах, проектируют дополнительные полосы (рисунок 9).

Дополнительная полоса представляет собой продольную полосу движения, устраиваемую путем уширения проезжей части вправо от главной полосы движения. Ширину дополнительной полосы назначают равной 3,5 м.

Рисунок 9 – Схема планировки дополнительной полосы на подъеме:

а – продольный профиль; б – план.

1 – дополнительная полоса; 2 – линия разметки, регулирующая движение; 3 – линия разметки, запрещающая обгон; 4 – участок отгона дополнительной полосы

Для стока воды с покрытия проезжей части придают поперечный уклон от оси дороги к обочинам (рисунок 10). При этом должны быть обеспечены безопасность движения и наименьший износ деталей автомобиля.

Поперечные уклоны проезжей части уменьшают просачивание воды в земляное полотно и конструкцию дорожной одежды. Крутизну поперечного профиля характеризуют уклоном. Уклон – это отклонение поверхности элемента конструкции (полосы движения, обочины) от горизонтального уровня. Уклон определяют как отношение превышения одной точки над другой к расстоянию между этими точками и измеряют в промилле (‰) или в тысячных долях для расчета (например, i = 21 ‰ или 0,021).

Рисунок 10 – Поперечный профиль проезжей части:

а – односкатный; б – двухскатный; в – серповидный

Односкатный профиль проезжей части дороги (рисунок 10, а) применяют на участках круговых кривых в плане, при устройстве виража, а также на дорогах I категории, где проезжие части расположены на одном земляном полотне для различных направлений движения.

Двухскатный профиль (рисунок 10, б) применяют в большинстве случаев на дорогах всех категорий, на прямолинейных участках и на кривых большого радиуса. В средней части двухскатного профиля проезжая часть имеет очертание по параболе (на участке 2 м) и заканчивается двумя симметричными наклонными прямыми.

Поперечные уклоны проезжей части устанавливают в зависимости от числа полос движения и климатических условий (таблица 3).

На гравийных и щебеночных покрытиях поперечный уклон принимают 25–30 ‰, а на покрытиях из грунтов, укрепленных местными материалами, и мостовых из колотого и булыжного камня – 30–40 ‰.

Таблица 3 – Поперечные уклоны проезжей части

Поперечные уклоны проезжей части для асфальто– и цементобетонных покрытий принимают 15–20 ‰, для гравийных и щебеночных, обработанных органическими вяжущими – 20–25‰.