Автомобильные дороги

Размещено на http://www.allbest.ru/

Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)

Реферат

на тему: "Автомобильные дороги"

Выполнил:

Студент группы 2ЗбДп 2 Галахов Д.Р.

Научный руководитель:

Доцент, К.Т.Н. Холин А.С.

г. Москва 2020 г.

Содержание

Раздел 1. История строительства автомобильных дорог в России и за рубежом

1.1 Развитие дорожного строительства в западноевропейских странах

1.2 История асфальтоукладчика

Раздел 2. Классификация автомобильных дорог

Раздел 3. Основные характеристики автомобильных дорог

3.1 Интенсивность движения

3.2 Расчетная перспективная интенсивность движения

3.3 Состав транспортного потока

Раздел 4. Основные элементы автомобильных дорог

Список используемой литературы

Раздел 1. История строительства автомобильных дорог в России и за рубежом

Развитие дорожного строительства в России.

Временем перемен в развитии дорожного дела стала эпоха петровских преобразований. Одним из важных начинаний Петра I стало создание так называемой "перспективной дороги" - прямой трассы, связывающей Санкт-Петербург с Москвой. движение дорога автомобильный

Первый участок грунтовой дороги стал сооружаться от Петербурга до Волхова. Указ Петра I от 11 января 1720 года обязывал заготавливать лес "для починки и строения перспективной дороги до Волхова", в 1723 году работы по созданию "перспективной дороги" возлагались на местных крестьян. Замысел Петра I полностью не был реализован, был построен только первый отрезок пути до Волхова, после дорога пошла через Новгород на Москву.

В 1732 г. по предложению генерал-губернатора Санкт-Петербурга, военного инженера граф Б.К. фон Миниха, руководившего строительством дорог, в России появилась первая платная дорога: Санкт-Петербург - Шлиссельбург.

В правление Екатерины II начинаются работы по сооружению Военно-Грузинской дороги через Главный Кавказский Хребет. Постоянное движение по ней открыто в 1799 году.

В 1760--1790 годах происходят важные изменения в технике дорожного строительства. В указе Екатерины II 28 мая 1785 года говорилось: "Ее императорское величество высочайше указать изволила: впредь дорог бревнами, бревешками и плахами не мостить, вместо того делать оные, где есть удобность, каменные, где же камня нет, там намащивать плотинами фашинными…" При прокладке дорог стали применять приборы - нивелиры и уклономеры, начали учитывать свойства грунтов. В это же время в России начали строить мостовые из булыжного камня, установив требования к его размеру и форме, распределению крупных и мелких камней по ширине дороги, а также к конфигурации корыта в земляном полотне.

К концу XVIII столетия в Российской империи, как и в Европе, стали использовать щебеночные покрытия, которым с 1786 г. предписывалось иметь двухслойную конструкцию: щебень более мелкой фракции в нижнем слое и более крупного (2-4 дюйма) в верхнем. Такое покрытие уплотняли вручную и выравнивали чугунными или каменными катками, что позволяло снизить пористость покрытия и расклинивать щебень более мелким материалом (клинцом и высевками) в верхнем слое. В местах, где местного щебня невозможно было получить, использовали слабые местные породы камня, гравий, кирпичный щебень, дробленую чугунную и болотную железную руду.

Первая половина XIX в. стала принципиально новым этапом в развитии дорожного дела в России. На это время приходится переход от сооружения грунтовых дорог к шоссейным, создается единый центральный орган управления и строительства путей сообщения. В ноябре 1809 года было образовано Управление водяными и сухопутными сообщениями во главе с принцем Г. Ольденбургским - генерал-губернатором Тверской, Новгородской и Ярославской губерний. В 1810 году оно переименовано в Главное управление путей сообщения, ставшее единственным ведомством, которое находилось вне столицы - в Твери (с 1809 по 1816 годы, затем в Петербурге).

В 1817--1834 годах построена шоссейная дорога между Москвой и Петербургом по системе французского инженера Трезаге.

В 1860--1870-е годы шоссейные дороги потеряли значение главных путей и рассматривались как второстепенные, предпочтение отдавалось железным дорогам.

Технологии использования битумов для повышения связности щебеночных покрытий в Европе разработали в 1829 году, а начали применять в 1854 году (Париж). Первые асфальтовые покрытия в России появились в 1866 г. Но из-за недостаточности средств и квалифицированных кадров это начинание не получило развития.

В 1920-е годы основным типом дорог в стране оставались грунтовые. Их улучшали методом профилирования и применением различных добавок: глины и песка, шлаков и гравия, жерствы и торфа, жидкого стелка и дефекационной грязи.

В 1927 году в Ленинградской области на тракте Псков-Шимск проведен опыт улучшения грунтовой дороги органическими вяжущими материалами (полугудроном и гудроном). В это же время на Волоколамском шоссе дорожники уложили первые 80 м асфальтобетонного покрытия. Вскоре асфальтобетонные, бетонные и железобетонные участки появились под Ленинградом, в Баку, Ялте и Туапсе.

За период с 1922 по 1928 год построено и перестроено 3,8 тыс. км дорог.

В 1930-х годах широко развернулось строительство усовершенствованных дорог. Строители Ленинградской области опробовали обработку разжижённым битумом

В 1931 году было организовано первое в СССР производство битумных эмульсий.

В 1932 году в Москве был пущен в эксплуатацию первый завод по производству холодных асфальтобетонных смесей, который уже в первый год выпустил 1500 тонн продукции.

В 1934 году в СССР наладили выпуск автогудронаторов, что позволило ускорить темпы прокладки асфальтированных дорог и улучшить их качество[3]. Стали применяться разжиженные битумы, битумные и дёгтевые эмульсии, содержащие около 50 % воды и 2 % эмульгатора. Этот метод позволял работать при более низких температурах и с влажным щебнем, а также с гравийными материалами с большим содержанием пылеватых и песчаных частиц. Дороги низших категорий стали строить методом смешения компонентов прямо на дороге.

Постановлением Совнаркома СССР 1934 года было решено построить первую в стране автомагистраль от Москвы до Минска протяженностью 695 километров с расчетной скоростью движения 120 километров в час.

Дорожное строительство не прекращалось и в годы Великой Отечественной войны. Во время боевых действий были разрушены 91 тысяча километров дорог, 90 тысяч мостов общей длиной 980 км. В составе РККА были организованы дорожные войска, которые проложили более 5 тыс. км дорог с твердым покрытием, восстановили и построили более 1 тыс. км мостов.

В послевоенный период (1946--1958 годы) дорожная сеть с твердым покрытием была доведена до 106,2 тыс. км.

В 1948 г. был выпущен первый советский трехосный самоходный автогрейдер.

К 1970 году доля дорог с твердым покрытием выросла до 36,6 %, а к 1980 - до 64 %. К этому времени на карте России появились новые магистральные дороги Москва - Волгоград - Астрахань, Вологда - Ленинград, Москва - Брянск - Киев, Куйбышев - Челябинск - Курган, Иркутск - Улан-Удэ - Чита и многие др.

В начале 1990-х дорожное хозяйство претерпевает радикальные структурные изменения, в управлении во взаимосвязи с изменениями классификации дорог как объектов собственности.

Постановлением Правительства РСФСР с конца 1991 года введено понятие федеральных дорог, утверждены их перечни. В их числе 21 "магистральная" и 47 "прочих федеральных дорог".

Учитывая важность автомобильных дорог в развитии экономики страны, в 1994 году Правительством РФ утверждена программа совершенствования и развития автомобильных дорог на 1995--2000 гг. "Дороги России". Дальнейшее развитие отрасли связано с программой "Модернизация транспортной системы России (2002--2010). С 2004 года она реализуется при участии Федерального дорожного агентства (Росавтодор), образованного для оказания государственных услуг и управления государственным имуществом в сфере автомобильного транспорта и дорожного хозяйства, в том числе в области учета федеральных автомобильных дорог.

В 2008 году появляется Транспортная стратегия РФ на период до 2030 года. На решение заложенных в ней задач направлена Федеральная целевая, а далее государственная программа Российской Федерации "Развитие транспортной системы" на период до 2021 года, где "дорожному хозяйству" отведена отдельная подпрограмма. В числе главных направлений - увеличение протяженности автомобильных дорог федерального значения, соответствующих нормативным требованиям

Большой объем работ проведен в период с 2013 по 2017 годы. За пять лет после строительства и реконструкции введено в эксплуатацию почти 1,9 тыс. км федеральных дорог, Росавтодором отремонтировано (в том числе капитально) свыше 44,5 тыс. км дорожной сети. За 2017 год объем работ составил 8,9 тыс. км.

1.1 Развитие дорожного строительства в западноевропейских странах

В странах Западной Европы дорожное строительство первое время шло по пути подражания конструкциям римских дорог. Однако изменившиеся хозяйственные условия - невозможность использования для дорожного строительства, как в Древнем Риме, дешевой рабочей силы и необходимость ее замены трудом только местного населения, привлекаемого к дорожным работам в порядке обязательной дорожной повинности или за плату вынуждали облегчать конструкции дорожных одежд на магистральных дорогах, оставляя местные дороги практически без какого-либо улучшения и содержания.

Первые попытки улучшения дорог были описаны в опубликованном в 1607 г. в Лондоне, в трактате Томаса Проктера "Полезные для всего королевства важные работы по ремонту всех дорог...". Автор отмечал: "Как показывает повседневный опыт, главная причина плохих и грязных дорог - это то, что дождевая или всякая иная вода, задерживающаяся на неправильно построенной дороге, при проездах колес проникает глубже в дорогу и все более и более размягчает и разрушает ее". Для предотвращения этого предлагалось отрывать сбоку от дороги канаву глубиной 3 фута (0,9 м) и шириной 4 фута (1,2 м), распределяя вынутую землю по ширине дороги слоем средней толщиной в один ярд (0,91 м), причем в середине на 2 фута выше, чем по краям. При этом ширина дороги должна быть достаточна для разъезда двух повозок. При слабых грунтах на дороге предлагалось устраивать одежду из гравия, камня, шлака, железной руды, обрубков дерева или вязанок хвороста, уложенных в деревянные рамы из бревен длиной 18 футов и окружностью 10--14 дюймов, скрепленных между собой деревянными нагелями. Сверху это основание следовало засыпать слоем гравия, крупного песка или щебня. На рис. 1 воспроизведен чертеж из книги Т. Проктера, показывающий конструкции рекомендуемой им дорожной одежды.

Рис.1 . Конструкция массивной дорожной одежды середины XVIII в.:

1 - уплотненный грунт; 2 - гравий крупностью 25 мм; 3 - пакеляж; 4 - песчано-гравийная смесь

Существовали также и другие конструкции дорожных одежд, созданных разными авторами. Технология строительства изменялась практически каждым последующим поколением, как в связи с накоплением опыта, так и изменением предъявляемых требований. Вначале считали, что искусственное уплотнение трамбованием менее эффективно, чем уплотнение в течение двух-трех месяцев, однако к концу столетия это мнение изменилось. И, например, И.С. Гергардт считал, что при отсыпке насыпи из земли, вынутой из боковых канав, "никогда не должно поднимать дороги вдруг выше 4 вершков и по сравнении земли убивать ее нужно накрепко. Сию работу повторять должно при каждой новой насыпке земли".

Х. Эксшаке в 1787 г. рекомендовал строить гравийные покрытия толщиной не менее 10 дюймов в уплотненном состоянии, укладывая гравий в два слоя. Гравий должен быть крупностью "с орех и не менее боба, не загрязненный и не пылеватый".

К концу XVIII в. при проложении трассы на местности начали применять некоторые геодезические инструменты. Астролябия с буссолью появилась в половине XVI в., уровень с воздушным пузырьком был изобретен в 1661 г. На его основе в 1680 г. был предложен нивелир. При трассировании применяли уклономеры.

1.2 История асфальтоукладчика

Укатку щебеночных одежд связывают с именем французского инженера Полонсо, применившего в 1829 г. вместо трамбования щебеночной россыпи 20-килограммовой трамбовкой, "которая уплотняла только поверхность", укатку 3-тонным катком, массу которого при последних проходах увеличивали до 4,5 т. Каток был сделан из дубовых брусьев, окованных железными обручами, диаметр вальца котрого составлял 2,1 м, ширина-- 1,6 м. Брусья имели в середине вогнутость, равную 3,2 см, предназначенную для того, чтобы при укатке формировалась цилиндрическая поверхность покрытия, а щебень не выжимался из-под катка в сторону. В боковых дисках катка были предусмотрены отверстия, через которые каток можно было заполнять песком или гравием, увеличивая его массу с 1,2 до 6 т.

Распостранению применения укатки способствовало появление паровых катков. В 1859 г. был выпущен каток Лемуана, имевший три вальца, расположенные один за другим. Передний и задний вальцы были меньшего диаметра, чем средний ведущий. Каток Баллезона был двухвальцовым. Начиная с катков Эвелинга и Портера, перешли к обычной трехвальцовой схеме. Оптимальная масса катков была найдена не сразу.

В Швейцарии в 1721 г. близ г. Невшатель и в 1810 г. около г. Сейсель были открыты месторождения асфальтовых горных пород - известняков и песчаников, пропитанных битумом. Их начали разрабатывать для приготовления мастики для гидроизоляционных работ. Вскоре было замечено, что упавшие на дорогу во время перевозки куски асфальтовой породы при уплотнении проездом образуют твердый однородный слой. Это навело на мысль о постройке асфальтовых покрытий. В 1829 г. в г. Сейселе была построена пешеходная дорожка, а в 30х годах сделаны первые попытки постройки асфальтовых покрытий.

Соссени (Зоззепу) начал устраивать асфальтовые покрытия, нагревая асфальтовый известняк в котлах до температуры 150--170° С и добавляя к нему до 60% просушенного речного песка. Получаемую пластичную смесь разравнивали по прочному каменному основанию и уплотняли трамбованием. Международную известность получили первые покрытия, уложенные в Париже на площади Согласия и на террасе Зимнего Дворца в Петербурге.

Первое асфальтовое покрытие было уложено в 1871 г. в США из привезенного из Европы материала. В дальнейшем начали использовать местные асфальтовые породы, содержащие больший процент битума, добавляя к ним, кроме песка, каменную муку. Для уплотнения горячей смеси использовали катки. Покрытия из трамбованного и укатанного асфальта начали получать распространение на улицах больших городов. В Париже в 1854 г. их было 800 м, в 1856 г.-- 8 км, а в 1860 г.-- уже 230 км. В Лондоне первое покрытие появилось в 1869 г., в Берлине - в 1877 г.

Началом систематического строительства усовершенствованных покрытий следует считать быстро распространявшуюся укладку на улицах столичных городов покрытий из "трамбованного асфальта" - щебня из природных асфальтовых пород, который разогревали в котлах и уплотняли трамбованием после разравнивания на прочном каменном основании. В 1913 г. в Европе впервые была применена заимствованная в США укатка "асфальтовой массы". Покрытия получили название "укатанного асфальта".

Раздел 2. Классификация автомобильных дорог

1. Автомобильные дороги по условиям движения и доступа на них транспортных средств разделяют на три класса:

- автомагистраль:

1) имеющие на всем протяжении многополосную проезжую часть с центральной разделительной полосой;

2) не имеющие пересечений в одном уровне с автомобильными, железными дорогами, трамвайными путями, велосипедными и пешеходными дорожками;

3) доступ на которые возможен только через пересечения в разных уровнях, устроенных не чаще чем через 5 км друг от друга.

- скоростная дорога:

1) имеющие на всем протяжении многополосную проезжую часть с центральной разделительной полосой;

2) не имеющие пересечений в одном уровне с автомобильными, железными дорогами, трамвайными путями, велосипедными и пешеходными дорожками;

3) доступ на которые возможен через пересечения в разных уровнях и примыкания в одном уровне (без пересечения потоков прямого направления), устроенных не чаще, чем через 3 км друг от друга.

- дорога обычного типа (не скоростная дорога):

1) имеющие единую проезжую часть или с центральной разделительной полосой;

2) доступ на которые возможен через пересечения и примыкания в разных и одном уровне, расположенные для дорог категорий IB, II, III не чаще, чем через 600 м, для дорог категории IV не чаще, чем через 100 м, категории V - 50 м друг от друга.

2. Автомобильные дороги по транспортно-эксплуатационным качествам и потребительским свойствам разделяют на категории в зависимости от:

- количества и ширины полос движения;

- наличия центральной разделительной полосы;

- типа пересечений с автомобильными, железными дорогами, трамвайными путями, велосипедными и пешеходными дорожками;

- условий доступа на автомобильную дорогу с примыканий в одном уровне.

Таблица 1 - Техническая классификация автомобильных дорог общего пользования

Класс автомобильной дороги	Категория автомобильной дороги	Общее количество полос движения	Ширина полосы движе- ния, м	Центральная раздели- тельная полоса	Пересечения с автомобильными дорогами, велосипедными и пешеходными дорожками	Пересечения с железными дорогами и трамвайными путями	Доступ на дорогу с примыкания в одном уровне
Автомагистраль	IA	4 и более	3,75	Обязательна	В разных уровнях	Не допускается
Скоростная дорога	IБ	4 и более	3,75			Допускается без пересечения прямого направления
	Дорога обычного типа (нескоростная дорога)	IB

4 и болееРазмещено на http://www.allbest.ru/

3,75	Обязательна	Допускаются пересечения в одном уровне со светофорным регулированием	В разных уровнях
		II	4	3,5

Допускается отсутствиеРазмещено на http://www.allbest.ru/

		Допускается

2 или 3Размещено на http://www.allbest.ru/

3,75

Не требуется

Допускаются пересечения в одном уровнеРазмещено на http://www.allbest.ru/

	III	2	3,5
	IV	2	3,0			Допускаются пересечения в одном уровне
	V	1	4,5 и более

Примечание:

1 На дорогах II категории требование к наличию разделительной полосы определяется проектом организации дорожного движения.

2 На дороге II категории с общим количеством полос движения более 2 пересечения с автомобильными дорогами II и III категории располагаются в разных уровнях, в одном уровне - регулируемые, или с "отнесенными" левыми поворотами, или пересечения кольцевого типа.

3 При проектировании нового строительства и реконструкции дорог III категории пересечения с железными дорогами и трамвайными путями располагаются в разных уровнях.

Раздел 3. Основные характеристики автомобильных дорог

3.1 Интенсивность движения

Техническая классификация автомобильных дорог и разделение их по категориям производится по величине интенсивности движения автомобилей. Количественно данный показатель характеризуют числом автомобилей, проходящих по дороге и ее участку в конкретном поперечнике за единицу времени в обоих направлениях.

Интенсивность движения автомобилей разделяют на следующие виды и составляющие с целью определения расчетных параметров дороги, ее элементов и конструкций:

1.Среднегодовая суточная интенсивность движения используется только для экономических расчетов при сравнении вариантов трассы и при определении капитальных вложений.

Среднегодовую суточную интенсивность движения устанавливают на основе данных о размерах грузонапряженности и структуре автомобильного потока, выявленных в результате изысканий:

Q - грузонапряженность перегона, т · км/км;

К - коэффициент, учитывающий в составе потока автомобили, не перевозящие грузы, ориентировочно принимаемый равным 1,15-1,25;

Д - число дней в году;

qср - средняя грузоподъемность автомобилей, т;

в - коэффициент использования пробега;

г - коэффициент использования грузоподъемности;

qсрвг - производительность автомобиля на 1 км пробега в год. В среднем составляет 3,7 т/км.

Для проекта нового строительства дороги Nc является величиной прогнозируемой, ожидаемой. А для проекта реконструкции N0 ее устанавливают путем измерения фактического состава потока на постах наблюдения за интенсивностью движения

3.2 Расчетная перспективная интенсивность движения

N20 (авт/сут) служит для назначения категории автомобильной дороги, определения ее геометрических параметров.

Для расчета дорожных одежд используется также расчетная перспективная интенсивность движения. но уже в зависимости от срока службы дорожной одежды (N10, N15 и т.д.). Расчетную перспективную интенсивность движения при новом строительстве определяют по формуле:

N20= Nc · Кобщ

Nc - среднегодовая суточная интенсивность движения, авт/сут; Кобщ - обобщенный коэффициент, учитывающий среднюю грузоподъемность грузовых автомобилей и их долю в транспортном потоке, неравномерность движения по сезонам года и часам; на перспективу значения

(Кобщ находится в пределах от 1,5 до 1,6.)

Часовая интенсивность движения

Nч, приведенная к легковому автомобилю, используется как для назначения категории дороги, так и числа полос, оценки пропускной способности и безопасности движения.

Расчетная часовая интенсивность движения определяется по формуле:

Nч = Nc·бч

Nc - среднегодовая суточная интенсивность движения, авт/сут; бч - доля всех автомобилей, прошедших за 1 час "пик", от общего суточного числа автомобилей, бч = 0,076.

Пропускная способность автомобильной дороги.

Пропускная способность автомобильной дороги - максимальное количество автомобилей, которое может пропустить данный участок дороги в единицу времени.

Уровень загрузки дороги движением - отношение фактической интенсивности движения, приведенной к пропускной способности легковых автомобилей.

Методы определения пропускной способности и уровня загрузки дороги движением основаны на закономерностях, описывающих связи между тремя характеристиками транспортного потока:

N = q·v

N - интенсивностью, авт./ч

q- плотностью движения, т. е. числом автомобилей на единицу длины полосы движения, авт./км

v - скоростью движения, км/ч

Виды пропускной способности:

1.Теоретическая максимальная (Рmах) - пропускная способность для эталонного горизонтального участка дороги, определяемая расчетом по формулам динамической теории движения транспортных потоков для идеализированного колонного движения однотипных легковых автомобилей.

Рmах = 1000v / L или Рmах = 3600 / t

v - скорость движения, км/ч;

L - динамический габарит автомобиля, м;

t - временной интервал между проходами автомобилей, с;

L = lр+Sт+lа+l0

lр - путь, проходимый автомобилем за время реакции водителя, м;

Sт - тормозной путь, м;

la - длина автомобиля, м;

l0 - интервал безопасности до впереди идущего автомобиля, м;

2. Практическая (Р) - это наибольшее число автомобилей, которое может быть пропущено участком дороги в реальных дорожных и погодно-климатических условиях.

Р = B · Pmax

В - итоговый коэффициент снижения пропускной способности, вычисляется как произведение 15 частных коэффициентов, учитывающих различные параметры и характеристики дорожных условий (видимость, наличие примыканий, ширина укрепленной части обочины и др.).

3. Абсолютная пропускная способность полосы движения при интервалах между автомобилями t =1 с может достигать 3600 авт./ч.

Однако ее реализацияпрактически невозможна. Поэтому для реальных условий исходят из следующих значений пропускной способности:

для двухполосных дорог - 2000 авт./ч в обоих направлениях;

для трехполосных - 4000 авт./ч в обоих направлениях;

для многополосных автомагистралей, 1250 авт./ч - для крайней правой полосы, 1 800 авт./ч - для крайней левой полосы и 1500 - 1700 авт./ч - для средних полос движения.

3.3 Состав транспортного потока

Состав потока. По дороге движутся автомобили различных марок и разного назначения - грузовые, легковые, автобусы, специальные, которые определяют неоднородность потока. Всякая интенсивность может быть охарактеризована как в натуральных единицах транспорта. Так и в приведенной к легковому автомобилю.

Состав потока начальной интенсивности N0,полученный по результатам учета движения, известен. Состав потока на перспективу N20рек и других следует принимать по табл. 1.1

Таблица 1.1

Значение дороги	Грузовые автомобили, %	Легковые автомобили, %	Автобусы, %
Федеральное Местное	42 60	50 36	8 4

Приведение интенсивности в натуральных единицах к легковому автомобилю производится с использованием коэффициентов, приведенных в табл. 1.2 (СниП 2.05.02-85.)

В случае если перспективная интенсивность была завышена, то завышенными окажутся и параметры автомобильной дороги. Тогда она длительное время будет использоваться не в полной мере, хотя капитальные начальные вложения в дорогу оказались значительными, и срок окупаемости будет превышен.

В случае занижения перспективной интенсивности движения заниженной окажется и категория дороги. В результате этого, автомобильная дорога за короткий промежуток времени, который будет меньше срока службы, окажется перегружена движением, что потребует преждевременной ее реконструкции. Данное положение в полной мере проявилось на Московской кольцевой автомобильной дороге, когда через 10-15 лет после окончания ее строительства потребовалось устройство дополнительных полос движения.

Таблица 1.2

Средний ежегодный прирост интенсивности движения, %	Коэффициент увеличения интенсивности в сроки
	5 лет	10 лет	15 лет	20 лет
1	1,05	1,10	1,16	1,22
2	1,10	1,22	1,35	1,49
3	1,16	1,34	1,56	1,80
4	1,22	1,48	1,80	2,19
5	1,28	1,63	2,08	2,65
6	1,34	1,79	2,40	3,21
7	1,40	1,97	2,76	3,87
8	1,47	2,16	3,17	4,66
9	1,53	2,37	3,64	5,60
10	1,61	2,59	4,18	6,73

Расчётная скорость

Расчетной скоростью считается наибольшая возможная (по условиям устойчивости и безопасности) скорость движения одиночных автомобилей при нормальных условиях погоды и сцепления шин автомобилей с поверхностью проезжей части, которой на наиболее неблагоприятных участках трассы соответствуют предельно допустимые значения элементов дороги.

Примечание. Нормальное условие сцепления шин автомобилей с поверхностью проезжей части обеспечивается на чистой сухой или увлажненной поверхности, имеющей коэффициент продольного сцепления при скорости 60 км/ч для сухого состояния 0,6, а для увлажненного - в соответствии с табл. 46 - в летнее время года при температуре воздуха 20 °С, относительной влажности 50%, метеорологической дальности видимости более 500 м, отсутствии ветра и атмосферном давлении 1013 МПа (760 мм рт. ст.).

Расчетные скорости движения для проектирования элементов плана, продольного и поперечного профилей, а также других элементов, зависящих от скорости движения, следует принимать по табл. 2.

Расчетные скорости, установленные в табл. 3 для трудных участков пересеченной и горной местности, допускается принимать только при соответствующем технико-экономическом обосновании с учетом местных условий для каждого конкретного участка проектируемой дороги.

Таблица 2

Категория дороги	Расчетные скорости, км/ч
	основные	допускаемые на трудных участках местности
		пересеченной	горной
I-a	150	120	80
I-б	120	100	60
II	120	100	60
III	100	80	50
IV	80	60	40
V	60	40	30

При разработке проектов реконструкции автомобильных дорог по нормам I-б и II категорий допускается при соответствующем технико-экономическом обосновании сохранять элементы плана, продольного и поперечного профилей (кроме числа полос движения) на отдельных участках существующих дорог, если они соответствуют расчетной скорости, установленной для дорог III категории, а по нормам III, IV категорий - соответственно на категорию ниже.

При проектировании подъездных автомобильных дорог к промышленным предприятиям по нормам I-б и II категорий при наличии в составе движения более 70 % грузовых автомобилей или при протяженности дороги менее 5 км следует принимать расчетные скорости, соответствующие III категории.

Примечания: 1. К трудным участкам пересеченной местности относится рельеф, прорезанный часто чередующимися глубокими долинами, с разницей отметок долин и водоразделов более 50 м на расстоянии не свыше 0,5 км, с боковыми глубокими балками и оврагами, с неустойчивыми склонами. К трудным участкам горной местности относятся участки перевалов через горные хребты и участки горных ущелий со сложными, сильноизрезанными или неустойчивыми склонами.

Раздел 4. Основные элементы автомобильных дорог

План трассы

Автомобильные дороги должны обеспечить перевозку пассажиров и грузов с удобством, минимальной затратой энергии, вырабатываемой двигателем, и при малой стоимости перевозок. Этим требованиям может удовлетворять дорога, построенная по прямой линии, соединяющая заданные точки. Однако строить дорогу по кратчайшему маршруту препятствуют элементы рельефа земляной поверхности (горы и овраги), водные преграды (реки, болота, озера), заповедники, необходимость проведения дороги через заданные промежуточные пункты и места примыкания к городам, участки, удобные для пересечения рек, железных и автомобильных дорог, а также нецелесообразность проложения дороги по высокоплодородным землям, ценным для сельского хозяйства.

Для удобства и безопасности движения автомобилей изломы дороги смягчают, вписывая в их углы дуги окружности или кривые с постепенно изменяющимся радиусом кривизны

Рисунок 1 - Ось дороги как пространственная кривая

а - общий вид дороги (в аксонометрии); б - план трассы дороги; в - продольный профиль трассы

Рисунок 2 - Элементы угла поворота кругового закругления

а - угол; В - вершина угла; Л - точка начала круговой кривой (НК); С - точка конца кривой (КК); Б - биссектриса; R - радиус; К - кривая; Т - тангенс; Е - точка середины кривой ссктрису Б, домер Д.

Элементы кривой связаны между собой следующими тригонометрическими соотношениями:

Проекцию оси дороги на горизонтальную плоскость называют трассой. Трасса дороги состоит из прямых и криволинейных участков. От проложения трассы дороги, принятых радиусов кривых в плане, протяженности прямых участков и их сопряжения с кривыми непосредственно зависят комфортность и безопасность движения автомобилей по дороге.

Продольные и поперечные профили

1) Продольные профили:

Продольным профилем дороги называют графическое изображение вертикального разреза дороги по ее оси. Продольный профиль характеризует крутизну отдельных участков дороги, измеряемую величиной продольного уклона, и расположения ее проезжей части относительно поверхности земли. Величина продольного уклона является одной из важнейших характеристик транспортных качеств автомобильной дороги.

Рисунок 3 - Расположение дороги в продольном профиле

I - Дорога в нулевых отметках; II - в насыпи; III - в выемке

Рисунок 4 - Рабочая отметка земляного полотна

а) в выемке; б) в насыпи

Естественные уклоны местности часто превышают допустимые для эффектиного использования автомобилей. В таких случаях уклон дороги делают более пологим, чем уклон поверхности земли, срезая часть грунта или, наоборот подсыпая его, например, в местах перехода через пониженные участки рельефа.

Места, где поверхность дороги в результате срезки грунта расположена ниже поверхности земли, называют выемками, а участки, где дорога проходит выше поверхности земли, по искусственному насыпанному грунту, насыпями. Из-за устройства насыпай и выемок отметки дороги не совпадают с отметками поверхности земли.(рис.3) Разница между отметкой поверхности земли и отметкой бровки дороги, определяющих высоту насыпи и глубину выемки, называется рабочей отметкой. (рис. 4)

Переломы продольного профиля, образующиеся при изменении уклона, вызывают ряд неудобств для движении: выпуклые места на дороге ухудшают видимость, а на переломах, имеющих сравнительно малый радиус кривизны, при высоких скоростях движения возникает опасность потери управляемости автомобилей в связи с разгрузкой передней оси; на вогнутых переломах из-за внезапного изменения направления движения возникает толчок, неприятный для пассажиров и перегружающих подвеску автомобиля. Поэтому переломы продольного профиля смягчают введение сопрягающих вертикальных кривых. (рис. 5) На (рис. 5) пунктиром показаны смягчаемые переломы продольного профиля. Цифры в скобках характеризуют рабочие отметки, которые были бы при отсутствии вертикальных кривых, цифры без скобок - фактические отметки.

Рисунок 5 - Вертикальные кривые

1 - выпуклая; 2 - вогнутая; Т - тангенс; Б - биссектриса; R - радиус кривой (все параметры даны в м)

Графическое изображение продольного продольного профиля является одним из основных проектных документов, на основе которых строится дорога. Чертеж продольного профиля оформляют в строгом соответствии с установленными правилами. (рис. 6)

Для большей наглядности продольный профиль вычерчивается в искаженном масштабе: вертикальный масштаб принимается в десять раз больше горизонтального. Обычно применяют масштабы: горизонтальный 1:5000, вертикальный 1:500. В горных, а также в городских условиях принимаются масштабы: горизонтальный 1:2000, вертикальный 1:200.

Рисунок 6 -Продольный профиль автомобильной дороги

Рисунок 7 -Основные условные обозначения на продольных профилях



2) Поперечные профили:

Поперечным профилем называется изображение в уменьшенном масштабе сечения дороги вертикальной плоскостью, перпендикулярной к оси дороги (рис. 8).

Рисунок 8 -Элементы поперечного профиля дороги

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

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

Полосу поверхности дороги, в пределах которой происходит движение автомобилей, называют проезжей частью. Ее укрепляют прочными каменными материалами, устраивая дорожную одежду, верхний слой которой называют покрытием. Дороги I категории имеют самостоятельные проезжие части для движения в каждом направлении. Между ними для безопасности оставляют разделительную полосу, на которую запрещается заезд автомобилей. Сбоку от проезжей части расположены обочины. Обочины используются для временной стоянии автомобилей и для размещения дорожно-строительных материалов при ремонтах. Наличие обочины, окаймляющей проезжую часть, способствует безопасности движения автомобилей. Вдоль проезжей части на обочинах и разделительных полосах укладывают укрепительные полосы (краевыеполосы), повышающие прочность края дорожной одежды и обеспечивающие безопасность при случайном съезде колеса автомобиля с покрытия.

Для расположения проезжей части, на необходимом уровне от поверхности грунта сооружают земляное полотно - насыпь или выемку - с боковыми канавами (кюветами) для осушения дороги и отвода от нее воды. К земляному полотну относят также резервы - неглубокие выработки вдоль дороги, из которых был взят грунт для отсыпки насыпи, и кавальеры - параллельные дороге валы грунта из выемок, не потребовавшегося для отсыпки смежных участков насыпей.

Проезжая часть и обочины отделяются от прилегающей местности правильно спланированными наклонными плоскостями - откосами. В выемках и боковых канавах различают внешний и внутренний откосы. Линия сопряжения поверхностей обочины и откоса насыпи или внутреннего откоса канавы образует бровку земляного полотна. Расстояние между бровками условно называют шириной земляного полотна. Крутизну откосов характеризуют коэффициентом заложения, который определяется как отношение высоты откоса к его горизонтальной проекции - заложению.

Рисунок 9 - Поперечные профили земляного полотна в насыпях

а) - обтекаемый поперечный профиль с кюветом - резервом яри высоте менее 1 м; б) - не обтекаемый поперечный профиль при высоте до 2 м; в) - при высоте до 12 м; г) - на косогоре с уклоном менее 1:5 с резервом; д) - на косогоре крутизной от 1 : 5 до 1:3; е) - деталь сопряжения верхового откоса насыпи с поверхностью грунта при отсутствии нагорной канавы

1 - граница полосы отвода; 2 - снимаемый слой растительного грунта; 3 - слой растительного грунта, укладываемого в откосах; 4 - треугольная канава глубиной по расчету, но не менее 0,3 м; 5 - резерв, размеры в зависимости от необходимого количества грунта; 6 - банкет, высота не более 0.6 м; 7 - нагорная канава глубиной по расчету, но не менее 0.6м

Рисунок 10 - Поперечные профили земляного полотна в выемках

а) - мелкие выемки обтекаемого профиля - раскрытая (слева) и раздельная под насыпь (справа); б) - мелкая не обтекаемая выемка; в) - выемка глубиной до 12 м; г) - выемка в неоднородных грунтах; д) - полунасыпь - полувыемка

1 - граница полосы отвода; 2 - слой растительного грунта на откосах; 3 - канава, глубиной по расчету, но не менее 0,3 м; 4 - снимаемый слой растительного грунта; 5 - нагорная канава, глубиной не менее 0,6 м; 6 - рыхлые отложении; 7 - легковыветривающаяся скальная порода; 8 - слабовыветривающаяся скальная порода; 9 - банкет высотой не более 0,6 м

Рисунок 11 - Схема расположения кавальеров

а) - поперечный профиль кавальера; б) - вариант забанкетной канавы

1 - граница полосы отвода; 2 --снимаемый слой растительного грунта; 3 - кавальер; 4 - забанкетная канава h=0,4м; 5 - банкет

3. Дорожная одежда

Дорожная одежда - это многослойная конструкция в пределах проезжей части автомобильной дороги, воспринимающая нагрузку от автотранспортного средства и передающая её на грунт.

Дорожные одежды классифицируют по типам исходя из их капитальности на капитальные, облегчённые, переходные и низшие. Каждому типу дорожной одежды соответствуют определённые виды покрытий, применяемые в соответствии с СП 34.13330.2012 "Автомобильные дороги".

По сопротивлению от расчётных нагрузок и по реакции на климатические воздействия дорожные одежды подразделяют на жёсткие и нежёсткие. К жёстким относят одежды, имеющие в покрытии или основании монолитный цементобетон или сборный железобетон; к нежёстким относят дорожные одежды, не имеющие в слоях этих материалов.

Напряжения, возникающие в дорожной одежде при проезде автомобилей, затухают с глубиной. Это обстоятельство позволяет проектировать дорожную одежду как многослойную конструкцию, используя в её слоях материалы различной прочности в соответствии с величиной действующих усилий и влиянием природных факторов. Толщина каждого слоя дорожной одежды определяется расчётом, однако не должна быть ниже величин, указанных в нормативной документации.

Принято различать следующие элементы дорожной одежды: покрытие, основание и дополнительные слои основания:

1. Покрытие:

Покрытие или дорожное покрытие - верхняя часть дорожной одежды, состоящая из одного или нескольких единообразных по материалу слоёв, непосредственно воспринимающая усилия от расчётной нагрузки и подвергающаяся прямому воздействию атмосферных факторов. Покрытие может быть одно-, двух- или трёхслойным. Для повышения трещиностойкости покрытия могут быть предусмотрены специальные трещинопрерывающие прослойки, в том числе на основе геосеток и геотекстиля, использование модифицированных вяжущих в материале покрытия и другие специальные решения.

По поверхности покрытия может быть устроен слой поверхностной обработки, защищающий покрытие от проникновения в него влаги от дождей или таяния снега, а также способствующий повышению прочности и сохранению её постоянной в течение года. Поверхностная обработка применяется так же для повышения шероховатости гладких покрытий в процессе эксплуатации.

Покрытие автомобильной дороги подвержено непосредственному воздействию эксплуатационных и природно-климатических факторов, в связи с чем именно покрытие является самой уязвимой частью дорожной одежды.

2. Основание:

Основание - часть конструкции дорожной одежды, расположенная под покрытием и обеспечивающая совместно с покрытием перераспределение напряжений в конструкции и снижение их величины в грунте рабочего слоя земляного полотна (подстилающем грунте), а также обеспечивающая морозоустойчивость и осушение конструкции. Различают несущую часть основания (несущее основание) и дополнительные слои основания. Несущая часть основания должна обеспечивать прочность дорожной одежды и быть морозоустойчивой.

3. Дополнительные слои основания:

К дополнительным слоям основания относят слои между несущим основанием и подстилающим грунтом, предусматриваемые при наличии неблагоприятных погодно-климатических и грунтово-гидрологических условий. Эти слои совместно с покрытием и несущей частью основания должны обеспечивать необходимые морозоустойчивость и дренирование конструкции и создавать условия для снижения толщины вышележащих слоев из дорогостоящих материалов.

В соответствии с основной функцией, которую выполняет дополнительный слой основания, его называют морозозащитным, теплоизолирующим, дренирующим. К дополнительным слоям и прослойкам относят также гидро- и пароизолирующие, капилляропрерывающие, противозаиливающие и другие.

Дополнительные слои строят из песка и других местных материалов в естественном состоянии или укрепленных органическими, минеральными или комплексными вяжущими, из местных грунтов, обработанных вяжущими, из укрепленных смесей с добавками пористых заполнителей и так далее, а также из различного рода специальных индустриально выпускаемых материалов (геотекстиль, пенопласт, полимерная плёнка и тому подобное).

Морозозащитные слои устраивают из стабильных зернистых материалов, таких как песок, песчано-гравийная смесь, гравий, щебень, шлаки и др., а также из грунтов, укреплённых вяжущими, или гидрофобизированных грунтов, или из других непучинистых материалов. Показателем пригодности материала по морозоустойчивости является степень пучинистости материала, определяемая в лабораторных условиях.

На пучиноопасных участках, где технически невозможны или экономически нецелесообразны традиционные мероприятия по обеспечению морозоустойчивости конструкции, следует предусматривать теплоизоляционные слои из специальных материалов для частичного или полного предотвращения промерзания земляного полотна. Для устройства теплоизоляционных слоев в особо неблагоприятных грунтово-гидрологических условиях следует рассматривать вариант применения пенопластов. В качестве теплоизолятора могут быть использованы также лёгкие бетоны, теплоизоляционные композиции из укрепленных вяжущими местных материалов (грунтов) или отходов промышленности и пористых заполнителей (керамзит, перлит, аглопорит, гранулы полистирола, измельченные отходы пенопласта) и др.

Рисунок 1 - Пример конструкции дорожной одежды.

4 .Искусственные дорожные сооружения

Искусственные сооружения - наиболее сложная часть железных и автомобильных дорог. Их выполняют двух видов: возводимые над поверхностью земли мосты различного типа и водопропускные трубы, устраиваемые через водотоки и другие препятствия; тоннели, сооружаемые под поверхностью земли на пересечении дорогой гор, высоких холмов и при проложении в больших городах линий метрополитенов.

Наиболее часто встречающиеся на дорогах искусственные сооружения - это мосты и водопропускные трубы, реже - подпорные стены, тоннели, селеспуски, галереи, лотки и т. п.

Мосты состоят из опор и пролетных строений (рис.1.1). К обоим концам моста примыкает земляное полотно подходов. На многих реках, особенно больших, применяют регуляционные сооружения и укрепления для защиты опор мостов и подходов от размыва высоким паводком воды и ледоходом.

Рисунок 1.1

1 - пролетное строение; 2 - опора

По условиям расположения на местности различают следующие виды искусственных сооружений:

Путепроводы - на пересечении дорог в разных уровнях (рис. 1.2, а);

Разводные мосты, когда для пропуска судов устраивают разводное пролетное строение, поднимаемое вверх (рис. 1.2, б) или раскрываемое;

Виадуки при пересечении дорогой глубоких и сухих логов, оврагов, горных ущелий, сооружаемые взамен высоких (более 15-- 20 м) насыпей (рис. 1.2, в);

Эстакады для пропуска железной или автомобильной дороги в городах над магистральными улицами (рис. 1.2, г), а также' при строительстве дорог в сильно заболоченных местах, когда экономически невыгодной оказывается насыпь (на слабых грунтах в основании);

Наплавные мосты с плавучими опорами из понтонов или барж, устраиваемые на широких и глубоких реках, когда постройка постоянных опор не оправдывается размерами движения, а также в случае временной необходимости, например на период постройки капитального моста. Для пропуска по реке судов в наплавных мостах применяют выводные секции, а на период ледохода и ледостава такие мосты разбирают (рис. 1.2, д).

Водопропусные трубы (рис. 1.3) - сравнительно простые по конструкции и постройке искусственные сооружения. При насыпи небольшой высоты (до 1 --1,5 м) и незначительном количестве протекающей воды иногда устраивают лоток.

Подпорные стены служат для поддержания откосов на сыпей на крутых косогорах, при устройстве дорог в пределах населенных пунктов, для ограждения построек и предохранения от подмыва конусов насыпей и откосов дамб (возле мостов (рис. 1.4).

Рисунок 1.2



Рисунок 1.3 Рисунок 1.4

Список используемой литературы

1. В.Ф. Бабков, О.А. Андреев, Проектирование автомобильных дорог. Ч.I - М., 1979 г

2. Колокова Н.М., Копац Л.Н., Файнштейн И.С. "Искусственные сооружения". М.: Транспорт 1988

3. СП 34.13330.2012 Автомобильные дороги. Актуализированная редакция СНиП 2.05.02-85*

4. Справочная энциклопедия дорожника. Том V Проектирование автомобильных дорог, под ред. Г.А. Федотова и П.И. Поспелова - М., 2007 г.

5. Кудрявцев А.С. "Техника шоссейных дорог. Очерки истории техники России". М.: Наука 1975г.

6. В.Ф. Бабков "Ландшафтное проектирование автомобильных дорог", М.: Транспорт 1980г.

7. Статья 3. Основные понятия, используемые в настоящем Федеральном законе

Размещено на Allbest.ru

...