1299
.pdfРис. 10.4. Схемы образования снеговых отложений при обтекании земляного по лотна снеговетровым потоком:
а — насыпь; б — мелкая выемка; в — глубокая выемка; г — полка на наветренном косогоре;. д — полка на подветренном косогоре; 1 — снеговетровой поток; 2 — зона отложения снега;.
3 — зона выдувания снега
большая часть переносимого снега. Приближенно можно считать ее ограниченной откосом с заложением 1 : 7—1 10. Над понижени ями местности воздушный поток расширяется, скорость его снижа ется и часть снега выпадает, заполняя понижение.
Земляное полотно автомобильных дорог является заметным препятствием для движения снеговетрового потока. Отлагающееся около него значительное количество снега, образуя заносы, затруд няет, а иногда и полностью прерывает движение. Заносимость до рог зависит от их поперечного профиля и количества снега, при носимого к дороге с окружающей местности.
Образование снеговых отложений около насыпей, выемок и на косогорных участках дорог (рис. 10.4) связано с образованием зон затишья около откосов и завихрений у резко выраженных перело мов откосов. Если к дороге за зиму приносится меньше снега, чем может отложиться в пределах зоны аэродинамических теней у от косов насыпей или на откосах выемок, участок дороги можно счи тать незаносимым. Однако этот вывод справедлив только при ус ловии, что снеговые валы, образующиеся по краям дороги, удаля ются своевременно при очистке дороги путем отбрасывания ротор ными снегоочистителями на придорожную полосу. В противном случае они образуют препятствия, у которых возникают новые от ложения снега.
Количество приносимого к дороге снега зависит от объема вы падающего снега, силы ветра, площади, с которой снег может сме
19L
таться ветром, и от наличия на его пути задерживающих препятст вий (растительность, неровности поверхности земли). В сильно метелевых степных и тундровых районах допускают возможность сду вания к дороге всего выпавшего снега, кроме задерживаемого пре пятствиями; в лесных и лесостепных районах принимают, что к до роге сносится половина выпадающего снега.
Количество выпадающего снега устанавливают по данным ме теостанций или по картам среднемноголетней высоты снегового поврова, скорость и направление ветра — по данным метеорологиче ских справочников.
Рис. 10.5. Схема для определения количества снега, приносимого к дороге:
-в — план снегосборного бассейна; |
б — схема к определению сносимого и задерживаемого |
снега; / — опушка |
леса; 2 — границы аэродинамической тени |
192
Максимальное количество принесенного |
к дороге снега |
(м3 на |
||||
1 м дороги) в первом приближении можно определить: |
|
|||||
|
|
Q = |
{jchL — 2 Я) sin а , |
|
|
|
где |
к — снег, |
сносимый |
со |
снегосборного бассейна, в долях от |
объема |
|
выпавшего снега; |
h — толщина |
снегового покрова, |
м; L — длина снегосборного |
|||
бассейна, м; а — угол между направлением зимних |
ветров и дороги, принимае |
|||||
мый по |
розе зимних ветров; |
— количество снега, удерживаемого неровностя |
ми поверхности снегосборного бассейна; учитываются только неровности, превышающие толщину остающегося несметенным слоя снега.
Если приносимый снег будет задержан перед дорогой, ее можно считать незаносимой.
Расчет количества снега, приносимого к дороге (рис. 10.5), ве дется методом последовательного подсчета баланса снега с учетом размера снегосноса и задержания препятствиями.
При прочих равных условиях трассу дороги желательно прокла дывать так, чтобы площадь снегосборных бассейнов с учетом розы ветров во время месяцев с наибольшим количеством метелей была наименьшей, т. е. чтобы к дороге приносилось меньше снега. Целе сообразно приближать трассу к подветренным опушкам леса, ов рагам, населенным пунктам, зарослям кустарников и другим мес там, где откладывается снег. В лесных просеках отлагается только выпадающий снег. Мало заносятся участки дорог, составляющие с направлением господствующих ветров угол менее 30°
Следует избегать прокладывать дорогу по пониженным местам, которые всегда сильно заносятся снегом. Пересекать их лучше по кратчайшему направлению.
Участки дорог, проложенные в выемках и по полкам вдоль косо горов, всегда сильно заносятся снегом. Несколько менее заносимы в тех же условиях насыпи и полувыемки-полунасыпи. Чтобы умень шить заносимость, следует по возможности приближать дорогу на подветренных склонах к верхней части косогора, поскольку верх няя граница снежных отложений располагается обычно в преде лах 5—10 м выше подошвы откоса. На надветренных склонах луч ше прокладывать трассу в нижней части или даже по долине в 80—100 м от подошвы склона.
10.4. Пересечение водотоков
Трассы автомобильных дорог пересекают большое число посто янных и периодически действующих водотоков.
Мосты и трубы на автомобильных дорогах следует располагать таким образом, чтобы при обеспечении беспрепятственного проиуска высоких вод и соблюдении требований экономичности построй ки и удобства движения автомобилей не нарушать плавности трас сы. Несмотря на то что наиболее экономичным и целесообразным
7—977 |
193 |
Рис. 10.6. Мосты на кривых:
а — мост на кривой в плане; б — мост на вертикальной кривой
в отношении пропуска воды явля ется перпендикулярное пересече ние дорогой водотоков, современ ные технические условия проек тирования дорог не ставят ника ких ограничений для малых и средних мостов и труб под насы пями, подчиняя их расположение требованиям плавности трассы и допуская их устройство при лю бых сочетаниях элементов плана и профиля. При косом пересече нии лога трубы целесообразно располагать по оси лога под уг лом к трассе. Если ось водотока и ось долины непараллельны, реко мендуется проектировать спрям ление русла, что дает возмож ность вести все работы по пост ройке искусственного сооружения в котловане, вырытом на сухом месте.
Чем выше категория дороги, тем более оправдан отказ от из менения трассы дороги ради пер-
194
пендикулярного пересечения водотока. Поэтому на современных автомобильных дорогах высшей категории для обеспечения плавно сти трассы в холмистой и горной местностях широкое применение находят большие мосты на кривых в плане и продольном профиле (рис. 10.6), несмотря на неизбежное осложнение конструкции этих сооружений и процесса строительства. Высокая стоимость совре менных автомобильных дорог и большие потери автомобильного транспорта от перепробегов и снижения скорости при неудобных въездах заставили рассматривать мосты, даже сравнительно боль ших пролетов, как элементы дороги, которые не должны выделять ся из ее общего направления и вносить какие-либо изменения в режимы движения транспортного потока.
Конструкции мостов, строящихся на кривых, должны удовлетво рять всем требованиям к плану и поперечному профилю криволи нейных участков дороги в отношении устройства виражей, уширений, введения переходных кривых и т. п.
При пересечении больших водотоков постройка косого моста значительно увеличивает стоимость мостового перехода и сопряже на с необходимостью устройства регуляционных сооружений. Стои мость 1 м моста через большую реку во много раз больше стоимо сти 1 м дороги. Большой мост как капитальное инженерное соору жение необходимо строить на участке реки, наиболее удобном для пропуска высоких вод. Это обеспечивает устойчивость и неразмываемость русла и позволяет удовлетворить требования судоходства.
Удобство перехода с большим мостом, с точки зрения требова ний автомобильного движения, обеспечивается главным образом устройством плавных в плане и продольном профиле проходов к мосту.
Выбор места перехода через большие водотоки обычно бывает связан с неизбежным отклонением от воздушной линии и поэтому место мостового перехода через большие реки следует рассматри вать как контрольную точку трассы (см. ч. 2, главы 18—21).
10.5. Преодоление подъемов и развитие линии на склонах
При преодолении речных долин и подъеме к седловинам через невысокие гряды холмов встречаются участки, уклоны которых пре вышают предельно допустимые по техническим условиям. В таких местах возможны два способа проложения трассы (рис. 10.7). Пер вый заключается в прямом подъеме по косогору предельным укло ном с устройством высокой насыпи внизу и глубокой выемки на верху. Второй — с отклонением от воздушной линии в сторону и проходом по косогору с тем же уклоном, но при малых объемах земляных работ. При этом происходит удлинение трассы. Пробег автомобилей увеличивается, и экономия, полученная во время стро-
7* |
195 |
о.за
и.ви
Рис. 10.7. Варианты проложения трассы по косогору:
а — план; б — продольные профили
ительства дороги, с течением времени поглощается возросшими из держками на эксплуатацию автомобилей.
Для дорог низших категорий с одеждами переходных типов и малой интенсивностью движения вариант проложения по склону наиболее целесообразен. Наоборот, для дорог высоких категорий преимущества, достигаемые от сокращения трассы, несомненны, и к развитию линии прибегают только там, где глубина выемки или высота насыпи становится недопустимой по техническим сообра жениям.
Совершенно неправильным должно считаться встречающееся иногда на дорогах в слабохолмистой и пересеченной местности преодоление склонов по кратчайшему расстоянию с использовани ем максимальных, а иногда допускаемых в исключительных слу чаях уклонов. Затяжные крутые подъемы трудно преодолимы для тихоходных большегрузных автомобилей и автопоездов, а на участ ках спусков при скользкой поверхности покрытия часто возникают аварии автомобилей, развивших слишком большие скорости. Один такой участок на дороге с высокими техническими параметрами рез ко ухудшает ее транспортные качества.
При необходимости преодоления на коротком протяжении боль шой разности отметок приходится прибегать к искусственному раз витию линии по склону. Необходимая длина трассы на косогорном участке
L = Н доп» |
7 |
где Н — преодолеваемая разность отметок, м; |
iaou — допускаемый продоль |
ный уклон, выраженный в десятичных дробях. |
|
На косогорах и участках со сложным рельефом, где при проложении дороги необходимо выдержать заданный уклон, направ ление трассы предварительно намечают по крупномасштабным пла нам в горизонталях. Зону проложения вариантов трассы выбирают, учитывая наличие высотных и плановых препятствий и анализи руя инженерно-геологические условия местности, в первую очередь опасность оползней.
Точное место проложения трассы на плане в горизонталях оп ределяют последовательными засечками циркулем расстояний меж ду смежными горизонталями, соответствующих продольному ук лону, принятому при трассировании.'При сечении горизонталей че рез h (в метрах) и принятом продольном уклоне i (в тысячных) расстояние между смежными горизонталями должно составлять l = h/i (метров).
Положение линии заданного уклона находят, последовательно откладывая циркулем отрезок I между горизонталями (рис. 10.8). При этом максимально стремятся выдержать заранее намеченное направление трассы. Получаемую ломаную линию спрямляют на отдельных участках, вписывая в образующиеся углы круговые и переходные кривые, пользуясь для этого вырезанными в масшта-
197
Рис. 10.8. Прием трассирования дороги заданным уклоном по плану в горизон талях:
1 — линия заданного уклона; 2 —■трасса, спрямляющая линию заданного уклона
бе карты прозрачными шаблонами, или на ЭВМ, вводя в нёе ко ординаты засечек на горизонталях и используя программы для впи сывания клотоид или сплайнов. Так как первоначально намеченная ломаная линия равных уклонов при этом спрямляется и уклон воз растает, при трассировании принимают уклон на 10—15%о меньше заданного.
Трасса, проложенная по косогору, часто меняет свое направле ние. Положение вершин углов поворота определяется в основном рельефом местности, но зависит также и от необходимости разме щения смежных кривых в плане. Поэтому в процессе трассирова ния по плану в горизонталях необходимо все время проверять воз можность размещения переходных кривых и отгонов виражей.
Наиболее характерные случаи сочетания смежных кривых пока заны на рис. 10.9.
Рис. 10.9. Расположение смежных кривых:
а — обратные кривые; б — непосредственное |
сопряжение односторонних |
круговых |
кривых |
||||
при одинаковых уклонах виража; в — односторонние кривые при разных |
уклонах |
виражей |
|||||
(пунктиром |
показано |
более удачное |
решение |
с заменой двух углов одним |
углом |
поворота); |
|
г — замена |
круговой |
кривой малого |
радиуса |
непосредственно сопрягающимися |
в |
точке л |
|
|
|
переходными кривыми |
|
|
|
198
10.6. Проложение трассы дороги вблизи от населенных пунктов
Обслуживание автомобильными дорогами как местных, так и транзитных перевозок вызывает необходимость связи этих дорог с промежуточными населенными пунктами. При этом возникают задачи пропуска транзитного движения и обеспечения удобной свя зи дороги с разными районами города.
Вопрос о проложении трассы дорог I—III категорий вблизи на селенных пунктов всегда лучше решать в пользу обхода с устрой ством подъездного пути. Пропуск транзитного движения через на селенный пункт затрудняет местное уличное движение. Дорога с интенсивным движением разрезает населенный пункт на изолиро ванные части, затрудняя его хозяйственную жизнь. Возрастает опасность дорожно-транспортных происшествий с пешеходами, уси ливается уличный шум и увеличивается загрязнение воздуха отра ботавшими газами автомобильных двигателей. Скорость автомоби лей, следующих транзитом, в пределах населенного пункта значи тельно снижается; содержание дороги, особенно снегоочистка, за трудняется.
Дороги I—III категорий следует, как правило, прокладывать в обход населенных пунктов с устройством подъезда к ним. Рассто яние от дороги до линии застройки по генеральному плану раз вития населенного пункта должно быть не менее 200 м.
Постройку в пределах населенного пункта дороги с преимущест венно транзитным движением всегда необходимо рассматривать как временное мероприятие. Одновременно следует предусмотреть ва риант обхода города транзитным движением, который должен быть осуществлен при возрастании интенсивности движения.
Города с населением в несколько сотен тысяч человек обычно являются узлами пересечения нескольких, магистралей. Наряду с проблемой пропуска транзитного движения, минуя городскую чер ту, в больших населенных пунктах возникает не менее сложный вопрос о вводе в город потоков интенсивного движения из приго родов. Относительная роль транзитного движения тем меньше, чем больше население города. Обобщение данных наблюдений, прове денных в ряде стран, приводит к следующей зависимости доли тран зитных автомобилей в общем потоке движения NTV (в % от чис ленности жителей в населенных пунктах W) :
ЛГтр = 115 — 18 I g W .
При вводе трассы в крупный населенный пункт в зависимости от его планировки, начертания существующей транспортной сети, расположения промышленных предприятий, административно-по литических и культурно-хозяйственных соображений возможны пе ресечения по главным улицам, пересечения с проходом по окраинам
199
и примыкание по касательной к границам планировочной террито рии. Для городов с населением до 300—500 тыс. чел. наиболее це лесообразно последнее решение, сочетающее удобство сообщения с городом с устранением неудобств для жителей от транзитного движения.
В населенных пунктах, являющихся транспортными узлами, в которых пересекается несколько автомобильных дорог, для устра нения транзитного движения устраивают обходные (кольцевые) до роги. Трассу кольцевой дороги обычно прокладывают в непосред ственной близости от границ городской планировочной территории. В этом случае кольцевые дороги не только улучшают условия тран зитного движения, но и облегчают внутригородские перевозки меж ду окраинами города, разгружая его центральные районы и отвле кая с радиальных магистралей города приблизительно 2/3 перевозок с длиной пробега около четверти длины кольца. Кольцевая дорога соединяется с городской уличной сетью выходящими из города ав томобильными магистралями.
По этому принципу запроектирована кольцевая автомобильная дорога вокруг Москвы.
В больших городах, а также в промышленных застроенных рай онах, включающих комплексы жилых зданий и заводских соору жений, которые отстоят на 10—20 км от центральных кварталов го рода, перевозки пассажиров и грузов сопряжены со значительными затратами времени. Для улучшения связи центральных районов с окраинами в ряде городов США и Японии построены магистраль ные городские дороги (скоростные вводы), на которых транспорт ные потоки, поступающие с примыкающих к городу автомобиль ных магистралей, а также следующие из одного района в другой или из окраин к центру, изолируют от местного внутригородского движения. На них возможно безостановочное движение со скоро стями, составляющими обычно из-за трудности проложения трас сы в городских условиях 60—80 км/ч. Эти городские автомобиль
ные |
магистрали прокладывают |
по |
эстакадам над |
улицами |
и |
вдоль |
рек, в выемках, тоннелях |
и |
по осушенным |
руслам |
рек |
(рис. |
10.10). |
|
|
|
|
Стоимость их очень высока, а строительство связано со сносом значительного количества строений и созданием сложных инженер ных сооружений для развязки движения в разных уровнях.
Генеральный план развития Москвы предусматривает создание системы городских дорог большой пропускной способности, входя щих в единую систему городских улиц и транспортных магистра лей. В ней исторически сложившаяся радиально-кольцевая уличная сеть будет сочетаться с системой городских скоростных дорог, про кладываемых по хордовым направлениям примерно в 5 км от цент ра города, которые будут проходить по полосам отвода железных дорог, в тоннелях и выемках большой глубины.
200