Поперечный профиль проезжей части
Поперечным профилем дороги называется изображение, полученное сечением дороги вертикальной плоскостью, перпендикулярной оси дороги.
Параметры элементов дороги:-число полос движения,-ширина полосы движения,-ширина проезжей части,-ширина обочин,-наименьшая ширина укрепленной полосы обочины, - Наименьшая ширина разделительной полосы между разными направлениями движения, -Наименьшая ширина укрепленной полосы на разделительной полосе,- Ширина земляного полотна.
Типовые поперечные профили земляного полотна
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.
2.16.Пропускная способность полосы движения и обоснование числа полос движения на проезжей части
Методика расчета пропускной способности автомобильных дорог основана на использовании коэффициентов ее снижения.
Такой подход к учету влияния дорожных условий на пропускную способность является очень удобным в практической работе. Для определения пропускной способности Р используют результаты измерения скорости движения одиночных автомобилей и максимальной плотности транспортного потока:Р = ω α υсв qmax, где ω - коэффициент, учитывающий загрузку движением встречной полосы, при равномерном распределении ω = 1, при свободной встречной полосе движения (N < 100 авт./ч) ω = 1,3, при загруженной встречной полосе движения ω = 0,99; α - коэффициент, зависящий от дорожных условий, α = 0,18...0,23, обычно принимают α = 0,19; υсв - скорость движения одиночных автомобилей на рассматриваемом элементе дороги, км/ч; qmax- максимальная плотность транспортного потока, авт./км.
Коэффициент снижения пропускной способности дороги определяют как отношение пропускной способности Р рассматриваемого элемента дороги к пропускной способности дороги с особо благоприятными условиями движения Рmах:β = Р/Рmах.
Максимальная пропускная способность Рmах соответствует следующим дорожным условиям и составу транспортного потока:-прямолинейный горизонтальный участок большой протяженности без пересечений; -ширина полосы движения 3,75 м; укрепленные обочины шириной 3 м;-сухое дорожное покрытие с высокой ровностью и шероховатостью;-транспортный поток состоит только из легковых автомобилей; -отсутствуют какие-либо препятствия на обочинах, вызывающие снижение скорости движения;-погодные условия благоприятные.
Пропускная способность в конкретных дорожных условиях, привед. авт./ч:Р = ВРmах,
где В - итоговый коэффициент снижения пропускной способности дороги.
При расчете рекомендуется исходить из следующих значений максимальной пропускной способности Рmах:- двухполосные дороги - 2000 авт./ч (в оба направления);-трехполосные дороги - 4000 авт./ч (в оба направления);- дороги, имеющие четыре полосы движения и более: 1250 авт./ч для крайней правой, 1800 авт./ч для крайней левой, 1600 авт./ч для средних полос (на одной полосе).
Приведенные значения максимальной пропускной способности являются средними для указанных дорог.
В отдельных случаях на дорогах с двумя полосами движения была зафиксирована пропускная способность до 2800 авт./ч. Основной причиной снижения максимальной пропускной способности дороги является недостаточная протяженность участка с особо благоприятными условиями.
Итоговый коэффициент снижения пропускной способности:-при любом числе влияющих факторовВ = (0,5 + 0,037b + 0,4513S + 0,0046R - 0,0053pгр -0,0038i + 0,0007с + 0,00118υогр) β8...β13, -при числе влияющих факторов менее четырех B = β1β2…β13.
где b - ширина полосы движения, м, b = 3...3,75 м; S - расстояние видимости, км,
S = 0,045...0,4 км, при S > 0,4 принимают 0,4513S = 0,18052; R - радиус кривой в плане, км, R = 0,01...5 км; ргр - доля грузовых автомобилей в транспортном потоке, % (0...30 %); i - уклоны, ‰, i - 0...60 ‰; с - расстояние до боковых препятствий, м, с = 0...10 м; υoгp- ограничение скорости, км/ч, υoгp = 20...90 км/ч; β1 - β13 - частные коэффициенты, отражающие влияние соответственно ширины полосы движения (β1), бокового препятствия (β2), количества грузовых автомобилей в транспортном потоке (β3), продольного уклона (β4), расстояния видимости (β5), радиуса кривых в плане (β6), скорости движения (β7), типа пересечения (β8), состояния обочин (β9), типа дорожного покрытия (β10), типа сооружений для обслуживания проезжающих (β11), вида разметки проезжей части (β12), вида дорожных знаков (β13).
Пропускная способность при фактическом количестве автомобилей Рф= P/(р1β' + р2β'' + ... + рnβn),где р1, р2, ..., рn - доля автомобилей отдельных типов в общем транспортном потоке; β', β'', ..., βn - коэффициенты приведения разных типов автомобилей к легковым.
Согласно СНиП 3.06.03 - 85 значения коэффициентов приведения следующие: -для легковых автомобилей - 1; -для мотоциклов и мопедов - 0,5; -для грузовых автомобилей грузоподъемностью до 4 т - 1,5; 5 т - 2; 8 т - 2,5; 14 т - 3,5; свыше 14 т -4,5; -для автопоездов грузоподъемностью до 6 т - 3; 12 т - 3,5; 20 т - 4; 30 т - 5; свыше 30 т - 6; -для автобусов - 3,5.
При промежуточных значениях грузоподъемности транспортных средств коэффициенты приведения определяют интерполяцией.
Пропускная способность трехполосных автомобильных дорог может быть определена также по формуле Р = 2,4 ααυαNυсвqmax,где α - коэффициент, учитывающий влияние дорожных условий на пропускную способность, α = 0,2; αυ - коэффициент, учитывающий влияние длины перегона между пересечениями и примыканиями на снижение скорости движения; αN - коэффициент, учитывающий влияние неравномерности распределения интенсивности движения по направлениям
на степень загруженности средней полосы трехполосной дороги; υсв - скорость свободного движения, км/ч; qmax - максимальная плотность транспортного потока на одной полосе движения, авт./км.
Степень загруженности средней полосы трехполосных дорог зависит от неравномерности распределения интенсивности движения по направлениям, характеризуемой коэффициентом KN. Значение KN определяется как отношение интенсивности движения автомобилей преобладающего направления к интенсивности движения встречного потока автомобилей. При KN = 1 αN = 1, при KN ≥ 2 αN = 1,18.
Пропускная способность полосы движения на мосту, расположенном на прямой в плане и при продольном уклоне менее 10 ‰, может быть рассчитана по формуле Рм = 420 + 43Г - 2,285L + 0,257ГL,где Г - габарит моста, м, 7 < Г < 13м; L - длина моста, м, 100 < L < 300 м.
Пропускная способность автомобильной дороги в пределах малого населенного пункта Рн.п = (1968,8 - 487,5L + 11,2l + 7,5Ll) К1К2,где L - длина участка дороги в пределах населенного пункта, км, 0,5 < L < 2,5 км; l - расстояние от кромки проезжей части до линии застройки, м, 5 < l < 25 м; К1 - коэффициент, учитывающий влияние пешеходного движения, К1 = 1...0,6; К2 - коэффициент, учитывающий влияние стоянки у пункта обслуживания, K2 = 1...0,6.
Оценка пропускной способности двухполосной дороги может быть определена по формуле Р = 413 + 27b - 4,07i + 0,065R + 434,6pл,где b - ширина проезжей части, м, 7 ≤ b ≤ 9 м; i - продольный уклон, ‰, 0 ≤ i ≤ 60 ‰; R - радиус кривой в плане, м, 400 ≤ R ≤ 1000 м; рл - доля легковых автомобилей в транспортном потоке, отн. ед., 0,2 ≤ рл ≤0,8.
Результаты определения пропускной способности дороги оформляют в виде линейного графика пропускной способности и уровней загрузки отдельных участков дороги.При этом учитывают наличие зоны влияния каждого элемента дороги, вызывающего снижение пропускной способности, в пределах которой происходит изменение режима движения транспортных потоков и пропускной способности дороги.
Одновременно с линейным графиком изменения пропускной способности строят график изменения степени загрузки дороги движением.
При коэффициенте загрузки z > 0,5 рекомендуется перестраивать участок дороги или предусматривать мероприятия по организации дорожного движения.
Линейные графики пропускной способности и коэффициента загрузки движением дают объективную характеристику транспортно-эксплуатационного состояния дороги.
Поэтому службы эксплуатации и организации дорожного движения должны иметь такие графики, чтобы обоснованно выбирать вид и очередность мероприятия по поддержанию высоких транспортных качеств дороги.
Понятие трассы
Ось улицы или дороги, проложенная в натуре на земной поверхности, называется трассой улицы или дороги. Трасса представляет собой линию в пространстве, так как имеет не только повороты на земной поверхности, но и подъемы и спуски. Проложение трассы на карте или непосредственно на местности осуществляется при помощи геодезических работ и называется трассированием линии.
Выбор положения трассы между заданными пунктами зависит от категории дороги, рельефа местности, почвенно-геологических и гидрологических условий, наличия контурных препятствий.
Намечая положение дороги на местности,ее первоначально прокладывают в виде ломаной линии.Трасса с резко изменяющимися элементами(круговые кривые и прямые) и значительной протяженностью этих элементов в условиях холмистого рельефа плохо сочетается с его плавными формами,кажется»жесткой»,что приводит к увеличению объемов работ по устройству земляного полотна.Поэтому трассы современных авт.дорог,особенно высоких категорий,проектируют с минимальной протяженностью прямых вставок как сочетание дуг окружности с радиодальными спиралями-клотоидами(клотоидная трасса) или как кривые с непрерывно изменяющейся кривизной ,аппроксимируемыми кубическими полиномами(сплайны).В последнее случае участки ломаного,состоящего из прямых,хода явл. Опорной базой, от которой при разбивке отмеряют вычисляемые на ЭВМ ординаты криволинейной трассы.
Прямые и кривые
К характерным участкам относятся:-прямые участки в плане с одинаковой шириной проезжей части и укрепленных краевых полос, а при отсутствии краевых полос - участки дороги с одинаковой шириной проезжей части;-участки кривых в плане с радиусами кривых 200 м и более;-участки кривых в плане с радиусами кривых менее 200 м;-участки сужений проезжей части над трубами, в местах установки ограждений, парапетов, направляющих столбиков с шагом установки менее 10 м.
В простейшем случае трассирования дороги прямыми и дугами окружности каждое изменение направления трассы определяется углом поворота, который измеряют между продолжением направления трассы и новым ее направлением.Углы поворота последовательно нумеруют вдоль дороги – по ходу трассы.Чтобы запроектированную трассу можно было точно воспроизвести на местности ее ориентируют относительно сторон света.Для этого вычисляют румбы прямых участков трассы.
Различают сл.геометрические элементы закруглений:угол α ,радиус R, кривую К, тангенс Т, биссектрису Б.Элементы кривой связаны между собой простыми тригонометрическими соотношениями:К=πRα /180, Т=Rtg(α/2)
Для удобства определения длин кривых и разбивки их на местности имеются специальные таблицы.
Переходные кривые
Переход к полному уширению проезжей части происходит постепенно на длине, называемой отводом уширения или отгоном виража. Переход от нормальной ширины проезжей части к уширенной осуществляют таким образом, чтобы закончить его к началу круговой кривой.
Переходная кривая благодаря переменному радиусу плавно примыкает к круговой кривой, обеспечивает постепенное нарастание центробежной силы и устраняет опасность внезапного бокового толчка при въезде на круговую кривую, позволяет водителю плавно повернуть руль и приспособиться к режиму движения на кривой.
Для вывода уравнения переходной кривой принимается,что режим движения автомобиля и изменения действующих на него сил при проезде переходной кривой удовлетворяют сл.требованиям,обеспечивающим удобство и безопасность движения: -скорость автомобиля при въезде на кривую Vпр снижается до скорости на кривой Vкр прямо пропорционально продолжительности проезда с постоянным допустимым отрицательным ускорением; -центробежное ускорение возрастает прямо пропорционально продолжительности движения по переходной кривой,т.е. в некоторой точке переходной кривой с радиусом r, расположенной на расстоянии l от начала переходной кривой,которое автомобиль проезжает через t секунд после въезда на переходную кривую.
Уравнение переходной кривой: y=((n-1)(n^2-x(n^2-1)))/(n-√(n^2-x(n^2-1))), где Vпр/Vкр=n, r/R=y, l/r=x. Переходную кривую описанную этим уравнением ,называют тормозной кривой.Она хорошо соответствует фактическим траекториям движения автомобилей при въездах на кривые малых радиусов с торможением и выездах с кривой с ускорением,например, на примыканиях дорог,пересечениях дорог в разных уровнях,на кривых малых радиусов горных дорог.
На автомобильных дорогах 1-3категорий автомобили проезжают кривые без снижения скорости.В этих случаях применяют переходные кривые более простого очертания.Их уравнение можно получить,приняв,что Vпр=Vкр,т.е.n=1,что после раскрытия неопределенности предыдущего уравнения приводит к выражению-r =RL/l=C/l – уравнение клотоиды-основной переходной кривой на совр.авт.дорогах.