Проектирование переходно-скоростных полос на главной дороге для правоповоротных и левоповоротных съездов в одном уровне
1. Переходно-скоростные полосы следует предусматривать на пересечениях и примыканиях в одном уровне в местах съездов на дорогах I-III категорий, в том числе к зданиям и сооружениям, располагаемым в придорожной зоне: на дорогах I категории при интенсивности 50 прив. ед/сут и более съезжающих или въезжающих на дорогу (соответственно для полосы торможения или разгона); на дорогах II и III категорий - при интенсивности 200 прив. ед/сут и более.
На транспортных развязках в разных уровнях переходно-скоростные полосы для съездов, примыкающих к дорогам I-III категорий, являются обязательном элементом независимо от интенсивности движения.
2. Длину переходно-скоростных полос следует принимать по таблице 5.
Таблица 5 – Длина переходно-скоростных полос
| Категории дорог | Предельный угол, % , на | Длина полос полной ширины, м, для | Длина отгона полос разгона и торможения, lo м | ||
| спуске | подъеме | разгона, Sр | торможения, Sт | ||
| I-б и II | - - | - - | |||
| III | - - | - - | |||
| IV | - - | - - |
Примечание. При сопряжении переходно-скоростных полос со съездами, имеющими самостоятельные проезжие части для поворачивающих автомобилей, длину переходно-скоростных полос полной ширины допускается уменьшать в соответствии с расчетными скоростями на съездах, но не менее чем до 50 м для дорог I-б и II категорий и до 30 м для дорог III категории.
Отгон полос торможения следует начинать с уступа величиной 0,5 м. При выходе со съезда должна быть обеспечена видимость конца переходно-скоростной полосы.
3. Планировка островков на дорогах с двумя полосами движения показана на рисунке 6. Направляющий островок (рисунок 4, а) с зоной торможения и ожидания отделяет поворачивающие автомобили от транзитного движения. Направляющий островок 2 (рисунок 4, б) разделяет встречные потоки движения и защищает автомобили, выполняющие левый поворот с главной дороги.
Рисунок 4 ‑ Расположение островков на главной дороге:
а — левоповоротный островок; б — направляющий островок
Интенсивность отгона ширины островка не должна превышать 1:30. Более оптимальные условия движения достигаются при интенсивности отгона 1:50 и более. Островки рекомендуется окаймлять скошенным бортом, возвышающимся на 5 см с наклоном 1:3.
4. Длина участка Sтр (рисунок 4), предназначенная для накопления поворачивающихся автомобилей, определяется по таблице 6.
Таблица 6 ‑ Выбор длины участка торможения в зависимости от доли левоповоротного движения с главной дороги
| Интенсивность движения по главной дороге, авт./сут | Длина участка Lн, в зависимости от доли левоповоротного движения с главной дороги, % | |||
Расчет дорожной одежды на прочность
Все данные для расчета берутся из ОДН 218.046-01 «Проектирование нежестких дорожных одежд» и указаний к лабораторным работам за 5 семестр по курсу «Автомобильные дороги»
Пример расчета.
Требуется запроектировать дорожную одежду при следующих исходных данных:
- дорога располагается во II дорожно-климатической зоне, в Московской области;
- категория автомобильной дороги - I;
- заданный срок службы дорожной одежды - Тсл = 20 лет;
- заданная надежность Кн = 0,95;
- приведенная к нагрузке типа А (Приложение 1 таблица П.1.1) [2] интенсивность движения на конец срока службы Np = 3200 авт/сут;
- приращение интенсивности q = 1,04;
- грунт рабочего слоя земляного полотна - супесь пылеватая с расчетной влажностью 0,7 WТ, относится к сильнопучинистым грунтам.
- материал для основания - щебеночно-гравийно-песчаная смесь, обработанная цементом марки 20;
- высота насыпи составляет 1,5 м, толщина дорожной одежды ‑ 0,60 м;
- схема увлажнения рабочего слоя земляного полотна - III,
- глубина залегания грунтовых вод - 1,1 м.
Расчет на прочность.
1. Вычисляем суммарное расчетное количество приложений расчетной нагрузки за срок службы по формуле (3.6):
, где Кс = 29,8 (Приложение 6 таблица П.6.3) [2].
Трдг = 125 дней (таблица П.6.1), Кn = 1,49 (таблица 3.3) [2]
авт.
2. Предварительно назначаем конструкцию и расчетные значения расчетных параметров:
- для расчета по допускаемому упругому прогибу (Приложение 2 таблица П.2.5, Приложение 3 таблица П.3.2 и Приложение 3 таблица П.3.9) [2];
- для расчета по условию сдвигоустойчивости (Приложение 2 таблица П.2.4, Приложение 3 таблица П.3.2 и Приложение 3 таблица П.3.6) [2];
- для расчета на сопротивление монолитных слоев усталостному разрушению от растяжения при изгибе (Приложение 3 таблица П.3.1 и Приложение 3 таблица П.3.6) [2].
| № | Материал слоя | h слоя, см | Расчет по упругому прогибу, Е, МПа | Расчет по усл. сдвигоуст., Е, Па | Расчет на растяжение при изгибе | |||
| Е, МПа | Ro, МПа | a | m | |||||
| 1. | Асфальтобетон плотный на БНД марки 60/90 | 9,80 | 5,2 | 5,5 | ||||
| 2. | Асфальтобетон пористый на БНД марки 60/90 | 8,0 | 5,9 | 4,3 | ||||
| 3. | Асфальтобетон высокопористый на БНД марки 60/90 | 5,65 | 6,3 | 4,0 | ||||
| 4. | Укрепленная щебеночно-гравийно-песчаная смесь | - | - | - | ||||
| 5. | Супесь пылеватая Wo = 0,7 WТ | - | - | - | - |
3. Расчет по допускаемому упругому прогибу ведем послойно, начиная с подстилающего грунта по номограмме рисунок 3.1[2]:
1)
по Приложению 1 таблица П.1.1 р = 0,6 МПа, D = 37 см
МПа
2) МПа
3) МПа
4) Еобщ = 0,165·3200 = 528 МПа
5) Требуемый модуль упругости определяем по формуле (3.9) [2]:
Етр = 98,65[lg(SNp) - 3,55] = 98,65[lg 7179494 - 3,55] = 326 МПа
6) Определяем коэффициент прочности по упругому прогибу:
Требуемый минимальный коэффициент прочности для расчета по допускаемому упругому прогибу - 1,30 (таблица 3.1) [2].
Следовательно, выбранная конструкция удовлетворяет условию прочности по допускаемому упругому прогибу.
4. Рассчитываем конструкцию по условию сдвигоустройчивости в грунте.
Действующие в грунте активные напряжения сдвига вычисляем по формуле (3.13) [2]:
Для определения предварительно назначенную дорожную конструкцию приводим к двухслойной расчетной модели.
В качестве нижнего слоя модели принимаем грунт (супесь пылеватая) со следующими характеристиками: (при Wp = 0,7 WТ и SNp = 7 179.494 авт.) Ен = 46 МПа (таблица П.2.4) [2], j = 12° и с = 0,004 МПа (таблица П.2.4) [2].
Модуль упругости верхнего слоя модели вычисляем по формуле (3.12) [2], где значения модулей упругости материалов, содержащих органическое вяжущее, назначаем по таблице П.3.2 при расчетной температуре +20 °С (таблица 3.5) [2].
МПа.
По отношениям и и при j = 12° с помощью номограммы (рисунок 3.3) [2] находим удельное активное напряжение сдвига от единичной нагрузки: = 0,015 МПа.
Таким образом: Т = 0,015×0,6 = 0,009 МПа.
Предельное активное напряжение сдвига Тпр в грунте рабочего слоя определяем по формуле (3.14), где СN = 0,004 МПа, Кд = 1,0.
Zоп = 4 + 8 + 22 + 26 = 60 см.
jст = 35° (Приложение 2 таблица 2.4) [2]
ycp = 0,002 кг/см2
Тпр = 0,004 + 0,1×0,002×60×tg 35° = 0,0123,
где 0,1 - коэффициент для перевода в МПа.
, что больше (таблица 3.1) [2].
Следовательно, конструкция удовлетворяет условию прочности по сдвигу.
5. Рассчитываем конструкцию на сопротивление монолитных слоев усталостному разрушению от растяжения при изгибе.
Расчет выполняем в следующем порядке:
а) Приводим конструкцию к двухслойной модели, где нижний слой модели - часть конструкции, расположенная ниже пакета асфальтобетонных слоев, т.е. щебеночное основание и грунт рабочего слоя. Модуль упругости нижнего слоя определяем по номограмме рис. 3.1[2].
МПа
К верхнему слою относят все асфальтобетонные слои.
Модуль упругости верхнего слоя (hв = 34 см) устанавливаем по формуле (3.12) [2]
МПа
б) По отношениям и по номограмме рисунка 3.4 определяем .
Расчетное растягивающее напряжение вычисляем по формуле (3.16) [2]:
МПа.
в) Вычисляем предельное растягивающее напряжение по формуле (3.17) [2]:
при Ro = 5,65 МПа для нижнего слоя асфальтобетонного пакета (таблица П.3.1)
vR = 0,10 (таблица П.4.1) [2]
t = 1,71 (таблица П.4.2) [2]
- (формула 3.18) [2]
m = 4; a = 6,3 (таблица П.3.1); SNp = 7 179 494 авт.;
k2 = 0,85 (таблица 3.6) [2]
RN = 5,65×0,122×0,85(1 - 0,1×1,71) = 0,49 МПа
г) , что больше, чем (таблица 3.1) [2].
Следовательно, выбранная конструкция удовлетворяет всем критериям прочности.