Зависимость относительных характеристик автомобиля от покрытия дороги

Таблица 1

Покрытие	Скорость км/ч	Относительные характеристики
Техническая скорость	Расход топлива	Износ шин	Эксплуатац. расходы
Асфальтобетонное   Цементобетонное   Щебёночное с вяжущими   Щебёночное   Гравийное   Булыжное   Грунтовое	>120   >120	0,95   0,77   0,80   0,60   0,48	1,01   1,04   1,11   1,12   1,17   1,60	1,35   1,26   1,28   1,42   -   1,57	1,3   1,45   1,6   1,8   -

Износ – относительно равномерное по площади уменьшение толщины покрытия. Основная причина износа – выбивание колёсами из покрытия отдельных щебёнок в сухой период года.

Обеспечение бесперебойной работы автомобильных дорог, своевременный их ремонт и обслуживание автомобильных перевозок осуществляют службы ремонта и содержания дорог (дорожно-эксплуатационные службы). В их задачу входит своевременное устранение деформации дорог.

Одними из важнейших задач службы эксплуатации являются борьба с влиянием на проходимость дороги климатических факторов (снегопадов, метелей, гололёда), установка ограждений на опасных участках, устройство шероховатости поверхностей, установка знаков по согласованию с ГИБДД.

В штатах этих подразделений предусмотрены инженеры, ведущие учёт дорог в разные периоды времени года, анализирующие дорожно-транспортные происшествия и разрабатывающие мероприятия по повышению безопасности движения.

В процессе ремонта дорог постепенно выполняют работы строительного характера, спрямляют дороги, заменяют мосты на более грузоподъёмные, меняют покрытия.

Различные типы дорожных покрытий обладают разной степенью ровности, шероховатости. При проектировании новых и реконструкции существующих искусственных сооружений следует выполнять основные требования СНиП по обеспечению надёжности, долговечности и бесперебойной эксплуатации сооружений; соблюдению безопасности и плавности движения транспортных средств, безопасности для пешеходов; по охране труда рабочих в период строительства и эксплуатации.

Мосты и трубы должны обеспечивать пропуск паводков и ледохода, большие сооружения должны удовлетворять требованиям судоходства.

В намечаемых решениях следует предусматривать применение прогрессивных конструкций и передовых методов производства работ, направленных на экономное расходование материалов, и особенно металла, цемента, леса, на снижение стоимости и трудоёмкости строительства и эксплуатации. Должны быть обеспечены простота, удобство и высокие темпы монтажа конструкций с широкой индустриализацией строительства на базе современных средств комплексной механизации и автоматизации производства.

В разрабатываемых проектах должны широко использоваться типовые решения; применяться сборные конструкции, детали и материалы, отвечающие действующим стандартам и техническим условиям. В проектах следует учитывать перспективы развития транспорта и дорожной сети.

Искусственные сооружения строят на основе технической документации (чертежей, расчётов, пояснительной записки, сметы), имеющей общее название – проект сооружения. Главные задачи проекта – выбор правильного места расположения, назначение таких форм и размеров конструкции, которые обеспечили бы достаточный запас прочности и устойчивости сооружения. При этом исходят из того, чтобы металлические и железобетонные мосты можно было нормально эксплуатировать не менее 70…80 лет, а деревянные, за исключением временных сооружений, - не менее 25…30 лет, т. е. учитывают перспективы развития транспорта.

Малые и средние сооружения проектируют в одну стадию – рабочий проект со сводным сметным расчётом стоимости, применяемым для сооружений, строить которые будут по типовым и повторно применяемым проектам, а также для технически несложных объектов.

Для крупных и сложных сооружений существуют две стадии – проект со сводным сметным расчётом стоимости и рабочая документация, составляемая позднее с подробными сметами.

Цель проекта – выявить оптимальные конструктивные формы и материал намечаемого сооружения; установить его местоположение; определить основные размеры, объёмы работ, стоимость и сроки строительства. В проектах больших сооружений обычно разрабатывают несколько вариантов как по месту расположения сооружения, его общим размерам, так и по конструктивным производственно-техническим решениям. В особо крупных с большой стоимостью сооружениях, преимущественно в городских местах, проектам предшествует технико-экономическое обоснование строительства (ТЭО). В этом случае на основе использования аналогов и предшествующих разработок подобных сооружений выделяются общие очертания моста, определяется примерная стоимость.

В состав ТЭО входят материалы, обосновывающие строительство моста.

Наряду с обоснованием применяемых конструкционных форм в состав проекта входит и проект организации строительства (ПОС). В нём приводятся общие данные по объёмам работ, необходимым материалам и оборудованию, принципам организации строительства и методам возведения опор и монтажа пролётных строений, механизации производства работ, а также прилагаются ведомости заказа сборных конструкций и других материалов, оборудования и выявляются сроки строительства.

По разработанным конструктивным формам, выявленным объёмам работ определяют стоимость сооружения, составляют сметно-финансовый расчёт, который разрабатывают с использованием сметных материалов, учётом местных условий и расценок, учётом дальности доставки материалов, применения сборных конструкций и т. п.

При двухстадийном проектировании после составления и утверждения проекта выполняют разработку рабочей технической документации в виде подробных чертежей с детальным решением конструктивных и технологических вопросов, а также смет по всем элементам мостового перехода.

Принятые конструкции обосновывают соответствующими расчётами и дополнительными материалами по технологии изготовления и монтажа. Кроме того, составляют расчёты и рабочие чертежи, входящие в состав проекта производства работ (ППР), всех необходимых вспомогательных обустройств – пирсов, причалов, сооружений строительной площадки и т.п.

При составлении рабочих чертежей не разрешается отступать от принципиальных решений утверждённого проекта. Утверждённая вместе с проектом сметная стоимость моста является лимитом на весь период строительства.

Искусственные сооружения – технически сложная часть строящихся дорог. В зависимости от условий рельефа местности расходы на постройку обычно составляют до 10 % от общей стоимости дороги, а иногда, например, в горной местности, до 25 %. В период эксплуатации искусственные сооружения требуют особо тщательного надзора и ухода.

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

Мосты состоят из опор и пролётных строений (рис. 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.

 

По назначению дорог и роду пропускаемых подвижных нагрузок мосты могут быть:

- железнодорожные для пропуска железнодорожных нагрузок;

- автодорожные для пропуска транспортных средств по автомобильным дорогам;

- городские для метрополитена, автомобильного, трамвайно-троллейбусного и пешеходного движения;

- совмещённые для одновременного пропуска железнодорожного и автомобильного транспорта;

- пешеходные для пешеходов;

- специального назначения для пропуска водопроводов, газо- и нефтепроводов и каналов.

По условиям расположения на местности различают следующие виды искусственных сооружений:

- путепроводы – на пересечении дорог в разных уровнях (рис. 2, а);

- разводные мосты – при невозможности или нецелесообразности возведения высоких насыпей (подходов к мосту) строят разводные мосты. Для пропуска судов в таких мостах устраивают разводной пролёт (рис. 2, б). Представителями мостов этой группы являются мосты через р. Неву в Санкт-Петербурге;

- виадуки – при пересечении дорогой глубоких и сухих логов, оврагов, горных ущелий (рис. 2, в). Постройка виадука обходится дешевле возведения насыпи на глубине пересекаемого препятствия более 20…25 м;

- эстакады – для пропуска железной или автомобильной дороги в городах над магистральными улицами, а также при строительстве дорог в сильно заболоченных местах, когда экономически невыгодной оказывается насыпь (на слабых грунтах в основании) (рис. 2, г). В городах эстакады устраивают и для пропуска автомобильного движения;

- наплавные мосты – с плавучими опорами из понтонов и 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 (рис. 2, д). Для пропуска по реке судов в наплавных мостах применяют выводные секции, а в период ледохода и ледостава такие мосты разбирают.

 

 

 

Водопропускные трубы (рис. 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 насыпей на крутых косогорах, при устройстве дорог в пределах населённых пунктов, для ограждения построек и предохранения от подмыва конусов насыпей и откосов дамб возле мостов (рис. 4).

В горных районах, кроме того, для ограждения полотна дорог от возможных обвалов крупных камней, каменных осыпей, снежных лавин устраивают особые защитные искусственные сооружения – галереи, подпорные и улавливающие стены, а для отвода грязи и каменных потоков, стекающих со склонов гор во время сильных ливней, применяют специальные сооружения – селеспуски (рис. 5).

По общим размерам, сложности проектирования и способам организации строительства искусственные сооружения принято классифицировать на четыре группы:

- малые, к которым относят мосты общей длиной до 25 м, а также водопропускные трубы под насыпями и лотки;

- средние, полная длина которых до 100 м, а отдельные пролёты не превышают 42 м;

- большие – длиной свыше 100 м с пролётами более 60 м;

- очень большие – часто называемые внеклассными, или уникальными, мостами, возводимыми через очень большие водные пространства.

По количеству возводимых на строящейся дороге сооружений, а также по суммарному объёму работ, требующемуся для строительства, наибольшее распространение имеют малые и средние искусственные сооружения.

По сроку службы мосты бывают постоянными и временными. Постояннми мосты проектируют с расчётом непрерывной и круглогодичной их эксплуатации в течение многих десятилетий. Соответственно для этого их строят из долговечных материалов – бетона, железобетона, металла, антисептированного дерева, камня. Их конструкции рассчитывают на наибольшие временные нагрузки, которые возможны не только в настоящий, но и перспективный период эксплуатации.

Временные мосты устраивают облегчёнными, на небольшой срок эксплуатации, из менее долговечных и менее прочных материалов, например из непропитанного антисептиками лесоматериала, местного камня и т.п.

Комплекс сооружений, устраиваемых на пересечении пути постоянно действующего водотока, называют мостовым переходом. В его состав входят мост; земляное полотно, примыкающее к устоям; регуляционные сооружения, направляющие водный поток; подпорные и ограждающие стены; сооружения берегоукрепительные, ограждающие и другие.

Тоннель (рис. 6) представляет собой искусственное сооружение, расположенное в толще горных пород.

 

Рис. 6. Тоннель

 

По назначению тоннели подразделяются на транспортные (железнодорожные и автодорожные, городские тоннели метрополитенов, пешеходные и судоходные), гидротехнические, городского хозяйства и горно-промышленные. Наибольшее распространение получили транспортные тоннели, которые по месторасположению разделяют на находящиеся в горных массивах, подводные – под реками, каналами, проливами и городские – под городскими проездами и кварталами.

По характеру строительства тоннели могут различаться по способу производства работ: закрытого – строящиеся без вскрытия земной поверхности над ними, и открытого.

Размеры и очертания внутреннего свободного пространства транспортных тоннелей зависят от размеров и формы подвижного состава и размещаемого в них оборудования. Поперечное сечение тоннелей метрополитенов и железнодорожных (рис. 7) определяется требованиями габаритов и может быть рассчитано на один путь или два (тоннели для трёх путей встречаются крайне редко). Поперечное сечение автодорожного тоннеля определяется категорией дороги и количеством полос движения, а также другими требованиями.

 

Горные железнодорожные и автодорожные тоннели проектируют по СНиП 11-44-78; тоннели для метрополитенов – по СНиП-11-40-80.

Для обеспечения устойчивости земляного полотна на косогорах, в местах пересечения автомобильной дороги с реками, оврагами или балками, по которым стекает вода от дождей и таяния снега, а также при пересечении существующих дорог устраивают различного рода искусственные сооружения. К ним относят: подпорные стенки, трубы, мосты, путепроводы, виадуки, эстакады и др. Большую часть водопропускных сооружений, строящихся на автомобильных дорогах, составляют мосты и трубы.

С точки требований автомобильного транспорта наилучшим является то сооружение, которое не меняет условий движения автомобилей, не требует изломов в плане и профиле проектной линии автомобильной дороги, не стесняет проезжую часть и обочины, а также не нуждается в изменении типа дорожного покрытия.

Этим условиям наиболее отвечают трубы, которые можно применять при любых сочетаниях продольного профиля и плана дороги и при любой высоте насыпи. Поэтому количество труб на автомобильных дорогах составляет 85 % от общего количества водопропускных сооружений.

Трубы представляют собой простейшие искусственные сооружения (рис. 8), которые устраивают для пропуска воды под земляным полотном автомобильной дороги при пересечениях периодически или постоянно действующих водотоков с расходом до 10…15 м³/с.

На современных автомобильных дорогах трубы монтируют из отдельных железобетонных звеньев круглого или прямоугольного сечений. Круглые железобетонные трубы устраивают одноочковыми и многоочковыми диаметром от 0,75 до 2 м. Прямоугольные железобетонные трубы применяют при большом расходе воды.

В связи с тем, что сверху трубы засыпают грунтом насыпи, на поверхности которой устраивается такое же покрытие, как и на смежных участках дороги, проезжающие по дороге автомобили не испытывают никаких изменений в условиях движения над трубой по сравнению с другими участками.

Мосты представляют собой искусственные сооружения, прерывающие земляное полотно дороги; движение автомобилей происходит по пролётному строению моста, поддерживающему ездовое полотно и расположенному на опорах, которые передают давление пролётных строений на грунт.

Мосты бывают однопролётными с двумя опорами и многопролётными. Когда, кроме крайних опор, устраиваемых в местах сопряжения моста с берегами, называемых устоями, имеются и промежуточные опоры.

Уровень воды в реках колеблется в течение года. Большую часть года реки имеют низкий уровень. В период весеннего половодья, а на некоторых реках и в летний период приток воды резко увеличивается и уровень воды повышается. Этот наивысший уровень воды называют уровнем высоких вод. Расстояние от поверхности проезда на мосту до уровня меженных вод называют высотой моста. Расстояние от низа пролётного строения до уровня высоких вод или расчётного судоходного уровня называют свободной высотой под мостом. Свободная высота под мостом должна быть достаточной для безопасного пропуска высокой воды, а на судоходных реках – для пропуска судов. Расстояние от поверхности проезда на мосту до низа пролётного строения называют строительной высотой моста. Расстояние между центрами опорных точек называют расчётным проектом. Сумма расстояний между внутренними гранями опор называется отверстием моста. Отверстие, высота и ширина моста, а также величина пролётов и свободная высота – основные размеры моста.

В зависимости от расположения уровня проезда по отношению к пролётному строению моста различают: мосты с ездой поверху и мосты с ездой понизу. Проезжая часть может быть расположена также в пределах высоты пролётного строения. В этом случае сооружение носит название моста с пониженной ездой, или ездой посередине.

По материалу пролётных строений мосты могут быть деревянные, каменные, бетонные, железобетонные, металлические и комбинированные, по назначению – автодорожные, железнодорожные, пешеходные, а также совмещённые для нескольких видов движения и специального назначения (для пропуска трубопроводов, кабеля и т. п.).

Многочисленные конструкции современных мостов по условиям их работы под нагрузкой могут быть разделены на четыре основные группы: балочные, арочные, рамные и висячие.

В балочных мостах пространство между опорами перекрыто сплошной балкой или решётчатой балочной фермой. Под действием вертикальных нагрузок пролётное строение моста работает на изгиб, передавая на опоры только вертикальные реакции.

В арочных мостах основным несущим элементом является криволинейный брус, называемый аркой, концы которой упираются в опоры. Вертикальная нагрузка вызывает сжатие и частично изгиб арки. Давление арки, передаваясь на опоры, кроме вертикальной нагрузки создаёт также горизонтальный распор, стремящийся раздвинуть опоры.

В рамных мостах пролётные строения и опоры жёстко связаны между собой в монолитную конструкцию. При такой связи пролётное строение, находясь под нагрузкой, вовлекает в работу на изгиб и опоры, что существенно улучшает условия работы пролётного строения и моста в целом. В висячих мостах несущими элементами являются тросы или цепи, перебрасываемые через высокие стойки и заанкериваемые по концам жёстких балок пролётного строения. Висячие мосты весьма экономичны и легки, обычно их применяют для перекрытия больших пролётов (1…1,5 км).

Любой мост, как ответственное инженерное сооружение, должен удовлетворять ряду требований, заключающихся в первую очередь в том, что въезд на мост и движение по мосту должны быть удобными и безопасными (с учётом перспективы роста движения). Основными причинами, снижающими безопасность движения автомобилей на искусственных сооружениях, являются: неудачное расположение мостов и подходов к ним в плане и профиле: недостаточная ширина мостов и малая высота поребриков; неудачная конструкция и расположение ограждений на подходах к искусственным сооружениям.

В настоящее время мосты проектируют с шириной пролётного строения, равной ширине земляного полотна. Во избежание въездов автомобилей на железобетонных мостах поребрики устраивают высотой не менее 40 см.

Мосты с ездой поверху лучше отвечают производственным эксплуатационным и архитектурным требованиям. Они проще по конструкции и по условиям возведения. При проезде по такому мосту элементы конструкции не затемняют окружающего пейзажа, а в городских условиях эти мосты не нарушают общего вида окружающей застройки.

 

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1. Какие существуют типы грунтов, используемых для строительства

земляного полотна?

2. Каким образом обеспечивается дорожный водоотвод?

3. Какие дорожно-строительные материалы используются при строительстве дорожных одежд?

4. Каков состав работ при строительстве автомобильных дорог?

5. Каковы особенности возведения земляного полотна?

6. Каковы особенности строительства дорожных одежд?