Принципы трассирования автомобильных дорог

Выбор положения трассы (оси дороги) на местности представляет собой ответственную задачу, так как от него зависят удобство пользования дорогой и объемы работ при строительстве, а следовательно, и стоимость постройки.

Дорогу всегда следует вести по возможности по кратчайшему направлению. Однако из-за препятствий не всегда можно проложить дорогу по прямой.

На направление трассы оказывает влияние рельеф местности. Холмы и возвышенности с крутыми, часто неустойчивыми склонами или глубокие речные долины и овраги заставляют отклонять трассу к местам, где склоны менее круты, где напластования грунтов более устойчивы, а следовательно, при постройке дорожного полотна требуются меньшие объемы работ.

Наоборот, в местах с незначительными уклонами поверхности сток поверхностных ливневых и талых снеговых вод может оказаться необеспеченным. Застаивающаяся в неровностях рельефа вода вызывает заболачивание местности в северных и засоление грунтов в южных степных районах, что также создает неблагоприятные условия для постройки дороги.

Учет местных условий и стремление уменьшить объемы работ при постройке дороги приводят к извилистости трассы и вызывают ее удлинение. Это ухудшает условия пользования дорогой, может вызвать необходимость снижения скорости движения, увеличивает пробег транспорта и стоимость перевозок.

Из всех основных элементов дороги (земляное полотно, искусственные сооружения и проезжая часть) наибольших затрат при строительстве требуют устройство одежды проезжей части усовершенствованных типов и постройка постоянных мостов на переходах через большие реки. Поэтому при трассировании необходимо учитывать как условия строительства, так и условия эксплуатации дорог.

Следует отметить, что всякое решение должно приниматься во взаимосвязи с окружающей обстановкой, с учетом всех факторов, влияющих на условия строительства и эксплуатации автомобильной дороги.

Автомобильная магистраль должна красиво вписываться в ландшафт местности и как крупное сооружение, подчиняясь основным формам рельефа, пересекать его мелкие неровности, прорезая выемками отроги холмов и преодолевая насыпями местные в.падины, чтобы, гарантируя безопасность и удобство движения с заданными скоростями, обеспечить в то же время устойчивость и долговечность всех дорожных сооружений.

Дорога, проложенная с возможно меньшими затратами, тем не менее должна обеспечить требования не только современного, но и ожидаемого в течение ближайших 10—15 лет движения, возрастающего в соответствии с ростом народного хозяйства в данном районе.

Основное руководящее требование при выборе расположения трассы на местности может быть сформулировано следующим образом: стремление обеспечить наилучшие условия удобства и безопасности движения автомобилей, устойчивости и надежности всех дорожных сооружений, при наименьшей стоимости и сроках строительства и наименьшей стоимости перевозок.

На выбор направления дороги влияют экономические, природные и технические факторы. К первым относят: назначение дороги, положение населенных пунктов и экономических центров в районе проектирования, размеры и характер предстоящих перевозок. К вторым- топографические, инж- геологические, мерзлотные, сейсмические, гидрографические и другие природные условия района проектируемой дороги, а также природно-охранные требования. К третьим- технические параметры проектируемой дороги.

УЧЕТ СНЕГА, трассирование дороги:

При прочих равных условиях трассу дороги желательно прокладывать 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. Целесооб­разно приближать трассу к подветренным опушкам лесов, оврагов, населенных пунктов, зарослей кустарников и других мест, где откладывается снег.

Незаносимые при метелях лесные просеки. Мало заносятся участки дорог, составляющие по направлениям господствующих ветров угол менее 30⁰

Не следует 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 косогоров, всегда сильно заносятся снегом. Несколько менее заносимы в тех же условиях насыпи и полувыемки-полунасыпи. Чтобы умень­шить заносимость, следует по возможности приближать дорогу на под­ветренных склонах к верхней части косогора, поскольку верхняя граница снежных отложений располагается обычно в пределах 5—10 м выше подошвы откоса.

На подветренных склонах лучше прокладывать трассу в нижней части или даже по долине в 80—100 м от подошвы склона.

Пересечение а/д с большими и малыми водотоками, ж/д и а/д. следует делать под углом 90 градусов, либо максимальное отклонение 60 градусов.

 

 

13 МЕТОДЫ ДЕТАЛЬНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПРОДОЛЬНОГО ПРОФИЛЯ

При проектировании дороги предусматривают возвышение земля­ного полотна над поверхностью земли, обеспечивая этим осушение грунта, подстилающего дорожную одежду, и меньшую заносимостъ дороги снегом. Устройство земляного полотна в насыпи создает для дороги более благоприятные гидрологические условия по сравнению с естественной поверхностью грунта. Лишь при необходимости смяг­чения продольного уклона и для уменьшения объема земляных работ земляное полотно проектируют в выемках по возможности на корот­ких участках. Установление положения полотна дороги в продольном профиле по отношению к поверхности земли называется проектирова­нием продольного профиля, или нанесением проектной линии. При нанесении проектной линии необходимо обеспечить: плавность пути и допускаемую величину продольных уклонов, позволяющие автомобилям развивать высокие скорости; отвод воды от земляного полотна и осушение полосы отвода; прохождение дороги через контрольные точки, имеющие заданные высотные отметки — примыкания к существующим дорогам в начале и конце трассы, пересечения с дорогами более высоких категорий п с железными дорогами, отметки проезжей части мостов, отметки полотна над уровнем высоких вод в затопляемых местностях и др.; удобство механизированного выполнения земляных работ.

Различают два метода проложения проектной линии — обертываю­щая и секущая проектировки.

Проложение проектной линии:

/ — по обертывающей; 2 — по секущей

 

 

Намечая положение проектной линии, следует избегать частых ее переломов, соответствующих микрорельефу местности. Особенно нежелательны участки с частой сменой подъемов и спусков (пилооб­разный продольный профиль). Вместе с тем не следует искусственно вводить длинные участки с постоянным уклоном, для устройства кото­рых потребовалось бы выполнение излишних земляных работ. Более целесообразно в таких местах прокладывать проектную линию в виде обертывающих вертикальных кривых весьма больших радиусов, параллельных естественной поверхности земли.

В настоящее время наибольшее распространение получил метод проектирования продольного профиля вертикальными кривыми, соп­рягающимися непосредственно друг с другом или при помощи пря­мых вставок с вычислением сразу отметок проектной линии. Заслуга внедрения этого метода в СССР принадлежит Н. М. Антонову.

Проектная линия должна проходить через ряд контрольных вы­сотных точек. Часть из них строго фиксирована по высоте, как, на­пример, пересечения в одном уровне с железными и существующими автомобильными дорогами, а также начало и конец трассы. Положе­ние других контрольных точек определяется величиной их минималь­ного возвышения над уровнем земли, которое для обеспечения плав­ности проектной линии можно увеличивать, хотя это и будет связано с удорожанием строительства. К числу их относятся отметки у мостов, над трубами, возвышение земляного,полотна над местами длительных застоев воды и т. д.

Реже используют старый метод нанесения проектной линии со­прягающимися прямыми участками проектной линии с последующим вписыванием в их переломы вертикальных кривых и вычислением поп­равок к рабочим отметкам, найденным по тангенсам.

Первый метод более удобен для сильно пересеченного холмистого рельефа, когда на большей части своего протяжения дорога состоит из сопрягающихся вертикальных кривых, второй — для равнинного и горного рельефа.

При проектировании проектной линии вертикальными кривыми на точно вычерченный профиль местности накладывают прозрачные шаб­лоны вертикальных кривых разных радиусов, вырезанные в масштабах продольного профиля (1:5000 и 1:500 в равнинной местности и 1: 2000 н 1: 200 в горной местности). По периметру шаблона (рис. Х1.2) на­несены штрихами точки, соответствующие местам касания прямых, имеющих различные уклоны, равные целому числу тысячных. На шаб­лонах имеются также горизонтальные и вертикальные линии для правильного ориентирования при работе на миллиметровой бумаге. Участки проектной линии в виде прямых намечают при помощи

Рис, Х1.2. Шаблон для проектирования продольного профиля вертикальными кривыми

 

треугольника уклонов, на котором для учета различия в вертикальном и горизонтальном масштабах продольных профилей с 10-кратным увеличением нанесены линии, имеющие различные уклоны.

Рис. Х1.3 Шаблон для прямолинейных участков продольного профиля («треугольник уклонов*): 1 — рабочая сторона»треугольника, 2— лучи-уклоны; 3— вертикальная шкала

 

В намеченную начерно от руки проектную линию вписывают вертикальные кривые, подбирая радиусы кривых и величины продоль­ных уклонов таким образом, чтобы найти положение наиболее плав­ной проектной линии, не требующей излишних земляных работ. В сложных случаях намечают несколько вариантов, из которых путем сравнения выбирают наилучший.

Второй этап проектирования заключается в точной взаимной увязке концов элементов проектной линии — определении координат вершин всех вертикальных кривых, точек сопряжения смежных кри­волинейных и прямолинейных участков, уклонов, прямых, сопрягаю­щих вертикальные кривые, и др. Расчеты ведут, последовательно пе­реходя от одного элемента к другому, используя вспомогательные таблицы или аналитические зависимости.

В сложных условиях рельефа при чередующихся больших выемках и насыпях задаются «цепями» из нескольких взаимно сопрягающихся элементов, сравнивая их варианты для выбора наиболее оптималь­ного.

При проектировании без шаблонов прямыми участками, наметив начерно положение проектной линии, вычисляют проектные отметки на переломах продольного профиля и уточняют величину уклонов, изменяя рабочие отметки таким образом, чтобы уклон проектной линии выражался в целых тысячных. Увязав уклоны и отметки на пе­реломах проектной линии, определяют промежуточные проектные и рабочие отметки и вписывают вертикальные кривые.

В настоящее время широко используются ПО КРЕДО, РОБУР, АВТОКАД и др.