Элементы пересечений автомобильных дорог в разных уровнях

Классификация пересечений автомобильных дорог в разных уровнях и требования к ним

Пересечения и примыкания автомобильных дорог в разных уровнях являются наиболее сложными узлами автомагистралей как с точки зрения проектирования, так и с точки зрения их строительства и последующей эксплуатации. Стоимость развязок движения в разных уровнях весьма высока. В связи с этим вопрос создания современной технологии и методов проектирования пересечений и примыканий автомобильных дорог в разных уровнях является весьма актуальным. Реализация современной технологии и методов проектирования развязок движения в разных уровнях на базе использования мошной компьютерной техники, оборудованной необходимыми периферийными устройствами, позволяет получать наилучшие проектные решения при минимальных затратах средств и времени на проектирование.

Согласно действующим нормам на проектирование необходимость строительства пересечений и примыканий автомобильных дорог в разных уровнях предусматривают в следующих случаях:

при пересечениях автомобильных дорог I категории с дорогами остальных категорий;

при пересечениях дорог II категории с дорогами II и III категорий;

при пересечениях и примыканиях дорог III категории между собой при суммарной расчетной интенсивности движения для обеих дорог более 8000 привиденных ед./сут.

Действующими нормативными документами к проектированию пересечений автомобильных дорог предъявляются следующие требования:

развязки движения в разных уровнях на автомобильных дорогах I - II категорий проектируют таким образом, чтобы были исключены пересечения левоповоротного движения в одном уровне с транспортными потоками основных направлений;

пересечения и примыкания на дорогах I - II категорий предусматривают не чаще, чем через 5 км, а на дорогах III категории - не чаще, чем через 2 км;

элементы ответвлений и примыканий в целях обеспечения комфортабельных и безопасных условий движения разветвляющихся и сливающихся транспортных потоков, а также в целях сокращения площадей, занимаемых транспортным узлом земель, проектируют, исходя из условия движения автомобилей с переменной скоростью. При этом, минимальные радиусы кривых на правоповоротных съездах с дорог I - II категорий назначают, исходя из обеспечения скорости не менее 80 км/ч, а с дорог III категории - не менее 60 км/ч. Минимальные радиусы на левоповоротных съездах с дорог I и II категорий назначают, исходя из обеспечения скорости 50 км/ч и с дорог III категории не менее 40 км/ч;

съезды с дорог I - III категорий и въезды на них осуществляют с устройством переходно-скоростных полос;

ширину проезжей части на всем протяжении левоповоротных съездов принимают 5,5 м, а на правоповоротных 5,0 м. Ширина обочин с внутренней стороны закруглений на съездах должна быть не менее 1,5 м, а с внешней стороны - 3,0 м;

продольные уклоны на соединительных рампах развязок принимают не более 40 ‰. Радиусы вертикальных кривых в продольном профиле назначают в зависимости от расчетной скорости на съездах.

Необходимость строительства развязок движения в разных уровнях определяется требованиями обеспечения непрерывного, безопасного и комфортабельного движения транспортных потоков с высокими скоростями, что может быть достигнуто исключением пересечений транспортных потоков в одном уровне. В отечественной практике проектирования автомагистралей получили распространение в основном транспортные пересечения в двух и значительно реже в трех и четырех уровнях. Наиболее часто устраивают развязки движения в двух уровнях, как наиболее дешевые и в большинстве случаев радикально решающие проблему непрерывного и безопасного движения транспортных потоков на пересечениях и примыканиях автомобильных дорог.

Многообразие местных условий на пересечениях и примыканиях (особенности плана и профиля пересекающихся автомобильных дорог, углы пересечений или примыканий, ситуационные особенности места пересечения, категории пересекающихся дорог и распределение перспективной интенсивности движения по направлениям, топографические, инженерно-геологические, гидрогеологические условия и т.д.) предопределило большое разнообразие возможных типов узлов примыканий и пересечений дорог в разных уровнях. В настоящее время известно около 200 схем развязок в разных уровнях.

Узлы пересечений и примыканий автомобильных дорог в разных уровнях по начертанию в плане и способам организации движения на них можно разделить на следующие группы:

клеверообразные (рис. 18.3);

кольцевые (рис. 18.4);

петлеобразные (рис. 18.5);

крестообразные (рис. 18.6);

ромбовидные (рис. 18.7);

сложные пересечения с полупрямыми и прямыми (директивно-направленными) левоповоротными съездами (рис. 18.8);

примыкания (рис. 18.9).

Рис. 18.3. Схема клеверообразных транспортных пересечений в двух уровнях:
а - полный клеверный лист; б - обжатый клеверный лист; в, г, д, е, ж - неполный клеверный лист

Рис. 18.4. Схемы кольцевых транспортных пересечений в двух уровнях:
а - турбинный тип; б - распределительное кольцо с пятью путепроводами; в - распределительное кольцо с тремя путепроводами; г - распределительное кольцо с двумя путепроводами.

Рис. 18.5. Схемы петлеобразных транспортных пересечений в двух уровнях:
а - двойная петля; б - улучшенная двойная петля

Рис. 18.6. Схема крестообразных транспортных пересечений в двух уровнях:
а - пересечение с пятью путепроводами типа «крест»; б - пересечение с отнесенными левыми поворотами

Рис. 18.7. Ромбовидные транспортные пересечения в разных уровнях:
а - с прямыми левыми поворотами; б, в - с полупрямыми левыми поворотами; г - в четырех уровнях

Рис. 18.8. Схемы сложных транспортных пересечений в двух уровнях:
а - с одним полупрямым левоповоротным съездом; б, в - с одним прямым левоповоротным съездом; г - с двумя полупрямыми левоповоротными съездами

Рис. 18.9. Схемы транспортных примыканий в двух уровнях:
а, б - полное примыкание типа «труба»; в - полное примыкание с двумя полупрямыми левоповоротными съездами; г, д, е - неполные примыкания

В практике отечественного проектирования наибольшее распространение получили клеверообразные пересечения автомобильных дорог в разных уровнях. При этом различают развязки типа «полный клеверный лист», обеспечивающий полную развязку движения по всем направлениям (см. рис. 18.3, а), «обжатый клеверный лист», устраиваемый в стесненных условиях городской застройки (см. рис. 18.3, б) и «неполный клеверный лист», допускающий пересечения в одном уровне левоповоротных транспортных потоков на второстепенных направлениях (см. рис. 18.3, в, г, д, е, ж).

К достоинствам клеверообразных пересечений относят: обеспечение развязки движения транспортных потоков по всем, либо по основным направлениям при двух пересекающихся магистралях; обеспечение безопасности движения; сравнительно невысокая стоимость строительства одного путепровода и соединительных рамп.

Однако клеверообразным узлам пересечений автомобильных дорог присуши и некоторые недостатки, ограничивающие сферу их применения: большая площадь, занимаемая развязкой; значительные перепробеги для левоповоротных транспортных потоков и потоков, осуществляющих разворот; необходимость дополнительных мероприятий для обеспечения безопасного движения пешеходов.

Кольцевые пересечения автомобильных дорог (см. рис. 18.4) характеризуются наибольшей простотой организации движения, однако требуют строительства от двух до пяти путепроводов, а также большой площади отчуждения земель.

Петлеобразные пересечения, например, «двойная петля» (рис. 18.5, а) или «улучшенная двойная петля» (рис. 18.5, б), устраивают при пересечении автомагистралей или магистральных улиц с дорогами второстепенного значения. К недостаткам этого типа пересечений, помимо необходимости строительства двух путепроводов, следует отнести также недостаточное обеспечение безопасных условий движения, так как транспортный поток с главной магистрали вливается в потоки второстепенного направления не с правой, а с левой стороны.

В стесненных условиях городской застройки применяют крестообразные пересечения в разных уровнях, например, по типу «крест» (рис. 18.6, а), пересечение в двух уровнях с отнесенными левыми поворотами (рис, 18.6, б) и т.д. Пересечения типа «крест» с пятью путепроводами применяют в стесненных условиях при пересечении равнозначных магистралей с мощными транспортными потоками. Кроме минимальной площади занимаемых земель такой тип пересечения характеризуется минимальными перепробегами для лево- и правоповоротного движения, однако требует сооружения пяти путепроводов (правда, меньшей ширины, чем для развязки типа «клеверный лист») и исключает возможность разворота в пределах транспортного узла. Пересечение в двух уровнях с отнесенными левыми поворотами нередко применяют в условиях сложившейся городской застройки на главных магистралях с небольшими размерами левоповоротного движения.

Ромбовидные развязки (см. рис. 18.7) устраивают на пересечениях равнозначных магистралей со значительными размерами движения по всем направлениям. Занимая умеренную площадь, такие развязки практически исключают перепробеги для лево- и правоповоротных транспортных потоков, однако необходимость строительства большого числа путепроводов определяет весьма их высокую стоимость.

Сложные пересечения с полупрямыми и прямыми левоповоротными съездами устраивают на пересекающихся автомагистралях при наличии одного (см. рис. 18.8, а, б, в) или нескольких (см. рис. 18.8, г) мощных левоповоротных транспортных потоков, когда строительство обычного съезда (см. рис. 18.3, а) предопределяет неоправданные потери, связанные с перепробегом автомобилей. Сокращение или исключение перепробегов достигается путем устройства соответственно полупрямых, либо прямых левоповоротных съездов, что предопределяет заметное увеличение строительной стоимости транспортной развязки в связи с необходимостью строительства двух дополнительных путепроводов.

Примыкания автомобильных дорог в разных уровнях различают полные (см. рис. 18.9, а, б, в), обеспечивающие развязку движения по всем направлениям, и неполные, имеющие зоны пересечения транспортных потоков в одном уровне (см. рис. 18.9, г, д) или зоны переплетения (рис. 18.9, е). В практике отечественного проектирования автомобильных дорог наибольшее распространение получили примыкания в разных уровнях типа «труба» (см. рис. 18.9, а, б). Этот тип примыкания обеспечивает развязку движения во всех направлениях при отчуждении сравнительно небольшой площади земель и невысокой строительной стоимости. Однако примыкание типа «труба» имеет существенный недостаток - не обеспечивает возможность разворота.

Любое пересечение автомобильных дорог сколь угодно сложного очертания в плане может быть представлено сочетанием весьма ограниченного числа геометрических элементов (рис. 18.10), классификация которых предложена В.А. Федотовым.

Рис. 18.10. Геометрические элементы пересечений автомобильных дорог в разных уровнях:
ПСП - переходно-скоростная полоса; ПК- переходная кривая; КЛ - клотоида; КК - круговая кривая; П- прямая

Переходно-скоростная полоса (ПСП). Элементы пересечений рассчитывают на меньшие скорости движения автомобилей (см. разд. 18.1), чем на пересекающихся дорогах. Для осуществления безопасного въезда автомобилей на пересечение, а также для выезда с пересечения на дорогу устраивают дополнительную полосу, называемую переходно-скоростной, на длине которой осуществляется торможение автомобилей до безопасной скорости въезда на пересечение либо ускорение автомобилей до скорости транспортного потока на дороге. Длину переходно-скоростных полос определяют из условия торможения (или разгона) от скорости V ₁ на автомагистрали до скорости V ₂ входа на пересечение:

где

V ₁, V ₂ - скорости на автомагистрали и на входе на пересечение соответственно, км/ч;

а - ускорение автомобилей, принимаемое в пределах 0,8 - 1,2 м/с² при разгоне и 1,75 - 2,5 м/с² при торможении.

Согласно действующим Строительным нормам и правилам длину переходно-скоростных полос полной ширины (при 0-м продольном уклоне) принимают:

на дорогах I и II категорий для разгона - 180 м; для торможения - 100 м; отгон уширения - 80 м;

на дорогах III и IV категорий для разгона - 130 м; для торможения - 75 м; отгон уширения - 60 м.

Переходная кривая (ПК). Для обеспечения плавного перехода автомобиля от прямого участка переходно-скоростной полосы (R = ¥) к участку соединительной рампы с максимальной кривизной (R = R_к) и, наоборот, из условия постепенного изменения центробежного ускорения применяют переходные кривые. В отличие от закруглений перегонных участков автомагистралей, где в качестве переходных кривых, как правило, используют клотоиду, характеризуемую линейным законом изменения кривизны и нарастания центробежного ускорения и отвечающую условиям движения по ней автомобилей с постоянной (расчетной) скоростью, на участках ответвлений и примыканий развязок движения в разных уровнях применяют особые типы переходных кривых, законы изменения кривизны которых наилучшим образом отвечают условиям движения автомобилей с переменной скоростью. Эти типы переходных кривых будут подробно рассмотрены в следующей главе.

Клотоида (КЛ) также находит применение при проектировании соединительных рамп транспортных развязок, главным образом, правоповоротных и директивно-направленных.

Круговая кривая (КК). Участки соединительных рамп с максимальной кривизной описывают в плане по круговым кривым. При этом автомобили в пределах этих участков движутся с минимальной постоянной скоростью.

Прямая (П). Как и при проектировании плана автомагистралей, при трассировании правоповоротных и директивно-направленных соединительных рамп прямую также нередко используют как самостоятельный элемент трассы. При этом прямая сопрягается со смежными круговыми кривыми обычно посредством клотоид.

Наиболее сложными и ответственными местами развязок движения в разных уровнях являются зоны ответвлений и примыканий право и левоповоротных соединительных рамп между пересекающимися автомагистралями (рис. 18.11). Конструктивные решения участков ответвлений и примыканий во многом определяют безопасность движения, пропускную способность и генеральные размеры всей развязки в целом.

Рис. 18.11. Элементы пересечений на ответвлениях и примыканиях:
ЗТР - зона транспортной развязки; ЗО - зона ответвления; УО - участок ответвления; ЗП - зона примыкания; УП - участок примыкания; РП - разделительная полоса; ОУ - отгон уширения; Р - участок разделения кромок и бровок

Зона транспортной развязки (ЗТР) определяется положением створов начала отгона уширения.

Зона ответвления (ЗО) - участок на съезде с автомагистрали от створа начала отгона уширения переходно-скоростной полосы до створа конца разделения кромок проезжих частей.

Зона примыкания (ЗП) - участок на въезде на автомагистраль от створа конца разделения кромок до створа начала отгона уширения переходно-скоростной полосы.

Участок ответвления (УО) - участок на съезде с автомагистрали от створа начала отгона уширения переходно-скоростной полосы до створа начала разделения кромок.

Участок примыкания (УП) - участок на въезде на автомагистраль от створа начала разделения кромок до створа начала отгона уширения переходно-скоростной полосы.

Отгон уширения (ОУ) - участок перехода от неуширенной проезжей части автомагистрали до начала переходно-скоростной полосы полной ширины.

Участок разделения кромок и бровок (Р) - участки съездов и въездов, в пределах которых осуществляется разделение кромок и бровок автомагистрали и соединительной рампы.

Планировочные решения развязок движения в разных уровнях включают определенный набор соединительных рамп между пересекающимися автомобильными дорогами. По В.А. Федотову, в зависимости от вида осуществляемых маневров и характера очертания в плане различают следующие виды соединительных рамп (рис. 18.12):

для движения при смене направлений направо - правоповоротные рампы (ППР);

для движения при смене направлений налево - Петлеобразные рампы (ПЕР), правосторонние рампы (ПСР), левосторонние рампы (ЛСР), право-левосторонние рампы (ПЛСР), лево-правосторонние рампы (ЛПСР), кольцевые рампы (КР).

Использование перечисленных типов соединительных рамп дает возможность построения практически любой развязки. Например, применение четырех рамп типа ППР и четырех рамп типа ПЕР приводит к классической схеме «клеверного листа» и т.д.

Дата добавления: 2015-06-04