Средства зрительного ориентирования

7.1. К средствам зрительного ориентирования относятся направляющие столбики, тумбы с искусственным освещением и островки безопасности. В определенной степени эту роль выполняют дорожные ограждения (особенно в ночное время), если на них установлены катафоты или нанесены линии разметки в соответствии с ГОСТ 13508-74. Разметка дорожная.

7.2. Направляющие столбики и тумбы предназначены для обеспечения видимости границ обочин и опасных препятствий в темное время суток и при неблагоприятных метеорологических условиях.

7.3. Направляющие столбики устанавливают на автомобильных дорогах без искусственного освещения, когда не требуется применение барьерных ограждений:

на подходах к закруглению дорог в продольном профиле (по 3 столбика с обеих сторон) при высоте насыпи не менее 2 м и интенсивности движения свыше 1 тыс. авт/сут (рис. 6, приложение 1);

Рис. 6. Размещение направляющих столбиков на подходах к закруглению дорог в продольном профиле

на закруглениях дорог в плане и на подходах к ним (по 3 столбика с обеих сторон) при высоте насыпи более 1 м (рис. 7, приложение 2);

Рис. 7. Размещение направляющих столбиков на закруглениях дорог в плане и на подходах к ним

на прямолинейных участках дорог при высоте насыпи более 2 м и интенсивности движения свыше 1 тыс. авт/сут - через 50 м;

на участках закруглений в зонах пересечений и примыкании дорог на одном уровне при расстояниях, указанных в приложении 2 (для внешней стороны закругления).

7.4. На участках дорог, проходящих на расстоянии не далее 15 м от болот и водотоков глубиной 1 - 2 м, направляющие столбики необходимо устанавливать через 10 м.

7.5. На подходах к мостам и путепроводам рекомендуется устанавливать по 3 столбика с обеих сторон дороги до и после сооружения, через 10 м, если не требуется установки ограждений первой группы.

7.6. У водопропускных труб следует устанавливать по 1 столбику с каждой стороны дороги по оси трубы и по 3 - с обеих сторон до и после сооружения.

7.7. На обочинах автомобильных дорог направляющие столбики должны располагаться на расстоянии не менее 0,35 м от бровки земляного полотна и не менее 0,75 м от края проезжей части или края полосы укрепления.

7.8. Тумбы с искусственным освещением необходимо устанавливать в населенных пунктах в начале разделительной полосы, а также перед торцевыми частями подпорных стенок транспортного тоннеля.

7.9. Островки безопасности для разделения транспортных потоков необходимо оборудовать на перекрестках, где суммарная интенсивность движения на пересекающихся или примыкающих дорогах достигла 1 тыс. авт/сут, только в том случае, если потребность в поворотах транспортных средств составляет более 10 % на загородных дорогах и более 20 % - в населенных пунктах.

7.10. Направляющий столбик изготовляется из материала белого цвета или окрашивается белой краской, устойчивой против воздействия внешней среды.

7.11. На поверхности направляющего столбика, обращенной в сторону приближающихся транспортных средств, необходима вертикальная разметка двух видов: дневная - черного цвета, ночная (из световозвращающих материалов) - белого (желтого) с правой стороны и красного - с левой.

7.12. Нижний конец полосы дневной разметки должен быть обращен в сторону проезжей части.

7.13. Для обозначения правой стороны дороги рекомендуется использовать красные прямоугольные световозвращающие элементы, а для левой - белые (желтые).

7.14. На боковые поверхности ограждений следует наносить чередующиеся черные и белые полосы (разметка типа 2.5):

на прямых участках дорог - в начале ограждения на расстоянии не менее 10 м;

на транспортных развязках в разных уровнях - по всей длине ограждения;

на ограждениях, установленных на закруглениях дорог радиусом менее 50 м и на крутых спусках.

7.15. На остальных участках вдоль ограждения должна быть нанесена горизонтальная черная полоса (разметка типа 2.6 по ГОСТ 13508-74. Разметка дорожная.).

7.16. На туристских и парковых трассах с невысокой интенсивностью движения (до 1 тыс. авт/сут), где допускается сохранение аллейных посадок вблизи проезжей части дорог, в целях улучшения зрительного ориентирования водителей рекомендуется окрашивать известью и возобновлять нижнюю часть стволов деревьев (на высоте до 1 м).

7.17. Для лучшего восприятия опоры дорожных знаков следует окрашивать в белый и черный цвета (рис. 8).

7.18. В зимний период на бровках земляного полотна в целях ориентирования водителей о месте их нахождения следует устанавливать вешки красного цвета.

Рис. 8. Рекомендуемая окраска опор дорожных знаков

4. Проложение автомобильных магистралей в районе крупных населенных пунктов.

Автомагистрали, как уже отмечалось вы ш е, предназначены для дальних перевозок. Перевозки малого объема между расп оложенн ыми поблизости друг от друга населенными пунктами должны осуществляться по местным дорогам, н е имеющим выезда на автомагистрали для скоростного движения. Поэтому автомагистрали должны обходить все малые населенн ые пункты.

Сложнее решается вопрос о проло ж ен ии автомагистралей вблизи от крупных поселков и городов.

Так как с железнодорожного транспорта снимаются короткопробеж ны е грузы, вокруг городов появляются интенсивные грузопотоки на расстоянии до ста и более километров. Чем крупнее нас еленный пункт, тем больше объем местного движения на примыкающих к нему участках дорог и тем меньше относительный пр оцент транзитного движения.

Осреднение данных наблюдений, проведенных в ряде стран (ФРГ, Англия, США), приводит к следующей зависимости доли транзитн ых автомобилей в общем потоке движения N в % от численности жителей в населен ных пунктах W:

N = 115 - 1 8 lg N.

Для малых населенных пунктов транзитное движение резко прео бладает над местным и проложение дороги через территорию города создает большие неудобства как для местного движения, так и для автомобилей, следующих тран зитом.

В этом случае проложение автомагистрали должно подчиняться ее общему направлению, а населенные пункты обслуживаются подъездными путями. Величина приближения магистрали к населенному пункту (отклонение от воздушной л и нии) может быть н айдена методами экономических изысканий исходя из принципа обеспечения минимума работы по перевозкам (при преимущественно грузовых перевозках) или минимума суммарн ых затрат времени на перевозки (при преимущественно пассажирских перевозках).

У крупных населенных пунктов автомагистрали должны подходить к границе планировочной территории.

При строительстве и реконструкции первых дорог магистрального типа в Советском Союзе - Москва - Харьков - Симферополь, Москва - Ленинград, как правило, был допущен проход автомоб ильных дорог через крупные областные центры по главным улицам. Немалую роль в этом решении сыграло желание городских организаций улучшить благоустройство городов. Однак о через сравнительно короткое время неудобства, связанные с движением через город потоков автомобилей, становились настолько ощутимыми, что грузовые автомобили приходилось пропускать в объезд по н еоборудованным окраинным улицам. Впоследствии, примерно через 10 - 1 2 лет эксплуатации построенных магистралей, возникла безотлагательная необходимость строительства обходов большинства крупных городов.

Создавая неудобства для нормальной жизни городов, проходящие через них автомагистрали имеют на городских участках весьма низкие эксплуатационные качества. Зарубежный опыт показывает, что в часы пик скорости движения в центральных районах больших городов в есьма малы. Экономия во времени, достигнутая при поездке между городами по скоростной автомагистрали, теряется в процессе дальнейшего движения через город.

Поэтому автомагистрали наиболее целесообразно прокладывать вблизи гра н ицы планировочной территории города, соединяя с городскими магистралями одним или несколькими подъездными путями. Если город является транспортным узлом, к которому сходятся н есколько автомагистралей, устраиваются кольцевые дороги, дающие возможность при транзитных поездках следовать по любым направлениям, н е заезжая в город.

С точки зрения экономической эффективности наиболее целесообразны кольцевые дороги, проходящие в непосредственной близости от окраин города. В этом случае, кроме транспорта, направляющегося в обход города, кольцевая дорога интенсивно используется для перевозок между районами города. По мере роста городов такие кольцевые дороги входят в состав уличной сети, превращаясь в кольцевые улицы, приспособленные для скорост н ого движен ия. Для транзитного транспорта в этом случае строится новая дорога.

Примером дорог такого типа мож е т служить Московская кольцевая автомобильная дорога (средний радиус 17,3 км). С первых дней после сдачи в эксплуатацию по ней начались весьма и нтенсивные перевозки, возрастающие с каждым годом.

Для больших городов с населением в несколько м и ллион ов большое значен ие приобретает скорость проезда от мест примыкания вн ешних дорог до центральных районов города.

В больших городах США эту проблему решают устройством глубоких скоростных вводов в це нтр города, строя так называемые «улицы скоростного движения», которые или оканчиваются в центральных районах города, или пересекают его по диаметру.

Идея «улиц скоростного движения» преследует цель полной изоляции едущих в центр города автомобилей от влияния м е стного движения, обслуживающего прилегающие кварталы.

В первый период постройки «улиц скоростного движения» они прокладывались преимущественно в выемках. При этом легко решалась проблема устройства пересечений с проездами для местного движения, которые пересекали автомагистраль по путепроводам. Съезды на скоростную дорогу осуществлялись наклонным пандус о м, устраиваемым по откосам выемок.

Неудобства такого решения заключал и сь в очень неэкономичном использовании площади улицы, занятой откосами выемки, в неизбежности перекладки всех подземных инженерных сетей, а также в трудности обеспечения водоотвода, в большинстве случаев связанной с необходимостью устройства насосных станций для перекачки дождевой воды в систему городских ливнестоков.

Уменьшение занимаемой ширины улицы путем проложения дороги в выемке с подпорными стенками приводит к решениям, неудачным с архитектурной точки зрения. Дорога проходит как бы в глубокой тес ной траншее, стены которой оказывают на водителей гнетущее впечатление.

Следующим решением явилось расположение автомагистралей на эстакадах. Территория улиц используется в этом случае более рационально, так как под эстакадами могут быть проложены линии электрического городского транспорта, устроены гаражи, размещены автостоянки и т.д.

Прокладка автомагистралей через город на эстакадах в о многих случаях может быть осуществлена без переустройства подземных сетей. Однако решения удовлетворительные с архитектурной точки зрения могут быть получены только при большой ши рине улиц.

Тесная застройка старых городов, малая ширина улиц и желание сохранить в неприкосновенном виде архитектурные а нс амбли отдельных районов, имеющих историческое значение, вын уждает искать комплексные р ешения способов проложения автомагистралей для скоростного движения.

Характерным примером в этом отношении является строительство с ети скоростных автомагистралей в г. Токио.

Быстрый рост автопарка после второй мировой войны привел к весьма значитель н ому н асыщению этого гигантского города автомобилями. В утренние и вечерние часы скорости движения автомобилей по главным городским магистралям весьма низки.

Для разгрузки улиц города строитс я сеть городских автомагистралей протяжением 69,6 км, которая обеспечит возможность связи отдельных районов города с центром и между собой. При п рокладке этих дорог в зависимости от местных условий приняты самые разные конструкции.

Эстакады строятся над улицами и над реками. Местами дорога расположена в тоннелях, проходит по руслу отведенной р е ки и по песча ной насыпи, намытой вдоль морского берега, и т.д. (ри с. 16). Стоимость таких дорог за 1 км достигает 4 - 5 млн. руб.

Облегчая организацию автомобильных сообщений в городе строительство автомагистралей ухудшает санитар н ые условия жизни населения центральных районов. В капиталистических странах, где до сих пор велось такое строительство, этой сторо не проблемы не уделяют должного внимания. Более того, улучшение связи периферийных районов города с ц ентром приведет к дальнейшему уплотнению застройки центра, строительству в нем новых многоэтажных деловых зданий и, следовательно, к с озданию услови й для новых заторов движения.

Рис. 1 6. Конструкция городских автомагистралей:

а - эстакада над ули цей; б - дорога по осушенному руслу реки; в - эстакада над рекой; 1 - коллектор для пропуска речного паводка; 2 - водосток

Автомагистрали городов трассируются в трудных условиях, поэтому их проектируют на пони женные технические нормати вы:

Расчетная скорость.................................................................. 50 - 6 0 км / ч

Ширина полосы движения.................................................... 3,5 м

Продольный уклон.................................................................. 2, 5 - 3 %

Продоль н ый уклон на рампах................................................ 4 %

Радиус кривых в плане........................................................... 250 м

Радиусы выпуклых вертикальных кривых............................ 2000 м

Радиу с вогнутых вертикальных кривых................................ 1000 м

Не во всех случаях перечисленные выше требования к наиболее совершенным автомагистралям выдерживаются при проектировании в строительстве в полной мере. Иногда возникает необходимость постройки автомобильных дорог, лишь частично удовлетворяющих указанным требованиям к автомагистралям.

Примером являются пригородные участки дорог с весьма интенсивным движением, на которых встречные потоки транспортных средств отделяют друг от друга разделительной полосой, но допускают при этом пересечения в одном уровне с регулированием движения светофорами. Скорости движения на таких дорогах в связи со смешанным составом движения и частыми пересечениями невелики и соответствуют допускаемым правилам движения в населенных пунктах.

Поперечный профиль таких дорог обычно включает специальные полосы для мопедов и велосипедов, трамвайные пути, полосы для местного движения, иногда тротуары. Такие дороги за границей иногда называют «частично-скоростными».

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Современные скоростные автомагистрали являются весьма дорогостоящими сооружениями, особенно при проложении их в условиях сложного рельефа и в густонаселенных районах. Это объясняется большими объемами строительных работ, капитальными типами дорожных одежд, большим числом пересечений в разных уровнях, значительной шириной земляного полотна, малыми продольными уклонами и большими радиусами кривых в плане и продольном профиле.

Объем земляных работ на автомагистралях, построенных в последние годы за рубежом, составлял от 100 до 250 тыс. м3 на 1 км. При этом во многих случаях грунт подвозили из специальных грунтовых карьеров, отстоящих на больших расстояниях.

Строительство автомагистралей оправдывается лишь при высокой интенсивности движения, когда суммарная экономия транспортных организаций от сокращения продолжительности перевозок, увеличения междуремонтного пробега и уменьшение потерь от дорожно-транспортных происшествий окупают в сравнительно короткие сроки строительные затраты. Поэтому автомобильные магистрали строят только на направлениях значительных грузопотоков, по которым интенсивность движения достигает тысяч автомобилей в сутки. В технических условиях разных стран нормированы различные предельные интенсивности движения, при достижении которых считается необходимым переходить на устройство дорог с разделительной полосой и самостоятельными проезжими частями для движения в противоположных направлениях. Эти интенсивности колеблются от 6000 до 9000 автомобилей в сутки.

Используя автомагистрали, можно доставлять грузы с места их производства непосредственно в места потребления быстрее, чем по железным дорогам.

В странах с густой сетью автомагистралей, например в ФРГ, большегрузные автомобили и автопоезда пересекают страну из конца в конец менее чем за сутки, составляя серьезную конкуренцию железным дорогам. В Англии и США некоторые железные дороги были закрыты из-за переключения грузов на автомобильный транспорт. Этот опыт свидетельствует о целесообразности создания магистральных дорог на отдельных грузовых направлениях и в наших условиях.

§ 2. Технические условия на проектирование автомагистралей

Автомагистрали предназначены для движения с высокими скоростями. Эти скорости должны учитываться при обосновании норм и технических условий на проектирование.

Современные отечественные и зарубежные легковые автомобили развивают в благоприятных дорожных условиях (прямые участки с малыми уклонами и ровным сухим шероховатым покрытием) высокие скорости. Скорости автомобилей «Чайка» и ЗИЛ-111 могут достигать 160 - 170 км/ч.

Однако практически даже автомагистрали для перевозок преимущественно пассажирских проектируют на меньшие скорости.

Это объясняется рядом причин:

а) невозможностью движения потоков автомобилей со скоростью, которую могут развить наиболее быстрые из них. Чем значительнее интенсивность движения, тем сильнее начинают проявляться при движении взаимные помехи автомобилей, вызывающие снижение скорости. Поэтому высокая расчетная скорость не может быть практически реализована на автомагистралях даже в условиях организованного колонного движения;

б) значительным возрастанием стоимости строительства при повышении расчетной скорости. Это связано с необходимостью проектировать дорогу с малыми продольными уклонами и весьма большими радиусами вертикальных и горизонтальных кривых;

в) резким увеличением аварийности и числа дорожно-транспортных происшествий при возрастании скоростей движения. Отчасти это связано с непрерывным увеличением численности парка автомобилей во всех странах мира. В ряды водителей вливаются новые лица, не имеющие достаточного опыта, которые не могут уверенно управлять автомобилями при высоких скоростях;

г) большие скорости движения предъявляют высокие требования к ровности покрытий, как при строительстве, так и при последующих ремонтных работах.

Поэтому расчетные скорости, на которые ведется проектирование автомагистралей в разных странах, колеблются от 120 до 160 км/ч и не претерпели за последние 25 лет, в течение которых строят автомагистрали, сколько-нибудь существенного изменения.

В ФРГ принята расчетная скорость 160 км/ч, в СССР, Бельгии, Дании и Югославии - 150 км/ч, в большинстве других стран - 120 км/ч. Последняя величина рекомендована и Экономической комиссией ООН по Европе для разработанной ею системы трансъевропейских магистралей.

Расчет элементов автомагистралей в плане и продольном профиле, основываясь на известных из общего курса «Проектирования дорог» закономерностях, учитывает следующие особенности движения с высокими скоростями:

1. Снижение величины коэффициента сцепления с возрастанием скорости. По опытным данным для влажного бетонного покрытия коэффициент сцепления шины с покрытием при скорости 180 км/ч более чем в 2 раза ниже, чем при скорости 30 км/ч. В первом приближении уменьшение коэффициента сцепления со скоростью может быть выражено зависимостью

2. Необходимость в связи с высокими значениями центробежной силы на кривых в плане определять величину радиусов кривых из условия удобства проезда для пассажиров исходя из малых значений коэффициентов поперечной силы μ = 0,1 и менее.

3. Необходимость обязательного введения переходных кривых для обеспечения плавности въезда автомобилей с прямых участков дороги на кривую.

4. Увеличение длины тормозного пути, отражающееся на необходимом расстоянии видимости в плане и профиле. Это увеличение связано не только с большой скоростью и со снижением коэффициента сцепления, но и с рядом дополнительных обстоятельств, не учитываемых расчетными формулами тормозного пути: во-первых, при торможении с полностью заблокированными колесами при высокой начальной скорости шина нагревается в такой степени, что резина начинает плавиться и коэффициент сцепления уменьшается еще больше; во-вторых, при резком торможении при высокой скорости самое незначительное нарушение регулировки тормозов может вызвать занос автомобиля даже при сухом покрытии. Поэтому водители тормозят с неполным использованием возможностей тормозных систем или путем ряда последовательных притормаживаний.

5. При движении с высокими скоростями боковые отклонения автомобиля от линии, по которой его мысленно направляет водитель, увеличивается. Его «динамический» габарит как бы возрастает.

Кроме того, зазор между встречными или обгоняющими автомобилями, психологически необходимый для уверенного управления автомобилями, возрастает. Поэтому обычная геометрическая схема размещения автомобилей по ширине продольного профиля требует для надежности расчетов экспериментально-обоснованных параметров.

При учете всех указанных обстоятельств для современных автомагистралей типичны следующие требования к элементам плана и профиля:

Ширина полосы движения, м.................................................................. 3,6 - 3,75

Краевые укрепленные полосы, не входящие в ширину проезжей части, м..... 0,5 - 0,75

Радиус кривых в плане, м.................................................................... 3000 - 5000

Расстояние видимости, м......................................................................... 250 - 350

Радиус выпуклых вертикальных кривых, тыс. м...................................... 20 - 50

Радиус вогнутых вертикальных кривых, тыс. м............................................ 5 - 8

Продольные уклоны, ‰........................................................................... менее 30

Проектируя автомагистрали, нельзя рассматривать элементы дороги в плане и профиле изолированно друг от друга, без учета их взаимного сочетания.

При проектировании дорог низших категорий на малые расчетные скорости, примерно до 60 - 80 км/ч, изменение скорости движения на какую-либо величину может быть осуществлено на сравнительно коротком отрезке пути даже без интенсивного притормаживания. При снижении на столько же километров в час величины высокой скорости движения путь торможения значительно возрастает.

Путем весьма элементарного расчета можно убедиться, что для снижения скорости на 30 км/ч от 120 до 90 км/ч требуется почти в 25 раз большее расстояние, чем для снижения ее с 60 до 30 км/ч.

Поэтому анализ качества трассы в плане и профиле по соответствию ее отдельных элементов требованиям технических условий, допустимый для дорог низших технических категорий, недостаточен для автомагистралей.

Необходимо тщательно анализировать взаимное сочетание смежных элементов трассы автомагистралей с двух точек зрения:

1. Скорость, обеспечиваемая тем или иным элементом трассы, не должна отличаться более чем на 15 % от максимальной скорости, которую может развить автомобиль в конце предшествующего участка дороги. Соблюдение этого требования необходимо для обеспечения безопасности движения, поскольку, как показывает опыт, именно в местах резкого изменения скоростей движения, сосредоточиваются дорожно-транспортные происшествия.

2. Сопряжения между собой элементов плана и профиля дороги при взгляде на них издалека едущими по дороге не должны создавать впечатления резких изломов или крутых поворотов. Водителя и пассажиры автомобилей видят перед собой дорогу в несколько искаженном виде. Поворот дороги на небольшой угол при кривой малого радиуса кажется резким изломом. Кривая, сопрягающаяся с прямым участком без переходной кривой, воспринимается как поворот по кривой весьма малого радиуса. Водители реагируют на эти кажущиеся ухудшения дорожных условий непроизвольным снижением скорости, приводящим к уменьшению пропускной способности дороги.

Поэтому при трассировании дорог для движения с большими скоростями должны соблюдаться определенные пропорции между длинами смежных прямых и кривых, между величиной углов поворота и длиной вписанной в них кривых, а также между длинами основных круговых и переходных кривых. Последние при трассировании автомагистралей превращаются из вспомогательных деталей кривых малых радиусов в самостоятельный элемент трассирования, равноправный с прямыми и кривыми. В некоторых случаях переходные кривые большой длины («эстетические переходные кривые») вводятся специально для придания дороге зрительной плавности.

3. На автомагистрали должна быть обеспечена видимость на расстояния, существенно превышающие рассчитанную из условия торможения.

Движение с высокими скоростями возможно лишь при видимостях, больших рассчитанных из условия обгона, т.е. порядка 700 - 800 м. Совершенно недопустимы короткие пониженные участки дороги, на которых водитель не видит поверхности проезжей части.

Поперечный профиль автомагистралей имеет существенные отличия от поперечных профилей дорог более низших категорий а именно:

а) встречные потоки движения делятся непересекаемой автомобилями полосой («разделительная полоса»);

б) поток автомобилей, движущийся в одном направлении, делится по скоростям путем выделения на каждой проезжей части нескольких полос движения.

Основные элементы поперечного профиля автомагистрали:

1 - проезжая часть; 2 - разделительная полоса; 3 - внешняя краевая полоса; 4 - внутренняя краевая полоса; 5 - обочина; 6 - укрепленная часть обочины (стояночная полоса или дополнительная полоса для движения на подъем); 7 - грунтовая обочина.

Ширина каждой проезжей части, предназначенной для движения в одном направлении, должна быть рассчитана не менее чем на две полосы движения, одна из которых предназначена для обгона, а при высокой интенсивности движения - для легковых автомобилей, едущих с высокими скоростями.

На подъемах крутизной более 3 - 4 %, когда грузовые автомобили и автопоезда значительно снижают скорость и переходят на пониженные передачи, возникает необходимость выделения дополнительной полосы для тихоходных автомобилей, т.е. разделения потока автомобилей на три категории.

Для правильного использования ширины проезжей части автомагистралей ее покрытие не должно граничить непосредственно с обочиной. В условиях движения с высокой скоростью съезд колеса автомобиля с основного покрытия на обочину из-за разности коэффициентов сопротивления качению угрожает опасностью заноса. Как показывают наблюдения за распределением проездов автомобилей по ширине проезжей части, чем резче различие в прочности и шероховатости покрытия проезжей части и укрепленной обочины, тем дальше стараются водители вести автомобили от обочины. Поэтому между краем покрытия и обочиной при автомагистралях устраивают так называемые «краевые полосы» шириной 0,5 - 0,75 м. Иногда их делают из белого бетона, создавая таким образом хорошо видимую в любое время суток ленту, окаймляющую дорогу и облегчающую вождение автомобиля. Гораздо чаще, однако, краевую полосу создают, уширяя покрытие проезжей части и отделяя используемую ее часть «разграничительной линией», нанесенной краской.

Краевые полосы, использование которых для движения запрещается, являются дополнительным резервом ширины проезжей части, позволяя водителям уверенно вести автомобили у края проезжей части, зная, что случайный переезд колесом границы покрытия не угрожает заносом.

В некоторых случаях краевые полосы делают ребристыми, чтобы тряска при непроизвольном съезде колеса с проезжей части привлекала внимание водителя, ослабившего контроль за управлением автомобилем. Такая конструкция краевых полос, примененная, например, на Московской кольцевой дороге, приводит к ухудшению использования ширины проезжей части, так как водители держатся при движении ближе к середине проезжей части.

Обочины на автомагистралях обязательно укрепляют. Покрытие на них должно быть беспыльным и неразмокающим в дождливые периоды года, чтобы съезжающие на них автомобили, возвращаясь на дорогу, не натаскивали на покрытие грязи, делающей его скользким. Следует отметить, что съезд автомобилей на обочины автомагистралей разрешается только в случае неисправности. Обочине придается ширина не менее трех метров, чтобы съехавший на нее автомобиль не влиял на условия движения по дороге. Остановки для отдыха, осмотра окружающего ландшафта разрешаются только на специально оборудованных площадках в стороне от дороги. На автомагистралях с весьма большой интенсивностью движения на обочинах оборудуются специальные «стояночные полосы».

Разделительная полоса, как и следует из ее названия, должна обеспечивать движение встречных потоков автомобилей без взаимных помех, а также устранять психологическое воздействие на водителей проезжающих с большой скоростью встречных автомобилей. Поэтому ширина разделительной полосы должна быть не меньше зазора безопасности, принимаемого при теоретических расчетах ширины проезжей части по формулам М.С. Замахаева, Д.П. Великанова или Н.Ф. Хорошилова. Практически ей придают ширину от 3 до 12 м.

Чтобы разделительная полоса, обычно имеющая дерновый покров, не отражалась на условиях движения, как и обочина, между ней и покрытием также располагают краевую полосу.

На пригородных участках дорог, где опасность неорганизованных разворотов с переездом через разделительную полосу выше, чем на загородных участках, разделительные полосы устраивают в возвышающихся бордюрах городского типа, что несколько лучше организует движение. Однако возвышающийся бордюр во всех случаях должен сочетаться с краевой полосой, так как иначе примыкающая к бордюру полоса покрытия примерно на ширину 2 - 2,5 высоты бордюра практически не используется автомобилями.

Чтобы устранить ослепление фарами встречных автомобилей на разделительной полосе обычно сажают кустарник.

Несколько сложнее, чем на обычных дорогах, решается на автомагистралях устройство виражей. Наличие на них двух проезжих частей и разделительной полосы дает возможность применять отличающиеся друг от друга решения. Желание упростить строительство и избавиться от необходимости устройства водоотводных сооружений является основной причиной отказа от виражей на кривых больших радиусов.

Продольный профиль автомагистралей в связи с большими радиусами выпуклых и вогнутых кривых практически состоит из сопрягающихся между собой кривых. Он значительно отличается от продольного профиля дорог низших технических категорий, который чаще всего состоит из прямых участков, сопрягающихся между собой короткими вертикальными кривыми.

В связи с указанной особенностью продольного профиля автомагистралей становится неприемлемой обычная методика тяговых расчетов по динамическим характеристикам, когда при постоянной величине уклона определяется развиваемое ускорение или, исходя из движения с постоянной скоростью, определяется допустимый продольный уклон.

При движении по криволинейному продольному профилю величина продольного уклона, измеряемого по касательной к кривой, неоднократно изменяется. Движение с постоянной скоростью невозможно, ускорение автомобиля непрерывно изменяется и в расчеты необходимо вводить инерционные силы.

§ 3. Земляное полотно автомагистралей и отвод воды

Для автомагистралей характерно обтекаемое очертание земляного полотна с пологими откосами и округленными бровками, которое, начиная с тридцатых годов, все шире применяется в дорожном строительстве.

Пологие откосы, плавно сливающиеся с поверхностью прилегающей придорожной полосы, имеют ряд преимуществ.

1. Повышается безопасность движения. При пологих откосах и замене глубоких канав мелкими лотками автомобиль, потерявший управление, имеет возможность съехать по пологому откосу с насыпи.

2. Водитель видит всю поверхность откоса, а не только бровку земляного полотна, как при движении по дороге с крутыми откосами. Это психологически придает водителям большую уверенность в управлении автомобилем и способствует лучшему использованию ими ширины проезжей части.

3. При пологих откосах земляное полотно хорошо обтекается снего-ветровым потоком, и снег переносится через него, не откладываясь на проезжей части.

4. Пологие откосы меньше размываются водой, стекающей с земляного полотна после дождей и при таянии снега.

Очертание поперечных профилей земляного полотна, рекомендуемого техническими условиями разных стран, варьирует в широких пределах.

Однако сопоставление обтекаемых поперечных профилей позволяет выявить некоторые общие тенденции в области проектирования поперечных профилей земляного полотна за последние годы:

1) мелкие выемки и невысокие насыпи обязательно устраивают с пологим заложением откосов, тем большим, чем ниже насыпь;

2) откосы выемок сопрягают с прилегающей поверхностью грунта по круговым кривым малого радиуса;

3) в условиях пересеченного рельефа, когда при проектировании ставится задача лучшего вписывания дороги в ландшафт, откосам выемок и насыпей придается переменная крутизна, меняющаяся как по высоте, так и по протяжению дороги в зависимости от величины рабочих отметок.

Последний вопрос детально рассмотрен в литературе по ландшафтному проектированию дорог*.

* В.Ф. Бабков. Увязка автомобильных дорог с ландшафтом. Росвузиздат, 1964.

Большая опасность съезда автомобилей с дороги при высоких скоростях движения при поперечных профилях старого типа с глубокими канавами заставляет рассмотреть вопрос о рациональной конструкции земляного полотна и с точки зрения безопасности движения.

В США было проведено изучение сил, действующих на автомобили и водителей при съездах с различными скоростями с земляного полотна разного очертания. Автомобили управлялись автоматически, а вместо водителей были помещены манекены, оборудованные приборами, регистрировавшими испытываемые ими ускорения. Общие условия съезда с дороги оценивались опытными водителями-испытателями автомобилей.

В результате испытаний был рекомендован поперечный профиль насыпей и очень мелких выемок с откосами 1:6 и очертанием дна лотка по окружности, описанной радиусом 10 - 12 м.

Требования к земляному полотну при строительстве автомагистралей не ограничиваются одной конструкцией поперечного профиля.

Высокие скорости движения требуют весьма ровных покрытий. Можно считать, что сила удара колес о неровности дорожных покрытий прямо пропорциональна их высоте и квадрату скорости. Таким образом, для сохранения одинаковых условий движения при скоростях 60 и 120 км/ч необходимо, чтобы во втором случае неровности дорожного покрытия были в четыре раза меньше чем в первом. Однако одним повышением требований к качеству строительства этого добиться нельзя. Прочная и ровная дорожная одежда может быть осуществлена только на недеформирующемся земляном полотне.

В начале тридцатых годов, в период строительства первых германских автомагистралей, хотя и обращалось внимание на необходимость искусственного уплотнения грунтов, было распространено мнение о том, что высокая прочность и способность бетонных покрытий сопротивляться изгибу могут в значительной степени компенсировать неоднородность и недостаточную степень уплотнения земляного полотна.

Эти предположения не оправдались. В процессе эксплуатации таких дорог при появлении тяжелых нагрузок и возрастании интенсивности движения часто возникали разрушения покрытий, вызванные размягчениями грунтового полотна влагой, проникавшей через швы и трещины в покрытии.

В настоящее время общепризнана необходимость тщательного уплотнения грунта в насыпных слоях земляного полотна и в естественных поверхностных слоях грунта под малыми насыпями и в выемках.

Возведению земляного полотна всегда предшествует удаление дернового слоя и содержащих гумус почвенных горизонтов в валы по сторонам дороги. После отсыпки насыпей эти грунты укладывают на откосы земляного полотна, где они быстро зарастают травой.

Необходимость обеспечить устойчивое основание для дорожной одежды вызвала повсеместный переход на отсыпку верхних слоев земляного полотна из грунтов, неподверженных зимнему влагонакоплению и пучинообразованию. За границей, где глубины зимнего промерзания относительно невелики, иногда замену неблагоприятных грунтов производят на всю глубину промерзания.

Однако теория пучинообразования показывает, что наиболее интенсивное зимнее влагонакопление происходит в пределах верхней трети - половины глубины промерзания, и замена грунта всей промерзающей толщи не является необходимой.

Проектирование сооружений системы водоотвода с автомагистралей имеет некоторые особенности.

Наиболее целесообразно устраивать водопропускные сооружения в виде труб, над которыми конструкция земляного полотна не меняется. На малых и средних мостах ширина проезжей части и обочин также не должна изменяться по сравнению с прилегающими участками.

Поскольку автомагистрали проектируют для скоростного автомобильного движения, на них избегают устраивать глубокие боковые канавы и резервы, создающие значительную опасность аварий в случае съезда автомобиля с земляного полотна.

Для невысоких насыпей на автомагистралях наиболее характерен поперечный профиль с лотками глубиной 50 - 60 см, имеющими очень пологие откосы и округленное дно.

В выемках и в местах, где невозможен съезд с насыпей, можно устраивать канавы обычного типа, обязательно устанавливая около них ограждения, препятствующие съезду автомобиля.

Большие затруднения представляет отвод воды с разделительной полосы. Разделительные полосы шире 1,5 - 2 м устраивают грунтовыми, покрытыми дерном. Во время дождей и таяния снега они становятся источниками дополнительного увлажнения земляного полотна. Накапливаясь с осени в средней части земляного полотна, вода может способствовать в условиях сурового климата интенсивному пучинообразованию.

Поэтому под разделительными полосами, особенно если они имеют вогнутое очертание, иногда закладывают самостоятельные дренажные устройства, из которых вода систематически отводится в понижения местности. Такой способ отвода воды возможен в теплом климате, когда отсутствует опасность образования льда в водостоках во время зимних оттепелей. Особенно удобен он в условиях пересеченного рельефа, легко позволяющего осуществить отвод воды из водостоков, не устраивая длинных подземных коллекторов.

Конструкция разделительной полосы должна предусматривать возможность уменьшения количества просачивающейся воды и быстрого ее отвода. Для этого укрепленный вяжущими материалами противопучинный слой иногда продолжают на часть разделительной полосы, уменьшая тем самым ширину проницаемой полосы, через которую может просачиваться вода. Верхнюю часть противопучинного слоя под разделительной полосой устраивают из уплотненного гравелистого грунта, пригодного для роста растений, поверх которого укладывают слой гумусного грунта.

§ 4. Пересечения автомагистралей и примыкания к ним автомобильных дорог

Обеспечение бесперебойности движения по автомагистралям требует устранения взаимных помех для транспортных потоков на пересечениях с другими дорогами.

Основные помехи для движения возникают в результате пересечения путей автомобилей, следующих в прямом направлении или поворачивающих налево. Правые повороты осуществляются беспрепятственно по так называемым правоповоротным съездам, и помехи для движения могут возникать лишь при включении поворачивающих автомобилей в поток движения по дороге. Разделение потоков движения по обеим дорогам в прямом направлении легко достигается устройством путепровода. Таким образом, основные трудности возникают при расположении путей движения при съездах для поворота влево.

На пересечении в разных уровнях требуется в этом случае построить один путепровод и насыпи на подходах к нему. Поэтому этот тип пересечений («клеверный лист») наиболее распространен на автомагистралях всех стран мира. Он имеет два недостатка:

а) значительное удлинение пути пробега автомобилей, поворачивающих налево, по сравнению с необходимым для автомобилей, сворачивающих направо. Однако и для последних из-за размещения петель левоповоротных съездов приходится значительно удлинять пути съездов. Поэтому пересечения по схеме клеверного листа занимают значительную площадь и замкнутые между их съездами земельные участки трудно использовать;

б) при примыкании левоповоротных съездов происходит переплетение потоков автомобилей. По достижении их суммарной интенсивностью некоторой предельной величины создаются настолько значительные взаимные помехи, что пропускная способность пересечения исчерпывается.

Устройство пересечений в разных уровнях связано с выполнением больших объемов работ.

На автомагистралях с весьма большой интенсивностью движения, особенно при большом проценте сворачивающих налево автомобилей, суммарные потери транспорта в результате перепробегов становятся весьма большими. В таких условиях, а также при стесненных площадях, которыми можно воспользоваться для строительства, может экономически оправдаться постройка пересечения левоповоротного типа, у которого для заезда влево имеются специальные рампы, расположенные по кратчайшему направлению. Это может быть осуществлено лишь с помощью устройства пересечения в четырех уровнях. Путепроводы на пересечении превращаются в весьма сложное дорогостоящее сооружение.

Кольцевое решение, предоставляющее большие удобства, чем клеверный лист, для левоповоротного движения более экономичное. Однако его осуществление требует устройства пяти путепроводов и выполнения большого объема земляных работ, поскольку распределительное кольцо располагается в высокой насыпи.

Описанные типы пересечений предоставляют одинаковые удобства для движения, следующего во всех направлениях, и предполагают, таким образом, что интенсивности движения во всех направлениях одинаковы, а дороги равнозначны по категориям.

На практике такие случаи сравнительно редки. Обыкновенно интенсивности движения на съездах в разных направлениях значительно отличаются друг от друга. Это дает возможность снижать стоимость постройки пересечений путем индивидуального проектирования их схемы, обеспечивая большее удобство наиболее напряженным направлениям и меньшее - для съездов, которыми пользуется мало автомобилей.

При проектировании пересечений неполного типа обеспечивают беспрепятственные условия движения по дороге магистрального типа или для дороги, по которой интенсивность является наибольшей. Съезды с этих дорог устраиваются обязательно. С второстепенной дороги, если интенсивность потоков движения, поступающих с нее на магистраль, невелика, съезды в отдельных направлениях не устраивают. Немногочисленные автомобили, которым нужно попасть на автомагистраль, разворачиваются в удобном месте и пользуются въездом для транспорта, следующего в противоположном направлении.

Надежность получаемых таким образом планировочных решений во многом зависит от обоснованности перспективных интенсивностей движения, установленных при экономических изысканиях.

При грубых ошибках в определении грузопотоков могут создаваться значительные помехи для движения, которые могут даже вызвать необходимость перестройки транспортной развязки.

При выборе упрощенной схемы пересечения в разных уровнях, допускающей пересечения в отдельных точках транспортных потоков, важно выбрать из возможных вариантов схему, при которой возникает меньше помех для движения и степень его безопасности выше.

Для этой цели может быть рекомендован следующий прием. На основе эпюры интенсивностей движения по разным направлениям, вычерченной в масштабе, выделяются основные и второстепенные потоки движения. Исходя из направлений основных потоков, намечают несколько вариантов схем пересечения, для которых строят эпюры интенсивностей движения. Точки, в которых перекрещиваются потоки движения, называют «точками пересечений». Опасность дорожных происшествий и возможность взаимных помех на каждом пересечении оценивают суммой интенсивностей пересекающихся потоков

Выбранные указанным способом несколько наиболее выгодных вариантов разных схем должны быть сравнены и по другим показателям - строительной стоимости, занимаемой площади земли, суммарным затратам времени потоков транспорта.

Технические условия на элементы пересечений

Применение на съездах пересечений в разных уровнях тех же радиусов, что и при трассировании дорог, потребовало бы отвода под транспортные развязки весьма больших площадей и крайне удорожило бы стоимость постройки в связи с большой длиной съездов. Поэтому элементы пересечений рассчитывают на меньшие скорости, чем элементы основной трассы дорог

Это не приводит, однако, к сколько-нибудь значительному ухудшению транспортно-эксплуатационных качеств дороги, так как при больших радиусах кривых на съездах путь поворачивающих автомобилей очень сильно возрастает.

Аналогично определяется и продолжительность движения по участку разгона. Допуская в данном анализе, что ускорения торможения и разгона одинаковы, получаем продолжительность проезда по транспортной развязке автомобилей, поворачивающих налево,

Таким образом, фактором, определяющим выбор радиуса кривых на съездах, являются условия удобства и безопасности проезда. Это подразумевает соблюдение следующих условий:

а) допустимая из удобства движения величина коэффициента поперечной силы μ = 0,10 - 0,15 (принимаемую до сих пор в СССР при проектировании пересечений в разных уровнях величину μ = 0,20 следует считать завышенной);

б) удобство вписывания в петлю съезда автомобилей с прицепами;

в) удобство управления автомобилем при вписывании автомобилей в кривую во время входа с прямого участка на полосы съездов. Въезд, сопровождающийся необходимостью крутого поворота с основной полосы движения, создает затруднения при управлении автомобилем. Водителю приходится быстро поворачивать рулевое колесо, прилагая заметное физическое усилие. При сравнительно небольшом превышении допустимой скорости въезда автомобиль может вылететь с полосы проезжей части. Поэтому, несмотря на соображения экономики и снижения стоимости строительства, различие в расчетных скоростях движения по основной автомагистрали vрасч и на полосах съездов vсъезда не должно быть слишком большим.

Для четкой и безопасной организации движения по пересечениям в разных уровнях важно разделить автомобили, продолжающие движение прямо, от автомобилей, сворачивающих на съезд. Если полоса съезда примыкает непосредственно к проезжей части, что иногда допускают в целях снижения стоимости строительства, то поворачивающие автомобили начинают интенсивно притормаживать перед съездом, задерживая общий поток движения и подвергаясь опасности наезда.

Чтобы устранить это явление, на пересечениях устраивают дополнительные полосы разгона и замедления («скоростные шлюзы»).

На полосах замедления автомобили, съезжающие с дороги, притормаживают до скоростей проезда по петлям пересечений. Длину полос замедления рассчитывают исходя из величины отрицательного ускорения при торможении 1,5 м/сек2.

Длину участков разгона определяют исходя из меньших ускорений - от 0,6 до 1,2 м/сек2. Это различие вызывается соображениями комфортабельности движения, поскольку ускорения при торможении легче воспринимаются едущими, чем при разгоне. Кроме того, большая длина полосы разгона желательна и для того, чтобы водитель имел время приспособиться к темпу движения по основной дороге и вклиниться в выбранный промежуток в потоке автомобилей.

Примыкания полос разгона к основной дороге осуществляют под возможно меньшим углом, постепенно сужая покрытие на расстоянии не менее 50 м.

Переходные кривые на съездах пересечений в разных уровнях должны разбиваться по специальным кривым. Обычно применяемые на кривых в плане переходные кривые по радиоидальной спирали, которую в последнее время все чаще называют клотоидой, в данном случае не соответствуют условиям движения. Вывод уравнения радиоидальной спирали, как известно из курса проектирования автомобильных дорог, основан на допущении, что при движении автомобиля по переходной кривой его скорость остается неизменной, а поперечная сила возрастает прямо пропорционально пройденному пути.

Движение автомобилей по переходным кривым съездов происходит с изменяющейся скоростью. В зависимости от проходимого участка пересечения автомобили движутся или с торможением, или с разгоном. Наблюдения на съездах показали, что траектория движения автомобилей существенно отличается от радиаидальной спирали.

При конструировании плана пересечений в разных уровнях желательно обеспечивать единообразие их планировки на всем протяжении дороги. Для удобства пользования дорогой очень важно, чтобы водители знали, что во всех случаях прямому направлению соответствует определенная полоса дороги, а левый поворот на всех пересечениях начинается в одном месте, например сразу после проезда путепровода.

Для подчеркивания главного направления дороги полосы разгона и торможения целесообразно отделять от основных полос проезжей части разделительной полосой шириной 0,5 - 1,0 м, отличающейся от них по цвету. Наиболее целесообразно использовать готовые бетонные плитки, укладывая поочередно плиты из белого и темного бетона.

Для большего различия от основных полос движения покрытия на съездах должны отличаться от покрытия основной проезжей части. Асфальтобетонные покрытия съездов должны иметь повышенную шероховатость.

Дата добавления: 2014-01-07