Основні поняття про автомобільні дороги.

1. Класифікація доріг і їх технічні параметри.

Автомобільні дороги поділяються на дороги загального користування і відомчі. Автомобільні дороги загального користування за народногосподарським і адміністративним значенням державні і місцеві (обласні, районі).

Відомчі автомобільні дороги перебувають на балансі підприємств та організацій і поділяються на такі групи:

а) промислово-технологічні дороги на території промислових та інших підприємств і організацій, що обслуговують їхні виробничо-технологічні перевезення і під’їзди до підприємств і організацій;

б) внутрішньогосподарські дороги сільськогосподарських підприємств та організацій, кооперативних і фермерських господарств, які є на їх територіях, і під’їзди до них;

в) службові та патрульні дороги вздовж каналів, трубопроводів, ліній електропередач та інших комунікацій та споруд; службові під’їзди до гідротехнічних і інших споруд.

Якщо легкові автомобілі становлять більш, ніж 30% загального транспортного потоку, то різні транспортні засоби зводять до легкового транспорту з коефіцієнтами зведення від 0, 75 (мотоцикл з коляскою) до 6 9вантажний автомобіль з вантажопідйомністю більше 30 т).

Автомобільні дороги в залежності від розрахункової інтенсивності руху та їх народногосподарського та адміністративного значення ділять на категорії згідно табл.1.

Таблиця 1

2. Розрахункові швидкості та навантаження.

Розрахункові швидкості наведені в таблиці 2

Навантаження на одиничну найбільш навантажену вісь двохвісної автомашини залежить від категорії дороги:

І-ІV категорії – 100 кН (10тс)

V категорії – 60 кН (6 тс)

Таблиця 2

3. Основні параметри поперечного профілю доріг.

Основніпараметрипоперечногопрофілюпроїзної частини та земляного полотна автомобільних доріг в залежності від їх категорії приймаються за табл.3, 4, 5.

Проїзну частину дороги необхідно передбачати з двох ухильним поперечним профілем на прямолінійних ділянках доріг всіх категорій і, як правило, на кривих в плані радіусом 3000 м і більше для доріг І категорії і радіусом 2000 м і більше для доріг інших категорій.

На кривих в плані з меншим радіусом необхідно передбачати облаштування проїзної частини з одно ухильним поперечним профілем (віражі), виходячи з умов забезпечення безпеки руху автомобілів з найбільшими швидкостями при даних радіусах кривих.

Поперечні ухили проїзної частини (крім ділянок кривих в плані, на яких передбачено влаштування віражів) належить призначати в залежності від числа смуг руху та кліматичних умов за табл. 6.

Поперечні ухили проїзної частини обочин при двохскатному (двопохилому) поперечному профілі необхідно приймати на 10-30% більше поперечних ухилів проїзної частини.

Таблиця 6

Таблиця 7

Поперечні ухили проїзної частини на віражах необхідно призначати в залежності від радіусів кривих за табл. 7.

Перехід від двоскатного профілю дороги до односкатного необхідно здійснювати на протязі перехідної кривої, довжиною, рівною довжині перехідної ділянки.

Типові профілі доріг в насипу і виїмці приведені на рис. 1, 2 і 3.

Таблиця 3

Основні норми проектування автомобільних доріг загального користування і під’їздів до промислових підприємств (СНиП 2.05.02–85)

Примітки:

1. У чисельнику наведено норми для рівнинної місцевості (основні), а у знаменнику – для важких ділянок пересіченої і гористої місцевості.

2. Розрахункову перспективну середньорічну добову інтенсивність руху в транспортних одиницях використовують, коли легкові автомобілі становлять менше 30% загального транспортного потоку.

Таблиця 4

Основні норми проектування внутрішньогосподарських доріг (СНиП 2.05.11-83)

Показник	Категорія дороги
I-c	II-c	III-c
Розрахункова швидкість руху, км/год
Кількість смуг руху
Ширина, м:
смуги руху	3, 0	-	-
проїзної частини	6, 0	4, 5	3, 5
земляного полотна	10, 0	8, 0	6, 5
узбіччя	2, 0	1, 75	1, 5
укріплення узбіччя	0, 5	0, 75	0, 5
Найбільший повздовжній ухил, ‰
Найменші радіуси кривих, м:
у плані
у повздовжньому профілі:
опуклих
ввігнутих
ввігнутих у важких умовах
Типи дорожнього одягу	Капітальні або полегшені з удосконаленим покриттям (для доріг II-c категорії також перехідні)	Перехідні і нижчі

Примітки:

1. У чисельнику наведено норми для рівнинної місцевості (основні); у знаменнику – для важких ділянок, пов’язаних із знесенням будинків, споруд і використанням цінних земель, а також для пересіченої місцевості і глибокими долинами при різниці відміток точок перетину траси з лініями водозливу більш як 50 м на відстані не більше ніж 0, 5 км і для особливо важкої гірської місцевості.

2. В усіх випадках, коли за умовами місцевості технічно можливо і економічно доцільно, у проектах доріг І-с і ІІ-с приймають повздовжній уклон не більше як 40% радіуси кривих у плані – не менш як 1500 м, радіуси опуклих кривих у повздовжньому профілі – не менше ніж 5000 м, увігнутих – не менше ніж 2500 м.

3. Суміжні елементи поздовжнього профілю при алгебраїчній різниці уклонів 10‰ і більше для доріг І-с і ІІ-с категорій та 20‰ і більше для доріг ІІІ-с категорії сполучають кривими, радіуси яких наведені в п. 2.

4. Внутрішньогосподарські дороги (за винятком ІІІ-с категорії допоміжних польових), призначені для транспортного обслуговування окремих с/г угідь або їхніх частин, поділяють на дві категорії: до І-с категорії належать дороги, якими перевозять більш як 10 тис. т. вантажу (нетто) в місяць „пік”; до ІІ-с категорії - до 10 тис. т.

Таблиця 5

Основні норми проектування вулиць і доріг міст (СНиП 2.07.01-89)

Примітки:

1. Ширину вулиць і доріг розраховують залежно від інтенсивності руху транспорту і пішоходів, складу розміщення в межах поперечного профілю елементів (проїзної частини, технічних смуг для прокладання підземних комунікацій, тротуарів, зелених насаджень тощо), враховуючи санітарно - гігієнічні вимоги і вимоги цивільної оборони. Як правило, ширину вулиць і доріг у червоних лініях беруть: магістральних доріг – 40-80; вулиць і доріг місцевого значення – 15-25.

Рис. 1

Рис. 2

Рис. 3

[2] с. 10-11; [3] с. 3-10; [8] с. 17-25; [9] с. 28-38

Лекції № 4, 5 (4г)

Проектування траси дороги в плані. Визначення елементів плану.

1. Вихідні дані для розробки проекту дороги.

При проектуванні автомобільної дороги, крім розрахункової інтенсивності руху транспортних засобів, об’єму вантажних перевезень, технічних норм проектування, необхідно мати:

1) докладні дані про район прокладання траси (область, край) та до якої дорожньо-кліматичної зони він належить (Рис В.1 ДБН В.2.3.-4-2000), що дасть змогу раціонально запроектувати земляне полотно і дорожній одяг з урахуванням видів ґрунту, гідрогеології та інші умови;

2) режим сніготанення та зливового стоку (за спеціальними додатками до ДБН В.2.3.-4-2000) для визначення розмірів водопропускних споруд (труб і мостів).

2. Нормативні вимоги ДБН В.2.3.-4-2000 при розробці плану та повздовжнього профілю дороги.

Проектування плану та повздовжнього профілю доріг необхідно виконувати із умови найменшого обмеження та зміни швидкості, забезпечення безпеки та зручності руху.

При призначенні елементів плану та повздовжнього профілю за основні параметри необхідно приймати наступні:

1) повздовжні ухили – не більше 30 ‰;

2) відстань видимості для зупинки автомобіля – не менше 450 м;

3) радіуси кривих в плані – не менше 3000 м;

4) радіуси кривих в повздовжньому профілі:

випуклих – не менше 70000 м;

ввігнутих – не менше 8000 м;

5) довжини кривих в повздовжньому профілі:

випуклих – не менше 300 м;

ввігнутих – не менше 100 м.

3. Основні дані про дорогу в плані, розрахунок прямих і кривих ділянок траси.

Повздовжню вісь автомобільної дороги, прокладеної на поверхні землі, називають трасою. Проекція траси на горизонтальну площину є планом траси. Трасу при проектуванні задають двома (початковим і кінцевим), а також проміжними пунктами (основні опорні точки), через які повинна пройти дорога. Найменшою відстанню між двома заданими точками є пряма (у плані – повітряна) лінія.

Природні та штучні перепони (контурні – озера, болота тощо; лінійні – залізниці, канали, ріки, трубопроводи тощо; висотні – гори, горби, яри), які виникають під час прокладання траси на місцевості, спонукають відхиляти трасу від повітряної лінії, збільшувати довжину дороги.

Нерідко план траси складається з відрізків простих ліній, з’єднаних між собою кривими, які проектують для забезпечення плавного безпечного переходу автомобіля з однієї прямої на іншу, суміжну з нею пряму, а також для кращого поєднання дороги з місцевим ландшафтом.

Для доріг загального користування при R ≥ 2000 м, а для доріг внутрішньогосподарських при R ≥ 1500 м беруть кругові криві (рис. 4 і табл. 8).

Рис. 4 Основні елементи кругової кривої:

К – довжина кривої; Т – тангенс-відстань від вершини кута до початку або кінця кривої; Б – бісектриса; ВКП – вершина кута повороту; ПКК – початок колової кривої; СКК – середина колової кривої; ККК – кінець колової кривої; α – кут повороту; R – радіус повороту.

При R < 2000 м (R< 1500 м) заокруглення вписують разом із коловою кривою і двома перехідними кривими – клотоїдами із змінним радіусом від ρ = ∞ на початку заокруглення (ПЗ) до ρ = R в кінці перехідної кривої (КПК).

Найменшу довжину перехідної кривої вибирають з урахуванням умов забезпечення нормативного значення центробіжного прискорення автомобіля, при якому забезпечується комфортабельний і безпечний рух на дорозі:

,

де V – розрахункова швидкість руху, км/год;

J=0.3…0.8 м/с² – нормативне зростання центробіжного прискорення (менше значення – для магістральних доріг);

R – радіус кругової кривої, м.

Згідно із СНиП 2.05.02-85 найменша довжина перехідної кривої L залежить від радіуса R, м:

Прямі відрізки траси П (див. табл. 8) – це відстань від початку траси ПТ до початку першої кривої ПКК, а також відстань між кривими, відстань від останньої кривої до кінця траси КТ. Прямі відрізки траси характеризуються довжиною і напрямком.

Довжину відрізків траси вимірюють на карті масштабною лінійкою, а на місцевості – вимірювальною стрічкою, рулеткою, далекоміром тощо.

Азимут А першого прямого відрізка траси вимірюютьна топографічній карті транспортиром як кут між північним напрямком меридіана до згаданого напрямку траси по ходу годинникової стрілки з точністю до 0, 5° = 30′, а на місцевості – теодолітом з бусоллю з точністю до 0, 5′ = 30″. Азимут наступного відрізка траси визначають розрахунком (азимут попереднього відрізка ± кут повороту: + при повороті праворуч, - ліворуч).

Румб Р – гострий кут від найближчого північного або південного меридіана до даної лінії – відрізка траси (див табл. 8). При А=0....90° румб Р знаходиться в першій чверті (ПнСх) і дорівнює азимуту (Р=А); при А=90...180° – у другій чверті (ПдСх) і дорівнює 180°- А; при А=180....270° – у третій чверті (ПдЗх) і дорівнює А – 180°; при А=270...360° – у четвертій чверті (ПнЗх) і дорівнює 360° – А.

Таблиця 8

Відомість кутів поворотів прямих і кривих ділянок траси

Вихідні дані для визначення основних елементів і точок горизонтальних кривих: кут повороту α; радіус кругової кривої в плані R, м; відстань від початку траси до вершини кута повороту S₁; відстань між кутами повороту S₂ , S₃...S_n-1 і відстань між останнім кутом повороту S_n та кінцем траси, м.

Основі елементи і точки кругової кривої визначають за вихідними даними за допомогою спеціальних таблиць або за формулами:

- довжина кривої К=АВС=Π Rα /180;

- тангенс-відстань від вершини кута до початку або кінця кривої ;

- бісектриса ;

- домір Д = 2Т - К;

- початок кривої (прямий відрізок першої дільниці траси);

- середина кривої ;

- кінець кривої ККК = ПКК+К;

- прямі відрізки ділянок траси між кривими ; ; ;

- прямий відрізок останньої ділянки траси .

Основні принципи прокладання повздовжньої осі внутрігосподарських доріг на поверхні землі (трасування дороги):

1) трасу дороги прокладають за коротшим напрямком між заданими опорними пунктами, обходячи перепони, особливо цінні угіддя, по межах землекористування, полів;

2) лінійні перепони (залізницю, ріки, трубопроводи тощо) перетинають під прямим кутом з відхиленням до 30°, а контурні – у найвужчому місці;

3) радіуси кривих слід вибирати R≥ 1500 м (R≥ 2000 м). При радіусах R< 2000 м влаштовують перехідні криві та віражі, а при R≤ 1000 м – влаштовують перехідні криві і віражі, а також розширюють проїзну частину дороги.

4. Порівняння варіантів плану траси.

Для вибору оптимального варіанту траси необхідно порівняти не менше двох її варіантів.

Виділяють три групи показників, які враховують при порівнянні конкуруючих варіантів дороги: техніко-експлуатаційні; економічні; показники, що характеризують умови будівництва.

До техніко-експлуатаційних показників належать:

- загальна довжина траси L та коефіцієнт подовження траси ,

де L – фактична довжина траси, км;

L_пов – довжина повітряної траси, км;

- плавність траси, яка характеризується кількістю кутів повороту n і середнім значенням кута повороту , а також мінімальним і середнім його радіусом: , де Σ К – сума довжини кривих; Σ α – сума кутів повороту;

- пологість траси визначають значенням прийнятих під час проектування максимальних повздовжніх ухилів і_мах і загальної довжини ділянки, на яких ці ухили прийняті. При курсовому проектуванні опрацьовують повздовжній профіль основного варіанта дороги; характер пологості визначають посереднім шляхом – за характером рельєфу місцевості (чим менше пересічений рельєф, тим менші повздовжні ухили);

- безпека руху характеризується забезпеченням видимості дороги у плані і в повздовжньому профілі, кількістю перетинів інших автомобільних доріг, а також залізниць в одному рівні;

- безперебійність руху, яка залежить від наявності або відсутності перетинів доріг в одному рівні, кількості переправ через ріки, обходів населених пунктів або проїздів через них;

- стійкість траси характеризується протяжністю ділянок траси по болотах, нестійких ділянок з осипами, зсувами, схильних до пучиноутворення тощо;

- кількість ліній водостоків, які перетинає траса дороги: лощин і рік.

До економічних показників належать основні обсяги робіт, пов’язаних з влаштуванням земляного полотна, штучних споруд, дорожнього одягу, а також зведені затрати на будівництво та дорожньо-транспортні витрати з урахуванням періоду окупності.

Показники, що характеризують умови будівництва, включають дані про трудомісткість робіт, потреби робочої сили, транспортних засобів і дорожніх машин.

Варіанти оцінюють за сукупністю перерахованих показників за табл. 9

Таблиця 9

[2] с. 10-11; [8] с. 44-63; [9] с. 65-97

Лекція № 6 (2г)