Принципы трассирования дорог в равниной, холмистой и горной местности. Пространственная плавность трассы. Пересечение дорогами большими и малым водотоками, ж/д и а/д

При проектировании автомобильных дорог встречаются два принципиально отличных случая выбора направления трассы:1.Проектирование больших автомобильных магистралей или дорог высших категорий, когда общее направление дороги и основные промежуточные пункты назначаются из общегосударственных административных, культурных и оборонных соображений. Эти дороги используются преимущестенно для дальних автомобильных перевозок.2.Проектирование сетей дорог промышленных и сельскохозяйственных районов, связывающих между собой ряд пунктов возникновения и потребления грузов, а также проектирование подъездных путей от промышленных предприятий, совхозов, рудников и других мест образования потоков грузов, тяготеющих к существующим дорогам, станциям железных дорог и речным пристаням. В этом случае начертание сети дорог или направление подъездных путей определяется преимущественно потребностями обслуживания местных грузопотоков.При проектировании начертания дорожной сети должно быть найдено такое компромиссное решение, в котором удовлетворение требований автомобильного транспорта к эффективности автомобильных перевозок сочеталось бы с экономией затрат на строительство, включая и стоимость земли, отведенной под дорогу.В соответствии с принятой в настоящее время методикой сравнения вариантов за критерии оптимальности начертания дорожной сети принимают минимум суммы приведенных строительных и эксплуатационных затрат.Проектирование начертания дорожной сети ведут, не учитывая влияния рельефа и ситуации местности, получая таким образом сеть воздушных линий, которая дает основную ориентировку для выбора направления отдельных дорог при изысканиях на местности. Влияние рельефа подлежит учету лишь при наличии непреодолимых препятствий — горных хребтов, больших озер и заболоченных массивов. Горные перевалы и места обхода являются в этом случае точками обязательного прохода всех грузопотоков. Проектирование сети выполняют в несколько этапов: выбор основной схемы связей между корреспондирующими грузообразующими пунктами, удовлетворяющей требованию наименьшей суммарной протяженности; считается, что это соответствует минимальным затратам на строительство; уточнение первоначально намеченной сети путем введения дополнительных звеньев для удовлетворения критерия минимума приведенных дорожно-транспортных затрат на перевозки; окончательная корректировка намеченной сети путем уточнения мест примыкания и разветвлений дорог.начинают с построения кратчайшей связывающей сети дорог, т. е. такой сети воздушных линий, которые соединяют все грузообразующие и грузопоглощающие точки при наименьшей приведенной длине сети. Для отбора звеньев в кратчайшую связывающую сеть используется показатель который представляет собой длину участка дороги, приходящуюся на тонну перевозимого груза. Этот показатель назван приведенным расстоянием. При попытке трассировать дорогу по прямым, соединяющим опорные пункты, пришлось бы столкнуться с многочисленными препятствиями, преодоление которых технически и экономически менее целесообразно, чем обход с небольшим отклонением от прямой линии. Различают контурные и высотные препятствия. К первым относятся излучины рек, населенные пункты, озера и болота, места с, неблагоприятными почвенными и геологическими условиями, заповедники; ко вторым — горные хребты, отдельные возвышенности, глубокие и широкие котловины. Отклонение трассы от воздушной линии вызывается также необходимостью прохождения дороги через контрольные точки. К их числу относятся согласованные места пересечений с железными дорогами и автомобильными дорогами, места пересечения больших водотоков, удобные для строительства мостов, горные седловины, а также используемые участки существующих дорог. Земляное полотно автомобильных дорог является заметным препятствием для движения снеговетрового потока, у которого может задерживаться значительное количество снега, образуя заносы, затрудняющие, а иногда и полностью прерывающие движение. На очистку дорог от снега затрачиваются большие средства. Учет при проектировании дороги особенностей заносимости ее снегом может существенно облегчить борьбу с заносами при последующей эксплуатации Заносимость дорог зависит от их поперечного профиля и от количества снега, приносимого к дороге с окружающей местности. Количество выпадающего снега устанавливают по данным метеостанций или по картам среднемноголетней высоты снегового покрова, скорость и направление ветра — по данным метеорологических справочников. Мосты и трубы на автомобильных дорогах следует располагать таким образом, чтобы при обеспечении беспрепятственного пропуска высоких вод и соблюдении требований экономичности постройки и удобства движения автомобилей не нарушать плавности трассы. Несмотря на то, что наиболее экономичным и целесообразным в отношении пропуска воды является перпендикулярное пересечение дорогой водотков, но чем выше категория дороги, тем более оправдан отказ от изменения трассы дороги ради перпендикулярного пересечения водотока. На современных автомобильных дорогах высшей категории для обеспечения плавности трассы в холмистой и горной местностях широкое применение находят большие мосты на кривых в плане и продольном профиле. При трассировании дорог в холмистой местности, особенно при преодолении речных долин и оврагов часто встречаются участки, уклоны которых превышают предельно допускаемые. В таких местах возможны два варианта проложения трассы: Первый вариант характеризуется прямым подъемом по косогору с наибольшим продольным уклоном, допустимым по категории дороги, что вызывает необходимость устройства высокой насыпи в нижней части подъема и глубокой выемки наверху, второй—с подъемом по склону косогора с малыми земляными работами. Это связано с отклонением дороги от воздушной линии и с искусственным удлинением трассы таким образом, чтобы продольный уклон соответствовал допускаемому для дороги данной категории. Такой прием трассирования называют развитием линии по склону. Обслуживание автомобильными дорогами как местных, так и транзитных перевозок вызывает необходимость связи этих дорог с промежуточными населенными пунктами. При трассировании дороги в районе населенного пункта должны быть рассмотрены варианты проложения дороги через пункт по его планировочной территории и в стороне от него, с постройкой подъездного пути. Выбор решения зависит от назначения дороги, величины населенного пункта, соотношения транзитного и местного движения. Вопрос о проложении трассы дорог I—III категорий вблизи населенных пунктов всегда лучше решать в пользу обхода с устройством подъездного пути. Увеличение интенсивности движения при пропуске транзитного движения через населенный пункт затрудняет местное уличное движение. Дорога с интенсивным движением делит населенный пункт на изолированные части, затрудняя его хозяйственную жизнь. Возрастает опасность несчастных случаев с пешеходами, усиливается уличный шум и увеличивается загрязнение воздуха отработавшими газами автомобилей. При трассировании дороги в районе населенного пункта должны быть рассмотрены варианты проложения дороги через пункт по его планировочной территории и в стороне от него, с постройкой подъездного пути. Выбор решения зависит от назначения дороги, величины населенного пункта, соотношения транзитного и местного движения. Вопрос о проложении трассы дорог I—III категорий вблизи населенных пунктов всегда лучше решать в пользу обхода с устройством подъездного пути. Увеличение интенсивности движения при пропуске транзитного движения через населенный пункт затрудняет местное уличное движение. Дорога с интенсивным движением делит населенный пункт на изолированные части, затрудняя его хозяйственную жизнь. Возрастает опасность несчастных случаев с пешеходами, усиливается уличный шум и увеличивается загрязнение воздуха отработавшими газами автомобилей. Для городов с населением до 300—500 тыс. чел. наиболее целесообразно примыкание по касательной к границам планировочной территории. В более крупных населенных пунктах, являющихся транспортными узлами, в которых пересекается несколько дорог, для устранения транзитного движения устраивают обходные, кольцевые дороги. Трассу кольцевой дороги обычно прокладывают в непосредственной близости от границ городской планировочной территории.

Принципы нанесения проектной линии в различных условиях рельефа. Назначение контрольных точек. Приемы нанесения проектной линии расчетом по тангенсам и вписыванием вертикальных кривых по шаблонам. Использование ЭВМ при проектировании трассы и продольного профиля.

При проектировании дороги необходимо предусмотреть продольные уклоны на ней, не превышающие допускаемые, возвышение ее поверхности над источниками увлажнения (грунтовыми водами и местами застоя поверхностных вод), необходимо для создания благоприятного водно-теплового режима грунтового основания, а также возвышения земляного полотна над уровнем снегового покрова, обеспечение незаносимость дороги снегом.

Установление положения поверхности дороги в продольном профиле по отношению к поверхности земли называют проектированием профиля, или нанесением проектной линии.

При нанесении проектной линии необходимо обеспечить:

-плавность продольного профиля, допустимый продольный уклон, достаточную видимость, позволяющие автомобилям развивать высокие скорости; - отвод воды от з.п.;

-отсутствие пилообразности проектной линии, приводящей к «потерянным подъемам» - спускам с последующим подъемом участков, при проезде которых двигатели автомобилей выполняют бесполезную работу;

-прохождение дороги через контрольные точки, имеющие высотные отметки – примыкания к существующим дорогам в начале и конце трассы, пересечения с дорогами более высоких категорий и с железными дорогами, отметки п.ч. мостов, отметки з.п. над уровнем высоких вод в затопляемых местах.

Возможны два метода проложения проектной линии: обертывающая и секущая проектировки.

При обертывающей проектировке проектная линия по возможности параллельна поверхности земли, отпуская от этого правила лишь на пересечениях пониженных мест рельефа и при близком расположении переломов продольного профиля поверхности земли. В условиях равнинного и слабохолмистого рельефов обертывающая проектировка позволяет получить хорошо осушаемое з.п.

В условиях холмистого, сильно пересеченного рельефа при проектировании проектной линии как обертывающей продольный профиль дороги получается неспокойным. Движение по дороге превращается в непрерывное преодоление подъемов с последующим спуском в долины и сопряжено с перерасходом топлива и снижением скорости перевозок.

В этом случае при интенсивном движении и благоприятных грунтово-геологических условиях более рациональна проектная линия, нанесенная как секущая со срезкой холмов выемками и использованием грунта из них для отсыпки насыпей в пониженных местах. Положение проектной линии должно по возможности обеспечить баланс земляных работ в смежных насыпях и выемках, т.е. использование продольного перемещения грунта из выемок для отсыпки насыпей. Такое проложение проектной линии наиболее характерно для железных дорог и а/д высоких категорий.

Обертывающая проектировка раньше обычно сочеталась с возведением насыпей из придорожных резервов, что позволяло уменьшить стоимость земляных работ из-за малой дальности перемещения грунта. В настоящее время при ограничении отвода пахотных земель под дороги такой способ, как правило, невозможен, и з.п. возводят из грунта, перевозимого на большие расстояния из специально закладываемых на неудобных землях грунтовых карьеров.

Отметки проектной линии над контрольными высотными точками должны быть назначены до начала проектирования продольного профиля. Возвышения поверхности дорожного покрытия в наиболее низком месте поперечного профиля в местах длительных застоев поверхностной воды и высокого уровня грунтовых вод назначают согласно п. 7.7.

В открытых местах, где возможны значительные снежные заносы, для облегчения зимнего содержания при эксплуатации дороги, рекомендуется принимать возвышение бровки з.п. на 0,4 -1,2 м выше поверхности снегового покрова(см. п. 7.7).

Наиболее сложно назначать отметки и наносить проектную линию на участках у искусственных сооружений. Положение проектной линии должно обеспечивать незатопляемость подходов, а также возвышения низа пролетного строения над поверхностью воды, необходимое для беспрепятственной работы сооружения в период пропуска высоких вод.

Возвышение искусственного сооружения над пониженным местом русла слагается из суммы следующих величин:

- глубины протекания воды y с учетом подпора у входа в сооружение;

-просвета между уровнем подпертой воды и низом пролетного строения z: у малых искусственных сооружений просвет должен обеспечивать безопасный пропуск плывущих предметов и неподтопление пролетного строения при паводках, уровень которых превышает расчетный, а на судоходных реках – пропуск судов;

- высоты пролетного строения, а для труб – также и толщины грунтовой засыпки над трубой вместе с толщиной стенки трубы.

При проектировании малых и средних искусственных сооружений для обеспечения плавности проектной линии используют следующие приемы:

1. Расположение моста на продольном уклоне. Если тип покрытия на мосту такой же, как и на подходах, то максимальный продольный уклон моста должен быть таким же, как и на подходах. При устройстве деревянных настилов продольный уклон проезжей части моста не должен превышать 20 промиллей пи продольной укладке досок и 30 промиллей при поперечной. Малые мосты, расположенные на участках с большими продольными уклонами, иногда смещают к одному из берегов долины, устраивая искусственное русло водотока. Участок с продольным уклоном, на котором расположен мост, должен быть продолжен на некоторое расстояние по обе стороны моста.

2. Расположение моста на вертикальной кривой, позволяющее устранить переломы проектной линии около моста, неизбежные при устройстве моста на горизонтальной площадке.

3. Углубление русла под мостом. Необходимость в таком решении появляется при пересечении слабо выраженных тальвегов в равниной местности, в которых бытовая глубина протекания воды не превышает 20-30 см. весь расход или большая его часть пропускается под мостом в канаве. Для углубления русла необходимо, чтобы уклон у лога давал возможность придать канаве такой продольный уклон, при котором русло не заиливалось бы, а канаву можно было бы вывести на поверхность вблизи моста.

4. Снижение рабочей отметки искусственных сооружений. Это решение достигается увеличением отверстия моста, что обеспечивает уменьшение расчетной скорости и глубины протекания воды, а также высоты подпертого горизонта, или заменой одной трубы большого диаметра несколькими меньшими трубами, имеющими равную суммарную пропускную способность.