Особенности изысканий для разработки проектов реконструкции автомобильных дорог

Изыскания при разработке проектов реконструкции автомобильных дорог имеют свои существенные отличия от изысканий нового строительства.

При реконструкции необходимо максимально использовать существующее земляное полотно и дорожное покрытие, а также минимально отводить новые земельные угодья и планировать сносы.

Обоснование вариантов трассы при реконструкции остается лишь на участках нового строительства (на участках обхода населенных пунктов или улучшения геометрии). На этих участках работы производят по правилам изысканий новых автомобильных дорог.

Основное внимание уделяют изучению архивных материалов:

- наземных, аэрофотосъемок и аэрокосмических изысканий прошлых лет,

- паспортов и линейных графиков дороги, инвентаризационных и дефектных ведомостей,

- отчетных материалов по проводившимся на дороге ремонтно-восстановительным работам и зимнему содержанию,

- данных об условиях движения автотранспорта на реконструируемом участке, о дорожно-транспортных происшествиях, их характере и местах их концентрации,

- информацию по проводившимся в предшествующие периоды учетам движения на всем реконструируемом участке: интенсивности, состава, скоростей движения, уровней удобства и безопасности движения и другие характеристики транспортных потоков.

На участках использования существующего полотна дороги требуется осуществить большое число промеров поперечных профилей земляного полотна и проезжей части и получить полную информацию о местности, особенно со стороны предполагаемого уширения земляного полотна.

Обязательной задачей решаемой в период изысканий при реконструкции автомобильных дорог является обследование состояния существующих дорожных одежд (прочности, ровности, ямочности, трещиноватости, состояния кромок проезжей части и обочин). При этом, учитывая высокую стоимость дорожных конструкций, обязательно решают задачу максимального использования при реконструкции существующей дорожной одежды в качестве основания новой одежды. При значительной изношенности существующего покрытия решают задачу повторного использования материалов разобранной одежды. Это значительно влияет на общую стоимость реконструкции дороги.

Существующие искусственные сооружения должны быть детально обследованы с позиций их возможного использования при реконструкции.

В ходе изысканий обязательно изучают существующие здания и сооружения дорожно-эксплуатационной и автотранспортной служб, сооружения обстановки и принадлежности дороги. Особое внимание уделяют существующим автобусным остановкам, АЗС и подъездам к ним, съездам, переездам, примыканиям и пересечениям в одном и разных уровнях и т.д.

В изысканиях при реконструкции могут широкого использования современных наземные методы сбора информации (систем спутниковой навигации - «GPS», электронной тахеометрии, наземных фототеодолитных съемок, лазерного сканирования, арсенала современных геофизических методов инженерно-геологической разведки).

В ходе самого проектирования реконструкции автомобильных дорог могут использоваться ГИС-технологии, системы автоматизированного проектирования (САПР), автоматизированные системы цифровой фотограмметрии (АСЦФ), современные средства автоматизации и вычислительной техники. Перспективно применение методы лазерного сканирования местности (Рис. 1).

Изыскания всегда проводят в тесном контакте с работниками дорожно-эксплуатационных служб и органов ГИБДД, могут сообщить изыскателям массу ценной информации об участках дороги и сооружениях на ней нуждающихся в улучшении и перестройке. Особенно ценную информацию изыскатели могут получить об участках неудовлетворительного поверхностного водоотвода, снежных лавинах, оползнях и осыпях, снегозаносах, местах систематического пучинообразования, концентрации плотности транспортных потоков и ДТП.

На дорогах с высокой интенсивностью движения для производства изыскательских работ выбирают периоды суток, приуроченные к часам спада интенсивности движения.

Рис. 1. Лазерный сканер Leica HDS2500.

Перед началом работ на полотне дороги с обеих сторон от места их производства устанавливают предупреждающие знаки «Дорожные работы», а также переносные барьеры, перекрывающие те полосы движения, на которых предполагается производство полевых работ.

Все необходимые для производства измерительных работ приборы и оборудование размещаются по возможности за пределами дорожного полотна. Автомобили, перевозящие людей и оборудование, размещают на обочинах, площадках отдыха, а при наличии съездов и полевых дорог - за пределами полосы отвода.

Полевые изыскательские работы для разработки проектов реконструкции на участках использования существующего дорожного полотна начинают с восстановления трассы существующей дороги и определения ее параметров.

Для определения параметров закруглений производят крупномасштабную съемку полотна реконструируемой дороги и проезжей части и, вычертив в камеральных условиях топографический план, графически устанавливают положение прямых участков трассы, на продолжении их вершин углов определяют величины углов поворота α и, измерив графически величины биссектрис Б, устанавливают параметры закруглений по формуле:

(2)

Промеры линий и разбивку пикетажа ведут по правой бровке дороги по ходу километража, указывая на сторожках и в пикетажном журнале расстояние до оси дороги. При разбивке пикетажа на существующих дорогах, помимо использования традиционных мерных приборов (землемерных лент, рулеток, светодальномеров и т.д.), эффективно применение измерительных колес (полевых курвиметров) (рис. 2). Закрепление восстановленной трассы целесообразно осуществлять, как правило, привязкой к постоянным предметам придорожной полосы (дорожные знаки, опоры линий связи, оголовки труб и т.д.).

Закрепление восстановленной трассы целесообразно осуществлять привязкой к постоянным предметам придорожной полосы.

Рис 2. Полевой курвиметр.

При выполнении продольного нивелирования для получения продольного профиля по оси существующей дороги пикеты по бровке существующего полотна дороги принимают в качестве связующих точек, а пикеты и характерные (плюсовые) точки по оси трассы - в качестве промежуточных.

Съемку поперечников земляного полотна осуществляют в пределах полосы, с шагом 50-100м. Съемку поперечников проезжей части осуществляют геометрическим нивелированием либо электронными безотражательными тахеометрами (рис. 3) с шагом 10-20м.

В пределах каждого поперечника проезжей части следует брать не менее 5-7 точек. Для этих же целей весьма эффективно использовать лазерное сканирование.

При съемке земляного полотна и проезжей части существующих автомобильных дорог находят широкое применение технологии спутниковой навигации и приемники «GPS» Большое значение имеет обследование существующей системы поверхностного дорожного водоотвода. Необходимо выявлять места застоев воды, размывов канав и русел и устанавливать причины их возникновения. Когда возникают сомнения в правильности назначения отверстий существующих мостов и труб, должны быть собраны все необходимые данные для

Рис. 3 Безотражательный тахеометр.

выполнения контрольных расчетов по определению величин расчетного стока и для гидравлических расчетов отверстий водопропускных сооружений с учетом аккумуляции.

Для проведения инженерно-геологических и гидрогеологических обследований на обочинах закладывают шурфы и буровые скважины через существующую насыпь на глубину не менее 1м в грунт основания. Обычно на 1 км существующей дороги закладывают не менее двух геологических выработок. При проведении инженерно-геологических обследований на современном этапе является весьма эффективным использование радиолокационных методов разведки (георадаров), а также других методов геофизической разведки.

Самостоятельным разделом изысканий для составления проектов реконструкции автомобильных дорог является обследование полосы отвода. 3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ РЕКОНСТРУКЦИ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ В ПЛАНЕ И ПРОДОЛЬНОМ ПРОФИЛЕ

Любое изменение плана и продольного профиля при реконструкции автомобильной дороги влечет увеличение объемов инвестиций в дорожное строительство, поэтому каждое такое изменение должно быть обосновано соответствующими технико-экономическими расчетами.

Необходимость исправления плана и продольного профиля возникает чаще всего в связи с:

- несоответствием существующих радиусов кривых в плане и продольном профиле действующими нормам проектирования;

- необходимостью устранения излишней извилистости трассы и волнистости в продольном профиле («биения трассы»);

- требованием устранения на участках дороги с повышенной аварийностью неудачных сочетаний элементов плана и продольного профиля;

- необходимостью исправления участков трассы существующей дороги при неудачном вписывании полотна ее в прилегающий ландшафт;

- необходимостью обхода крупных населенных пунктов;

- улучшеним условий пересечения водотоков, существующих автомобильных и железных дорог;

- необходимостью улучшения условий поверхностного водоотвода;

- необходимостью обхода участков, таких как болота, оползни, осыпи, карсты, просадочные грунты и т.д, на которых накоплен негативный опыт эксплуатации автомобильной дороги.

Проектирование реконструкции ведут по более жестким техническим нормам - при больших минимальных радиусах кривых в плане и продольном профиле, меньших значениях предельно допустимых продольных уклонов, больших значениях требуемых модулей упругости дорожных конструкций и т.д.

Выполнение противоречивых требований - максимально приблизить план и профиль реконструируемой дороги к существующей при улучшении параметров плана и продольного профиля с максимальным использованием существующих дорожных конструкций, наиболее эффективно выполняется при автоматизированном проектировании.

Излишняя извилистость трассы вызывает перепробеги автомобилей, снижение скорости перевозок и является причиной повышенной аварийности на дороге, исключение излишней извилистости трасс является одной из обязательных задач реконструкции (рис. 4). Аналогичным образом приходится существенно корректировать план и продольный профиль трассы на участках неудачного сочетания плана и продольного профиля автомобильных дорог. На участках прохождения реконструируемых дорог по населенным пунктам, в связи с закономерным ростом интенсивности движения, год от года условия движения становятся все более напряженными: снижается скорость транспортных потоков, растет аварийность, растет негативное влияние транспортных потоков на экологию придорожной полосы и расположенные там жилые объекты и т.д.

Рис. 4. Варианты исправления трассы дороги

в плане: а - на прямом участке трассы;

б - на сопряжении кривых.

На участках прохождения дорог по населенным пунктам снижается скорость транспортных потоков, растет аварийность, растет негативное влияние транспортных потоков на экологию придорожной полосы и расположенные там жилые объекты, поэтому проектируются варианты их обхода реконструируемой дорогой, как правило, по новому направлению.

На участках реконструируемых автомобильных дорог часто встречаются пересечения других автомобильных и железных дорог в одном уровне. Путем спрямления реконструируемой дороги удается сократить число таких пересечений, а целесообразность строительства пересечений в разных уровнях обосновывают путем технико-экономических сравнений вариантов.

На участках существующих автомобильных дорог с неблагоприятными грунтовыми, геологическими и гидрогеологическими условиями, с необеспеченным поверхностным водоотводом (оползни, осыпи, пучинообразования, снегозаносы и т.д.) рассматривают варианты обхода этих участков, либо путем изменения проектной линии продольного профиля.

Все изменения проектной линии продольного профиля связаны с неизбежной перестройкой существующих покрытий с существенной потерей материалов, с необходимостью перестройки водопропускных труб, мостов и путепроводов.