1.6.2. Основные понятия об автомобильных дрогах и искусственных сооружениях

Автомобильная дорога – состоит из следующих основных элементов: земляное полотно, дорожная одежда, проезжая часть обочины, искусственные сооружения и все виды обустройства.

Земляное полотно – дорожное сооружение, служащее основанием для размещения конструктивных слоев дорожной одежды и других элементов дороги.

Дорожная одежда – многослойная конструкция (в отдельных случаях однослойная), воспринимающая нагрузку от транспортных средств и передающая ее на грунтовое основание или на подстилающий грунт. Дорожная одежда состоит из верхнего слоя – дорожного покрытия, нижнего слоя – дорожного основания и дополнительных слоев.

Проезжая часть – основной элемент дороги, предназначенный для непосредственного движения транспортных средств. В зависимости от интенсивности движения проезжая часть может быть одно-, двух-, трех- и многополосной. Ширина проезжей части измеряется между кромками покрытия, зависит от категории доги и числа полос движения.

Профиль дороги поперечный – изображение сечения дороги плоскостью, перпендикулярной к ее оси. Поперечный профиль проектируемой дороги может быть двускатным – с уклонами, симметрично нисходящими от оси дороги к бровкам земляного полотна, односкатными – с уклоном, нисходящим от одной бровки земляного полотна к другой. Элементы поперечного профиля: проезжая часть, обочины, разделительная полоса, водоотводные канавы, откосы и др.

Профиль дороги продольный – условное изображение продольного разреза поверхности земли проектируемой дороги по ее оси.

Полоса движения – продольная полоса проезжей части, по которой происходит движение транспортных средств в один ряд. Ширину полосы движения рассчитывают по ширине расчетного автомобиля с учетом зазоров безопасности. Нормируется в зависимости от категории дороги (табл. 1.6.2).

Таблица 1.6.2

Нормативы параметров

Категория дороги	Число полос движения	Ширина, м
		Полосы движения	Проезжей части	Обочины	Земляного полотна
I	4-6	3,75	15,0	3,75	27,5
II	2	3,75	7,5	3,75	15,0
III	2	3,5	7,0	2,5	12,0
IV	2	3,0	6,0	2,0	10,0
V	1	-	4,5	1,75	8,0

Необходимая и достаточная ширина проезжей части при двухполосном движении (рис. 1.6.2).

b=a+c+2*(x+y).

Где a – ширина кузова автомобиля (грузового – 2-2,6 м, легкового -1,75-2 м);

c – ширина колеи автомобиля (грузового – 1,7-1,8 м, легкового – 1,5 м);

x – половина зазора безопасности между кузовами встречных автомобилей, м;

y – ширина предохранительной полосы между колесом автомобиля и кромкой проезжей части, м.

Необходимый зазор между кузовами встречных автомобилей пропорционален скорости движения:

x=y=0,5+0,005v.

где v – скорость движения автомобиля, км/ч.

Отсюда ширина проезжей части

b=a+c+0,02v

Обочина – боковая полоса земляного полотна с каждой его стороны между его бровкой и кромкой проезжей части, предназначенная для предохранения краев дорожной одежды от разрушения, вынужденной остановки автомобиля в случае неисправности, размещения остановочных полос, барьерных ограждений, средств сигнализации и других средств, обеспечивающих безопасность движения.

Она должна обеспечивать безопасное движение автомобилей (транспортных средств) с расчетной скоростью на всем протяжении в течение всего ода при любых погодных условиях.

Дорога и дорожные сооружения размещаются в пределах полосы отвода (рис 1.6.3).

Дорога может быть представлена в виде поперечного (рис. 1.6.4 и 1.6.5) и продольного (рис. 1.6.6) профилей.

В продельном профиле автомобильная дорога состоит из отдельных участков с подъемами или спусками и реже из горизонтальных участков.

Крутизна подъема или спуска участка дороги характеризуется отношением разности h отметок (превышения) между крайними точками полотна дороги А и В к расстоянию l между ними. Эта величина называется продольным уклоном.

Продольный уклон i есть тангенс угла наклона проектной линии к горизонту: .

Уклон i выражают в промилях или десятичных дробях с точностью до тысячных (‰). На продольном профиле условные знаки ‰ не показывают.

Дорожную одежду устраивают на спланированной и уплотненной поверхности земляного полотна. Она должна обеспечивать движение автомобилей заданной массы с расчетной скоростью и обладать достаточной устойчивостью против влияния климатических факторов.

Она может быть различной прочности в зависимости от интенсивности движения, состава транспортного потока, грузонапряженности (т. е. количество грузов, перевозимых в единицу времени) и расчетной скорости. Она должна отвечать следующим требованиям: прочность ее должна обеспечивать отсутствие просадок и высокое сопротивление износу; ровность поверхности должна обеспечивать возможность движения с высокими скоростями; шероховатость поверхности должна обеспечивать хорошее сцепление колес автомобиля с покрытием.

Коэффициент сцепления автомобильной шины с поверхностью покрытия во влажном состоянии должен быть не менее 0,5. Это достигается специальным устройством шероховатой поверхности.

Дорожная одежда может состоять из одного или нескольких конструктивных слоев (рис. 1.6.7). При наличии нескольких слоев дорожная одежда включает:

покрытие 1 - верхний слой дорожной одежды, который, в свою очередь, может состоять из слоя износа, периодически возобновляемого по мере его истирания, и основного слоя, определяющего эксплуатационные свойства покрытия;

основание 2 - несущая часть дорожной одежды, обеспечивающая совместно с покрытием передачу нагрузок на грунт земляного полотна. Основание, как правило, состоит из двух или более прочных слоев, из которых верхние часто укреплены вяжущим материалом для создания достаточно прочного слоя под покрытием. Для нижних слоев основания можно применять менее прочные и менее морозостойкие материалы, но при этом водоустойчивые и неразмокаемые;

дополнительный слой основания 3 - нижний конструктивный слой дорожной одежды, кроме передачи нагрузок на земляное полотно выполняет также функции морозозащитного, дренирующего, выравнивающего слоя.

По свойствам материалов, используемых для устройства слоя покрытия дорожной одежды, различают два типа покрытий:

1. Жесткие, обладающие возможностью работы на изгиб, как плита. К ним относятся покрытия из цементобетона армированные и неармированные. Изменение объема при изменении температуры требует устройствa температурных швов.

2. Нежесткие, материал которых способен деформироваться при изменении температуры за счет пластичности. Устройства температурных швов не требуется. К ним относятся асфальтобетонные покрытия и другие подобранные смеси каменных материалов, связанные органичeскими вяжущими материалами.

В зависимости от быстроты накопления деформаций, обеспечиваемой скорости и удобства движения автомобилей классификация дорожных покрытий приведена в табл. 1.6.3.

Таблица 1.6.3

Типы дорожных покрытий	Основные виды покрытий, материалы и способы их укладки	Область применения
Усовершенствованные капитальные	Цементобетонные, монолитные, и сборные покрытия, асфальтобетонные, укладываемы в горячем состоянии, покрытия из смесей подобранного состава с применением прочного щебня и вязкого битума	На дорогах I и II категории
Усовершенствованные капитальные	Покрытия: из асфальтобетонных смесей, укладываемых в теплом и холодном состоянии; из битумоминеральных смесей, приготовленных в установке и устраиваемых методом пропитки и смешением на дороге; из крупнообломочных (до 40 мм) песчаных и супесчаных грунтов, обработанных битумной эмульсией или цементом, смешением в установке с устройством поверхностной обработки	На дорогах III и IV категорий и на первой очереди строительства дорог II категории
Переходные	Покрытия щебеночные, гравийные и из других прочных минеральных материалов с необходимым уплотнением их при строительстве, покрытия из грунтов и местных каменных малопрочных материалов, обработанных органическими и неорганическими вяжущими.	На дорогах IV и V категорий
Низшие	Покрытия из грунтов, укреплённых или улучшенных различными местными материалами.	На дорогах V категории

Наиболее совершенными типами покрытий являются асфальтобетонные и цементобетонные, обладающие высоким сопротивлением нагрузкам, ровностью и шероховатостью. Покрытия из щебня и гравия, обработанные органическими вяжущими материалами, хорошо сопротивляются разрушающему действию от движения автомобилей, благодаря прочному соединению каменных частиц, вяжущим. Такие одежды водостойки.

При расчете прочности дорожной одежды исходят из расчетной нагрузки HP и заданной интенсивности движения.

Действие колес автомобиля на поверхность дорожной одежды вызывает напряжения и деформации, вследствие чего происходит постепенное разрушение и изнашивание его. Вертикальные нагрузки на нежесткие одежды вызывают просадки, колеи, проломы, пластические деформации.

Под действием нагрузок, создаваемых автомобилями, происходит истирание поверхности покрытия. Помимо этого, возможно раздавливание, разбивание, сдвиг материала одежды и вырывание пневматической шиной из одежды отдельных частиц. Увеличение скорости и интенсивности движения автомобилей приводит к большему износу покрытия.

Равномерность износа покрытия, обладающего высокой прочностью, эластичностью, сопротивлением ударам и истиранию, поддерживают надлежащим содержанием и текущим ремонтом. Однако с течением времени слой, предназначенный для износа, требует восстановления, т. е. проведения среднего и капитального ремонта.

На автомобильных дорогах делается разметка – линии, надписи и другое обозначения на проезжей части дороги, бордюрах, элементах дорожный сооружений и обстановки дорог, применяемые самостоятельно, в сочетании с дорожными знаками или светофорами. Различают дорожную разметку вертикальную, наносимую на элементы обустройств и обстановки дороги, и горизонтальную, наносимую на проезжую часть дороги.

Все дороги образуют сеть автомобильных дорог – совокупность всех дорог на территории страны, отдельных республик, краев, областей или районов, обслуживающих все отрасли их хозяйства.

К искусственным сооружениям относятся подпорные стенки, трубы, мосты, виадуки, путепроводы, эстакады и т.п.

Подпорные стенки устанавливаются там, где дороги прилегают в выемках.

Трубы укладываются под земляным полотном для пропуска воды при пересечении с периодическими (во время больших дождей или таяния снегов) или постоянно действующими водотоками.

Мосты – сооружения, прерывающие земляное полотно при движении над водной поверхностью (реки, озера) и железнодорожными путями. Движение происходит по пролетному строению моста, удерживающему т.н. «ездовые полотна» и расположенному на опорах, передающих давление пролетных строений на грунт. Мосты бывают однопролетными с двумя опорами (устоями) в местах сопряжения моста с берегами и многопролетными, которые кроме крайних имеют и промежуточные опоры.

Ширина пролетного строения должна быть равна ширине земляного полотна дороги.

По материалу пролетных строений мосты бывают деревянные, каменные, железобетонные, металлические и комбинированные; по назначению – автодорожные, железнодорожные, совмещенные для нескольких видов движения.

Другие сооружения, аналогичные мостам: виадуки (при пересечении дорогой глубоких лощин, оврагов), путепроводы (для пересечения дорог в двух и более уровнях), эстакады (для размещения дороги над поверхностью земли, чтобы низлежащая поверхность могла быть использована для проезда или стоянки автомобилей, а в городах – для пропуска автомобильного движения.

Мосты и искусственные сооружения должны удовлетворять ряду требований, обеспечивающих удобность и безопасность въезда и движения.

Важными техническими характеристиками являются габарит моста и максимальная осевая нагрузка, на которую он рассчитан. Эти числовые значения обязательно указываются специальным дорожным знаком у каждого моста и другого сооружения и обязательно должны учитываться при разработке маршрута движения автомобилей.

Величина габарита в городах принимается для дорог I-III категорий равный 5 м, для IV-V – 4,5 м.