31.9.10. Установление разности отметок бровок земляного полотна пересекающихся дорог на транспортной развязке

Разность отметок бровок земляного полотна пересекающихся дорог Н оказывает существенное влияние на размеры транспортной развязки, а, следовательно, и на ее строительную стоимость. Значения H определяют по формуле (рис. 31.78)

, (31.40)

где Н₁ – высота путепровода в свету, м; h_стр – строительная высота пролетного строения от низа до поверхности проезжей части путепровода на его оси, м; b – ширина проезжей части дороги, проходящей под путепроводом, с учетом переходно-скоростных полос, м; а, а' – ширина обочины соответствующей дороги, м; – поперечные уклоны проезжей части; – поперечные уклоны обочины; b' – ширина проезжей части дороги, проходящей по путепроводу, с учетом переходно-скоростных полос, м.

Рис. 31.78. Схема для определения разности отметок бровок земляного полотна пересекающихся дорог

В случае пересечения автомобильных дорог одинаковой категории b=b', а=а', , и формула (31.40) принимает следующий вид

. (31.41)

При проектировании транспортных развязок значения а, b, i₁, i₂, a', b', , являются заранее известными. Строительная высота пролетного строения h_стр определяется на основании типовых проектов пролетных строений путепроводов.

Московский автомобильно-дорожный институт организовал многочисленные обследования искусственных сооружений, построенных на некоторых автомобильных дорогах. В результате этих обследований установлено, что целый ряд путепроводов имеет следы ударов о нижние поверхности балок пролетных строений. Были отмечены также случаи серьезного повреждения балок и даже смещения их; поэтому СНиП 2.05.02-85 рекомендуют при пересечении дорог I-III категорий принимать высоту путепровода в свету Н₁ равной 5,0 м, а для пересечений дорог IV и V категорий – 4,5 м. При проектировании транспортных развязок в различных странах H₁ принимают в пределах от 4,5 до 5,2 м.

Произведенные расчеты для случаев, когда под путепроводом и по нему проходят автомобильные дороги разных категорий, а также одно- и двухполосные съезды, показали, что разность отметок бровок земляного полотна пересекающихся дорог на транспортной развязке Н не превышает 6,5 м. При вариантном проектировании транспортных развязок можно ориентировочно принимать H=6,5 м.

31.10. Пропускная способность съездов транспортных развязок

На пересечениях в разных уровнях одна из основных пересекающихся магистралей проходит над другой по путепроводу. Правые повороты осуществляются беспрепятственно по так называемым правоповоротным съездам, на которых помехи при движении могут возникать при включении поворачивающих автомобилей в транспортный поток по пересекаемой дороге.

Съезды (рампы) для правоповоротного движения не отличаются принципиальным многообразием, могут быть одно- и двухполосными (рис. 31.78). Искривление рампы в плане (рис. 31.78б), допускаемое при малых углах поворота и наличии смежной левоповоротной рампы, способствует экономии занимаемых земель при снижении скорости движения.

V=80 км/ч а)

V=60 км/ч б)

V=30 км/ч в)

V=30 км/ч г)

Рис. 31.78. Типы соединительных рамп для правоповоротного движения: а, б – между дорогами высоких категорий с большими радиусами круговых кривых в начале и конце рампы; в, г – между дорогами высокой и низкой категорий с созданием примыканий в одном уровне

Основные трудности, порождающие разнообразие схем пересечений в разных уровнях, вызываются сложностью организации левых поворотов, которые можно осуществлять одним из трех способов, показанных на рис. 31.79.

Рис. 31.79. Схемы осуществления левых поворотов на пересечениях в разных уровнях: а – при помощи правого поворота на 270° после проезда моста; б – по распределительному кольцу; в – по специальным левоповоротным съездам

Возможны несколько типов размещения левоповоротных съездов по отношению к геометрическому центру пересечения:

1. внутреннее, с обходом слева;

2. внешнее, с огибанием справа,

и к проезжей части для одностороннего движения:

1. правосторонние;

2. левосторонние ответвления и примыкания (рис. 31.80).

Рис. 31.80. Классификация левоповоротных съездов пересечений в разных уровнях

Восемь типов начертания левоповоротных съездов в сочетании с левоповоротными петлями дают возможность составить большое количество различных схем пересечений, многие из которых еще не были осуществлены на практике.

В связи с многообразием возможных схем компоновки пересечений в разных уровнях может быть использована буквенная система их обозначения путем последовательного описания способов примыкания левоповоротных съездов по четвертям окружности, начиная с первой. Ответвления и примыкания справа обозначаются буквой П, слева – Л; левоповоротная петля – буквой К. Внешний обход центра пересечения указывается буквой (П) внутренний – (Л). Симметричные пересечения можно обозначать сокращенно. «Клеверный лист» записывается как КККК, или 4К, а пересечение прямого левоповоротного типа – 4ПП (Л).

Пропускная способность транспортных развязок определяется суммарной пропускной способностью съездов, образующих транспортную развязку. Под пропускной способностью съездов следует понимать максимальное количество автомобилей, которое может пропустить съезд в единицу времени.

Пропускная способность съездов зависит от:

1. типа развязки;

2. категорий пересекающихся дорог;

3. интенсивностей движения на этих дорогах;

4. скорости движения, допускаемой геометрическими размерами съезда в плане и профиле, поскольку последние зависят от типа съезда;

5. того, каким образом совершается маневр поворота на съезде – по петле, прямым поворотом, движением по кольцу или полупрямым маневром;

6. условий слияния съезда с основной дорогой. Под этими условиями следует понимать угол, под которым съезд примыкает к главной дороге, и наличие переходно-скоростных полос (ПСП);

7. интенсивности транзитного движения на основных пересекающихся дорогах.

На пропускную способность транспортных развязок влияет наличие переходно-скоростных полос (ПСП). СНиП предусматривают обязательное устройство ПСП на пересечениях и примыканиях в разных уровнях на дорогах I-III категорий.

Натурные наблюдения за пропускной способностью транспортных развязок показали, что:

1) возможность свободного выезда автомобилей со съезда на основную дорогу зависит от наличия достаточного временного интервала между автомобилями, движущимися по правой полосе основной дороги, который для 85% водителей составляет 4,4с;

2) при значительных размерах движения на основных дорогах выезд автомобилей со съезда в большинстве своем возможен только с остановкой. В этом случае величина интервала, принимаемая водителями между автомобилями основного потока, увеличивается до 7,2 с, так как водителям потребуется какое-то время для набора скорости;

3) при значительных размерах движения на съездах режим движения с остановкой влечет за собой возникновение очереди автомобилей, поэтому пропускная способность съезда в этом случае будет зависеть от размеров движения на основной дороге. Для увеличения пропускной способности съезда в данном случае необходимо устройство разгонных ПСП, длина которых должна не только позволить увеличить скорость движения выезжающих со съезда автомобилей до скорости основного потока, но и дать возможность водителям выбрать нужный интервал в основном потоке и влиться в него.

При большой интенсивности движения на основных дорогах разгонные ПСП могут достигать значительной длины, и в экстремальном случае они могут превратиться в дополнительную основную полосу движения. В связи с тем, что уменьшение угла, под которым съезд примыкает к основной дороге (или к ПСП), дает возможность водителю принять меньший интервал времени в основном потоке для выезда со съезда, что в свою очередь способствует увеличению пропускной способности съезда, соединение съездов с основной дорогой необходимо производить с применением переходных кривых большой длины.

При практическом проектировании транспортных развязок обычно определяют перспективную интенсивность движения на основных дорогах и на всех сворачивающих направлениях. Так как эти потоки могут сильно отличаться друг от друга, эпюра транспортных потоков в месте пересечения дорог может оказать решающее влияние на формирование типа транспортной развязки. Таким образом, проектировщику не так важно знать показатель пропускной способности всей транспортной развязки, как важно определить возможность непрерывного движения на наиболее напряженных съездах.

Например, если интенсивность движения на съезде равна 200 авт/ч, а пропускная способность съезда исходя из расчетной скорости, составляет 1000 авт/ч, то сам съезд при наличии одной полосы движения способен пропустить заданную интенсивность движения. Однако автомобили со съезда должны выезжать на основную дорогу, по которой движется в обоих направлениях 1200 авт/ч. По одной полосе движется 600 авт/ч, т.е. движение на основной дороге происходит при среднем интервале 6 с. Такой интервал в основном потоке обеспечит возможность съезда автомобилей на основную дорогу без значительных задержек на съезде.

На стадии вариантного проектирования целесообразно определять пропускную способность каждого варианта транспортной развязки. Для этого можно воспользоваться табл. 31.22.

Таблица 31.22. Пропускная способность съезда

Уровень загрузки главной дороги, %	Интенсивность движения по главной дороге, авт/ч	Пропускная способность съезда, авт/ч
		при наличии ПСП	без ПСП
Меньше 20	100-300	900-830	850-625
20-45	500-700	700-740	500-425
45-70	900	700	325
70-100	1000	610	220