- •Введение
- •1. ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ ОБ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГАХ
- •1.1. Основные понятия
- •1.3. Воздействие автотранспортного комплекса на окружающую среду
- •1.4. Виды проектных работ
- •2. МОДЕЛЬ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ КОМПЛЕКСА «ВОДИТЕЛЬ – АВТОМОБИЛЬ – ДОРОГА – СРЕДА» (ВАДС)
- •2.1. Структура комплекса ВАДС
- •2.2. Модель управления системой «дорожные условия – транспортный поток»
- •3. КЛАССИФИКАЦИЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ
- •3.1. Административная классификация дорог
- •3.2. Классы автомобильных дорог общего пользования
- •3.3. Технические категории автомобильных дорог
- •3.4. Расчетные скорости движения
- •4.2. Элементы продольного профиля дороги
- •4.3. Поперечные профили дороги
- •5. ОСНОВЫ РАСЧЁТОВ ДВИЖЕНИЯ АВТОМОБИЛЕЙ ПО ДОРОГАМ
- •5.1. Движение автомобиля по дороге. Сопротивление движению автомобиля
- •5.2. Динамические характеристики автомобиля
- •5.3. Сцепление шин с поверхностью дороги
- •5.4. Особенности движения автопоездов
- •5.5. Расстояние видимости поверхности дороги
- •5.6. Расстояние боковой видимости
- •5.7. Обеспечение видимости на кривых в плане
- •5.8. Характеристики транспортного потока
- •5.9. Пропускная способность дороги
- •5.10. Уровни удобства движения
- •6. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПЛАНА ТРАССЫ
- •6.1. Принципы проектирования плана трассы
- •6.2. Назначение радиусов круговых кривых
- •6.3. Переходные кривые
- •6.5. Виражи на закруглениях
- •7.1. Нормирование продольного уклона на дорогах
- •7.2. Вертикальные кривые
- •7.3. Полоса отвода дороги
- •8.1. Природные факторы
- •8.2. Источники увлажнения земляного полотна
- •8.3. Влияние теплофизических характеристик дорожной конструкции на водно-тепловой режим (ВТР) дорог
- •8.4. Пучины на автомобильных дорогах
- •8.5. Дорожно-климатическое районирование России
- •8.7. Требования к возвышению земляного полотна
- •9. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОДОЛЬНОГО ПРОФИЛЯ
- •9.1. Принципы проектирования продольного профиля
- •9.2. Назначение контрольных точек продольного профиля
- •9.3. Последовательность проектирования продольного профиля
- •10.1. Элементы земляного полотна
- •10.2. Грунты для сооружения земляного полотна
- •10.6. Объемы насыпей и выемок
- •10.7. Деформации и разрушения земляного полотна
- •11. ДОРОЖНЫЙ ВОДООТВОД
- •11.1. Система сооружений поверхностного водоотвода
- •11.2. Боковые канавы
- •11.3. Водоотводные и нагорные канавы
- •11.4. Испарительные бассейны
- •11.6. Определение объемов и расходов ливневых и талых вод
- •11.7. Проектирование дорожных канав
- •12. МАЛЫЕ МОСТЫ И ТРУБЫ
- •12.1. Водопропускные трубы
- •12.2. Мостовые сооружения
- •13.1. Общие требования
- •13.2. Пересечения и примыкания в одном уровне
- •13.3. Переходно-скоростные полосы
- •14. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД
- •14.1. Классификация дорожных одежд
- •14.2. Конструктивные слои дорожных одежд
- •14.4. Срок службы дорожных одежд
- •14.5. Критерии предельного состояния дорожных одежд
- •14.6. Особенности проектирования жестких дорожных одежд
- •15. ОБСЛУЖИВАНИЕ ДОРОЖНОГО ДВИЖЕНИЯ
- •16. СИСТЕМА ПОКАЗАТЕЛЕЙ ДЛЯ ОЦЕНКИ ПРОЕКТНЫХ РЕШЕНИЙ
- •Заключение
2. МОДЕЛЬ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ КОМПЛЕКСА «ВОДИТЕЛЬ – АВТОМОБИЛЬ – ДОРОГА – СРЕДА» (ВАДС)
2.1. Структура комплекса ВАДС
Автомобильный транспорт (АТ) состоит из основных элементов:подвижной состав или парк автомобилей, т.е. автомобили всех
марок в дов;путевое хозяйство или автомобильные дороги со всеми уст-
ройствами сооружен ями (путепроводы, мосты, тоннели, разметка |
||
проезжей части, светофорные установки, ограждения, пункты весово- |
||
С |
|
|
го контроля транспортных средств и т.п.); |
||
с стема орган |
управления движением по автомобиль- |
|
ным дорогам; |
|
|
матер ально-техническая |
аза для обслуживания подвижного |
|
зации |
|
|
состава (станц техн ческого о служивания, ремонтные мастерские, |
||
автозаправочные станц и); |
|
|
материально-техническая |
аза дорожного хозяйства – дорож- |
|
но-строительные и дорожно-эксплуатационные организации, система |
||
содержания дорог и дорожных сооружений, базы антигололедных ма- |
||
териалов, склады дорожно-строительных материалов и др. |
С позициибАсистемного анализа эти элементы объединяются в единую автомобильно-дорожнуюДсистему. Под системой понимают комплекс взаимодействующих, взаимосвязанных объектов материального мира, объединенных единой целью и решаемыми задачами.
Подвижной состав и автомобильные дороги представляют собой
Всистеме ВАДС кроме парных связей можноИвыделить множественные связи – ДАВ, СДА и др. Эти связи описывают взаимные воздействия элементов системы.
Впарной структуре можно выделить 12 связей (рис. 2.1):главные элементы автомобильно-дорожной системы, конечным про-
При изучении основ дорожной деятельности необходимо рассмотреть подсистемы «автомобиль – дорога», «среда – водитель», «среда – дорога», «дорога – среда».
17
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
– «водитель – автомобиль» В - А |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
– «автомобиль – водитель» А - В |
|||
|
|
|
|
В |
|
7 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
3 |
– « автомобиль – дорога» |
А - Д |
||||
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
4 |
– «дорога – автомобиль» |
Д - А |
|||
5 |
6 |
1 |
2 |
|
|
|
||||||
С |
|
|
|
|
|
|
9 |
5 |
– «водитель – дорога» |
В - Д |
||
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
6 – «дорога – водитель» |
Д - В |
|||||
|
|
|
|
А |
|
|
|
|
10 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
– «среда – водитель» |
С - В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
3 |
4 |
|
|
8 |
– «водитель – среда» |
В - С |
||
12 |
|
|
|
Д |
|
|
|
|
11 |
9 – «автомобиль – среда» |
А - С |
|
|
эксплуатационных Дорожные условия (ДУ) – сово- |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 – «среда – автомобиль» |
С - А |
|
Рис.2.1. |
труктура комплекса |
11 – «среда – дорога» |
С - Д |
|||||||||
«вод тель – автомо ль – |
12 – «дорога – среда» |
Д - С |
||||||||||
|
дорога – среда» |
|
|
|
|
ипеременныебАпараметры и факторы.
Кпостоянным ДУ относятся параметры и характеристики дороги, не меняющиеся в процессе эксплуатации или изменяющиеся очень редко (при реконструкции): параметры продольного профиля, радиусы кривых в плане, длина прямых и кривых и др.
Кпеременным ДУ или сезонным относятся параметры и характеристики, которые изменяются вДрезультате сезонных колебаний метеорологических условий и качества содержания дороги: ровность и сцепные качества покрытия, фактическая ширина проезжей части и обочин, наличие и состояние съездов и пересечений, видимость в
плане и др.
Транспортный поток (ТП) – совокупностьИотдельно движущихся по дороге автомобилей, управляемых водителями.
Окружающая среда (С) – рельеф местности, ландшафт, климатические условия, растительность, животный мир и др.
Условия движения (УД) – реальная обстановка на дороге, в которой движется автомобиль.
Режим движения характеризуется скоростью одиночных автомобилей и всего потока, интервалами между автомобилями, числом обгонов, перестроений, режимом разгона и торможения.
18
2.2. Модель управления системой «дорожные условия – транспортный поток»
Комплекс ВАДС можно рассматривать как децентрализованную систему обслуживания со случайными запросами со стороны автомобилей. К запросам на обслуживание относится интенсивность и состав движения, а также воздействие окружающей среды.
Управлен е этой с стемой можно представить двумя уровнями.
Первый уровень – стратегический или программный – состоит в
назначен |
выборе параметров и характеристик дороги на стадии |
проект рован я в полноте реализации этих решений при строитель- |
|
С |
|
стве реконструкц . |
Второй уровень управления – оперативное или текущее – осу-
ществляется меропр ят ями по содержанию и ремонту дороги, оргаобеспечен ю езопасности движения в период эксплуата-
. |
|
|
|
низации |
|
|
|
Выходными характеристиками модели управления комплекса |
|||
ВАДС в стеме ДУ – ТП являются: |
|
|
|
– |
прибыль (дисконтированный доход); |
|
|
– |
перевозок; |
|
|
– |
себестоимость |
|
|
производительность автомобилей; |
|
|
|
– |
безопасность движения. |
|
|
|
А |
|
|
Алгоритм управления состоит в следующем. На основе анализа |
|||
многолетнего опыта работы дороги с различной интенсивностью |
|||
движения в различных природно-климатических условиях разрабаты- |
|||
вают технические нормативы и требования на проектирование авто- |
|||
мобильных дорог, которые должны обеспечивать принятые в нормах |
|||
|
|
И |
|
выходные характеристики функционирования системы |
У – ТП. Эти |
||
выходные характеристики могутДбыть достигнуты при строительстве |
|||
при полном соблюдении требований. |
|
|
|
Значительным достижением в области проектирования дорог |
|||
стал |
технический регламент Таможенного союза ТР |
ТС 014/2011 |
«Безопасность автомобильных дорог» [47].
Введены национальные стандарты ГОСТ 33382–2015 «Классификация автомобильных дорог» [15], ГОСТ 33475 – 2015 «Геометрические элементы автомобильных дорог» [17], а также принят ГОСТ 33383 – 2015 «Геометрические параметры. Методы определения параметров».
19
Принятый ранее ГОСТ Р 52748 – 2007 «Нормативные нагрузки, расчетные схемы нагружения и габариты приближения» [21] был заменен Межгосударственным стандартом ГОСТ 32960 – 2014 «Автомобильные дороги общего пользования. Нормативные нагрузки. Рас-
четные схемы нагружения» [10]. СВ статье 1 технического регламента [47] определено, что техни-
ческий регламент устанавливает минимально необходимые требования безопасности к автомобильным дорогам и процессам их проекти-
соответств я эт м требованиям.
рования (в том ч сле зысканий), строительства, реконструкции, ка- дациипитального ремонта эксплуатации, а также формы и порядок оценки
В техн ческом регламенте вводится понятие жизненного цикла как пер ода времени, за который выполняются совокупность процес-
сов от моментабАпроектирования автомобильной дороги, включая
строительство (возведение) и содержание, до ее утилизации (ликви-
).
Требован я техн ческого регламента гармонизированы с Европейским Соглашен ем о международных автомагистралях (СМА) ЕЭК ООН, Женева, 15 ноя ря 1975 г., Конвенцией о дорожном движении ЕЭК ООН, Вена, 08 ноя ря 1968 г.; Конвенцией о дорожных знаках и сигналах ЕЭК ООН, Вена, 08 ноября 1968 г, ирективой Европейского союза 2004/54/EC от 29 апреля 2004, Соглашением о массах и габаритах транспортных средств, осуществляющих межгосударственные перевозки по автомобильным дорогам государств – участ-
введены новые международные ГОСТыД:
ников Содружества.
В связи с принятием Технического регламента Таможенного
союза ТР ТС 014/2011 «Безопасность автомобильных дорог» были И
ГОСТ 32836 – 2014. Дороги автомобильные общего пользования. Требования к проведению инженерно-геологических изысканий [7].
ГОСТ 32869 – 2014. Дороги автомобильные общего пользования. Требования к проведению топографо-геодезических изысканий [8].
ГОСТ 32963 – 2014. Дороги автомобильные общего пользования. Расстояние видимости. Методы измерений [11].
ГОСТ 33062 – 2014. Дороги автомобильные общего пользования. Требования к размещению объектов дорожного и придорожного сер-
виса [12].
ГОСТ 33100 – 2014. Дороги автомобильные общего пользования. Правила проектирования автомобильных дорог [13].
20
ГОСТ 33149–2014. Дороги автомобильные общего пользования. Правила проектирования автомобильных дорог в сложных условиях[14].
ГО |
Т 33150–2014. Дороги автомобильные общего пользования. |
Проектирование пешеходных и велосипедных дорожек. |
|
ГО |
Т 33178–2014. Дороги автомобильные общего пользования. |
С |
Классификация мостов [15].
В соответствии с законом о техническом регулировании с 1 июля 2013 г. был введен нормативный документ – свод правил СП 34.13330.2012 «Автомобильные дороги» [39]. Этот документ является
нийвенный пропуск основного вида транспортных средств – автомобилей. Гусен чные маш ны, разрушающие дорожную одежду, не до-
актуал з рованной редакцией СНиП 2.05.02–85*и развивает послед-
. татус этого документа – действующий.
2.3. Подв жной состав на автомобильных дорогах
состава автомобильныхдорог являются различные типы автомобилей
Современная автомо ильная дорога рассчитана на преимущест-
пускаются на льные дороги и могут двигаться по специально
– автобусы, легковыеАи грузовые автомобили, автопоезда. В сельско-
устраиваемым тракторным путям. Основными видами подвижного
хозяйственных районах на дорогах возможно движение тракторных
поездов с несколькими прицепамиДопускается. проезд мотоциклов и сельскохозяйственных машин на резиновых шинах.
лей. Существует устойчивая тенденция к увеличению грузоподъёмно-
Как и любое инженерное сооружение дорога может обеспечивать пропуск только тех нагрузок и в том количестве, на которое она рассчитана при проектировании. Развитие автомобилестроения приводит к непрерывному совершенствованию и изменениюИтипов автомоби-
сти автомобилей и к широкому использованию автопоездов.
Каждая дорога служит десятки лет, и поэтому невозможно заранее точно предугадать параметры автомобилей, которые будут по ней ездить в будущем. Экономически нецелесообразно строить дороги с запасом прочности, рассчитанным на многие десятилетия вперёд. Поэтому разрабатывают стандарты на габариты автомобилей и нагрузки, на которые следует рассчитывать элементы автомобильных дорог.
Автомобильные дороги общего пользования предназначены для пропуска автотранспортных средств габаритами [28]: по длине одиночных автомобилей – до 12 м и автопоездов – до 20 м, по ширине –
21
до 2,55 м, по высоте – до 4 м для дорог категорий I – IV и до 3,8 м для |
||||||
дорог категории V. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4,0(3,8) |
|
|
12,0 |
20,0 |
|
|
2,55 |
|
|
|
|
|
|
|
Р с. 2.2. Предельные габаритные размеры автомобилей и автопоездов |
||||||
С |
|
|
для дорог общей сети |
|||
В ГО |
Т 32960–2014 [10] принято понятие нормативные нагрузки |
|||||
– модель |
|
от транспортных средств, установленная по наи- |
||||
больш м значен ям временных нагрузок нормальной эксплуатации с |
||||||
нагрузки |
|
|
||||
учетом перспект вы. |
|
|
|
|
||
Нормат вная нагрузка |
К включает в себя одну двуосную те- |
|||||
лежку с нагрузкой на ось, равной 10К (кН). Класс нагрузки К для |
||||||
нормативной нагрузки |
следует принимать равным |
|||||
|
б |
|
||||
для автомобильных дорог: |
|
|
||||
– с капитальными дорожными одеждами – 11,5; |
||||||
– с облегченными и переходного типами дорожных одежд – 10; |
||||||
для мостовых сооружений: |
|
|
||||
|
|
АК |
||||
– на дорогах всех категорий – 14; |
|
|||||
– расположенных в рекреационных зонах городов – 11; |
||||||
– для реконструируемых мостовых сооружений и объектов капи- |
||||||
тального ремонта – |
не менее 11. |
|
||||
|
|
|
|
|
Д |
|
|
2.4. Характеристики движения |
|||||
|
|
по автомобильным дорогам |
||||
Для назначения числа полос движения автомобилей при обосно- |
||||||
вании ширины земляного полотна и проезжей части решающее зна- |
||||||
|
|
|
|
|
|
И |
чение имеет количество автомобилей, проходящих по дороге за опре- |
||||||
делённый срок, а не их нагрузка. За основную характеристику движе- |
||||||
ния по дорогам принимают общее количество автомобилей, проходя- |
||||||
щих через поперечное сечение дороги за единицу времени (сутки, |
||||||
час), называемое интенсивностью движения. |
22
При оценке условий работы дороги интенсивность движения выражают в приведенной к легковому автомобилю. Фактическую интенсивность движения приводят к эквивалентному количеству легковых автомобилей. Для этого вводят коэффициенты приведения, характеризующие, сколько легковых автомобилей могло бы проехать по участку дороги за время проезда одного грузового автомобиля или автопоезда [11]. На коэффициенты приведения умножают число автомобилей каждого т па (табл. 2.1).
|
|
Коэфф циенты приведения автомобилей |
Таблица 2.1 |
|
|
|
|
||
|
|
|
||
|
Т пы транспортных средств |
Коэффициент приведения |
||
С |
|
|
||
|
Легковые автомоб |
мотоциклы, микроавтобусы |
|
1,0 |
|
Грузовые автомоб ли грузоподъемностью, т: |
|
|
|
|
до 2 включ тельно |
|
1,3 |
|
|
|
свыше 2 до 6 т |
|
1,4 |
|
|
свыше 6 до 8 т |
|
1,6 |
|
ли |
|
1,8 |
|
|
|
свыше 8 до 14 т |
|
|
|
|
свыше 14 т |
|
2,0 |
|
Автопоезда грузоподъемностью, т: |
|
|
|
|
до 12 включительно |
|
1,8 |
|
|
|
свыше 12 до 20 т |
|
2,2 |
|
|
свыше 20 до 30 т |
|
2,7 |
|
|
свыше 30 т |
|
3,2 |
|
Автобусы малой вместимости |
|
1,4 |
|
|
То же средней вместимости |
|
2,5 |
|
|
бА |
|
|
|
|
То же большой вместимости |
|
3,0 |
|
|
|
|
|
|
|
Автобусы сочлененные и троллейбусы |
|
4,6 |
|
|
|
|
|
|
Примечание. Коэффициенты приведения для специальных автомобилей сле- |
|
дует принимать как для базовых автомобилей соответствующей грузоподъемно- |
|
сти. |
Д |
Интенсивность движения меняется по длинеИотдельных участков дороги и, увеличиваясь вблизи городов, крупных населённых пунктов и железнодорожных станций, имеет наименьшее значение на средних участках маршрутов. Интенсивность движения непостоянна в течение суток и резко снижается в ночное время. Не остаётся она постоянной в течение года и дней недели. На дорогах сельскохозяйственных рай-
онов в период уборки урожая объём перевозок и интенсивность движения значительно возрастают. В праздничные дни движение грузовых автомобилей уменьшается, а легковых, наоборот, увеличивается. В связи с отмеченными частыми колебаниями интенсивности движе-
23
ния на дорогах её можно надёжно характеризовать только средними значениями за расчётный период времени.
При прогнозировании интенсивности движения автомобилей по дорогам чаще принимается зависимость, соответствующая закону
сложных процентов (степенная зависимость): |
|
||||||
С |
NT N1 |
(1 q)T 1 , |
(2.1) |
||||
где NT – интенсивность движения в рассматриваемый год эксплуата- |
|||||||
ции Т; N1 – |
нтенс вность движения в первый год; q – |
ежегодный |
|||||
прирост |
нтенс вности движения в долях единицы. |
|
|||||
мощности |
|
|
|
||||
Перспект вный период при назначении категорий дорог, выборе |
|||||||
элементов плана, продольного и поперечного профилей |
принимают |
||||||
равным 20 годам. Подъездные автомобильные дороги к промышлен- |
|||||||
ным предпр ят ям предусматривают на расчетный срок, соответст- |
|||||||
вующ й |
|
выбора |
|
|
|||
году дост жения предприятием или его очередью полной |
|||||||
проектной |
|
|
, учетом о ъема перевозок в период строитель- |
||||
ства предпр |
ят я. |
|
|
|
|
||
Перспект вный период для |
|
дорожных одежд принимают |
|||||
|
|
|
|
А |
|
||
с учетом межремонтных сроков их службы. |
|
||||||
За начальный год расчетного перспективного периода прини- |
|||||||
мают год завершения разра отки проекта дороги (или самостоятель- |
ного участка дороги).
В расчет принимают приведённую суточную интенсивность, со- |
|
ответствующую 50-му часу [11]. |
Д |
|
Для расчёта толщины конструктивных слоев дорожной одежды имеет значение не только количество, но и размер нагрузок. Один проезд тяжёлого автомобиля оказывает на дорогу более разрушительное воздействие, чем переход большего числа легковых автомобилей. Это обстоятельство учитывают пересчётом фактическойИинтенсивности движения в эквивалентную приведённую интенсивность движения одного из тяжёлых автомобилей, принимаемого за расчётный.
При проектировании дорог промышленных предприятий, где движение легковых автомобилей практически отсутствует, транспортный поток характеризуют грузонапряженностью – массой нетто перевозимых за год грузов (в млн т). Для детальной характеристики состава движения автомобили обычно делят на четыре основные категории: особо малой грузоподъёмности – до 1 т, малой – от 1 до 2 т, средней – от 2 до 5 т и большой – свыше 5 т до предела, установленного дорожными весовыми ограничениями.
24
Такой же подход используют при проектировании временных дорог. Применительно для условий Сибири и Дальнего Востока часто
строят временные дороги сезонного использования – автозимники. |
||
Движение по таким дорогам происходит только в зимнее время. Эти |
||
дороги устраивают при геологических разведках полезных ископае- |
||
С |
|
|
мых – нефти, газа. |
|
|
|
|
Контрольные вопросы |
1. |
Что такое подв жной состав на автомобильных дорогах? |
|
понятию |
||
2. |
какой целью рассматривается система ВАДС? |
|
3. |
Как е подс стемы выделяются в системе ВАДС? |
|
4. |
Как е подс стемы нео ходимо изучать дорожникам? |
|
5. |
Что такое дорожные условия? |
|
6. |
Что относ тся к постоянным дорожным условиям? |
|
7. |
Что относ тся к переменным дорожным условиям? |
|
8. |
Что относ тся к |
«окружающая среда»? |
9. |
Как ми параметрами характеризуется режим движения по дороге? |
10. Как е существуют уровни управления системы ВАДС?
11. Как е задачи решаются на стратегическом уровне управления? 12. Какие задачи решаются на оперативном уровне управления?
13. Какими показателями оценивается эффективность работы системы ВАДС?
14.Какой уровень езопасности движения устанавливает Технический рег-
ламент Таможенного союза «Безопасность автомобильных дорог»? |
||
15. |
|
Д |
Что включает понятие «жизненный цикл» автомобильной дороги? |
||
16. |
КакиебАразмеры автомобилей допускаются по дорогам общей сети? |
|
17. |
Каким документом регламентируются нормативные нагрузки при про- |
|
ектировании дорог? |
|
|
18. |
Что такое интенсивность движения? |
|
19. |
|
И |
Что такое приведенная интенсивность движения? |
||
20. |
Для чего используются коэффициенты приведения автомобилей? |
|
21. |
По какому закону изменяется интенсивность движения по дорогам в |
|
процессе эксплуатации? |
|
|
22. |
Какой год считается началом расчета перспективной интенсивности? |
|
23. |
На какой перспективный период проектируют автомобильные дороги |
общей сети?
25