1.4.11. Поперечные профили земляного полотна

Поперечные профили являются поперечными разрезами дороги и представляют собой схематический чертеж конструкции земляного полотна совместно с дорожной одеждой и системой водоотвода.

При проектировании поперечных профилей необходимо выдержать требования, предъявляемые к земляному полотну автомобильных дорог. Оно должно обеспечивать: безопасность движения транспортных средств; сохранять проектные очертания и требуемую прочность в течение заданного срока службы; не нарушать ландшафт местности; не подвергаться образованию просадок и морозного пучения; быть не заносимым снегом или песком.

Полосу местности, выделяемую для расположения на ней дороги, разработки грунта, предназначенного для отсыпки насыпей, постройки вспомогательных сооружений и посадки зеленых насаждений, на-

зывают дорожной полосой, или полосой отвода.

Изображение в уменьшенном масштабе сечения дороги вертикальной плоскостью, перпендикулярной к оси дороги, называют по-

перечным профилем (рис.1.27).

53

Рис. 1.27. Элементы поперечного профиля дороги:

а – с одной полосой движения; б – с двумя проезжими частями и разделительной полосой; 1 – земляное полотно; 2 – обочина; 3 – проезжая часть; 4 – внутренний откос боковой канавы; 5 – бровка насыпи; 6 – кромка проезжей части; 8 – ось дороги;

9 – краевая полоса; 10 – внешний откос боковой канавы; 11 – откос насыпи; 12 – разделительная полоса

Полоса поверхности дороги, в пределах которой происходит движение автомобилей, представляет собой проезжую часть. Ее укрепляют прочными каменными материалами, устраивая дорожную одежду, верхний слой которой называют покрытием. Дороги I категории имеют самостоятельные проезжие части для движения в каждом направлении. Между ними для безопасности оставляют разделительную полосу, на которую запрещается заезд автомобилей. Сбоку от проезжей части расположены обочины. Они используются для временной стоянки автомобилей и для размещения дорожностроительных материалов при ремонтах. Наличие обочины, окаймляющей проезжую часть, способствует безопасности движения автомобилей. Вдоль проезжей части на обочинах и разделительных полосах укладывают укрепительные полосы (краевые полосы), повышающие прочность края дорожной одежды и обеспечивающие безопасность при случайном съезде колеса автомобиля с покрытия. Наличие краевых полос оказывает положительный психологический эффект на водителей, устраняя боязнь приближения к краю проезжей части [2].

Для расположения проезжей части на необходимом уровне от поверхности грунта сооружают земляное полотно (насыпь или выемку) с боковыми канавами (кюветами), предназначенными для осушения дороги и отвода воды от нее. К земляному полотну относят также резервы – неглубокие выработки вдоль дороги, из которых был взят грунт для отсыпки насыпи, и кавальеры – параллельные дороге валы,

54

в которые укладывают грунт из выемок, не потребовавшийся для отсыпки смежных участков насыпей. Земляным полотном называют всю часть полосы отвода, затронутую земляными работами.

Проезжая часть и обочины отделяются от прилегающей местности правильно спланированными наклонными плоскостями – откосами. В выемках и боковых канавах различают внешний и внутренний откосы. Линия сопряжения поверхностей обочины и откоса насыпи или внутреннего откоса канавы образует бровку земляного полотна. Расстояние между бровками условно называют шириной земляного полотна. Крутизну откосов характеризуют коэффициентом заложения, который определяется отношением высоты откоса к его горизонтальной проекции – заложению [2, 23–26].

Поперечные профили конструкции земляного полотна назначаются на основе решений по продольному профилю (рабочим отметкам) и типовых поперечных профилей земляного полотна автомобильных дорог общего пользования с учетом рельефа местности, поч- венно-грунтовых, геологических, гидрологических и климатических условий. Поперечные профили земляного полотна выполняются без боковика. На поперечном профиле конструкции земляного полотна (см. прил. 8) показывают согласно [23 – 26]:

–ось проектируемой автомобильной дороги;

–линию фактической поверхности земли (условно);

–контур проектируемого земляного полотна с указанием крутизны откосов, а при реконструкции, кроме того, контур существующего земляного полотна;

–ширину земляного полотна и его элементов;

–ширину проезжей части, разделительной полосы, обочин и укрепленных полос;

–направление и величину уклонов верха земляного полотна и поверхности дорожной одежды;

–конструкцию дорожной одежды (схематично);

–элементы укрепления обочин, откосов и водоотводных сооружений (схематично) с указанием обозначения документации, необходимой для его выполнения;

–контур и величину срезки плодородного слоя, удаления торфа или замены непригодного грунта;

–дренажные устройства и их обозначения (схематично);

–границу полосы отвода земель.

55

Поперечные профили конструкций земляного полотна, различающиеся высотой насыпи или глубиной выемки, крутизной откосов или другими показателями, обозначают тип 1, тип 2 и т.д.

Количество поперечных профилей земляного полотна должно полностью характеризовать его по всему запроектированному продольному профилю. Характерными являются поперечные профили в нулевых местах; в насыпях до 1,2 м с боковыми кюветами; в насыпях до 3 м, в более высоких насыпях до 6 м; в высоких насыпях высотой от 6 до 12 м; в выемках глубиной до 1 м; в выемках глубиной более 1 м и на косогорах – в насыпи и в выемке.

Тип 1. Насыпи до 3 м с заложением откосов 1:4(3), а до 1,2 м на насыпях устраивают боковые кюветы.

Тип 2. Насыпь до 6 м с заложением откосов 1:1,5.

Тип 3. Насыпь до 12 м с переменным заложением откосов: высоте насыпи до 6 м 1:1,5, а выше 6 м – 1:1,75.

Тип 4. Выемка до 1 м. Тип 5. Выемка более 1 м.

Более точное значение крутизны откосов насыпей в зависимости от вида грунта следует назначать в соответствии с [23, табл. 7.4, 7.5 6.26]. Конструкции поперечных профилей приведены в прил. 8.

1.4.12. Искусственные сооружения

Для проектирования водоотводных искусственных сооружений необходимо произвести расчет в соответствии с методическими рекомендациями [24]. Если расчет искусственных сооружений (труб, мостов) в проекте не предусматривается, то отверстия искусственных сооружений назначают конструктивно. Малые искусственные сооружения – это трубы и мосты длиной до 30 м. Мосты длиной 30 – 100 м являются средними искусственными сооружениями, а более 100 м – большими. Отверстия круглых труб бывают: 0,5; 0,75; 1,0; 1,25; 1,5; 1,75 и 2,0 м. Трубы устраивают в пониженных местах и при пересечении ручьев. Минимальная высота насыпи над трубами определяется по формуле (1.35), длина трубы – по формуле (1.36).

1.4.13. Подсчет объемов земляных работ

Подсчет объемов земляных работ проводят по таблицам, номограммам, графикам и поперечным профилям. В настоящее время широко применяется подсчет объемов земляных работ на ЭВМ [14].

56

При проектировании автомобильных дорог по новому направлению объемы земляных работ подсчитываются по таблицам [18].

Таблицы для подсчета объемов земляных работ [18] составлены в соответствии с требованиями [7] для действующих в настоящее время ширин земляного полотна и крутизны откосов, которыми и рекомендуется пользоваться.

Подсчет земляных работ ведется по прил. 9. Из запроектированного продольного профиля в ведомость вписываются по пикетам и плюсовым точкам рабочие отметки насыпей, выемок, нулевые точки (переход из выемки в насыпи) и расстояния (графы 1 – 4,9). Подсчитывается средняя рабочая отметка (графа 5), сумма и разность рабочих отметок (графы 6 – 8).

Прежде чем пользоваться любыми таблицами, необходимо познакомиться с теоретическими основами их составления и правилами пользования. Для запроектированной ширины земляного полотна и крутизны откосов выбирается та таблица, которая соответствует запроектированному поперечному профилю, и из нее в графы 11,12, соответственно расстоянию (графа 9), вписываются объемы, м3 . В эти объемы вводятся поправки (графы 13 – 16):

а) на ширину земляного полотна, если табличная ширина земляного полотна не соответствует запроектированной, эта поправка определяется по формуле

где (B – Bт) – разница между требуемой (запроектированной) и табличной шириной земляного полотна; Hср – средняя рабочая отметка; L

– расстояние, м.

Если ширина земляного полотна по таблице больше запроектированной – поправка вычитается, а если табличная ширина земляного полотна меньше запроектированной – прибавляется;

б) если разность рабочих отметок больше 1 м при расстоянии меньше 100 м и больше 2 м при расстоянии больше 100 м, вводится поправка на разность рабочих отметок из таблицы поправок [18]. Эта поправка вводится со знаком плюс;

в) поправка на устройство дорожной одежды вычисляется по формуле

57

где а – ширина обочины, м; i0 – поперечные уклоны обочины (в тысячных); в – ширина проезжей части, м; iпр – поперечный уклон проезжей части (в тысячных); h –толщина дорожной одежды ориентировочно можно принять для дорог I–II категории h = 0,7 м, III категории h = 0,6 м, IV категории h = 0,5 м; L – длина участка, на которой вводится поправка, м.

Поправка вводится: для насыпи со знаком «минус», а для выемок

– со знаком «плюс»; г) иногда табличная крутизна откосов не совпадает с запроекти-

рованной, в этом случае вводят поправку на крутизну откосов, кото-

где m – табличная крутизна откосов; m1 – крутизна откосов запроектированная; Нср – средняя рабочая отметка, м; L – расстояние, м.

Поправка вводится с плюсом, если запроектированная крутизна откосов положе, и с минусом, если она круче табличной. После внесения всех поправок определяются исправленные объемы в графы 17 и 18. В объемах насыпи должен быть учтен коэффициент относительного уплотнения грунтов, который можно принять от 1,00 до 1,10.

Мосты длиной менее 3 м и все трубы при подсчете объемов земляных работ не учитываются. Объем земляных работ, занимаемый мостами и путепроводами длиной более 4 м, в общий объем земляных работ не включают, но к ним прибавляют объем двух конусов для каждого моста и путепровода. При этом подсчет объемов конусов проводят по таблицам или по обычным геометрическим формулам.

Подсчитанные объемы земляных работ составляют профильный объем земляных работ Vпроф, м3, т. е. объем насыпей Vн и выемок Vв вместе:

Оплачиваемый объем Vопл равен объему насыпи с учетом коэффициента относительного уплотнения грунта Коу плюс объем кавальера Vкав (учитывается, если объем выемки больше объема насыпи):

58