1472

составными частями поперечного профиля являются конструкция земляного полотна совместно с системой водоотвода и дорожная одежда. Земляное полотно служит основанием для дорожной одежды. Оно должно быть прочным, устойчивым, выдерживать нагрузки от поH движного состава, противодействовать природным факторам, обеспеH чивать безопасность движения.

Верхняя часть земляного полотна на участках проезжей части и обочин должна иметь поперечный уклон для быстрого сброса воды. Поперечный профиль дороги может быть двухскатным – с уклонами, симметрично нисходящими от оси дороги к бровкам земляного полотна, и односкатным – с уклоном, нисходящим от одной бровки земляного полотна к другой.

Все размеры элементов поперечного профиля привязаны к оси дороги.

Рис. 3. Элементы поперечного профиля автомобильной дороги

внасыпи и в выемке:

а– насыпь с одной проезжей частью; б – насыпь с двумя проезжими частями

иразделительной полосой; в – выемка на косогоре; 1 – земляное полотно; 2 – обочина; 3 – проезжая часть; 4 – боковая канава;

5 – внешний откос канавы; 6 – дорожная одежда; 7 – краевая полоса; 8 – ось автомобильной дороги; 9 – ось проезжей части; 10 – полоса движения; 11 – кромка проезжей части; 12 – бровка земляного полотна: 13 – откос насыпи; 14 – обрез; 15 – берма; 16 – подошва откоса; 17 – разделительная

полоса; 18 – кавальер; 19 – нагорная канава; 20 – банкет; 21 – бровка откоса выемки; 22 – внешний откос выемки; H – высота насыпи;

hk – глубина боковой канавы

71

Ось автомобильной дороги – условная линия, проходящая по сереH дине проезжей части или разделительной полосе (для автомобильных дорог I категории).

Проезжая часть – основной элемент дороги, по которой непосредH ственно происходит движение транспортных средств. В зависимости от интенсивности движения проезжая часть может быть одноH, двухH, трехH и многополосной. Ширина проезжей части измеряется между кромками покрытия. Она зависит от категории дороги и числа полос движения и принимается согласно СНиП 2.05.02–85 «Автомобильные дороги».

Кромка проезжей части представляет собой продольную линию, отделяющую проезжую часть от обочины. Продольная полоса проезжей части, по которой происходит движение транспортных средств в один ряд, представляет собой полосу движения. Ширина полосы движения устанавливается по СНиПу и составляет от 3 до 3,75 м.

Вдоль проезжей части на обочинах и разделительных полосах устраивают краевые полосы, повышающие прочность края дорожной одежды и улучшающие безопасность движения. Ширина краевой полосы от 0,5 до 0,75 м.

Для разделения двух смежных проезжих частей дороги или двух протиH воположных направлений движения устраивают разделительную полосу.

Обочина – боковая полоса земляного полотна с каждой стороны между его бровкой и кромкой проезжей части. Обочина предназначена для предохранения краев дорожной одежды от разрушения, вынужH денной остановки автомобиля в случае неисправности, размещения остановочных полос, барьерных ограждений, средств сигнализации. Обочины могут быть устроены без специальной обработки или укрепH лены местными материалами (щебнем, гравием, шлаком). Ширина обочины составляет от 1,75 до 3,75 м.

Линия сопряжения поверхности откоса и обочины называется бровкой земляного полотна. По этой линии можно установить высоту насыпи или глубину выемки по отношению к поверхности земли. Вы сота насыпи – расстояние, измеренное по оси дороги от поверхности земли до линии бровки земляного полотна. Глубина выемки опредеH ляется так же, как и высота насыпи. В продольном профиле высота насыпи или глубина выемки называются рабочими отметками (рис. 4).

Рис. 4. Рабочая отметка земляного полотна: а – в выемке; б – в насыпи;

1 – отметка земли; 2 – отметка бровки земляного полотна

72

Ширина земляного полотна – расстояние между бровками земляH ного полотна. Оно включает в себя проезжую часть и две обочины, а для I категории дорог добавляется еще разделительная полоса.

Основные параметры элементов поперечного профиля проезжей части и земляного полотна автомобильных дорог согласно ГОСТ Р 52398 приH ведены в табл. 2.

Т а б л и ц а 2 Основные параметры элементов поперечного профиля проезжей части

и земляного полотна автомобильных дорог

П р и м е ч а н и я :

1.Ширина полосы безопасности входит в ширину разделительной полосы, а ширина краевой полосы – в обочину.

2.Ширину обочин на особо трудных участках горной местности, участках, проходящих по особо ценным земельным угодиям, а также с переходноH скоростными полосами и с дополнительными полосами на подъем при соответствующем техникоHэкономическом обосновании с разработкой мероприятий по организации и безопасности движения допускается уменьшать до 1,5 м для автомобильных дорог категорий IБ, IВ и II и до 1,0 м – для дорог остальных категорий.

3.Ограждения на обочинах дорог располагают на расстоянии не менее 0,50 м и не более 0,85 м от бровки земляного полотна в зависимости от жесткости конструкции дорожных ограждений.

73

Боковые наклонные поверхности земляного полотна называются откосами, которые заканчиваются боковыми канавами. Пологие откоH сы позволяют съезд транспортного средства с дороги без опрокидыH вания в случае аварийной ситуации. Боковые канавы проходят вдоль земляного полотна и предназначены для сбора и отвода поверхностных вод, стекающих с проезжей части и земляного полотна. РазновидH ностью канав являются боковые резервы – неглубокие выработки вдоль дороги, из которых грунт используется для отсыпки насыпи. Боковые резервы устраивают с одной или двух сторон от дороги.

На участках, где автомобильная дорога проходит по косогору, в насыпи или в выемке, необходимо с нагорной стороны дороги предуH смотреть нагорную канаву для перехвата стекающей по склону воды и отвода ее от дороги.

Банкет представляет собой вал треугольной формы, отсыпанный из грунта нагорной канавы, вдоль верхней бровки выемки. Банкет предH назначен для удержания воды в случае переполнения нагорной канавы.

Участок местности, расположенный за пределами земляного полотна и предназначенный для размещения линейных зданий, запасH ных и объездных путей, зеленых насаждений, называется обрезом дороги. Минимальная ширина обреза 1 м.

Берма – узкая полоса (площадка) от основания насыпи до боковой канавы, прерывающая линию откосов земляного полотна при большой их длине и крутизне в целях защиты откосов от возможного оползания под собственным весом. В тех случаях, когда грунт из выемки неприH годен для устройства насыпи, излишки его складывают в стороне от дороги в кавальер, представляющий собой отвал грунта геометриH ческой призмы.

Отметку поверхности земли фиксируют по оси дороги и опредеH ляют при помощи нивелирования на местности. Проектную отметку земляного полотна определяют по расчету и фиксируют на линии бровки земляного полотна. Высоту насыпи или глубину выемки (рабочие отметки) определяют разностью между проектной отметкой и отметкой земли по оси дороги (см. рис. 4).

Основной масштаб поперечных профилей земляного полотна 1:200. Допускается М 1:100 при обосновании для сложных условий рельефа местности.

Контрольные вопросы

1. Какое сочетание видов перевозок является характерным для древних путей сообщения?

74

2.Назовите исторический период, характеризующийся интенсивH ным строительством шоссе – дорог с твёрдым, главным образом щебёночным, покрытием во всех странах.

3.Какие обстоятельства приводят к развитию подземных рельсоH вых дорог – метрополитенов и наземных монорельсовых дорог?

4.Раскройте отличные особенности первоначального развития строительства дорог в России от западного пути.

5.С какого периода времени в России в нижних слоях щебеночных одежд начали применять гравий?

6.С какого века получило распространение дорожных покрытий из природных асфальтовых горных пород?

7.Раскройте сущность идей МакHАдама в развитии техники дорожного строительства.

8.С именем какого французского инженера связывают искусственH ную укатку щебеночных одежд?

9.Что называется поперечным профилем дороги, высотой насыпи, глубиной выемки, бровкой земляного полотна?

10.Перечислите элементы поперечного профиля дороги и их назначение.

11.Расскажите о назначении обочины и ее основных элементах?

12.Для чего предназначены кюветы и резервы, в чем их различие?

13.Как определить размер бокового резерва?

4.3. Земляное полотно

Земляное полотно является наиболее объемным и сложным по конструкции элементом автомобильной дороги. В зависимости от категории автомобильной дороги и типа дорожной одежды на 1 км требуется от 10 000 до 50 000 м грунта.

Земляное полотно проектируют с учетом категории дороги, типа дорожной одежды, высоты насыпи и глубины выемки, свойств грунтов, используемых в земляном полотне, природных условий района строиH тельства. Проектировать земляное полотно необходимо совместно с конструкцией дорожной одежды как единое инженерное сооружение. Геометрические элементы земляного полотна и дорожной одежды должны соответствовать расчетной скорости движения и обеспечивать удобное и безопасное движение автомобилей.

Одним из основных требований, предъявляемых к земляному полотну, является обеспечение прочности и устойчивости всех его элементов.

75

Под прочностью земляного полотна понимается его способность сохранять при действии нагрузки от автомобилей и природных факторов приданные ему при строительстве форму и размеры.

Для обеспечения устойчивости земляного полотна его сооружают из пригодных грунтов и предусматривают отвод поверхностных и грунтовых вод. На конструкцию земляного полотна влияют местные природные условия. Степень увлажнения земляного полотна зависит от количества выпадающих осадков по месяцам, толщины снегового покрова, температуры воздуха и почвы, степени заносимости дороги снегом. Исходя из этого проектируют определенную форму земляного полотна для насыпи: при высоте насыпи до 2–3 м откосы выполняют пологими с коэффициентами заложения 1:3 или 1:4; с увеличением высоты форма земляного полотна меняется и откосы выполняют более крутыми 1:1,5.

Для обеспечения снегонезаносимости выемки проектируют расH крытыми с пологими откосами.

Рельеф местности влияет на характер стока воды, степень увлажнения местности около земляного полотна. На открытых участках земляное полотно просыхает быстрее и водноHтепловой режим лучше. При проH хождении дороги через лес, кустарник на участках высоких насыпей и глубоких выемок просыхание земляного полотна происходит медленH нее, водноHтепловой режим значительно сложнее. На таких участках насыпь необходимо проектировать из устойчивых грунтов с тщательH ным уплотнением в процессе строительства.

На высоту насыпи и тип укрепления земляного полотна влияют гидрологические условия, которые характеризуются стоком воды по поверхности земли в пределах полосы отвода. В равнинной местности сток затруднен, предусматривают боковые и водоотводные канавы. В пересеченной местности вода стекает быстрее, возникают большие скорости, происходит размыв существующих русл, оврагов, канав. Конкретно в каждом случае решают вопросы по укреплению земляного полотна и проектированию водоотводных сооружений.

При необеспеченном стоке воды увеличивают высоту насыпи над уровнем стояния воды. При проектировании земляного полотна по косогорным участкам решают вопросы по устойчивости земляного поH лотна, возможности проектирования в полунасыпиHполувыемке с мероH приятиями по укреплению подошвы насыпи или проектирования подH порной стенки. Правильно построенное земляное полотно служит очень долго и должно сохранять проектное очертание в течение срока службы.

В результате воздействия нагрузок от земляного полотна и движуH щегося транспорта, поверхностных и грунтовых вод могут происходить

76

деформация земляного полотна, потеря правильных геометрических очертаний. Грунт теряет свою несущую способность и обрушается от собственного веса. Причинами деформаций в земляном полотне могут быть применение непригодных грунтов, повреждение откосов земляH ного полотна изHза недостаточного укрепления и большой крутизны, образование пучинистых участков, деформация земляного полотна на слабом основании.

Требуемая плотность грунтов в насыпях и в выемках нормируется по коэффициенту уплотнения грунта – отношению плотности скелетап грунта – конструкции земляного полотна к максимальной плотH ности скелета max этого же грунта при стандартном уплотнении в лабораторных условиях при оптимальной влажности, т.е.

Существует две классификации грунтов, применяемых для устройH ства земляного полотна:

–дорожная, которая характеризует грунты в зависимости от содержания в них количества песчаных и пылеватых частиц, по числу пластичности и содержанию фракций;

–по трудности разработки грунтов дорожными землеройными машинами, отчего зависит производительность механизмов.

По содержанию твердых частиц и характеру связи между ними грунты бывают: с пластичной связью между зернами – глинистые связH ные и малосвязные (табл. 3); без связи между зернами – щебеночные (крупнообломочные) и пески; с жесткой связью между зернами – полускальные и скальные.

Т а б л и ц а 3 Характеристики грунтов по содержанию твердых частиц

и характеру связи между ними

77

Теоретически все грунты могут использоваться в дорожном строиH тельстве. Однако для отдельных грунтов предусматривают некоторые конструктивные и технологические мероприятия по улучшению их свойств.

Крупнообломочные и песчаные грунты являются хорошим матеH риалом для всех слоев земляного полотна, особенно при слабых осноH ваниях, на болотистых участках.

Для возведения земляного полотна не допускается применять: глиH нистые грунты, находящиеся в текучем состоянии, обладающие низкой прочностью; лессы, лессовые и лессовидные – разновидность глиниH стых пылеватых грунтов с повышенной пористостью, превышающей 40 % (при увлажнении быстро размокают и проседают, легко размыH ваются); мергели – переходную породу от известняка к глинам (при увлажнении набухают и размокают); сланцевые глины – плотные, слоистые (в воде быстро разрушаются, плохо уплотняются); торф, органоминеральную массу, содержащую более 60 % растительных остатков (сильно сжимается); черноземы – грунты, содержащие гумус и разложившиеся растительные остатки (при увлажнении сильно набуH хают и теряют прочность); засоленные грунты – содержащие водорасH творимые соли в количестве более 8 % при хлоридном и более 5 % при сульфатном засолении.

Супесь легкая – лучший грунт для устройства земляного полотна, плотно и легко укатывается, быстро просыхает; супесь пылеватая – малосвязный пучинистый грунт с высоким капиллярным поднятием воды, в водонасыщенном состоянии почти целиком утрачивает несуH щую способность, хорошо обрабатывается вяжущими материалами, мало пригоден для строительства земляного полотна. Супесь пылеваH тая тяжелая – типичный пучинистый грунт, легко переходит в плывунH ное состояние, хорошо разрабатывается, применяется редко в дорожH ном строительстве.

Суглинок легкий – связный грунт, подвержен процессам пучинообH разования; суглинок легкий пылеватый – более подвержен капиллярH ному поднятию воды и более склонен к пучению, мало пригоден для строительства земляного полотна; суглинок тяжелый пылеватый – мало пригоден для строительства земляного полотна; суглинок тяжеH лый – связный плотный грунт с малой водопроницаемостью, примеH няется как добавка к песчаным грунтам.

Глинистые грунты подвержены процессам набухания и усадки, очень трудны в разработке, практически водонепроницаемые. Глина песчанистая пригодна для строительства земляного полотна, глина пылеватая – малопригодна, глина жирная – непригодна.

78

Вслучае сооружения насыпи из неоднородных грунтов в нижнюю часть земляного полотна укладывают более глинистые грунты, а верхние слои устраивают из пригодных для дорожных работ супесей и суглинков. Пылеватые грунты в земляном полотне не применяют.

Впоследние годы в дорожном строительстве применяют грунты искусственного происхождения: отходы обогатительных фабрик, терH риконы шахт, отходы ТЭЦ, формовочные земли. Применение этих грунH тов освобождает полезные площади, занимаемые отвалами. Земляное полотно в таких случаях проектируют по индивидуальным проектам с обеспечением водноHтеплового режима и водоотвода.

Поверхностям слоев водонепроницаемых грунтов необходимо придаH вать двухскатный поперечный профиль от оси дороги с уклоном 20–40 ‰.

Запрещается бессистемная отсыпка различных по свойству грунтов, так как это способствует образованию водонасыщенных линз

иувлажненных наклонных поверхностей, по которым возможно ополH зание грунта. Разнородные грунты отсыпают горизонтальными слоями, отсыпка насыпи в виде замкнутого ядра из одного грунта не рекоменH дуется. При реконструкции земляного полотна не разрешается уширеH ние насыпи из дренирующего грунта водонепроницаемым грунтом.

При устройстве выемки в неоднородном грунте необходимо предуH сматривать мероприятия для выпуска воды из водонепроницаемых грунтов или понижения уровня воды.

Многолетняя практика строительства, эксплуатации и проектироваH ния автомобильных дорог выработала ряд требований к геометрической форме и конструкции земляного полотна при различных природных усH ловиях. Поэтому разработаны типовые поперечные профили земляного полотна с едиными системой и стандартами, предназначенные для многократного применения проектными организациями, но с привязкой к конкретным условиям строительства. В поперечном сечении земляное полотно может быть представлено в виде насыпи, выемки, полунасыпиH полувыемки. Возвышение бровки земляного полотна зависит от типа местности по характеру увлажнения, дорожноHклиматической зоны и вида грунта. Иногда высота насыпи зависит от конструктивных особенH ностей искусственных сооружений (больших мостов, путепроводов, транспортных развязок).

Вобычных условиях поперечные профили земляного полотна принимаются по типовым проектам, разработанным проектными организациями.

Индивидуальные проекты земляного полотна применяют в случае, если невозможно применить типовой проект, или при проектировании ответственных и сложных участков земляного полотна.

79

4.4. Сооружения на автомобильных и железных дорогах

Для обеспечения нормальной эксплуатации, ремонта и содержания всех дорожных сооружений, а также обслуживания пассажиров и водителей, автотранспортных средств, перемещающихся по автомоH бильной дороге, должны быть предусмотрены сооружения дорожной и автотранспортной служб и службы государственной инспекции безопасности движения (ГИБДД).

Впроцессе составления проекта автомобильной дороги выбирают площадки под здания и сооружения автотранспортной и дорожной служб относительно дороги с устройством подъезда к ним. Составляют проекты на комплексы зданий и сооружений с учетом структуры службы с привязкой к местным условиям.

К сооружениям дорожной службы в зависимости от установленной организационной структуры относятся комплексы зданий и сооруH жений управления дорог, здания и сооружения основного и низового звеньев дорожной службы, жилые дома для рабочих и служащих, производственные базы, пункты обслуживания и охраны мостов, переправ, тоннелей, галерей.

Впроцессе работы многие сооружения и элементы автомобильной дороги ухудшают свои эксплуатационные качества, требуя постоянH ного текущего ремонта и содержания всех инженерных сооружений дороги. Обеспечение хорошего состояния дорожных сооружений возH лагается на работников служб ремонта и содержания автомобильных дорог. Для того чтобы автомобильная дорога находилась в хорошем состоянии, необходимо установить за ней надзор и уход для обеспечеH ния безопасного и удобного движения. С увеличением интенсивности движения и повышения требований безопасности может возникнуть необходимость в улучшении некоторых элементов автомобильной дороги или создании новых видов обустройств с привлечением других организаций.

Для выполнения своих задач основное звено дорожной службы должно иметь административноHбытовой корпус, производственный корпус по ремонту и техническому обслуживанию дорожных машин и автомобилей, стоянки (холодные и теплые) на списочный состав парка машин, цех по ремонту технических средств организаций дорожного движения, базу по приготовлению и хранению противогололедных материалов, склады.

Для низового звена дорожной службы, подчиненного основному звену, строят производственный корпус для технического обслуживаH ния дорожных машин и автомобилей с административноHбытовыми

80