Проектирование, строительство и эксплуатация городских дорог, мостов и гидротехнических сооружений
реклама
Проектирование, строительство и эксплуатация городских дорог, мостов и гидротехнических сооружений 2 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Вводный курс лекций по дисциплине: «Проектирование, строительство и эксплуатация городских дорог, мостов и гидротехнических сооружений» для студентов специальности 270105 «Городское строительство и хозяйство» Тюмень, 2011 3 СОДЕРЖАНИЕ Введение…………………………………………… 1. Предмет и объект дисциплины 1.1 Роль транспортной инфраструктуры в системе городского строительства и хозяйства 1.2 Виды деятельности специалистов дорожного и городского хозяйства…………………8 1.2.1 Проектирование автомобильных дорог…………………………………………………13 1.2.2 Строительство автомобильных дорог…………………………………………………...15 1.2.3 Эксплуатация автомобильных дорог……………………………………………………24 1.3 Автомобильные дороги и улицы как комплексные сооружения………………………24 1.3.1 Дорожная конструкция…………………………………………………………………..24 1.3.2 Искусственные сооружения……………………………………………………………..24 1.3.3 Средства организации и безопасности движения……………………………………35 1.3.4 Здания и сооружения дорожно-эксплуатационной службы………………………...37 1.3.5 Дорожный сервис……………………………………………………………………….39 1.3.6 Защитные сооружения…………………………………………………………………...40 1.3.7 Озеленение……………………………………………………………………………….41 1.4 Классификация автомобильных дорог……………………………………………...........43 1.4.1 Общая классификация автомобильных дорог…………………………………………43 1.4.2 Классификация автомобильных дорог по собственности…………………………….44 2. Автомобильные дороги общего пользования 2.1 Классификация дорог по видам и назначениям……………………………………………..45 2.1.1 Классификация дорог по видам и назначениям……………………………………….45 2.1.2 Техническая классификация дорог общего пользования…………………………....45 2.2 Элементы и параметры автомобильных дорог……………………………………………….47 2.2.1Элементы плана дороги………………………………………………………………….48 2.2.2 Элементы продольного профиля дороги……………………………………………….55 2.1.3 Элементы поперечного профиля дороги……………………………………………..57 2.2.4 Параметры автомобильных дорог………………………………………………………58 3 Городские улицы и дороги как элемент инженернотранспортной инфраструктуры 3.1 Основные понятия и нормативная база градостроительства. Классификация городов.59 3.2 Территории и инфраструктуры городов…………………………………………………..61 4 3.3 Классификация и параметры городских улиц и дорог…………………………………62 3.4 Схемы транспортной планировки городов………………………………………………71 3.5 Характеристики транспорта и улично-дорожной сети…………………………………..73 4 Порядок проектирования дорог, улиц и их элементов 4.1 Основные элементы дорожных конструкций……………………………………………79 4.1.1 Земляное полотно………………………………………………………………………79 4.1.2 Дорожная одежда……………………………………………………………………..104 4.2 Основные разделы и чертежи проектов улиц и дорог………………………….........130 5 Гидротехнические сооружения в городах 5.1 Классификация…………………………………………………………………………...132 5.2 Принципы расчета и выбора…………………………………………………………….136 6 Заключение……………………………………………………………141 7 Список используемой литературы..........................................................145 5 Введение В составе дисциплины изучаются обоснование требований к элементам трассы дороги и их взаимному сочетанию, проектирование земляного полотна, проектирование дорожных одежд, правила проложения трассы дороги на местности, проектирование мостовых переходов через большие и малыеводотоки, особенности проектирования дорог в сложных природных условиях,изыскания автомобильных дорог и составление проектов. Главная задача, которая ставится при проектировании системы дорог, улиц, проездов и сети массового пассажирского транспорта сводится к созданию удобного транспортного обслуживания и безопасных условий для жизни населения. Изучение данной дисциплины очень актуально на сегодняшний день, ведь уровень развития транспортной системы государства – один из важнейших признаков ее технологического прогресса и цивилизованности. В России с ее огромной территорией именно транспорт объединяет в единый комплекс буквально все отрасли экономики. Именно транспорт обеспечивает не только нормальную жизнедеятельность государства, но и его национальную безопасность и целостность. Всевозрастающие масштабы общественного производства, расширение сфер промышленного использования природных ресурсов, развитие экономических и культурных связей как внутри страны, так и с зарубежными странами, требования обороноспособности страны не могут быть обеспечены без мощного развития всех видов транспорта, широко разветвленной сети путей сообщения, высокой мобильности и маневренности всех видов транспорта. Транспорт в нашей стране способствует решению таких важных политических задач, как ликвидация экономического отставания окраинных районов, противоположности между городом и деревней, расширение связей народов нашей страны, укрепление их дружбы, обмен достижениями во всех отраслях народного хозяйства и областях культуры. 6 1. Предмет и объект дисциплины 1. Роль транспортной инфраструктуры в системе городского строительства и хозяйства 2. Виды деятельности специалистов дорожного и городского хозяйства 3. Автомобильные дороги и улицы как комплексные сооружения 4. Классификация автомобильных дорог 1.1 Роль транспортной инфраструктуры в системе городского строительства и хозяйства. Транспортная комплекс представляет собой особую сферу материального производства и выступает как самостоятельная отрасль народного хозяйства страны. Транспорт образно называют «кровеносной системой». С его помощью осуществляется перемещение огромных масс грузов и пассажиров как внутри городов, так и в междугородном, межрайонном и международном сообщениях. Надежные транспортные связи являются необходимым и обязательным условием специализации любых территорий на производстве продукции, предназначенной для потребления за их пределами. Обеспеченность территории хорошо развитой транспортной системой служит одним из важных факторов привлечения населения и производства, является важным преимуществом для размещения производительных сил и дает интеграционный эффект. Велика роль транспорта в рациональном размещений производительных сил, освоении новых территорий. Транспорт занимает важное место в системе строительного производства, являясь технологическим звеном, связывающим строительные объекты с предприятиями строительной индустрии, строительной базой, складами и другими источниками материально-технического обеспечения строительства. Роль транспорта в строительстве объясняется высокой материалоёмкостью строительного производства, необходимостью в непрерывных поставках строительных грузов. Основная нагрузка при перевозках строительных грузов падает на автомобильный транспорт (свыше 80% перевозок), в связи с чем развитие и поддержание улично-дорожной сети является важной задачей специалистов, работников и руководителей городского хозяйства. УДС городов и территорий – важный элемент транспортной инфраструктуры. Они являются градостроительным каркасом и определяют архитектурно-планировочный облик городов и поселков на многие десятилетия. Ежедневно по дорогам нашей страны перевозится около 17 млн. тонн грузов и более 62 млн. пассажиров. Автомобильный транспорт России представляет собой наиболее гибкий и массовый вид транспорта. Сфера применения автотранспорта широка. Он выполняет большую часть коротких внутрирайонных перевозок, доставляет грузы к станциям железных дорог и речным пристаням и развозит их к потребителям. В северных и восточных районах, где почти нет других видов сухопутного транспорта, им осуществляются дальние межрайонные перевозки. 7 Транспортная инфраструктура является ключевым и проблемным элементом развития страны. Современное состояние транспортной системы характеризуется низким техническим уровнем производственной базы большинства предприятий и износом подавляющего большинства транспортных средств, что приводит к снижению безопасности их работы, а также отсутствием инвестиций для преодоления данных проблем. Важной характеристикой транспортной системы России является тот факт, что, по данным Росстата, по состоянию на 2011 год в межсезонье 10 % населения страны фактически отрезан от остальной территории страны. К примеру, Тюменская область имеет одну из лучших транспортных сетей по протяженности, состоянию и темпам, однако около 500 населенных пунктов до сих пор не имеют круглогодичного подъезда. Средняя подвижность населения России (на 2011 год) — около 6300 км на душу населения в год (в странах Западной Европы — 15-20 тыс. км, в США, Канаде — 25-30 тыс. км в год). Существенным фактором, обуславливающим территориальную разобщённость страны, является построение её транспортной системы по звездообразному принципу с центром в столице. К основным проблемам транспортной инфраструктуры России также относится: -Высокая стоимость строительства (по сравнению с США больше в 5 раз и в 3,5 раз – по сравнению с Европой). - Недостаточная протяженность дорожной сети (потребности России в протяженности составляет в 3 раза большую цифру, чем в настоящее время.) - Диспропорция между уровнем автомобилизации и темпами дорожного строительства. Важно заметить, что сфера дорожного строительства является одной из самых коррумпированных отраслей национальной экономики.Это и является причиной огромного разрыва в стоимости дорожного строительства в России по сравнению с Европой и США. Он самый большой, если сравнивать с другими отраслями. Если посмотреть на себестоимость выпуска тонны металла, добычи тонны нефти или тысячи кубометров газа, нигде нет такого разрыва, как в дорожном строительстве. Помимо коррупции, стоимость строительства дорог увеличивает неэффективное освоение средств выделенных на развитие транспортной инфраструктуры. Ввиду того, что аудит дорожных работ в России находится на крайне невысоком уровне, очень сложно отследить эффективность расходования средств. К не менее важным причинам возникновения проблем в развитии УДС является: - Несовершенство системы организации и управления развитием дорожно-транспортного комплекса. - Сложные природно-климатические условия во многих регионах. - Отсутствие конкуренции в этой сфере и категорическое нежелание строительных корпораций использовать новые технологии. Не стоит забывать что развитие дорог, даст толчок для развития других сфер экономики. Проблемы развития дорожной сети необходимо решать и вкладывать финансы в дорожные отрасли, так как это дает мультипликативный эффект (увеличение): каждый рубль, вложенный в развитие дорожного хозяйства, дает 10 рублей ВВП. 8 1.2 Виды деятельности специалистов дорожного и городского хозяйства Деятельность дорожного хозяйства включает в себя: Проектирование автомобильных дорог Строительство автомобильных дорог Эксплуатацию автодорог 1.2.1 Проектирование автодорог Проектирование — процесс создания проекта, прототипа, прообраза предполагаемого или возможного объекта, состояния. Проектом же является комплект указанной документации и материалов (определённого свойства), результат проектирования. Процесс проектирования городских улиц и дорог в современных условиях содержит следующие аспекты комплексного решения различных взаимосвязанных вопросов градостроительного проектирования: а) рациональное комплексное проектирование сети улиц и дорог в целом по городу в увязке: с общей сетью внешних автомобильных дорог; с функциональным зонированием городских территорий и размещением общегородского и зональных центров; с застройкой жилых районов; зональных и общегородских центров; различных городских зон (промышленных, складских, транспортно-коммунальных, отдыха и т.д.); отдельных комплексов различного назначения (административнообщественных, торговых, спортивных, выставочных, мемориальноисторических, научных и т.п.); с размещением грузо- и пассажирообразующих пунктов; с генеральными схемами инженерной подготовки территории, водоотвода, снегоудаления и озеленения и системами прокладки подземных и надземных инженерных сетей; б) рациональное комплексное проектирование взаимосвязанных элементов уличнодорожной сети отдельных городских районов от внутриквартальных (внутримикрорайонных) дорог и подъездов до магистралей общегородского значения; в) комплексное проектирование всех элементов городской магистрали: проезжих частей, рельсовых путей трамвая, тротуаров, озеленения; обстановки пути (транспортного обустройства), средств регулирования и организации уличногодвижения; мостов, путепроводов, транспортных и пешеходных пересечений в одном и разных уровнях; водостоков и дренажей; водоводов и водопровода, фекально-хозяйственной канализации, газопроводов, различных продуктопроводов (нефтепровода, паропровода и т.п.), электросиловых кабелей, линий высоковольтных электропередач, кабелей связи, контактных проводов и т.п. 9 Вышеуказанные аспекты комплексного проектирования решаются на следующих последовательных стадиях проектных работ по планировке города и его отдельных элементов: 1. Технико-экономические основы генерального плана города; 2. Генеральный план города; 3. Комплексная схема развития всех видов пассажирского транспорта; 4. Проект детальной планировки; 5. Проект планировки и застройки (архитектурно-планировочное задание) магистрали, площади, крупного комплекса общегородского значения (ТЭО объекта); 6. Технический проект на строительство или реконструкцию улиц и дорог; 7. Рабочие чертежи на строительство или реконструкцию улиц и дорог. Ряд вопросов инженерного оборудования, которые следует учитывать в проектах городских улиц и дорог, решается в генеральных схемах различных систем инженерного оборудования, подготовки территории, озеленения. На стадии ТЭО основной задачей в части предложений по улично-дорожной сети является предварительная проектная классификация улично-дорожной сети города в увязке с системами внешнего транспорта, предполагаемыми видами массового пассажирского транспорта, существующей сетью улиц и дорог, развитием новых территорий застройки. Никаких конкретных технических решений на стадии ТЭО не выполняется. На стадии генерального плана определяются главные направления формирования и развития улично-дорожной и транспортной сети города на 25-30 лет, реализуемые в закреплении необходимых территорий для всех транспортных дорожных сооружений, включая линии рельсового уличного транспорта. Транспортные расчеты, выполняемые на стадии генерального плана и представляемые в виде картограмм суммарной суточной и пиковой интенсивностей движения всех видов городского транспорта, являются основополагающими для всех последующих стадий проектирования городских улиц и дорог. Кроме интенсивности движения генеральный план должен содержать данные, характеризующие распределение транспортных потоков в основных транспортных узлах по направлениям. Эти данные могут представляться в абсолютных цифрах интенсивности движения в приведенных единицах или в форме процентного соотношения поворотных (особенно левых) потоков. 10 На стадии комплексной транспортной схемы на основании решений генерального плана конкретизируются основные направления развития улично-дорожной сети города на 10-15 лет (с выделением первой очереди на 5 лет); направления реализуются в форме принципиальных технических решений как будущих заданий на техно-рабочее проектирование с адресной привязкой всех объектов дорожно-транспортного строительства. Транспортные расчеты комплексных транспортных схем аналогичны расчетам генерального плана города, но включают также и расчеты интенсивности движения на первую очередь строительства. Распределение и величина потоков на транспортных узлах, строительство которых схемой обосновывается на первую очередь строительства, могут приниматься на основе обследований существующей интенсивности движения транспорта с последующей экстраполяцией на базе коэффициентов роста интенсивности или парка транспортных средств за ряд предшествующих лет. В проекте детальной планировки разрабатываются основные технические решения всех улиц и дорог на территории проектируемого района в объемах, необходимых для обеспечения транспортного обслуживания района на ближайшие 5-10 лет с обязательным резервированием территории для перспективного развития на расчетный срок генерального плана. Территории перспективного развития закрепляются «красными линиями», план которых является одним из основных результатов разработки улиц и дорог на стадии проекта детальной планировки. Проект планировки и застройки магистрали, площади, улицы, набережной, комплекса общегородского значения выполняется для наиболее значимых архитектурнопланировочных элементов города в развитие ранее выполненного и утвержденного проекта детальной планировки жилых районов, общегородских и зональных центров. В проекте планировки и застройки может производиться необходимая корректировка транспортных расчетов, выполненных на предыдущих стадиях. Целью разработки проекта планировки и застройки является уточнение путем разработки и сравнения вариантов с определением стоимости строительства по укрупненным показателям возможных планировочного, транспортного, объемнопространственного и композиционного решений магистрали, площади, улицы, набережной, комплекса общегородского значения. Проект планировки и застройки служит основой для последующего выполнения технических проектов и рабочих чертежей магистралей, площадей, транспортных и пешеходно-транспортных пересечений в одном и разных уровнях, набережных, отдельных комплексов общегородского значения и отдельных зданий и сооружений и является практически технико-экономическим обоснованием строительства и своего рода архитектурно-планировочным заданием на разработку технического проекта строительства или реконструкции магистрали, улицы, площади, набережной и т.п. 11 В техническом проекте строительства или реконструкции городской улицы или дороги разрабатываются оптимальные технические решения. Технические проекты и сметы к ним являются единственными документами, на основании которых составляются титульные списки строительства и осуществляется финансирование. Задачей разработки технического проекта в соответствии с заданием на проектирование является уточнение, а в необходимых случаях корректировка планировочных решений. В особых случаях при разработке технического проекта могут выполняться также в соответствии с заданием на проектирование варианты планировочного решения. В техническом проекте строительства или реконструкции городской улицы или дороги должны быть решены следующие основные вопросы: расположение элементов улицы или дороги в плане, в продольном и поперечном профиле; конструкция дорожной одежды для проезжей части, тротуаров, автостоянок; отвод поверхностных и подземных вод; прокладка новых и переустройство существующих инженерных сетей; озеленение, освещение и другие виды благоустройства; снос зданий и сооружений, вырубки и пересадки зеленых насаждений; организация и регулирование движения транспорта и пешеходов; мероприятия по снижению отрицательного воздействия транспорта на окружающую среду; методы производства работ с учетом производственной базы и механовооруженности строительных организаций с индустриализацией строительства, обеспечение безопасности строительства, безопасность движения транспорта и пешеходов в период строительства; объем работ, баланс земляных работ; очередность, стадийность и продолжительность строительства; стоимость строительства; технико-экономические показатели по объекту. Рабочие чертежи на строительство и реконструкцию городских улиц и дорог разрабатываются на основе утвержденных в установленном порядке технических проектов и являются детальной технической документацией для производства строительных работ.[13] Проекты строительства городских скоростных дорог и общегородских магистралей непрерывного движения выполняют в две стадии: стадия - проект и стадия - рабочая документация. 1) Стадия-проект, составляемый на базе подробных технических изысканий, но без детализации и без полевых изысканий. На данной стадии глубоко изучают природные условия района проложения дороги, выбирают направление трассы, устанавливают вероятные источники снабжения строительства дороги материалами, собирают данные 12 для четкого определения размеров и стоимости работ и потребного количества материалов, рабочей силы и устройств. В процессе технических изысканий должны быть намечены главные проектные решения дороги и согласованы с заинтересованными местными организациями. Ежели ранее не составляли технико-экономический доклад, особые группы специалистов-экономистов собирают материалы для составления техникоэкономического обоснования. 2)Стадия - рабочая документация (РД) – детальные чертежи и сметы, разрабатываемые на базе полевых изысканий. При проектировании простых в техническом отношении объектов, а также в случаях, когда на стадии разработки проекта планировки и застройки (архитектурнопланировочного задания или ТЭО) было четко определено оптимальное архитектурнопланировочное и инженерно-транспортное решение в комплексе с оптимальным решением всех смежных градостроительных вопросов, стадия разработки технического проекта и стадия разработки рабочих чертежей могут быть объединены в одну стадию стадию рабочего проекта. Рабочий проект строительства автомобильных дорог должен состоять из следующих разделов [6]: а) общая пояснительная записка, содержащая: перечень исходных данных для проектирования; характеристику проектируемой дороги; описание района проложения дороги с характеристикой климата, инженерно-геологических и грунтовых условий, данные по проложению трассы дороги, общие сведения о предусматриваемых природоохранных мероприятиях, их оптимальности и экономической эффективности (по материалам строительных решений); описание конструкции земляного полотна, дорожной одежды и искусственных сооружений, характеристику мероприятий по безопасности движения автомобилей, дорожных устройств и обстановки дороги, данные по организации строительства и сметной стоимости строительства; копии документов согласований по всем вопросам разработки рабочего проекта; б) строительные решения, содержащие: ведомость объемов работ по подготовке территории строительства, земляному полотну, дорожной одежде, искусственным сооружениям, дорожным устройствам и обстановке дороги, мероприятия по охране окружающей природной среды; Основные чертежи: план трассы автомобильной дороги профиль, конструкции земляного полотна и дорожной одежды; и продольный в) организация строительства: состав, объем и содержание проектной документации данного раздела рабочего проекта устанавливается нормативными документами по разработке проектов организации строительства и проектов производства работ, утверждаемыми Госстроем СССР; г) сметная документация; 13 д) паспорт рабочего проекта, составленного по установленной форме; е) рабочая документация. Рабочая документация на строительство автомобильной дороги с продолжительностью строительства (по нормам) до 2-х лет разрабатывается и передается заказчику в составе рабочего проекта на весь объем строительно-монтажных работ, а при продолжительности строительства свыше 2-х лет - на годовой объем этих работ. Проектно-сметные материалы разделов рабочего проекта, указанные в подпунктах «а» «д», представляются на экспертизу и утверждение с приложением, при необходимости, основных рабочих чертежей. На всех стадиях проектирования городских улиц и дорог должны быть обеспечены высокая эффективность капитальных вложений, прогрессивная технология производства строительных работ, использование местных строительных материалов, сохранение и улучшение окружающей городской среды. 1.2.2 Строительство автодорог Понятие строительства автомобильной дороги включает в себя строительство, различные ремонты автодорог и модернизацию. Стоит учесть, что в это понятие входит надзор за состоянием уже построенных дорог, организация необходимых реконструкционных работ и контроль за их проведением. Строительство имеет две неотъемлемых составляющих: организация производства работ; технология работ; Технология работ отвечает на вопрос, как и чем выполнять тот или иной технологический процесс. Организация же работ представляет собой увязку всех имеющихся ресурсов во времени, т.е. отвечает на вопрос , когда и кому выполнять данный технологический процесс. Основной моделью организации производства работ является линейный график производства работ(рис.1), который устанавливает, какие виды работ и на каком пикете (километре) будут осуществляться в заранее определенный период времени (день, месяц). 14 Рис.1 Линейный график производства работ В практику дорожного строительства за последнее время все больше внедряется так называемый поточный метод строительства. Этот метод является прогрессивным и характеризуется тем, что все виды дорожно-строительных работ выполняются специализированными машинно-дорожными отрядами, причем каждый идущий впереди отряд выполняет свой вид работ без пропусков, подготавливая фронт работ для следующего за ним отряда. Для успешного осуществления поточного метода все отряды действуют в одинаковом темпе, т. е. выполняют свой вид работ на участках одинаковой длины за одно и то же время. После прохода по трассе последнего машинно-дорожного отряда дорога может быть сдана в эксплуатацию. Графики потребности устанавливают, какое количество рабочих (по профессиям), транспортных средств и дорожных машин (по типам) должно быть занято на строительстве за тот же период. Большей частью в линейном графике учитываются следующие основные виды работ: а) подготовительные работы (восстановление трассы, расчистка трассы от деревьев и кустарника, корчевка пней, осушка болот и т.п.); 6) земляные работы по устройству дорожного полотна; 15 в) работы по устройству искусственных и гражданских сооружений; г) работы по устройству дорожного покрытия (послойно); д) прочие работы, связанные со сдачей дороги в эксплуатацию (отделочные, расстановка дорожных знаков и т. п.). Линейный график производства работ дает представление о скорости потока (𝑉𝑛 ), которая определяется делением длины участка (𝐿уч ), сооружаемого поточным методом, на количество дней, затраченных на сооружение этого участка (𝑇раб): 𝐿уч 𝑉𝑛 = 𝐾см × 𝑇 раб (1) 𝐾см − коэффициент, характеризующий сменность работы сотрудников. Наряду с линейными видами работ, которые показываются на графике производства работ наклонными линиями, такие виды работ, как устройство искусственных и эксплуатационных сооружений и особо крупные земляные работы, являются привязанными к определенному месту. Поэтому они носят название сосредоточенных и показываются на графике вертикальными линиями. Сосредоточенные работы должны быть закончены к моменту подхода основного потока. Поточный метод обеспечивает высокую производительность труда при постройке дорог. Но успешное осуществление строительства дорог поточным методом возможно только при высоком уровне механизации дорожно-строительных работ. В связи с этим строители-дорожники за последние годы получают богатую технику - большое количество всевозможных дорожных и строительных машин: скреперы, грейдеры, экскаваторы, камнедробилки, катки, автогудронаторы, асфальтобетоноукладчики, бетономешалки и многие другие машины и транспортные средства, без которых было бы немыслимо выполнение дорожного строительства в значительных масштабах и высокими темпами. Вместе с тем активно развивается индустриализация строительства, заключающаяся в том, что многие дорожно-строительные материалы (асфальтобетонная масса, цементобетон, элементы мостов и труб из сборного железобетона и пр.) изготавливаются в централизованном порядке на крупных предприятиях промышленного типа и в готовом виде доставляются к месту их укладки или установки на трассе строящейся дороги. Транспортировка дорожно-строительных материалов оказывает большое влияние на стоимость сооружения автомобильной дороги. В целях снижения стоимости проектировщикам и строителям необходимо минимально использовать дальнепривозные материалы и изыскивать возможности применения местных строительных ресурсов. Стоимость постройки дорог зависит также в большой степени от характера местности, на которой прокладывается дорога. 1.2.3 Эксплуатация Эксплуатация автомобильных дорог - это целесообразное и плановое использование дорог автомобильным транспортом, предназначенным для перевозки пассажиров и грузов в соответствии с задачами народного хозяйства. Для осуществления этого в процессе эксплуатации проводят комплекс работ, основными из которых являются ремонтные и работы по содержанию дорог. 16 Ремонт автомобильных дорог - это комплекс работ по восстановлению износа дорожного покрытия,улучшению его ровности и повышению сцепных качеств, усилению дорожной одежды и земляного полотна, восстановлению изношенных конструкций и деталей дорожных сооружений или их замене на более прочные и экономичные, а также работ по организации и безопасности движения, в результате которых восстанавливаются транспортно-эксплуатационные характеристики ремонтируемых дорог и дорожных сооружений и обеспечиваются требуемые условия движения . В этой формулировке необходимо обратить внимание на два обстоятельства. Во-первых, при ремонте восстанавливаются только переменные параметры и характеристики дороги без изменения постоянных параметров и характеристик (ширина проезжей части и земляного полотна, радиусы кривых в плане и профиле, продольные уклоны и т.д.). Вовторых, задача ремонта состоит в восстановлении транспортно-эксплуатационных характеристик ремонтируемой дороги (ровность, прочность, сцепные качества и т.д.), но не потребительских свойств. Потребительские свойства дороги - это совокупность её транспортно-эксплуатационных показателей, непосредственно отвечающих интересам пользователей. К потребительским свойствам относятся: скорость, непрерывность, безопасность и удобство движения, пропускная способность и уровень загрузки движением, способность пропускать автомобили и автопоезда с разрешенными для движения по дорогам общего пользования осевыми нагрузками, общей массой и габаритами, экологическая безопасность, эстетические и другие свойства. Классификация работ по ремонту и содержанию автомобильных дорог общего пользования Текущий ремонт и восстановление покрытий - устройство гравийных покрытий, ремонт покрытий в целях устранения поверхностных деформаций и восстановление техникоэксплуатационных качеств покрытий (укладка нового слоя асфальтобетона, устройство тонких слоев износа, поверхностная обработка). Такие работы необходимы при переходе покрытия из хорошего состояния в удовлетворительное. Капитальный ремонт - выборочный ремонт отдельных участков покрытия, восстановление поперечного профиля проезжей части и земляного полотна; улучшение системы водоотвода с восстановлением прочности и условий проезда по искусственным сооружениям. Нормы межремонтных сроков дорожных одежд и покрытий Срок службы дорожной одежды - это период времени, в пределах которого происходит снижение несущей способности дорожной конструкции. Ремонт дорожной одежды осуществляется при достижении в процессе эксплуатации расчетного уровня надежности дорожной одежды и соответствующего ему предельного состояния покрытия по ровности. 17 Под надежностью дорожной одежды понимают вероятность безотказной работы конструкции в течение всего периода эксплуатации до ремонта. Количественно уровень надежности представляет отношение протяженности прочных (неповрежденных) участков к общей протяженности дорожной одежды с соответствующим значением коэффициента прочности. Нормативные межремонтные сроки службы дорожной одежды и соответствующие им нормы уровней надежности принимают по табл. 1.[8] Таблица 1 Интенсивность движение Тип Категории транспортного дорожной дороги потока, одежды авт./сут. Дорожно-климатическая зона I-II Кн III Т0, годы Кн IV-V Т0, годы Кн Т0, годы I > 7000 капитальный 0,950,90 14-18 0,930,88 15-19 0,900,86 16-20 I 3000-7000 капитальный 0,940,89 11-15 0,920,87 12-16 0,890,85 13-16 III 1000-3000 капитальный 0,920,87 11-15 0,900,85 12-16 0,870,83 13-16 облегченный 0,880,84 10-13 0,860,82 11-14 0,840,80 12-15 капитальный 0,850,82 11-15 0,830,80 12-16 0,800,78 I3-16 облегченный 0,870,83 8-10 0,850,81 9-11 0,820,80 10-12 100-500 переходный 0,82 3-8 0,80 3-9 0,77 3-9 До 100 облегченный 0,830,80 8-10 0,800,78 9-11 0,780,75 10-12 переходный 0,65 3-8 0,60 3-9 0,58 3-9 низший 2-4 0,60 2-4 0,58 2-4 IV V 500-1000 0,65 Примечания. 1. Промежуточные значения принимаются по интерполяции (для Кн и Т0). 2. При расчете слоев усиления капитальных и облегченных дорожных одежд допускается уменьшение на 15 % нормы срока службы от минимальных значений при сохранении нормы уровня надежности. 3. При проектировании автомобильных дорог для расчета дорожных одежд рекомендуется использовать нормы наибольших сроков службы из указанного диапазона для каждого типа дорожной одежды. 3.1. Для существующих дорог: III категории с переходными одеждами межремонтные сроки службы и уровни надежности принимают такими же, как и для дорог IV категории; 18 V категории с одеждами капитального типа норму межремонтного срока службы следует увеличить на 20 %, а норму уровня надежности понизить на 30 % по сравнению с нормами, установленными для дорог III категории с аналогичным покрытием; IV категории с одеждами облегченного типа при интенсивности движения 100-500 авт./сут. нормируемые показатели принимают такими же, как и для дорог V категории. Если же фактическая интенсивность движения транспортного потока на дороге превышает расчетную, установленную для рассматриваемой категории дорог, норму межремонтного срока службы дорожной одежды уменьшают на 20 % при сохранении нормы уровня надежности. При интенсивности движения меньше нормативной понижают норму уровня надежности до 15 % при сохранении нормы срока службы. 3.2. При планировании и производства ремонтных работ методом термопрофилирования норму уровня надежности дорожной одежды понижают на 10 %. 3.3. В региональных условиях РСФСР допускается понижать норму уровня надежности дорожных одежд против значений, приведенных в табл. 1. на: 2 % - в Уральском (Пермская, Свердловская области), Восточно-Сибирском (Амурская, Иркутская, Читинская обл., Бурятская АССР, Якутская АССР) и Западно-Сибирском районах (Томская и Тюменская обл., Красноярский край, север Омской обл.); 5 % - в Дальневосточном районе (Приморский, Хабаровский края, Сахалинская, Камчатская, Магаданская области). 3.4. При решении практических задач, связанных с оценкой фактических сроков службы нежестких дорожных одежд и транспортно-эксплуатационных качеств автомобильных дорог, руководствуются предельно допускаемыми эксплуатационными состояниями покрытия по ровности "δi" в зависимости от уровня надежности дорожной одежды: Таблица2 Кн 0,55 0,60 0,65 0,70 0,75 0,80 0,85 0,90 0,95 δi, см/км 530 510 475 440 390 340 265 170 80 Приведенные данные получены по толчкомеру ТХК-2, установленному на автомобиле УАЗ-452. При использовании других марок автомобилей требуется предварительная тарировка прибора. 4. Срок службы дорожного покрытия - это период времени, в пределах которого снижаются сцепные качества покрытий (капитальные и облегченные дорожные одежды) или увеличивается износ поверхности покрытий (переходные и низшие дорожные одежды) до величин предельно допускаемых по условиям движения. 5. Нормы межремонтных сроков службы дорожных покрытий (Тп) на дорогах с капитальными и облегченными дорожными одеждами принимают в зависимости от интенсивности движения транспортного потока в первый год после строительства или работ по устройству шероховатых поверхностей при ремонте дорог (табл. 2). 19 Таблица 3 ..... Интенсивность движения по Нормы межремонтных Дорожно-климатические наиболее загруженной полосе, сроков службы дорожных зоны авт./сут. покрытий (Тп) до 200 I-V от 200 до 2500 I-II от 200 до 2000 III от 200 до 1500 IV-V от 2500 до 4500 I-II от 2000 до 4000 III от 1500 до 3000 IV-V от 4500 до 6500 I-II от 4000 до 6000 III от 3000 до 5000 IV-V свыше 6500 I-II 6000 III 8 6 4 3 Содержание автомобильных дорог Содержание автомобильной дороги - комплекс работ по уходу за дорогой, дорожными сооружениями и полосой отвода, по профилактике и устранению постоянно возникающих мелких повреждений, по организации и обеспечению безопасности движения, а также по зимнему содержанию и озеленению дороги. Задача содержания состоит в обеспечении сохранности дороги и дорожных сооружений и поддержании их состояния в соответствии с требованиями, допустимыми по условиям обеспечения непрерывного и безопасного движения в любое время года. Работы по содержанию не требуют составления проектной документации и выполняются на основе нормативов, ведомостей дефектов и смет. По усмотрению заказчика (инвестора) может разрабатываться проектная документация. 20 Состав работ по содержанию автомобильных дорог К содержанию автомобильной дороги относят работы: По полосе отвода, земляному полотну и водоотводу: систематическое поддержание полосы отвода, обочин, откосов и разделительных полос в чистоте и порядке; очистка от мусора и посторонних предметов, планировка; скашивание травы и вырубка кустарника с уборкой порубочных остатков; ликвидация нежелательной растительности химическим способом; очистка обочин от пыли и грязи; систематическое поддержание в работоспособном состоянии системы водоотвода; прочистка и профилирование кюветов и водоотводных канав, устранение дефектов их укреплений; прочистка и устранение мелких повреждений ливневой канализации, дренажных устройств, подводящих и отводящих русел у мостов и труб, быстротоков, перепадов и т.д., исправление повреждений и планировка откосов насыпей и выемок (с добавлением при необходимости грунта); подсыпка, срезка, планирование и уплотнение неукрепленных обочин; устранение деформаций и повреждений на укрепленных обочинах; ликвидация съездов и въездов в неустановленных местах, устройство и профилирование летних тракторных путей; выполнение мероприятий по обеспечению охраны природной среды; установление и обозначение придорожных полос автомобильных дорог. По дорожным одеждам: очистка дорожных покрытий от мусора, пыли и грязи, уборка посторонних предметов, устранение скользкости, вызванной выпотеванием битума, устранение мелких деформаций и повреждений (заделка выбоин, просадок и др.), исправление кромок (бордюров) на всех типах покрытий, заливка трещин на асфальтобетонных и цементобетонных покрытиях, восстановление и заполнение деформационных швов в цементобетонных покрытиях; ремонт сколов и обломов плит цементобетонных покрытий, замена, подъемка и выравнивание отдельных плит; защита цементобетонных покрытий от поверхностных разрушений; устройство защитных слоев из эмульсионно-минеральных смесей на участках шелушения и выкрашивания асфальтобетонных и цементобетонных покрытий; ликвидация колей глубиной до 30 мм путём укладки двух слоев эмульсионноминеральной смеси или поверхностной обработки по полосам наката шириной до 0,8 м; частичное фрезерование или срезка гребней выпора и неровностей по колеям с заполнением колей чёрным щебнем или асфальтобетонной смесью и 21 устройством защитного слоя из эмульсионно-минеральной смеси на всю ширину покрытия; остановка и предупреждение развития трещин и сетки трещин устройством изолирующего слоя мелкозернистой поверхностной обработки локальными картами; восстановление изношенных верхних слоев асфальтобетонных покрытий и укладка их вновь на отдельных небольших по протяжённости (до 20 м) участках дороги; исправление профиля щебеночных и гравийных покрытий с добавлением щебня или гравия; профилировка грунтовых и грунтовых улучшенных дорог, восстановление профиля и улучшение их проезжей части щебнем, гравием, шлаком и другими материалами с расходом до 100 м3 на 1 километр; обеспыливание дорог; уход за участками дорог с пучинистыми и слабыми грунтами. По обустройству дорог, организации и обеспечению безопасности движения: уход за знаками, замена повреждённых и установка вновь недостающих дорожных знаков; удаление отслужившей, восстановление изношенной и нанесение вновь вертикальной и горизонтальной разметки, в том числе, на элементах искусственных сооружений; исправление и замена повреждённых и морально устаревших, а также установка вновь недостающих дорожных ограждений и направляющих устройств; содержание в чистоте и порядке автобусных остановок, пешеходных переходов, площадок отдыха и элементов их обустройства, а также шумозащитных сооружений; исправление отдельных повреждений элементов архитектурно-художественного оформления дорог, надлежащий уход за этими элементами; очистка туалетов; установка и содержание в чистоте и порядке беседок, скамеек, панно и др.; обустройство источников питьевой воды и артезианских колодцев, содержание их в чистоте и порядке; окраска обстановки и элементов обустройства дорог, содержание их в чистоте и порядке; оборудование и содержание объездов разрушенных, подтопляемых, наледных и заносимых участков дорог, закрываемых для движения мостов; содержание, восстановление и устройство вновь пунктов учёта движения, снегомерных постов и постов для измерения температуры и оценки состояния дорожной конструкции и других устройств, необходимых для изучения работы дороги, её отдельных элементов и сооружений; содержание включенных в балансовую стоимость автомобильных дорог и дорожных сооружений линий электроосвещения дорог, мостов, путепроводов, 22 тоннелей, транспортных развязок, паромных переправ и других сооружений, замена ламп и светильников, вышедших из строя, проводов, кабелей и других элементов электроосвещения, ревизия трансформаторов, плата за расход электроэнергии на освещение; содержание включенных в балансовую стоимость автомобильной дороги и дорожных сооружений линейной телеграфной (телетайпной) или радиосвязи и других средств технологической и сигнально-вызывной связи, кабельной сети, а также светофорных объектов, средств организации движения, диспетчерского и автоматизированного управления движением; содержание включенных в балансовую стоимость автомобильных дорог и дорожных сооружений пунктов весовою контроля, водомерных постов, метеопунктов и систем мониторинга погодных условий и условий движения. Зимнее содержание дорог: изготовление, установка, устройство и ремонт постоянных снегозащитных сооружений (заборов, панелей, навесов, грунтовых валов и др.); уход за снегозащитными сооружениями; изготовление, установка (перестановка), разборка и восстановление временных снегозадерживающих устройств (щитов, изгородей, сеток и др.); создание снежных валов и траншей для задержания снега на придорожной полосе и их периодическое обновление; патрульная снегоочистка дорог, расчистка дорог от снежных заносов, уборка и разбрасывание снежных валов с обочин; профилирование и уплотнение снежного покрова на проезжей части дорог низких категорий; регулярная расчистка от снега и льда автобусных остановок, павильонов, площадок отдыха и т.д.; очистка от снега и льда всех элементов мостового полотна, а также зоны сопряжения с насыпью, подферменных площадок, опорных частей, пролетных строений, опор, конусов и регуляционных сооружений, подходов и лестничных сходов; оборудование и содержание зимних автомобильных дорог (автозимников) и ледовых переправ; борьба с зимней скользкостью; восстановление существующих и создание новых баз противогололёдных материалов, устройство подъездов к ним; бурение, обустройство и обслуживание скважин для добычи природных рассолов; приготовление и хранение противогололёдных материалов; устройство и содержание верхнего слоя покрытия с антигололёдными свойствами; устройство и содержание автоматических систем раннего обнаружения и прогнозирования зимней скользкости, а также автоматических систем 23 распределения антигололёдных реагентов на мостах, путепроводах, развязках в разных уровнях и т.д.; борьба с наледями, устройство противоналедных сооружений, расчистка и утепление русл около искусственных сооружений; ликвидация наледных образований; проведение противолавинных мероприятий, уборка лавинных отложений. Озеленение дорог: подготовка почвы под посадку и лесопитомники; выращивание саженцев (или оплата их стоимости); устройство снегозащитных лесных полос; противоэрозионные и декоративные посадки; уход за посадками, рубки ухода, обрезка веток для обеспечения видимости, уборка сухостоя, защита лесопосадок от пожаров; борьба с вредителями и болезнями растений; засев травой полосы отвода и разделительной полосы. Прочие работы по содержанию: разработка по усмотрению заказчика проектно-сметной документации и ее экспертиза; оценка качества содержания дорог и дорожных сооружений; охрана автомобильных дорог и отдельных дорожных сооружений, сторожевая и пожарная охрана; ограничение в установленном порядке движения транспорта на дорогах в весенне-осеннюю распутицу; инвентаризация и паспортизация дорог и отвод земель; диагностика и оценка состояния автомобильных дорог; текущие и периодические осмотры, обследования и испытания мостов, путепроводов и других сооружений; учёт интенсивности движения; формирование и ведение банков данных о состоянии дорог, мостов и других дорожных сооружений; разработка схем дислокации дорожных знаков и разметки; учёт дорожно-транспортных происшествий и участие в расследовании причин их возникновения; организация дежурно-диспетчерской службы, метеорологическое обеспечение и т.д.; инженерное и научно-техническое сопровождение наиболее сложных работ по содержанию автомобильных дорог и дорожных сооружений.[13] , 24 1.3 Автомобильные дороги и улицы как комплексные сооружения Автомобильные дороги и улицы – элемент инженерно-транспортной инфраструктуры, сложный имущественный и инженерный комплекс сооружений, предназначенный для размещения и движения автомобилей и других транспортных средств, а также пешеходов при соблюдении требований безопасности и комфорта движения, а также заданных скоростей, нагрузок, габаритов и других норм. Автомобильные дороги представляют собой комплекс инженерных сооружении для непрерывного, удобного и безопасного движения автомобилей с расчетной нагрузкой и установленными скоростями. В этот комплекс входят: 1. Дорожная конструкция. 2. Искусственные сооружения. 3. Средства организации и безопасности движения. 4. Здания и сооружения дорожно-эксплуатационной службы (ДЭС, ДРП). 5. Дорожный сервис (АЗС, СТО). 6. Защитные сооружения. 7. Прочее 1.3.1 Дорожная конструкция (земляное полотно + дорожная одежда). Рис. 2. Дорожная конструкция: 1 — дорожная одежда; 2 — земляное полотно; 3 — кювет; 4 — резерв. 1.3.2 Искусственные сооружения Трасса дороги, проходя по местности, встречает на своем пути различные препятствия: реки, ручьи, овраги, горные хребты, лощины, суходолы. Чтобы провести дорогу через такие препятствия, устраивают искусственные сооружения. К ним относят: подпорные стенки, трубы, мосты, тоннели, путепроводы, виадуки, эстакады и др. Большую часть водопропускных сооружений, строящихся на автомобильных дорогах, составляют мосты и трубы. 25 С точки зрения требований автомобильного транспорта наилучшим является то сооружение, которое не меняет условий движения автомобилей, не требует изломов в плане и профиле проектной линии автомобильной дороги, не стесняет проезжую часть и обочины, а также не нуждается в изменении типа дорожного покрытия. Этим условиям наиболее отвечают трубы, которые можно применять при любых сочетаниях продольного профиля и плана дороги и при любой высоте насыпи. Поэтому количество труб на автомобильных дорогах составляет 85% от общего количества водопропускных сооружений. Трубы представляют собой простейшие искусственные сооружения (рис.3), которые устраивают для пропуска воды под земляным полотном автомобильной дороги при пересечении периодически или постоянно действующих водотоков с расходом до 10 - 15 м3/с. На современных автомобильных дорогах трубы монтируют из отдельных железобетонных звеньев круглого или прямоугольного сечения. Круглые железобетонные трубы устраивают одноочковыми и многоочковыми диаметром от 0,75 до 2 м. Прямоугольные железобетонные трубы применяют при большом расходе воды. Так как сверху трубы засыпают грунтом насыпи, на поверхности которой устраивается такое же покрытие, как и на смежных участках дороги, то проезжающие по дороге автомобили не испытывают никаких изменений в условиях движения над трубой по сравнению с другими участками. Рис.3. Схема трубы Мосты (рис. 3, а) - представляют собой сооружения, позволяющие провести дорогу через пересекаемое препятствие и прерывающие земляное полотно дороги. Езда на этом участке происходит уже по мостовому сооружению. 26 Рис. 3 Схемы сооружений: 1 – насыпь; 2 – пролетные строения; 3 – береговая опора (устой); 4 - промежуточная опора (бык); 5 – тоннель; 6 – подход к тоннелю Тоннели служат для проведения дороги через толщу холма или горного массива, а в городах - для пропуска под землей улиц (рис. 3, б) и пешеходных переходов. Бывают случаи, когда необходимо устраивать подводные тоннели под реками, морскими заливами или проливами. Кроме тоннелей, на горных дорогах требуется возводить галереи для защиты дороги от каменных обвалов и снежных лавин, а также балконы и подпорные стенки. Комплекс сооружений, устраиваемый для пересечения дорогой реки, называют мостовым переходом. В его состав входят: мост, подходы к нему, регуляционные и берегоукрепляющие сооружения. Собственно мост состоит из пролетных строений, поддерживающих проезжую часть с тротуарами, и опор, передающих давление пролетных строений на грунт. В зависимости от числа перекрываемых пролетов мосты бывают однопролетными или многопролетными ( рис. 3, а). Крайние опоры, расположенные в местах сопряжения моста с насыпями дороги, называют устоями, а массивные промежуточные - быками. Расстояние l0 между центрами опирания пролетного строения называют его расчетным пролетом. Уровень воды в реках может существенно изменяться. В летнее время и зимой вода обычно имеет низкий уровень, называемый уровнем меженных вод (УМВ), или уровнем межени. Весной при таянии снега, а иногда и в летнее время, приток воды резко увеличивается и уровень воды повышается. Наивысший уровень воды, возможный на реке в месте мостового перехода, называют уровнем высоких вод (УВВ). 27 Расчетный уровень высоких вод определяют по данным натурных гидрологических наблюдений, с учетом вероятностного превышения расчетного паводка, устанавливаемого для мостов, в зависимости от категории дороги. Свободную ширину зеркала воды под мостом, измеренную по расчетному уровню высоких вод, называют отверстием моста. В однопролетном мосту отверстие равно расстоянию в свету между внутренними гранями устоев. В многопролетном мосту отверстие выражается суммой расстояний в свету между опорами отдельных пролетов (Σl0), измеренных по расчетному уровню высоких вод ( рис. 3, а). Расстояние Н1 от поверхности проезжей части моста до уровня меженных вод называют высотой моста, а расстояние Н от низа пролетных строений до уровня высоких вод или судоходного расчетного уровня - cвободной высотой под мостом. Высота Н должна быть достаточной для безопасного пропуска высокой воды и ледохода, а на 'судоходных реках - для пропуска судов. Расстояние Н от поверхности проезжей части моста до самых нижних частей пролетного строения называют строительной высотой моста. Отверстие, величины пролетов (в свету и расчетные), высота моста, а также ширина проезда на мосту являются основными (генеральными) размерами моста. Рис. 4. Схемы мостов с различным уровнем проезжей части В зависимости от положения уровня проезда, различают мосты: • с ездой поверху, когда, проезжая часть расположена по верху пролетных строений (рис. 4, а); • с ездой понизу, - в которых проезжая часть расположена вдоль низа пролетных строений (рис, 4, б); • с пониженной ездой, или ездой посередине, т. е. с проезжей частью, расположенной в пределах высоты пролетного строения (рис. 4, в). В зависимости от материала, из которого сделаны пролетные строения, различают мосты деревянные, каменные, бетонные, железобетонные и металлические. По роду перемещающихся по ним подвижных нагрузок различают мосты: 28 автодорожные - предназначенные для пропуска транспортных средств на автомобильных дорогах; железнодорожные - предназначенные для железнодорожного движения; пешеходные, предназначенные для пешеходного движения; городские - под автомобильное, трамвайное и пешеходное движение в городских условиях; совмещенные — для пропуска одновременно автомобильного и железнодорожного движения; специального назначения - для пропуска инженерных сетей - трубопроводов, кабелей и т.п. В зависимости от назначения, особенностей конструкции и условий эксплуатации, мосты могут быть разделены на следующие основные виды: обычного типа или высокого уровня; разводные; трансбордеры или мостовые паромы; наплавные. Встречаются и другие виды искусственных сооружений, по своему характеру аналогичные мостам. К числу таких сооружений относятся: путепроводы, эстакады и виадуки. Мостами обычного типа или высокого уровня (высоководными) называют мосты, возведенные на такой высоте над рекой, чтобы свободно пропускать высокие воды и не препятствовать на реке судоходству или сплаву (рис. 5, а). 29 Рис. 5. Основные виды мостовых сооружений В этих мостах возвышение Н низа пролетных строений над уровнем высоких вод или над судоходным расчетным уровнем (РСУ) должно быть не меньше высоты судоходного габарита для данной реки ( рис. 4, в). Когда на реке нет судоходства или сплава леса, величина Н определяется требованиями безопасного пропуска под мостом высоких вод и ледохода. В некоторых случаях устраивают мосты, имеющие лишь небольшое возвышение над уровнем меженных вод. Такие мосты, называемые низководными, не способны пропускать высокие воды и при проходе паводков они либо затопляются (затопляемые мосты), либо их приходится разбирать. Низководные мосты применяют как кратковременное средство связи между берегами. Разводными называют мосты, в которых для пропуска судов устроен специальный разводный пролет (рис. 5, б), имеющий размеры, необходимые для судоходства. Разводные мосты применяют в случаях, когда невозможно или неэкономично поднять подходы на высоту, необходимую для непосредственного пропуска судов под мостом. Недостаток разводных мостов состоит в неизбежности перерывов движения по мосту при разведенном пролете. 30 Трансбордеры, или мостовые паромы устраивают в случае необходимости пересечения широкого водного пространства. Это бывает необходимо при малой интенсивности движения между берегами. Трансбордер (рис. 5, в) состоит из легкой конструкции, перекрывающей водное препятствие и поддерживающей пути для тележки с подвесной платформой, служащей для перевозки грузов. Наплавными называют мосты на плавучих опорах (рис. 5, г). Их применяют при пересечении широких и глубоких рек в тех случаях, когда устройство моста на постоянных опорах дорого, сложно и не оправдывается предполагаемым грузооборотом на мосту. На судоходных реках в наплавных мостах устраивают специальные выводные участки, которыми открывают путь для прохода судов. При пересечении многоводных рек дорогами с малой интенсивностью движения связь между берегами может быть осуществлена паромной переправой. Такая переправа состоит из пристаней на обоих берегах реки и плавучего парома, передвигающегося между пристанями. Путепроводами называют мосты для пропуска одной дороги над другой (пересечение в разных уровнях). К устройству путепровода приходится прибегать при пересечении двух автомобильных дорог (рис. 5, д) с интенсивным движением, пересечении автомагистрали с городскими улицами или автомобильной дороги с железнодорожными путями. Эстакадой называют мостовую конструкцию, служащую для пропуска дороги на некоторой высоте над поверхностью земли так, чтобы нижележащее пространство могло быть использовано для проезда или для других целей (рис. 5, е). Эстакады часто устраивают в городах для пропуска скоростного автомобильного движения, метрополитена, железной дороги над улицами, площадями и даже над городской застройкой. Виадуки возводят при пересечении дорогой глубоких лощин, оврагов или суходолов, когда устройство высокой насыпи может потребовать настолько больших земляных работ, что целесообразным окажется построить искусственное сооружение - виадук (рис. 5, ж). Обычно виадук оказывается выгоднее насыпи при глубине пересекаемого препятствия больше 20 - 25 м. В зависимости от статической схемы основной несущей конструкции пролетных строений различают следующие системы мостов: балочную, арочную, рамную и висячую. Рис. 6. Основные конструктивные системы мостов 31 В балочных мостах (рис. 6, а) пролетное строение при действии на него вертикальной нагрузки работает на изгиб и передает опорам вертикальные опорные давления. В арочных мостах (рис. 6, б) опорные реакции, вызываемые вертикальной нагрузкой, действуют на опоры наклонно и могут быть разложены на вертикальную и горизонтальную составляющие. Горизонтальные составляющие Н опорных реакций арки называют распором. Арка под действием вертикальной нагрузки работает на сжатие и изгиб. Распор арки передается опорами или может быть воспринят специальным элементом, называемым затяжкой. В рамных мостах (рис. 6, в) пролетные строения и опоры жестко связаны между собой и составляют единую конструкцию. При действии вертикальной нагрузки опорам и фундаментам рамных мостов передаются, кроме сжимающих усилий, также значительные изгибающие моменты. В ряде рамных систем под действием вертикальной нагрузки возникает также и распор Н (. рис. 6, в). В висячих мостах (рис. 6, г) пространство между опорами перекрывается стальными канатами (или вантами), работающими на растяжение и поддерживающими балку жесткости, в уровне которой расположена проезжая часть. Канаты (ванты) передают своими концами наклонные усилия, воспринимаемые специальными анкерными опорами ( рис. 6, г) или балкой жесткости моста. Кроме перечисленных статических схем мостов, встречаются также и другие статические схемы. Например, в деревянных мостах применяют подкосную систему, представляющую собой балку, подпертую подкосами. В металлических и железобетонных мостах встречаются различного рода комбинированные системы, в виде сочетания простейших, например, балочной и арочной. В некоторых случаях мосты подразделяют на большие (внеклассные), средние и малые. Малыми называют мосты полной длиной до 25 м, средними - больше 25 м и до 100 м, большими - больше 100 м, в том числе внеклассными - полной длиной больше 500 м.[17] Основные принципы расчета искусственных сооружений Несущие конструкции и основания мостов и труб необходимо рассчитывать на действие постоянных нагрузок и неблагоприятное сочетание воздействий временных нагрузок с обеспечением необходимых запасов прочности и надежности. До 1963 г. искусственные сооружения в СССР рассчитывали, сравнивая напряжения и деформации (определяемые расчетом в отдельных элементах сооружения) от силовых воздействий согласно действующим нормам с допускаемыми напряжениями и деформациями, установленными для выбранного материала конструкций или вида грунта в основании сооружения. Коэффициент запаса по прочности элемента принимали один и его определяли отношением возникающих напряжений при разрушении материала конструкций к допускаемым напряжениям от расчетной нагрузки. Для металлических мостов этот коэффициент запаса, например, принимали равным 2,2—3,0. В настоящее время применяют более прогрессивный способ расчета мостов и труб — по методу предельных состояний. Этот метод установлен с 1976 г. для социалистических стран Советом Экономической Взаимопомощи в виде стандарта СЭВ 384-76. Стандарт 32 устанавливает основные положения по расчету конструкций из разных материалов и оснований сооружений по предельным состояниям. Предельными называют такие состояния, при которых конструкция искусственного сооружения или его основание перестает удовлетворять заданным эксплуатационным требованиям или требованиям безопасного производства работ. Предельные состояния подразделяют на две группы. К предельным состояниям первой группы относят следующие показатели: потеря устойчивости положения конструкции, разрушение любого характера, переход конструкции в изменяемую систему, когда возникает необходимость прекращения эксплуатации сооружения в результате текучести материала, сдвига в соединениях, ползучести или чрезмерного раскрытия трещин, наблюдаются сдвиг или выпирание грунта в основании сооружения, большие просадки опор. Предельному состоянию второй группы соответствуют возникновение чрезмерно больших деформаций, затрудняющих нормальную эксплуатацию сооружения из-за значительных упругих или остаточных прогибов, осадок, смещений, углов поворота, появление трещин, по своим размерам опасных для эксплуатации и снижающих срок службы сооружения. Методы расчета искусственных сооружений по предельным состояниям имеют целью не допускать с определенной обеспеченностью наступления предельного состояния при эксплуатации в течение всего срока службы сооружения, а также при производстве работ по его строительству. Расчет сооружений заключается в сравнении нагрузок в элементах сооружения и основаниях и возникающих усилий и напряжений, а также деформаций, перемещений, раскрытия трещин и т. п. Эти значения не должны превышать предельных значений, установленных нормами проектирования конструкций и оснований. Основное отличие расчета сооружений по методу предельных состояний от ранее действующего по допускаемым напряжениям состоит в том, что создаваемые в конструкции запасы принимают различными, дифференцированными в зависимости от расчетных нагрузок, возможного сопротивления материала элемента или грунта основания и других условий. Расчет искусственных сооружений по предельным состояниям позволяет проектировать их более экономично и надежно, чем по старому методу. При расчете конструкций искусственного сооружения в первую очередь устанавливают согласно данным СНиП расчетные значения внешних нагрузок (поезда, колонны автомобилей, толпы пешеходов и Др.), а также расчетные сопротивления материала, которые применяются в данной конструкции. Эти величины получают умножением нормативных данных на соответствующие коэффициенты: у; — коэффициент надежности по отношению к нормативным постоянным и временным нагрузкам или создаваемым ими условиями; т — коэффициент условия работы, учитывающий точность расчета и условия строительства и эксплуатации сооружения; и — коэффициент надежности или безопасности, относимый к нормативным сопротивлениям материалов или оснований по грунту; ц — коэффициент сочетания одновременно действующих различных нагрузок. При одновременном действии на сооружение двух или более временных нагрузок следует умножать расчетные нагрузки на коэффициент, меньший единицы.[4] 33 Требования, предъявляемые к мостам Мост как ответственное инженерное сооружение должен удовлетворять ряду требований производственного, эксплуатационного, расчетно-конструктивного, экономического и архитектурного характера. Производственные и эксплуатационные требования. Эти требования обеспечивают удобное, безопасное и бесперебойное движение по мосту без снижения скорости. Ширина проезжей части и тротуаров на мосту должна соответствовать расчетной пропускной способности с учетом перспективы роста интенсивности движения. Полотно проезжей части должно быть сделано из прочного и износостойкого материала. Необходим хороший отвод воды с поверхности полотна. Схема моста, величины пролетов и возвышение конструкции над уровнем воды в реке должны создавать безопасный пропуск паводков и ледохода, а также удовлетворять требованиям судоходства. Мост должен иметь конструкцию, обеспечивающую длительный срок службы и дающую возможность удобного осмотра его в процессе эксплуатации. Предпочтение следует отдавать таким видам сооружений, материалам и конструкциям, которые требуют минимальных эксплуатационных затрат на содержание и ремонт. Конструкция моста должна также отвечать требованиям индустриального изготовления (на заводах, базах) и механизированного возведения, обеспечивать быстрые темпы строительства при высоком качестве строительно-монтажных работ. На автомобильных дорогах и, особенно в городах, мосты желательно устраивать с ездой поверху. Такие мосты проще по конструкции и условиям возведения; проезжая часть защищает расположенные под ней несущие конструкции пролетных строений от атмосферных осадков. Проезжающим по мосту с ездой по верху элементы конструкции не препятствует обзору окружающий пейзаж, а в городских условиях такой мост не нарушает общий вид окружающей застройки. Поэтому, при достаточной строительной высоте, автодорожные мосты предпочтительнее с ездой поверху. Городские мосты с ездой понизу допускаются только в исключительных случаях, когда устройство моста с ездой поверху значительно дороже или невозможно по условиям вертикальной планировки. Расчетно-конструктивные требования связаны с выбором такой конструкции моста, при которой обеспечены прочность, устойчивость и жесткость всего сооружения и отдельных его элементов. Прочность сооружения определяется требованием, чтобы усилия или напряжения во всех его элементах и соединениях не превосходили величин, установленных нормами. Устойчивостью называют способность сооружения сохранять первоначальную форму и положение при действии различных внешних нагрузок. Пролетные строения и опоры моста должны быть устойчивыми против опрокидывания и сдвига, а их сжатые элементы - устойчивыми при продольном изгибе и т.п. 34 Деформации сооружения под действием нагрузок также не должны превосходить величин, установленных нормами. Значительные деформации нарушают процесс нормальной эксплуатации сооружения. Так, например, если мост недостаточно жесток и под нагрузкой дает большие прогибы, то это может затруднять движение по нему автомобилей с большими скоростями. Возникновение значительных вибраций моста неприятно для пешеходов и может быть опасным и для самой конструкции. Экономические требования вытекают из необходимости выбора при проектировании такого решения, при котором будут наименьшими затраты денежных средств и материалов для возведения моста. Вследствие трудности учета всей совокупности материальных затрат, в качестве экономической характеристики моста обычно оперируют лишь его строительной стоимостью. Однако оценка экономических параметров сооружения по одной только строительной стоимости недостаточна. Необходимо при этом также учитывать срок службы моста, условия эксплуатации, расходы на содержание, ремонт и возможную реконструкцию всего сооружения. Кроме того, необходимо оценивать имеющиеся местные ресурсы и возможности, а также общие хозяйственные условия страны, влияющие на выбор наиболее экономичного варианта. Архитектурные требования связаны с необходимостью выбора такого решения, при котором мост имеет наилучший внешний вид и этим гармонирует с окружающей местностью и застройкой. Это достигается оригинальностью инженерной схемы и привлекательностью общего архитектурного ансамбля моста. При этом архитектурные требования должны быть органически увязаны с конструктивными. Особо серьезные архитектурные требования предъявляют к городским мостам, так как они должны органично вписываться в общую застройку городской территории.[7] Современные направления развития мостостроения В России с каждым годом расширяется сеть автомобильных дорог, так как оставшаяся от советских времен их общая протяженность катастрофически недостаточна для хозяйственной деятельности нашего государства. В связи с этим ежегодно требуется возводить определенное количество больших и средних мостов, а также многие малые искусственные сооружения на дорогах. Для осуществления этих объемов работ и выполнения требуемых сроков их строительства необходимо, чтобы применяемые конструктивные формы и методы строительства отвечали поставленным задачам. Конструкции должны быть максимально унифицированы и стандартизованы. Это значительно облегчает их индустриальное изготовление и позволяет возводить искусственные сооружения из стандартных элементов заводского изготовления. Для быстрых темпов монтажных работ и уменьшения их трудоемкости необходимо, чтобы доставляемые с завода готовые детали были удобными для сборки, а строительство располагало современным монтажным оборудованием. Для возведения мостов могут быть использованы различные строительные материалы: дерево, камень, бетон, железобетон, сталь и др. 35 Древесина - это единственный строительный материал, который самовоспроизводится в природе. Поэтому в ближайший период возможно возрастание интереса к деревянным мостам современной, индустриальной конструкции. В прошлом на дорогах России в большом количестве строили деревянные мосты. Много деревянных мостов существует и в настоящее время на дорогах местного значения. Древесина является хорошим естественным местным строительным материалом, широко распространенным на территории России и вполне пригодным для строительства мостов. Однако деревянные мосты требуют тщательного эксплуатационного ухода, так как при недостаточном надзоре их элементы легко подвергаются загниванию. Кроме того, деревянные мосты применимы только для перекрытия сравнительно небольших пролетов (до 40 - 50 м). Поэтому в современных условиях такие мосты целесообразны на дорогах низких категорий в лесных районах, при обязательной защите их древесины от загнивания. Перспективны также деревянные индустриальные дощатоклееные и клеефанерные мосты, позволяющие изготавливать их несущие элементы в заводских условиях. Применение современных атмосферостойких синтетических клеев обеспечивает более высокое качество и долговечность деревянных мостов. Деревянные мосты целесообразны также и на временных мостовых переходах. Большие объемы строительства мостов требуют дальнейшего прогресса в разработке инженерных решений, в совершенствовании конструкций мостов новых систем, наиболее рациональных по своим схемам и отвечающих современным требованиям индустриального возведения. Теорию расчета мостовых сооружений необходимо развивать и углублять таким образом, чтобы она полнее отражала действительные условия работы конструкций под нагрузкой. Особое значение имеет расчет мостовых конструкций как пространственных систем, а также учет динамического действия подвижных нагрузок, проходящих по мостам с большой скоростью. При проектировании мостов должны применяться персональные компьютеры, позволяющие быстро и точно производить сложные и трудоемкие статические, динамические и конструктивные расчеты. Индустриализация и механизация строительства, совершенствование систем и конструкций мостовых сооружений, применение новых конструкций и материалов, а также новых методов проектирования и возведения обеспечат необходимые возможности для решения задач, связанных с дальнейшим развитием России.[7] 1.3.3 Средства организации и безопасности движения. В интересах удобства, безопасности, а также более производительного использования автотранспорта движение по дорогам и городским улицам регулируется с помощью знаков, бордюров безопасности, ограждений, сигнальных направляющих столбиков, правил проезда, обязательных для всех пользующихся данной дорогой, выполняют разметку дорожных покрытий. 36 Дорожные сигнальные знаки по форме, окраске и содержанию стандартизованы (ГОСТ 2965-60) и подразделяются на следующие подгруппы: а) предупреждающие, имеющие форму равнобедренного треугольника с высотой и основанием, равными 700 мм; к их числу относятся знаки, устанавливаемые в следующих случаях: железнодорожный переезд, перекресток, основная дорога, поворот направо, поворот налево, извилистая дорога, крутой спуск (свыше 8%) и др. - всего 18 знаков; б) запрещающие, имеющие форму круга, диаметром 700 мм с окаймлением красного цвета. Знаки этого типа (всего 21 знак) сигнализируют о полном запрещении или ограничении движения для всех или для некоторых видов транспорта, например о запрещении проезда подвижного состава чрезмерно большой грузоподъемности или чрезмерно большой высоты. К их числу относятся знаки, сигнализирующие о запрете остановки или стоянки транспорта на определенных участках дороги; в) предписывающие, имеющие такую же форму, как и запрещающие, но отличающиеся от них расцветкой; они обязывают водителей выполнять определенные действия, например «движение только направо» или «движение только прямо» и т. д.; г) указательные, преимущественно прямоугольной формы, предназначены для удобства пользования дорогами и улицами; они указывают, например, место разрешенной стоянки, место поворота для движения в обратном направлении; д) дополнительные, различной формы и цвета, усиливают или уточняют действие основных знаков, поблизости от которых они устанавливаются (например, «расстояние до опасного участка» или «время действия знака» и т. д.). Наряду с дорожными сигнальными знаками существуют дорожные путевые знаки; к ним относятся знаки километровые, указатели наименований, расстояний и направлений, маршрутные схемы и др. Дорожные знаки в населенных пунктах размещаются обычно над проезжей частью, а вне населенных пунктов - на специальных столбах, вынесенных на обочину или на обрез. Для правильного использования проезжей части автомобилями на ней наносят линии разметки, которыми выделяют полосы движения или обозначают места пешеходных переходов, посадочные площадки, зоны запрещения стоянки или остановки транспортных средств. Наличие линий разметки способствует четкой организации и безопасности движения и повышает пропускную способность дороги. Продольная разметка бывает прерывистой и сплошной. Сплошную разметку пересекать запрещается. Если на участке разрешается обгон с выездов на полосу встречного движения только для одного направления движения, то наносится двойная линия разметки- сплошная и прерывистая. Для уверенного управления автомобилем водитель должен быть ориентирован в направлении дороги на достаточно большом расстоянии. Для этого в местах, где съезд с земляного полотна представлял бы существенную опасность, по бровкам дороги устанавливают сигнальные столбики. Сигнальные столбики не предназначены для задержания автомобиля и поэтому не рассчитаны на удар автомобиля. На прямых участках дорог расстояние между столбиками принимают 50 м., на кривых в зависимости от их радиусов 5- 25. На участках дорог, где съезд с дороги может вызвать происшествия с тяжелыми последствиями или наезд автомобиля на опоры путепроводов либо мачты освещения, 37 ставят прочные ограждения барьерного типа, которые могут удержать транспортные средства от выезда с дороги или падения с моста. Ограждению подлежат в обязательном порядке такие участки дорог, где случайный съезд с проезжей части представляет особую опасность. К ограждаемым участкам дорог относятся: а) кривые малого радиуса и подходы к ним; б) участки, граничащие с заболоченными местами; в) подходы к высокорасположенным местам и путепроводам; г) подходы к переездам через железные дороги. В целях ограждения на обочинах устанавливаются специальные тумбы (надолбы) деревянные или железобетонные. Высота тумб 0,8-1,0 м, месторасположение тумб 0,40,5 м от бровки земляного полотна, расстояние между тумбами 4-5 м. Для лучшей видимости в ночное время тумбы окрашиваются в белый цвет; в верхней части, в грани, обращенной навстречу движению, помещаются катафоты. На высокогорных участках иногда вместо установки отдельных тумб ограждения прибегают к устройству сплошных парапетов на протяжении нескольких десятков (сотен) метров.[18] 1.3.4 Здания и сооружения дорожно-эксплуатационной службы (ДЭС). Дорожно-ремонтный пункт (ДРП) Дорожные эксплуатационные здания — здания для размещения служб по содержанию и ремонту автомобильных дорог и по обслуживанию автомобильного транспорта и пассажиров. Состав дорожных эксплуатационных зданий их количество и размещение определяются категорией дороги, принятой структурой эксплуатационной службы, интенсивностью и характером движения, численностью персонала, машин и механизмов эксплуатационной службы. На автомобильных дорогах 1—3-й категорий строятся комплексы следующих зданий: управления дороги — одно на каждые 600—1000 км дороги, дорожно-эксплуатационного участка (ДЭУ) — одно на 150— 300 км, дорожно-ремонтного пункта (ДРП) — одно на 50—60 км, линейного мастера — одно на 14—20 км, ремонтера — одно на 3—5 км, охраны крупных мостов и содержания паромных переправ, станций обслуживания, автозаправочных станций. В состав этих комплексов входят: 1) жилые дома для размещения в них постоянного состава рабочих и служащих (с семьями), занятых на эксплуатационном обслуживании дороги; при этом жилые дома для линейных ремонтных рабочих и мастеров располагаются в непосредственной близости от дороги в центре обслуживаемого участка или на стыке двух обслуживаемых участков и строятся одно- и двухквартирными; жилые дома для работающих в управлении дороги, ДЭУ, ДРП, в ремонтных мастерских и на станциях обслуживания строятся многоквартирными (преимущественно 8—12-квартирными); 38 2) здания служебно-производственного назначения — дома управления дороги и ДЭУ, ремонтные мастерские, гаражи для автомобилей, навесы для стоянки дорожных механизмов, автозаправочные станции; 3) коммунально-бытовые помещения — гостиницы, общежития, рестораны, буфеты, медицинские пункты и др. Для снижения стоимости строительства и более рационального использования материальных средств строятся укрупненные комплексы дорожных эксплуатационных зданий. Здания дорожной службы строятся одно-, двухэтажными по проектам дорожных и автотранспортных проектных организаций. Правильная расстановка зданий на трассе, их достаточное количество позволяют наиболее рационально использовать материальнотехнические средства, выделяемые на эксплуатацию дороги, исключают непроизводительные пробеги дорожных машин и создают максимум удобств для проезжающих пассажиров и автотранспорта. Эксплуатационное состояние - степень соответствия нормативным требованиям переменных параметров и характеристик дороги, изменяющихся под воздействием транспортных средств, метеорологических условий, уровня содержания, прочности одежды, состояния поверхности дороги и фактически используемой ширины проезжей части и обочин, сцепных качеств и ровности покрытия, состояния разметки, инженерного оборудования. К основным транспортно-эксплуатационным показателям автомобильной дороги и дорожных сооружений относят обеспеченную скорость и пропускную способность, непрерывность, удобство и безопасность движения, способность пропускать автомобили и автомобильные поезда с осевой нагрузкой и общей массой, соответствующими категории дороги. На автомобильных дорогах общего пользования создают дорожную службу, основная задача которой - осуществлять комплекс работ по ремонту и содержанию дорог и сооружений на них, а также по организации движения, обеспечивающих требования к транспортно-эксплуатационным показателям дорог. Конечная цель деятельности дорожной, службы - поддержание и повышение технического уровня и эксплуатационного состояния дорог в соответствии с ростом интенсивности движения и нагрузки, и тем самым повышение производительности и эффективности работы автомобилей, снижение себестоимости перевозок. Для обозначения указанной деятельности применяют не вполне корректные термины эксплуатация дорог или дорожно-эксплуатационная служба, так как дорожная служба не эксплуатирует дорогу, а обеспечивает ее функционирование. Поэтому правильнее будет термин техническая эксплуатация дорог и организация движения, под которым следует понимать систему планово-предупредительных и ремонтно-восстановительных работ, а также организационно-технических мероприятий, обеспечивающих удобное и безопасное движение автомобилей и наиболее эффективное использование дорог для перевозки грузов и пассажиров. В состав работ по технической эксплуатации дорог входит: - изучение и анализ условий работы дорог, условий движения транспортных средств; -постоянный уход за дорогами, дорожными сооружениями и полосой отвода поддержание их в чистоте и порядке; - регулярное содержание и периодические ремонты дорог и сооружений; - озеленение; - архитектурно-эстетическое оформление и обустройство; 39 - реализация мероприятий, повышающих технический уровень и эксплуатационное состояние дорог, приведение их в соответствие с возрастающими требованиями; - организация, управление и регулирование движения, обеспечение его безопасности; - совершенствование дорожного сервиса; Дорожная сеть - национальное богатство страны, и она заслуживает к себе отношения именно как к национальному богатству, которое нужно беречь, преумножать и эффективно использовать. Этому посвящена вся деятельность по ремонту и содержанию дорог и организации дорожного движения. [15] 1.3.5 Дорожный сервис (АЗС, СТО) Дорожный сервис – это отрасль хозяйственной деятельности, связанная с удовлетворением потребностей людей – пользователей автомобильного транспорта. В самом общем представлении автотранспорт – это пути сообщения и средства передвижения. К путям сообщения относят автомобильные дороги, а к средствам передвижения – автомобили. В связи с этим понятие сервиса делят на две большие группы – дорожный сервис и автосервис. Существуют общие и индивидуальные признаки функционирования этих двух групп. По-видимому, понятие дорожный сервис более общее, так как обслуживание движения должно включать и оказание технических услуг, а размещение станций технического обслуживания автомобилей целесообразно устраивать в пределах или вблизи автомобильной дороги. Современная тенденция развития автосервиса вблизи крупных городов имеет характерную особенность. Она вытекает из необходимости разгрузить центр города и транспортные магистрали от транспортной нагрузки, создать условия, при которых транзитные потоки выполняются по обходам, а пассажирские перевозки в черте города – хорошо развитым общественным транспортом. В настоящее время прирост парка автомобилей в России столь интенсивен, что за ним не успевает ни один из элементов инфраструктуры, за исключение автозаправочных станций. Однако ясно, что прогнозы развития автосервиса необходимо делать на основе прогноза состояния парка автомобилей на перспективу. За 2000 год в России было куплено 0,8 миллиона автомобилей, что примерно в 10 раз меньше среднемирового уровня продаж). В том числе: 70% - автомобили ВАЗ, 15 % автомобили ГАЗ, 0.015% - новые машины иностранного производства. Прогнозируемая емкость рынка автомобилей в России 10 миллионов автомобилей в год, что в 12 раз больше нынешнего уровня. Таким образом, Россия находиться на пороге мощного развития парка автомобилей, следовательно, имеются предпосылки для бурного развития дорожного сервиса. 40 Нормативные требования к размещению различных элементов и сооружений дорожного сервиса вытекают из норм отвода земель для эксплуатируемых автомобильных дорог. Эти нормы описаны в СН 467-74 и касаются «официальной полосы отвода земли, переданной в бессрочное, постоянное пользование». Кому именно передается полоса отвода зависит от принадлежности автодороги – от владельца, на балансе которого находиться данная дорога. Для дорог федерального назначения – это Управление дорог, а для территориальных дорог – это транспортные отделы местных органов власти и их подразделения. Сооружения службы сервиса обычно располагается в пределах «официальной полосы отвода», но кроме того, для их размещения может использоваться придорожная полоса. По определению придорожная полоса – это зона, имеющая коммерческое значение и тяготение к эксплуатируемой дороге. Удаление границ придорожной полосы от оси дороги зависит от конкретного природного ландшафта, размещения зон городской застройки может составлять сотни метров и даже более. [15] 1.3.6 Защитные сооружения Одной из важнейших задач градостроительства является озеленение улиц и площадей, которое выполняют в соответствии с современными санитарно-гигиеническими и эстетическими нормами. Как в новых, так и в реконструируемых городах создается целая система зеленых насаждений. Растения положительно влияют на микроклимат, их используют в борьбе с городским шумом, загрязнением атмосферного воздуха, для защиты от ветров, укрепления грунтов и осушения территорий. Озеленение является одним из элементов архитектурного ансамбля улиц и площадей города. Помимо всего вышесказанного озеленение дорог имеет и другую не менее важную функцию - защита от заноса снегом. Снегозащитное озеленение осуществляется в виде высадки живых изгородей и лесных полос вдоль дороги. Рис. 7 Схема устройства снегозащитной лесной полосы Существует несколько приемов озеленения улиц, которые можно свести к следующим схемам: расположение посадок между проезжей частью и тротуаром в один, два ряда и более; озеленение разделительной полосы проезжей части при одностороннем движении; расположение одно- и многорядных посадок между тротуаром и застройкой; различные сочетания озеленения на широких улицах (рис. 8) при расположении на них магистральных дорог и местных проездов, бульваров и газонов. 41 Рис. 8 Поперечные профили улиц с бульварами: а — бульвар расположен посередине улицы; б — двустороннее расположение бульваров; 1— тротуар; 2 — местный проезд; 3 — газон; 4 — проезжая часть; 5 — бульвар; 6 — разделительная часть Тип озеленения выбирают в зависимости от назначения насаждений (улучшение. микроклимата, защита застройки и пешеходов . от чрезмерной инсоляции, защита от городского шума); климатических условий местности и ориентации улицы; ширины и назначения улицы; вида транспорта и интенсивности движения; назначения и этажности застройки. Разработка проектов озеленения основывается на детальном изучении всех перечисленных факторов. При этом возможность применения той или иной схемы в первую очередь определяется шириной улицы. При многорядной посадке кустарников указанную ширину полосы следует увеличивать на 40—50% для каждого дополнительного ряда растений. При расположении деревьев и кустарников вблизи зданий, различных дорожнотранспортных сооружений и инженерных наземных и подземных сетей расстояния от них следует принимать в соответствии с данными. При выборе приема озеленения можно руководствоваться следующими рекомендациями. Озеленению подлежат в первую очередь улицы с наибольшей интенсивностью движения пешеходов и транспорта, а также улицы, находящиеся вблизи промышленных предприятий, которые выбрасывают в воздух дым, пыль и прочие загрязнения.[12] 1.3.7 Освещение Одним из важнейших элементов благоустройства города является наружное освещение улиц, дорог и площадей. Оно служит для обеспечения безопасности движения транспорта и пешеходов в вечерние и ночные часы, а также для выявления архитектурно-художественных форм зданий и сооружений, придавая городу в вечерние часы нарядный вид. По своему назначению световые установки используют: для уличного освещения, основной целью которого является создание на улицах, площадях, проездах, бульварах достаточной и равномерной освещенности, необходимой для безопасности движения 42 транспорта и пешеходов; рекламного освещения, предназначенного для информации населения города, освещения витрин, магазинов, павильонов, киосков; сигнального освещения, куда входят световые указатели остановок городского транспорта, светофоры, островки безопасности, светящиеся дорожные знаки, архитектурно-художественного освещения и т. п. В состав элементов освещения входят воздушные и кабельные сети, фонари, трансформаторные и фидерные подстанции. Фонари состоят из одного или нескольких светильников, прикрепленных к опоре держателями. Обычно конструкция фонарей проста, удобна в эксплуатации и долговечна. У светильников, как правило, имеются не лампы накаливания, а газоразрядные электроисточники, высокоэкономичные и долговечные в эксплуатации. Для этой цели стали применять люминесцентные, ртутные и ртутно-люминесцентные лампы, а затем ксеноновые и натриевые. Новая более мощная осветительная техника, а также переход к нормированию не минимальной горизонтальной освещенности, а яркости проезжей части допускает неодинаковые расстояния между устанавливаемыми опорами. Это улучшает облик улиц, а стремление уменьшить количество фонарей является тенденцией современного уличного освещения. При этом нормативная яркость покрытия достигается применением мощных источников света. Применение ламп с большей световой отдачей и вызванная этим замена многорожковых кронштейнов одно- и двухрожковыми дает возможность облегчить стойку фонаря. Для подвески светильников в настоящее время применяют металлические, железобетонные, деревянные и пластмассовые опоры. На городских улицах, а также на некоторых пригородных участках с особо интенсивным движением проезжая часть дороги освещается рассеивающим светом от внешних источников (светильников). В загородных условиях светильники располагаются преимущественно по оси дороги, на высоте нескольких метров над проезжей частью (рис. 9). Рис. 9. Схема устройства внешнего освещения на дорогах Стремление к повышению комфортности освещения приводит к появлению новых фонарей, основные светильники которых работают на проезжую часть улицы, а менее мощные лампы освещают тротуар.[12] 43 1.4 Классификация автомобильных дорог 1.4.1 Общая классификация автомобильных дорог по N 257-ФЗ 1. Автомобильные дороги в зависимости от их значения подразделяются на: - автомобильные дороги федерального значения; - автомобильные дороги регионального или межмуниципального значения; - автомобильные дороги местного значения; - частные автомобильные дороги. 2. Автомобильные дороги в зависимости от вида разрешенного использования подразделяются на: - автомобильные дороги общего пользования - дороги, предназначенные для движения транспортных средств неограниченного круга лиц. - автомобильные дороги необщего пользования - дороги, находящиеся в собственности, во владении или в пользовании исполнительных органов государственной власти, местных администраций (исполнительно-распорядительных органов муниципальных образований), физических или юридических лиц и используемые ими исключительно для обеспечения собственных нужд либо для государственных или муниципальных нужд. 3. Автомобильные дороги общего пользования в зависимости от условий проезда по ним и доступа на них транспортных средств подразделяются на: а) автомагистрали; К автомагистралям относятся автомобильные дороги, которые не предназначены для обслуживания прилегающих территорий и: - которые имеют на всей своей протяженности несколько проезжих частей и центральную разделительную полосу, не предназначенную для дорожного движения; - которые не пересекают на одном уровне иные автомобильные дороги, атакже железные дороги, трамвайные пути, велосипедные и пешеходные дорожки; - доступ на которые возможен только через пересечения на разных уровнях с иными автомобильными дорогами, предусмотренные не чаще чем через каждые пять километров; - на проезжей части или проезжих частях которых запрещены остановки и стоянки транспортных средств; б) скоростные автомобильные дороги; К скоростным автомобильным дорогам относятся автомобильные дороги, доступ на которые возможен только через транспортные развязки или регулируемые перекрестки, на проезжей части или проезжих частях которых запрещены остановки и стоянки транспортных средств и которые оборудованы специальными местами отдыха и площадками для стоянки транспортных средств. в) обычные автомобильные дороги; 44 К обычным автомобильным дорогам относятся автомобильные дороги, неуказанные в пунктах 1 и 2. Обычные автомобильные дороги могут иметь одну или несколько проезжих частей. 1.4.2 Классификация автомобильных дорог по собственности (статья 6 ФЗ «Автомобильные дороги») Автомобильные дороги могут находиться: 1. В федеральной собственности. К федеральной собственности относятся автомобильные дороги: а) соединяющие между собой административные центры (столицы) субъектов Российской Федерации; б) являющиеся подъездными дорогами, соединяющими автомобильные дороги общего пользования, имеющие международное значение крупнейшие транспортные узлы (морские порты, речные порты, аэропорты, железнодорожные станции), а также специальные объекты федерального значения; в) являющиеся подъездными дорогами, соединяющими административные центры субъектов Российской Федерации, не имеющие автомобильных дорог общего пользования, соединяющих соответствующий административный центр субъекта Российской Федерации со столицей Российской Федерации - городом Москвой, и ближайшие морские порты, речные порты, аэропорты, железнодорожные станции; 2. В собственности субъектов Российской Федерации. К собственности субъекта Российской Федерации относятся автомобильные дороги, которые включены в перечень автомобильных дорог общего пользования регионального или межмуниципального значения либо перечень автомобильных дорог необщего пользования регионального или межмуниципального значения, утверждаемые высшим исполнительным органом государственной власти субъекта Российской Федерации. 3. В муниципальной собственности. К собственности муниципального района относятся автомобильные дороги общего и необщего пользования в границах муниципального района, 4. В собственности физических или юридических лиц. К собственности физических или юридических лиц относятся автомобильные дороги, построенные физическими или юридическими лицами за счет собственных средств; 45 5. Дополнительно выделяются дороги оборонного значения. Автомобильными дорогами оборонного значения являются автомобильные дороги, необходимые для обеспечения обороны и безопасности Российской Федерации, а также автомобильные дороги, соединяющие военные, важные государственные и специальные объекты и предназначенные в условиях военного времени для воинских перевозок, эвакуации населения, объектов хозяйственного, социального и культурного назначения. 2. Автомобильные дороги общего пользования 1. Классификация дорог по видам и назначениям. Техническая классификация дорог общего пользования. 2. Элементы и параметры автомобильных дорог. 2.1 Классификация автомобильных дорог общего пользования 2.1.1 Классификация дорог по видам и назначениям 1. Автомобильные дороги общего пользования (по СНиП 2.05.02-85) 2. Городские, поселковые (по СНиП 2.07.01-89*) 3. Автомобильные дороги промышленных предприятий (СНиП 2.05.07-85) 4. Автомобильные дороги сельскохозяйственных предприятий (СНиП 2.05.11-83) 5. Прочие (военные, зимники и др.) 2.1.2 Техническая классификация дорог общего пользования Технической классификацией (табл.4) установлено деление дорог РФ на пять категорий исходя из интенсивности движения на двадцатилетнюю перспективу. Интенсивность движения - количество автомобилей, проходящих через сечение дороги за единицу времени (автомобилей в сутки). В зависимости от значения, интенсивности и допустимой скорости движения автомобильные дороги делятся на пять категорий. Для дорог каждой категории устанавливаются нормы и важнейшие параметры. 46 Таблица 4 Рис.10 Типовые поперечные профили автомобильных дорог общей сети России (размеры даны в метрах): а - дороги I категории; б - дороги II категории; в - дороги III категории; г - дороги IV категории; д - дороги V категории; 1 - обочины; 2 - дорожная одежда проезжей части. Дороги I и II категорий наиболее полно отвечают условиям автомобильного движения. К этим дорогам относят разнообразные дороги с несколькими полосами в каждом направлении и двухполосные, имеющие по одной полосе движения в каждом направлении. Эти дороги имеют хорошее капитальное покрытие, широкие полосы движения (3,75 м), увеличенные радиусы поворотов и ограниченные максимальные уклоны (3...4%), а также уширенные обочины. Все это обеспечивает высокую пропускную способность и безопасность. На таких дорогах осуществляется круглосуточное движение. В зимнее время производится снегоуборка и ведется борьба с обледенением. 47 Дороги III категории имеют облегченное усовершенствованное покрытие и рассчитаны на менее интенсивное движение. Ширина полосы может быть уменьшена до 3,5 м, максимальные уклоны достигают 6 %, а минимальные радиусы поворотов 250 м. Движение транспортных средств на таких дорогах разрешается с осевой нагрузкой не более 6 т. Зимой они расчищаются, но на них может оставаться слой снега и льда. На дорогах IV категории с неусовершенствованным покрытием движение автомобилей большой грузоподъемностью в весенний период ограничивается. Это связано с тем, что земляное полотно дороги переувлажнено весенними водами, что значительно снижает их опорную способность, а дорожная одежда под действием большой осевой нагрузки деформируется. Движение на таких дорогах разрешается тогда, когда полотно дороги просохнет и восстановит свою прочность. Если движение на таких дорогах не закрыто, то по ним нужно передвигаться с большой осторожностью. Под действием нагрузки, передаваемой колесами, ослабленное основание дороги приводит к большому прогибу покрытия. На дороге появляются трещины, просадки, увеличивающие сопротивление движению и затрудняющие управление автомобилем. Дороги V категории не имеют твердого покрытия, т. е. имеют естественный грунт, но их профилируют. В некоторых случаях их поверхность обрабатывают средствами, связующими грунт, что повышает стойкость верхнего слоя. В осеннюю и весеннюю распутицу, а такжезимой в период сильных снегопадов они становятся не проезжими, т. е. круглогодичное регулярное движение не может быть гарантировано.(Рис.10) 2.2 Элементы и параметры автомобильных дорог Проектирование дороги осуществляется в трех проекциях: поперечном профиле, плане и продольном профиле. Рис.8 Изображение автомобильной дороги: а) поперечный профиль (проекция на вертикальную плоскость перпендикулярно к оси дороги); б) продольный профиль (проекция на вертикальную плоскость параллельно к оси дороги); в) план (проекция на горизонтальную плоскость) 48 2.2.1 Элементы плана дороги План трассы дороги — это графическое изображение ее проекции на горизонтальную плоскость, выполненное в уменьшенном масштабе. Положение геометрической оси дороги на земной поверхности называют трассой. Трасса в плане и профиле является пространственной линией, так как она меняет свое направление при обходе различных препятствий (населенных пунктов, озер, рек, болот, оврагов и др.) (рис.11.) Рис 11. Ось дороги как пространственная кривая: а – вид полотна дороги в аксонометрии; б – план дороги; в – продольный профиль. Масштаб плана трассы принимается: для равнинной и пересеченной местности 1:10000, для горной 1:5000. На план трассу наносят сплошной основной линией с разбивкой на километры и пикеты (пикет — расстояние, равное 100 м). 49 Рис.10 План трассы дороги На плане трассы указывают номера углов поворота, которые характеризуют каждое изменение ее направления. В местах изменения направления трассы вписывают круговые кривые, основными элементами которых являются (рис.12): радиус R; длина кривой К. тангенс Т — длина касательной, т. е. расстояние от вер шины угла поворота а до начала или конца кривой; биссектриса Б — расстояние от вершины угла поворота до середины кривой. Данные об элементах кривых можно определять по специальным таблицам. С целью обеспечения безопасности движения автомобилей с расчетными скоростями радиусы кривых в плане необходимо назначать возможно большими: от 3000 м и более дорог I категории и от 2000 м и более для дорог остальных категорий. При таких радиусах кривых обеспечивается безопасность движения автомобилей с расчетной скоростью, так как влияние центробежной силы на них невелико. Однако назначение больших радиусов в плане не везде и не всегда возможно, а поэтому разрешается принимать их минимально допускаемые значения (согласно СНиП 2.05.0285): Категория дороги Ia Iб 11 III Радиусы, м . . .1200 800 800 600 IV V 300 150 Все элементы кривых, а также пикетажное положение вершин углов поворота указывают в отдельных таблицах на плане трассы ( рис10). 50 Рис. 12. Основные элементы круговой кривой: ИК - начало кривой; КК - конец кривой; К - радиус; К - кривая; Т - тангенс; Б - биссектриса; а - угол поворота По обе стороны от трассы условными знаками и обозначениями изображают основные элементы рельефа, населенные пункты, земельные угодья, пути сообщения, водотоки, водоемы, а также указывают границы землепользователей и их наименование. При проложении трассы необходимо применять ландшафтное проектирование, задачей которого является обеспечение плавного включения дороги в ландшафт окружающей среды, что имеет не только эстетическое значение, но и повышает удобство и безопасность движения. Оно преследует две цели: обеспечивает наилучшее сочетание дороги с окружающим ландшафтом, дополняет и улучшает его. Дорога, вписанная в окружающий ландшафт, обеспечивает постоянный или плавный переменный режим движения, способствует работоспособности водителей и создает хорошее настроение у проезжающих. На кривых с радиусами менее 2000 м в целях безопасности и комфортабельности движения при высоких расчетных скоростях с обоих концов круговой кривой устраивают переходные кривые, обеспечивающие плавное изменение направления движения автомобиля от прямолинейного к движению по круговой кривой. Переходные кривые представляют собой кривые переменного радиуса (рис.13 ). Рис. 13 План переходной кривой. НПК - начало переходной кривой. КПК — конец переходной кривой 51 В зависимости от радиуса круговой кривой длина переходных кривых назначается в пределах 30—120 м. При вписывании переходных кривых круговая кривая смещается к центру кривой на величину сдвижки р. Пользуясь таблицами, составленными В. И. Ксенодоховым, можно получить все разбивочные элементы переходных кривых. В целях обеспечения удобства и безопасности движения автомобилей с расчетной скоростью на кривых с радиусами менее 3000 м на дорогах I категории и менее 2000 м на дорогах остальных категорий устраивают виражи — участки кривой с односкатным поперечным профилем и уклоном проезжей части к центру кривой (рис.14). Односкатный поперечный профиль устраивают на всем протяжении основной круговой кривой. Поперечный уклон проезжей части на вираже i В необходимо принимать не менее поперечного уклона покрытия на участках с двускатным профилем в зависимости от радиуса кривой в плане (табл.5). Таблица 5 Поперечный уклон проезжей части на вираже. Радиус кривой в плане, м Основной наиболее распространенный 3000 и более для 1 категории; 2000 и более для дорог остальных категорий В районах с частыми гололедами Двухскатный поперечный профиль От 3000 (2000) до 1000 20-30 20-30 > 1000 >700 30-40 30-40 >700 >650 40-50 40 >650 >600 55-65 40 Рис.14 Схема виража 52 Поперечный уклон обочин на вираже тот же, что и уклон проезжей части. Переход от двускатного поперечного профиля к односкатному и обратно осуществляется плавно на участках, примыкающих к круговой кривой, называемых отгонами виража, длина которых зависит от поперечного уклона виража и колеблется от 10 до 30 м.(Рис.15) Рис15. Схема перехода от двускатного поперечного профиля проезжей части к односкатному на отгоне виража На протяжении этих участков устраивают и переходные кривые. Переход от нормального уклона обочин при двускатном профиле к уклону проезжей части выполняется на протяжении 10 м до начала отгона виража. Переход от двускатного поперечного профиля к односкатному осуществляется в пределах отгона виража «вращением» внешней половины проезжей части и внешней обочины относительно оси дороги. После достижения односкатного поперечного профиля с уклоном, равным уклону двускатного профиля, всю проезжую часть и внешнюю обочину вращают относительно внутренней кромки проезжей части до получения соответствующего уклона виража. На кривых в плане при радиусах 1000 м и менее предусматривают уширение проезжей части с внутренней стороны за счет обочины. При этом ширина обочины должна быть не менее 1,5 м для дорог I—III категорий и не менее 1 м для дорог остальных категорий. В горной местности при радиусах 20—30 м в виде исключения допускается уширять проезжую часть с внешней стороны кривой. Уширение в пределах круговой кривой имеет постоянную величину, а затем в пределах переходных кривых (отгона виража) сводится на нет. Величины полного уширения для двухполосных автомобильных дорог назначают в зависимости от радиусов круговых кривых по СНиП 2.05.02-85. Важнейшим условием безопасности движения на автомобильных дорогах является обеспечение видимости в плане, т. е. когда водитель видит встречный автомобиль или препятствие на расстоянии, достаточном для своевременной остановки своего автомобиля во избежание дорожно-транспортного происшествия. При этом учитывается, что луч зрения водителя при движении автомобиля по крайней правой полосе движения в 1,5 м от кромки проезжей части расположен на высоте 1,2 м над поверхностью проезжей части дороги. Наименьшие расстояния видимости установлены в зависимости от категории автомобильной дороги. 53 Таблица 5 Категория до роги Расчетная скорость, км/ч Наименьшее расстоя ние видимости, м для остановки встречного автомобиля Категория до роги Расчетная скорость, км/ч Наименьшее расстоя ние видимости, м для остановки встречного автомобиля 1а 150 300 450 III 100 200 350 16 120 250 450 IV 80 150 250 120 250 V 60 85 170 II В целях обеспечения безопасности движения периодически необходимо оценивать состояние видимости на отдельных элементах улиц и дорог.(табл.5) На пересечениях автомобильных дорог в одном уровне должна быть обеспечена боковая видимость, рассчитываемая из условия видимости с главной дороги автомобиля, ожидающего на второстепенной дороге момента безопасного выезда на главную дорогу (рис. 16, а). При пересечении равнозначных по интенсивности движения дорог расстояние видимости определяется согласно схеме, представленной на (рис. 16, б).Значениярасстояний для обеспечения боковой видимости приведены в таблице 6.[7]. 54 Рис16. Схемы определения видимости на пересечениях в одном уровне: а – при пересечении дорог разных категорий; б – при пересечении равнозначных дорог Таблица 6 1000 Минимальное расстояние видимости автомобиля на главной дороге , L гл 250 2000 250 140 75 3000 300 150 75 4000 400 175 100 5000 600 175 100 Интенсивность движения на главной дороге , авт. / сут . Минимальное расстояние видимости поверхности дороги , м главной L гл второстепенной L вт 140 75 2.2.2 Элементы продольного профиля дороги Продольный профиль представляет собой чертеж с условным изображением вертикального разреза поверхности земли и полотна дороги вдоль ее оси (рис.17). Он является одним из основных документов для строительства дороги, определяющим положение бровки земляного полотна относительно поверхности земли, величину продольных уклонов отдельных участков дороги и другие необходимые данные. На продольный профиль наносятся: а) линия поверхности земли («черная линия») и высотные отметки ее характерных точек; 55 б) проектная линия («красная линия») — линия бровок земляного полотна, ее уклоны и высотные отметки; в) грунтовый разрез по оси дороги с указанием мест заложения шурфов и скважин, характера и мощности грунтовых напластований, уровня грунтовых вод; г) расположение и основные характеристики водоотводных сооружений; данные для постройки водоотводных канав и углубленных кюветов, типы их укрепления; д) пикетаж и положение характерных (плюсовых) точек; е) развернутый план трассы и ситуация на полосе по 50 м в каждую сторону от оси дороги; ж) типы конструкций дорожной одежды и земляного полотна. Для большей четкости изображения проектная линия вычерчивается толще линии поверхности земли; в равнинной местности она имеет вид ломаной линии, в углы которой вписаны вертикальные кривые. В сильно пересеченной местности проектная линия в основном состоит из плавно сочетающихся вертикальных кривых. Высота насыпи и глубина выемки в данной точке определяются разностью между числовыми значениями проектной отметки и отметки уровня земли. Эта разность называется рабочей отметкой и выписывается на продольном профиле: для насыпей выше проектной линии, а для выемки — ниже. Продольный профиль оформляется в строгом соответствии с установленным стандартом. На рисунке приведен образец оформления продольного профиля. 56 Рис. 17 Продольный профиль автомобильной дороги Для большей наглядности продольный профиль вычерчивается в искаженном масштабе: вертикальный масштаб принимается в десять раз больше горизонтального. Обычно применяют масштабы: горизонтальный 1:5000, вертикальный 1:500. В горных, а также в городских условиях принимаются масштабы: горизонтальный 1:2000, вертикальный 1:200. Грунтовой разрез наносят, отступя от линии поверхности земли на 2 см, вертикальный масштаб разреза принимают 1:50.[19] 57 2.2.3 Элементы поперечного профиля дороги Поперечным профилем дороги (рис18)называется изображение, полученное сечением дороги вертикальной плоскостью, перпендикулярной оси дороги. Рис.18 Элементы поперечного профиля дороги: а - с одной проезжей частью; б - с двумя проезжими частями и разделительной полосой; 1 - внешний откос канавы; 2 - краевая укрепительная полоса; 3 - ось дороги; 4 - кромка проезжей части; 5 - бровка насыпи; 6 - внутренний откос; 7 - обочина; 8 - проезжая часть; 9 - земляное полотно; 10 - ось проезжей части; 11 - откос насыпи; 12 - разделительная полоса. Полосу местности, выделяемую для расположения на ней дороги, разработки грунта, предназначенного для отсыпки насыпей, постройки вспомогательных сооружений и посадки зеленых насаждений, называют дорожной полосой, или полосой отвода. Важным элементом автомобильной дороги является проезжая часть, которая позволяет беспрепятственно и безопасно двигаться транспортным средствам с заданной скоростью. Проезжая часть должна занимать строго определенное положение, иметь размеры и геометрическое очертание, соответствующее требованиям дорожного движения, достаточно прочную и ровную поверхность. Ее укрепляют прочными каменными материалами, устраивая дорожную одежду, верхний слой которой называют покрытием. С обеих сторон проезжих частей устраивают грунтовые полосы обочины. Обочины создают боковой упор для дорожной одежды проезжей части и используются для временной стоянки 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. Полоса земли, на которой устраивают проезжую часть и обочины, называется земляным полотном. Земляное полотно отделяется от прилегающей местности откосами или боковыми канавами, которые служат для осушения земляного полотна и отвода поверхностной воды. В выемках и боковых каналах различают внешний и внутренний откосы (рис.19). Линия сопряжения поверхностей обочины и откоса насыпи или 58 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. Рис.19 Откос насыпи При устройстве земляного полотна в насыпи необходимый грунт подвозят из находящихся вблизи выемок или при его недостатке берут из закладываемых около дороги неглубоких выработок, называемых резервами. Избыточный грунт из выемок укладывают в валы, называемые кавальерами.[19] 2.2.4 Параметры автомобильных дорог Таблица 6 1 Основные технические характеристики автомобильных дорог (по СНиП 2.05.02-85) Показатели Категория дороги I II III IV V I-а I-б Перспективная среднесуточная Более 7000 Более 30001000- 3000 100Менее интенсивность движения автомобилей в 7000 7000 1000 100 обоих направлениях, авт/сут Расчетная скорость движения, км/ч: 150 120 80 120 100 120 100 100 80 50 80 60 60 40 основная для трудных участков 60 60 40 30 пересеченной местности для трудных участков горной местности Число полос движения 4;6;8 4;6;8 2 2 2 1 Ширина полосы движения, м 3,75 3,75 3,75 3,5 3 НР Ширина проезжей части (в обоих 15 22,5 30 15 22,5 7,5 7,0 6,0 4,5 направлениях), м 30 Ширина обочин, м 3,75 3,75 3,75 2,5 2,0 1,75 Наименьшая ширина разделительной 6,0 5,0 НР НР НР НР полосы между разными направлениями движения, м Ширина земляного полотна, м 28,5 36 43,5 27,5 35 15 12 10 8 42,5 Наибольшие продольные уклоны, %: 3,0 4,0 6,0 4,0 5,0 4,0 5,0 5,0 6,0 8,0 6,0 7,0 7,0 9,0 основные на трудных участках 7,0 7,0 9,0 10,0 пересеченной местности на трудных участках горной местности Наименьшее расстояние видимости НР 450 450 350 450 350 350 250 250 170 170 110 встречного автомобиля, м: основное на 250 170 170 130 110 90 трудных участках пересеченной местности на трудных участках горной местности Наименьшие радиусы кривых в плане, м: 1200 800 800 600 300 150 основные в горной местности 250 125 125 100 60 30 59 Наименьшие радиусы вертикальных 30000 15000 выпуклых кривых (в продольном 5000 2500 профиле), м: основные в горной местности Наименьшие радиусы вертикальных 8000 1000 5000 вогнутых кривых (в продольном 600 профиле), м: основные в горной местности 1 Условное обозначение : НР - не регламентируются. 15000 10000 2500 1500 5000 1000 2500 600 5000 600 2000 300 1500 200 3000 400 3. Городские улицы и дороги как элемент инженернотранспортной инфраструктуры 1. Основные понятия и нормативная база градостроительства. Классификация городов. 2. Территории и инфраструктуры городов. 3. Классификация и параметры городских улиц и дорог. 4. Схемы транспортной планировки городов. 5. Характеристики транспорта и улично-дорожной сети. 3.1 Основные понятия и нормативная база градостроительства. Классификация городов Развитие существующих и строительство новых городов и сельских поселений должно проходить планомерно, с учетом социально-экономических, демографических, климатических и экологических факторов. По действующему нормативному документу [2]. Планировка и застройка городских и сельских поселений»,города делятся в зависимости от численности населения: Таблица 7 Группы поселений Население, тыс. чел. Города Крупнейшие Св. 1000 Крупные " 500 до 1000 Сельские поселения _ Св. 5 " 250 " 500 " 3 до 5 Большие " 100 " 250 " 1 Средние " 50 " 100 " 0,2 " 1 Малые* " 20 " 50 " 0,05 " 0,2 " 3 60 " 10 " 20 До 0,05 До 10 ______________ * В группу малых городов включаются поселки городского типа. В настоящее время статус поселения определяется условно-волевым путем, согласно уставу поселения и по ФЗ. В уставе города кратко изложены: - статус поселения - системы управления, выборов, полномочий и финансирования - границы поселения - генплан развития Города проектируют на отдаленную перспективу — на 25-30 лет. Перспективы развития города определяются на основе государственных планов развития народного хозяйства: пятилетних и перспективных планов, разрабатываемых плановыми органами страны, а также в соответствии с имеющимися проектами районной планировки, с учетом территориальных ресурсов, которые могут быть использованы для развития существующего или для сооружения нового города, и природных условий. Анализ процесса урбанизации в нашей стране показывает, что расселение городского населения в стране приобретает в настоящее время новую форму, а именно форму групповых систем городов и поселков городского типа. Основой групповых систем являются производственные, народнохозяйственные связи отдельных населенных мест, входящих в состав этих систем. Все население города согласно этой системе разделяется на три группы: I группа—градообразующая (Трудящиеся, занятые на предприятиях и в учреждениях градообразующего значения); II группа—обслуживающая (Трудящиеся же, занятые на предприятиях и в учреждениях обслуживающего значения); III группа — не работающая на предприятиях и в учреждениях в силу возраста или состояния здоровья: дети дошкольного и школьного возраста, престарелые, инвалиды. Для вновь строящихся городов и поселков удельный вес градообразующей группы населения принимается в пределах 25—35% на расчетный перспективный срок и 33—38% на первую очередь строительства. Для реконструируемых городов удельный вес градообразующей группы населения определяется с учетом их современной структуры населения. Удельный вес обслуживающей группы населения для крупных городов принимается на перспективу в пределах 23—26%; для средних и малых городов и поселков — 19—22%. Для городов, связанных с обслуживанием населения прилегающего района, туристов, командированных и др., удельный вес обслуживающей группы населения соответственно увеличивается. 61 3.2 Территории и инфраструктуры городов Современный город является сложным организмом, в котором тесно переплетаются социальные, архитектурно-планировочные, инженерные и экономические начала. Для того, чтобы удобно и рационально организовать жизнь этого сложного организма, в основу планировочного решения города закладывается зонирование его территории исходя из функциональных признаков и видов городского строительства. В соответствии со нормативным документом [2] территория функциональному назначению делится на следующие зоны: города по своему а) селитебная зона, в которой размещаются жилые микрорайоны и кварталы; участки административно-общественных учреждений и учреждений культурнобытового обслуживания населения; внеквартальные зеленые насаждения и спортивные сооружения общего пользования; улицы и площади; отдельные промышленные предприятия невредного производственного профиля, склады, устройства внешнего транспорта; неудобные для застройки и еще не использованные участки. б) промышленная зона, в которой размещаются промышленные предприятия с обслуживающими культурно-бытовыми учреждениями, улицами, площадями и дорогами, зелеными насаждениями. в) ландшафтно-рекреационная территория включает городские леса, лесопарки, лесозащитные зоны, водоемы, земли сельскохозяйственного использования и другие угодья, которые совместно с парками, садами, скверами и бульварами, размещаемыми на селитебной территории, формируют систему открытых пространств. г) транспортные зоны, занимаемые устройствами внешнего транспорта; Транспортная сеть города должна обеспечивать скорость, комфорт и безопасность передвижения между функциональными зонами города и в их пределах, связь с объектами внешнего транспорта и автомобильными дорогами региональной и всероссийской сети. Сеть улиц, дорог, площадей и пешеходных пространств должна проектироваться как единая общегородская система, в которой четко разграничены функции ее составляющих. г) коммунально-складские зоны, на которых размещаются предприятия пищевой (пищевкусовой, мясной и молочной) промышленности, общетоварные (продовольственные и непродовольственные), специализированные склады (холодильники, картофеле-, овоще-, фруктохранилища), предприятия коммунального, транспортного и бытового обслуживания населения города. Систему складских комплексов, не связанных с непосредственным повседневным обслуживанием населения, следует формировать за пределами крупных и крупнейших городов, приближая их к узлам внешнего, преимущественно железнодорожного транспорта. Город- это самоуправляющая система, т.е.совокупность нескольких элементов и связей между между ними, образующих новое единое целое. Одним из таких элементов является инфраструктура – внутренняя подсистема, обеспечивающая функционирование города. 62 Виды инфраструктур: 1.СОЦИАЛЬНАЯ ИНФРАСТРУКТУРА - совокупность отраслей и предприятий, функционально обеспечивающих нормальную жизнедеятельность населения. Сюда относятся: жилье, его строительство, объекты социально-культурного назначения, вся сфера жилищнокоммунального хозяйства, предприятия и организации систем здравоохранения, образования, дошкольного воспитания; предприятия и организации, связанные с отдыхом и досугом; розничная торговля, общественное питание, сфера услуг, спортивно-оздоровительные учреждения; пассажирский транспорт и связь по обслуживанию населения; система учреждений, оказывающих услуги правового и финансово-кредитного характера (юридические консультации, нотариальные конторы, сберегательные кассы, банки) и др. 2. ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ИНФРАСТРУКТУРА- инфраструктура, обеспечивающая материальное производство: железные и шоссейные дороги, водоснабжение, канализация и т.д. В широком смысле в производственную инфраструктуру входит и управление предприятием, и финансы, т.е. всё, что необходимо для процесса производства, но технологически в него не входит. 3. ИНЖЕНЕРНО-ТРАНСПОРТНАЯ ИНФРАСТРУКТУРА (улично-дорожная сеть) сооружения и инженерные сети электро-, тепло-, газо-, водоснабжения и канализации, связи, телефикации, радиофикации, а также автомобильные дороги, улицы, маршруты общественного транспорта и иные коммуникации, обеспечивающие комплекс необходимых технических условий жизнедеятельности граждан в районах жилой застройки; Улично-дорожная сеть — важнейшая из систем, объединяющих город в целостный функционально-планировочный комплекс. 3.3 Классификация и параметры городских улиц и дорог Классификация городских улиц исходит из учета их основных признаков: характера застройки, перспективной интенсивности и видов движения, степени развития подземного хозяйства, положения улицы в плане уличной сети и по отношению к вводам загородных дорог. В таблице 8 приведена классификация, принятая в нормах проектирования городских улиц [2]: Таблица 8 Категория дорог и улиц Основное назначение дорог и улиц 1. Магистральные дороги: 1.1 скоростного движения Скоростная транспортная связь между удаленными промышленными и планировочными районами в крупнейших и крупных городах: выходы на внешние 63 автомобильные дороги, к аэропортам, крупным зонам массового отдыха и поселениям в системе расселения. Пересечения с магистральными улицами и дорогами в разных уровнях 1.2 регулируемого движения 4 Транспортная связь между районами города на отдельных направлениях и участках преимущественно грузового движения, осуществляемого вне жилой застройки, выходы на внешние автомобильные дороги, пересечения с улицами и дорогами, как правило, в одном уровне. Магистральные улицы: 2.1общегородского значения: - непрерывного движения Транспортная связь между жилыми, промышленными районами и общественными центрами в крупнейших, крупных и больших городах, а также с другими магистральными улицами, городскими и внешними автомобильными дорогами. Обеспечение движения транспорта по основным направлениям в разных уровнях - регулируемого движения Транспортная связь между жилыми, промышленными районами и центром города, центрами планировочных районов; выходы на магистральные улицы и дороги и внешние автомобильные дороги. Пересечения с магистральными улицами и дорогами, как правило, в одном уровне 2.2 районного значения: 5 - транспортно-пешеходные Транспортная и пешеходная связи между жилыми районами, а также между жилыми и промышленными районами, общественными центрами, выходы на другие магистральные улицы - пешеходно-транспортные Пешеходная и транспортная связи (преимущественно общественный пассажирский транспорт) в пределах планировочного района Улицы и дороги местного значения: - улицы в жилой застройке Транспортная (без пропуска грузового и общественного транспорта) и пешеходная связи на территории жилых районов (микрорайонов), выходы на магистральные 64 улицы и дороги регулируемого движения - улицы и дороги в научнопроизводственных, промышленных и коммунально-складских зонах (районах) Транспортная связь преимущественно легкового и грузового транспорта в пределах зон (районов), выходы на магистральные городские дороги. Пересечения с улицами и дорогами устраиваются в одном уровне - пешеходные улицы и дороги Пешеходная связь с местами приложения труда, учреждениями и предприятиями обслуживания, в том числе в пределах общественных центров, местами отдыха и остановочными пунктами общественного транспорта - парковые дороги Транспортная связь в пределах территории парков и лесопарков преимущественно для движения легковых автомобилей - проезды Подъезд транспортных средств к жилым и общественным зданиям, учреждениям, предприятиям и другим объектам городской застройки внутри районов, микрорайонов, кварталов - велосипедные дорожки Проезд на велосипедах или свободным от других видов транспортного движения трассам к местам отдыха, общественным центрам, а в крупнейших и крупных городах связь а пределах планировочных районов Элементы городских улиц и дорог Элементами городской улицы являются одна или несколько проезжих частей, предохранительные полосы, тротуары, пешеходные дороги, велодорожки, трамвайные пути, полосы зеленых насаждений, центральные разделительные полосы между проезжими частями встречных направлений движения, разделительные полосы между центральной проезжей частью и боковыми проездами, между тротуаром и проезжими частями, откосы насыпей и выемок, подпорные стенки, технические полосы, резервные полосы, остановочные и конечные площадки общественного транспорта и т.д. Автостоянки, расположенные в границах красных линий, входят как элемент в городскую улицу или дорогу. Автостоянки, размещаемые вне красных линий, в городскую улицу не входят, но являются составным элементом улично-дорожной сети. Важным элементом городской улицы является проезжая часть. Ширину проезжей части назначают в зависимости от перспективной интенсивности движения в часы пик и пропускной способности одной полосы, определяемой с учетом категории улицы, расстояния между перекрестками и их пропускной способности. Края проезжей части улиц располагают так, чтобы они находились не далее 25 м от красных линий или чтобы между красной линией и проезжей частью оставалась свободная спланированная полоса шириной не менее 6 м для проезда пожарных машин, расположенная 65 не ближе 5 м от линии застройки. Тупиковые проезды должны заканчиваться кольцевыми объездами радиусом 10 м или площадками 12х12 м. Ширину тротуаров устанавливают в зависимости от категории улицы, характера застройки и количества пешеходов, считая, что пешеход придвижении занимает полосу шириной 0,75 м. Пропускная способность одной полосы тротуара составляет 600-1000 пешеходов в 1ч. Минимальная ширина тротуара 1,5 и лишь в районах с индивидуальной застройкой может быть снижена до 1м. У вокзалов, театров, станций метро тротуары уширяют за счет удлинения застройки от красных линий внутрь квартала. В зависимости от общей ширины улицы, тротуары можно располагать рядом с проезжей частью; между полосами зелёных насаждений, отделяющими тротуар от проезжей части и от линий зданий; рядом с линией застройки, но с отделением от проезжей части полосой зелёных насаждений. Большое значение для украшения улиц и улучшения их санитарно-гигиенических условий имеют зелёные насаждения. Разделительные зелёные полосы повышают безопасность движения. При установлении типа посадок учитывают общую ширину улицы, тротуара, расположение подземных коммуникаций и линий трамвайного движения. Под улицей размещаются подземные коммуникации: кабели электрического тока, телефонно-телеграфные линии, водопровод, газопровод, канализация и т. д. В больших городах для удобства эксплуатации подземные сети размещают в общих бетонных коллекторах-тоннелях 66 Рис.20. Типовые поперечные профили скоростных дорог А - вне застройки; Б - в промышленно-складских районах; 1 - основная проезжая часть; 2 - местные и боковые проезды; 3 - предохранительные и краевые полосы; 4 - тротуары; 5 - разделительные полосы и полосы озеленения; 6 - предохранительный брус; 7 - ограждения пешеходов; 8 - кабели освещения и связи Рис.21. Типовой поперечный профиль скоростной дороги в выемке 1 - основная проезжая часть; 2 - местные и боковые проезды; 3 - предохранительные и краевые полосы; 4 тротуары; 5 - разделительные полосы и полосы озеленения; 6 - предохранительный брус; 7 - кабели освещения и связи Рис. 22. Типовой поперечный профиль общегородской магистрали непрерывного движения 1 - основная проезжая часть; 2 - боковые и местные проезды; 3 - предохранительные полосы; 4 - тротуары; 5 разделительные полосы и полосы озеленения; 6 - ограждения пешеходов; Т - телефонные кабели; В водопровод; В-К - водопровод и канализация; К - канализация; КС - кабели связи; КО - кабели освещения; ГНД - 67 газопровод низкого давления; ГСД - газопровод среднего давления; ККТ - коллектор электрических и телефонных кабелей Рис.23 Типовой поперечный профиль общегородской магистрали регулируемого движения А - без трамвая; Б - с трамваем; 1 - основная проезжая часть; 2 - боковые и местные проезды; 3 предохранительные полосы; 4 - тротуары; 5 - разделительные полосы и полосы озеленения; Т - телефонные кабели; В - водопровод; В-К - водопровод и канализация; К - канализация; ЭК - электрокабели; КС - кабели связи; КО - кабели освещения; ГНД - газопровод низкого давления; ГСД - газопровод среднего давления; ККТ коллектор электрических и телефонных кабелей Рис.24. Типовые поперечные профили магистралей районного значения А - без трамвая; Б - с трамваем; 1 - основная проезжая часть; 2 - тротуары; 3 - полосы озеленения; Т - телефонные кабели; КС - кабели связи; ЭК -электрокабели; В - водопровод; К - канализация; В-К - водопровод и канализация; КО - кабели освещения; ГНД - газопровод низкого давления; ГСД - газопровод среднего давления 68 Границами городских улиц и дорог и окружающей территории (застройка, парки, скверы, различные сооружения и пр.) являются красные линии, расстояние между которыми определяет ширину улицы (дороги) в красных линиях. Ширину улиц и дорог следует устанавливать с учетом их категории и в зависимости от расчетной интенсивности движения транспорта и пешеходов; типа застройки; рельефа местности; требований защиты населения от шума, пыли, выхлопных газов автомобилей, способов отвода дождевых и талых вод; размещения подземных инженерных сетей, зеленых насаждений, оросительных каналов и др. Многообразие факторов, влияющих на ширину улиц одних и тех же категорий, позволяет рекомендовать только типовые решения поперечного профиля (см. рис. 1-9), которые в дальнейшем уточняются для конкретных случаев проектирования. Рис.25. Типовые поперечные профили дорог грузового движения А - вне застройки; Б - в застройке; 1 - основная проезжая часть; 2 - тротуары; 3 - полосы озеленения; 4 - центральная разделительная полоса; Т - телефонные кабели; КС - кабели связи; ЭК - электрокабели; В - водопровод; К канализация; В-К - водопровод и канализация; КО - кабели освещения;ГНД - газопровод низкого давления; ГСД газопровод среднего давления 2.9. При решении отдельных элементов городских улиц и дорог рекомендуется: - трамвайные пути предусматривать на МРД и РМ и размещать на обособленном полотне или в одном уровне с проезжей частью по оси проезжей части или с одной из двух сторон проезжей части; - полосы зеленых насаждений использовать для разделения различных элементов улицы: проезжей части от тротуаров, тротуаров от застройки и т.д.; 69 - технические полосы, разделительные островки и полосы озеленения использовать для прокладки подземных инженерных сетей; - резервные полосы предусматривать для последующего устройства проезжих частей, трамвайных линий, прокладки инженерных подземных сетей, строительства метрополитена и т.д. - направляющие и регулирующие движение островки выполнять конструктивно поднятыми над проезжей частью или в одном уровне с выделением разметкой; - велодорожки устраивать на отдельной полосе вне проезжей части. Рис.26. Типовые поперечные профили жилых улиц и микрорайонных проездов А - жилые улицы; Б - главные проезды; В - основные проезды; Г - подъезды к отдельным зданиям; 1 – проезжая часть; 2 - тротуары; 3 - газоны; ГНД - газопровод низкого давления; КО - кабели освещения; КС - кабели связи; ЭК - электрокабели; В - водопровод; К – канализация 70 Рис.27. Типовые поперечные профили дорог и улиц местного значения А - дороги промышленных и коммунально-складских зон; Б - поселковые улицы в многоэтажной застройке; В - поселковые улицы в малоэтажной застройке; Г - поселковые улицы в усадебной застройке; 1 - проезжая часть; 2 - тротуары; 3 - газоны; В-К - водопровод и канализация; ГСД газопровод среднего давления; КО - кабели освещения; КС - кабели связи; ЭК - электрокабели; В водопровод; К - канализация Рис.28. Типовые поперечные профили поселковых дорог 1 - проезжая часть; 2 – озеленение 71 При расположении различных элементов городских улиц и дорог в разных уровнях по отношению друг к другу их сопряжение достигается с помощью откосов или подпорных стенок. Конструктивным элементом сопряжения проезжих частей с газонами и тротуарами является бордюрный (бортовой) камень. На основной проезжей части городских улиц и дорог не следует предусматривать более четырех полос движения в одном направлении. Если перспективная интенсивность движения превышает пропускную способность четырехполосной проезжей части, необходимо предусмотреть боковой проезд или дублер. Двухполосные проезды с двусторонним движением: троллейбусов на первую очередь строительства, а для малых и средних городов на расчетный срок, должны иметь ширину проезжей части 10,5 м, т.е. две полосы по 5,25 м; автобусов - 9 м. Для проездов с числом полос более двух это требование отпадает. 3.4 Схемы транспортной планировки городов. Транспортная планировка городов и начертание улично-дорожной сети является градостроительным каркасом городов и определяет их архитектурный облик. Формирование транспортной сети города, в основном, определяется его историческим развитием. В зависимости от начертания магистрально-уличной сети выделяют следующие планировочные схемы городов: — прямоугольная (рис.10,в) схема характерна для современных городов с плановым развитием. Её особенностью является отсутствие строго выраженного центра и равномерное распределение пассажирских и транспортных потоков по всем районам. Такую транспортную схему имеют многие города США. Обладая бесспорными преимуществами с точки зрения удобства застройки угловых участков и наличия дублирующих направлений, она характеризуется и существенным недостатком: расстояние между двумя точками линии транспорта, расположенной не на одной магистрали, значительно больше кратчайшего расстояния по воздушной прямой. Отношение этих величии называется коэффициентом непрямолинейности — треугольная (рис.10,д) При реконструкции городов с прямоугольной транспортной схемой нередко возникает потребность в пробивке диагональных линий. При большом числе диагональных улиц схема из прямоугольной превращается в треугольную со сложными узлами пересечения. — радиальная (рис.10,а) Эта схема характерна для старых городов, развитие которых начиналось в местах пересечения важных торговых путей. Данная схема обеспечивает кратчайшую связь периферийных районов с городским центром, но, в тоже время, затрудняет сообщение отдалённых периферийных районов друг с другом. Это приводит к перегруженности транспортом центрального ядра города. Радиальная схема характеризуется еще большим коэффициентом непрямолинейности по сравнению с прямоугольной схемой. По 72 мере роста территории города и развития транспортной сети эта схема может превратиться в радиально - кольцевую. (Харьков, Ташкент, Рига и др.). — радиально-кольцевая (рис.10,в) схема развивалась в старых городах, находящихся на пересечении важных торговых путей и имевших системы кольцевых укреплений вокруг центра. Эта схема обеспечивает достаточно удобную связь отдалённых районов города с центром — по радиальным направлениям и между собой — по кольцевым направлениям. Тем не менее, радиальные направления, по сравнению с круговыми, оказываются перегруженными пассажирскими и транспортными потоками, что также приводит к перенасыщению центра города транспортом; — прямоугольно - диагональная (рис.10,г) — характерна для многих старых городов с плановым развитием относительно исторического центра. Обладает теми же достоинствами и недостатками, что и радиально-кольцевая схема, но при этом характеризуется более равномерным распределением транспортных и пассажирских потоков по территории города; — свободная (рис.10,е) схема встречается в некоторых старых европейских и азиатских городах, сохраняет средневековую планировку и отличается достаточно сложными транспортными связями между районами. Каждый реальный город – сочетание различных схем в различных местах, догмы применять не следует, надо искать оптимальные решения. В связи с этим часто применяют комбинированные схемы. Улично-дорожная сеть городов проектируется в виде непрерывной системы с учётом функционального назначения улиц и дорог, интенсивности транспортного и пешеходного движения, архитектурных и градостроительных решений территории. В крупных городах с радиальной, радиально-кольцевой и прямоугольно-диагональной улично-дорожными сетями стараются максимально сократить объёмы движения наземного транспорта через территорию исторического ядра общегородского центра путём устройства обходных магистральных улиц, а также протяжённых автотранспортных тоннелей глубокого заложения (подземных автомагистралей) под центром города. На пересечениях магистральных улиц и дорог общегородского значения устраивают полные и неполные развязки в разных уровнях*. Для этого могут использоваться автодорожные и пешеходные тоннели.[20] 73 Рис.29 Схемы транспортных сетей: а – радиальная; б – радиально – кольцевая; в – прямоугольная; г – прямоугольнодиагональная; д – треугольная; е – свободная. 3.5 Характеристики транспорта и улично-дорожной сети Улично-дорожная сеть – совокупность улиц, площадей и дорог общегородского и районного значения, соединяющие жилые и промышленные районы города между собой, по которым осуществляется движение транспорта и пешеходов. Планировочная схема улично-дорожной сети может иметь следующие виды: радиальная, радиально-кольцевая, прямоугольная, прямоугольно-диагональная, треугольная, комбинированная и свободная. В пределах улиц размещаются: проезжие части, служащие для пропуска транспорта, тротуары для пропуска пешеходов, велосипедные дорожки, пути рельсового транспорта, зеленые насаждения, устройства наземного оборудования — мачты наружного освещения, опоры контактной сети электротранспорта, указатели остановок транспорта и знаки регулирования уличного движения. Улицы современного города представляют собой сложные инженерные сооружения, которые должны проектироваться как единый комплекс на длительный период их эксплуатации. Главное назначение УДС — связывать по кратчайшим расстояниям и с наименьшей затратой времени основные жилые районы города с промышленными районами, 74 центром города, устройствами внешнего транспорта, зонами отдыха и другими пунктами концентрации посетителей. Для характеристики УДС используются следующие параметры: 1) Время пути. Затраты времени на передвижения от мест проживания до мест приложения труда для 90% трудящихся (в один конец), как правило, не должны превышать: в городах с населением более 1 млн. чел. — 45 мин, от 500 тыс. до 1 млн. чел. — 40 мин, от 250 тыс. до 500 тыс. чел. — 35 мин, до 250 тыс. чел. — 30 мин. 2) Уровень автомобилизации. Под уровнем автомобилизации понимается отношение количества легковых автомобилей к количеству жителей. В 2008 году в России он составлял 226 автомобилей на тысячу жителей. Это более чем в два раза меньше, чем в Германии (572 единицы), Великобритании (522), США (447) и Чехии (424).Уровень автомобилизации в различных регионах России существенно отличается. По итогам прошлого года единственными российскими городами, в которых средний уровень автомобилизации превышает 300 единиц на тысячу человек и приближается к европейскому стандарту, стали столицы - Москва и Санкт-Петербург. (табл.9) Таблица 9 75 3) Плотность УДС. Плотностью улично – дорожной сети является отношение суммарной протяженности улиц в км к соответствующей площади территории города или района в км2. 4) Интенсивность движения. Интенсивность движения - количество транспортных средств, которые прошли в обоих направлениях через сечение дороги за единицу времени (час или сутки). Для разработки мероприятий по организации движения, оценки степени загрузки пересечения движением, инженерных мероприятий по повышению безопасности движения и пропускной способности расчетную часовую интенсивность движения на подходах к кольцевому пересечению определяют по формулам: а) при наличии данных учета часовой интенсивности движения в различные периоды года (2) б) по величине среднегодовой суточной интенсивности движения (3) где Nчас - расчетная часовая интенсивность движения, авт./ч; - максимальная часовая интенсивность движения, авт./ч; Nсут - среднегодовая суточная интенсивность движения, авт./сут. 5) Пропускная способность. Пропускная способность - максимальное число автомобилей, которое может пропустить участок в единицу времени в одном или двух направлениях в рассматриваемых дорожных и погодно-климатических условиях. Следует различать: теоретическую, практическую к расчетную пропускные способно-сти. Теоретическую пропускную способностьРт определяют расчетом для горизонтального участка дороги, считая постоянными интервалы между автомобилями и однородным составом транспортного потока (состоящим только из легковых автомобилей). Теоретическая пропускная способность полосы автомобильной магистрали составляет около 2900 легковых авт/ч. Под практической понимают пропускную способность, которая обеспечивается на дорогах в реальных условиях движения. Расчетная пропускная способность характеризует экономически целесообразное число автомобилей, которое может пропустить в единицу времени участок в рассматриваемых дорожных условиях при принятой схеме организации движения. 76 6) Удобство движения. Состояние потока автомобилей и условия движения на дороге характеризуются уровнем удобства движения, являющимся комплексным показателей экономичности, удобства ибезопасности движения. Основными характеристиками уровней удобства являются: коэффициент загрузки движения z, коэффициент скорости с, коэффициент насыщения движением. Коэффициент загрузки движением: (4) где N - интенсивность движения (существующая пли перспективная), легковых авт/ч; P - практическая пропускная способность, легковых авт/ч. Коэффициент скорости движения: (5) где vz - средняя скорость движения при рассматриваемом уровне удобства, км/ч; v0 - скорость движения в свободных условиях при уровне удобства А, км/ч. Коэффициент насыщения движением: (6) где qz - средняя плотность движения при рассматриваемом уровне, авт/км; qmax максимальная плотность движения, авт/км. Различают четыре уровня удобства движения на дорогах, характеристика которых приведена в таблице10: Таблица 10 Уровень Характеристика удобства z с потока движением автомобилей А <0,2 >0,9 <0,1 Автомобили движутся в свободных условиях, взаимодействие между автомобилями отсутствует Б 0,2- 0,7- 0,1Автомобили 0,45 0,9 0,3 движутся группами совершается много обгонов В 0,45- 0,55- 0,3В потоке еще 0,7 0,7 0,7 существуют Состояние потока Свободное Эмоциональная Удобство загрузка работы водителя водителя Низкая Удобно Экономическая эффективность работы дороги Неэффективная Частично связанное Нормальная Мало удобно Мало эффективная Связанное Высокая Неудобно Эффективная 77 Уровень удобства движением Г-а Г-б Характеристика Эмоциональная Удобство Состояние потока загрузка работы потока автомобилей водителя водителя большие интервалы между автомобилями, обгоны затруднены 0,7-1 0,4- 0,7- Сплошной поток Насыщенное Очень высокая Очень 0,55 1,0 автомобилей, неудобно движущихся с малыми скоростями 1,0 Поток движется с Плотное То же То же остановками, насыщенное возникают заторы z с Экономическая эффективность работы дороги Неэффективная То же 7) Плотность транспортного потока Плотность движения - число автомобилей на единицу длины дороги (обычно на 1 км); ее измеряют числом автомобилей на 1 км дороги. Связь между основными характеристиками потока автомобилей: (7) где N - интенсивность движения, авт/ч; v - скорость, км/ч; q - плотность потока авт./км. 8) Экологическое состояние. Показателями экологического состояния окружающей среды, как правило, принимают суммарный выброс окиси углерода и окиси азота за единицу времени, а также эквивалентный уровень транспортного шума на расстоянии 7,5 м от края проезжей части. Допустимую концентрацию токсичных веществ в воздухе (мг/м3) в результате предлагается определять как разность между предельно допустимой концентрацией (ПДК) и концентрацией токсичных веществ в воздухе от стационарных источников. Оценку массовых выбросов по каждому из токсичных компонентов предлагается выполнять по стандартным методикам, которые позволяют производить расчеты как для регулируемых пересечений, так и для перегонов городских улиц и дорог. Кроме того, в России сейчас имеются методики и программы для расчета уровня шума и проектирования шумозащитных сооружений. Требования к прокладке УДС. Сеть городских улиц и дорог является одним из основных элементов планировочной структуры города и должна обеспечивать: - кратчайшие пассажирские связи между местами жилья, приложения труда и объектами культурно-бытового тяготения, центром города и центрами планировочных районов; - кратчайшие связи между грузообразующими и грузополучающими объектами; 78 - необходимые скорости сообщения, обеспечивающие нормативные затраты времени на трудовые поездки; - безопасность и удобства движения пешеходов и транспортных средств; - удобные связи с сетью и сооружениями хранения и технического обслуживания автомобильного транспорта; - удобные связи с внешней сетью автомобильных дорог и сооружениями других видов внешнего транспорта - аэропортами, железнодорожными станциями, морскими и речными портами; - надежность функционирования всех элементов улично-дорожной сети с возможностью быстрого перераспределения потоков при выходе из строя отдельных участков сети; - соответствие пропускной способности сети перспективным объемам движения; - возможность рациональной прокладки различных инженерных сетей и коммуникаций по улично-дорожной сети; - допустимые уровни шума и загазованности атмосферного воздуха. Для возможного расширения проезжей части, а также различных перспективных прокладок и сооружений в поперечном профиле городских улиц и дорог предусматриваются резервные полосы. Их следует располагать справа от проезжей части между ней и боковыми разделительными полосами, техническими полосами и т.д. На отдельных участках городских улиц и дорог резервные полосы используются как автостоянки с устройством соответствующего типа дорожного покрытия; на остальном протяжении резервных полос высеиваются газоны.[21] 79 4. Порядок проектирования дорог, улиц и их элементов 4.1 Основные элементы дорожных конструкций. 4.2 Основные разделы и чертежи проектов улиц и дорог. 4.1 Основные элементы дорожных конструкций Рис.30. Элементы автомобильной дороги: 1 — поверхность земли, 2 — выемка, 3 — насыпь, 4 — откос насыпи, 5 — ось дороги, 6 — проезжая часть, 7 — обочина, 8 — бровка насыпи, 9 — дно кювета, 10 — внешний откос кювета, — бровка кювета, 12 — обрез. 4.1.1 Земляное полотно Конструкции земляного полотна Земляное полотно является одним из основных элементов автомобильной дороги. От его состояния в большой степени зависят эксплуатационные качества дороги. Хорошее состояние земляного полотна достигается правильным выбором конструкции, устройством надежного водоотвода, своевременным устранением повреждений полотна и водоотводных сооружений, т. е. обеспечивается на стадиях проектирования дороги и ее эксплуатации. К нему относятся устройства и сооружения, предназначенные для отвода поверхностных и грунтовых вод. Конструкция земляного полотна зависит от категории дороги, типа дорожной одежды, природных условий и необходимости обеспечения движения транспортных средств с высокими расчетными скоростями. Рис.31 Типы земляного полотна: 1 – насыпь; 2 – выемка; 3 - полунасыпь; 4 полувыемка; 5 – полунасыпь – полувыемка; 6 – нулевое место. 80 Земляное полотно (рис. 31) образуется в поперечном сечении из насыпей и выемок. Необходимость этих элементов определяется рельефом местности, на которой сооружается дорога. Когда дорога должна проходить выше уровня земли, грунт подсыпают, т.е. сооружают насыпь (рис. 32, а, б). В случае повышения уровня земли над дорогой слой земли снимают — делают выемку (рис. 32, в). К выемкам относятся также каналы, траншеи, водоотводные канавы. В местностях, имеющих значительный уклон в поперечном сечении (на косогорах), одна часть дороги может оказаться в выемке, а другая — в насыпи. Такое земляное сооружение называют полувыемкой — полунасыпью (рис. 32, г). Если для устройства насыпи не хватает грунта, взятого из боковых канав, используют резервы 2 (см. рис. 32, б). При разработке выемок грунт вывозят в насыпи, однако при избытке этого грунта насыпают кавальеры — насыпи геометрически правильной формы. Располагают кавальеры 4 чаще на обрезах с низовой стороны выемки. Для ограждения земляного полотна от притока воды из вышерасположенных мест прорезают водоотводные нагорные канавы 5. Рис. 32. Поперечные профили земляного полотна: а — насыпь в нулевых отметках, б — насыпь из боковых резервов, в — выемка, г — полувьгемка полунасыпь; 1 — насыпь, 2 — резерв, 3 — банкет, 4 — кавальер, 5 — нагорная канава. Требования к конструкции земляного полотна Конструкции земляного полотна разрабатывают на основе данных о рельефе местности, почвенно-грунтовых, геологических, гидрологических и климатических условиях, руководствуясь типовыми поперечными профилями, технологическими указаниями и нормами. Конструкция земляного полотна должна сохранять прочность и устойчивость при многократных проездах транспортных средств, воздействиях атмосферы и других природных явлениях. На протяжении всего срока службы дороги геометрическая форма земляного полотна должна оставаться неизменной. Основными параметрами конструкции земляного полотна являются ширина, высота насыпи или глубина выемки, крутизна откосов, уклоны поверхности (рис. 33,34). 81 Рис. 33. Конструкции земляного полотна в поперечном профиле на участках насыпей: а - высотой до 2 м; б- высотой до 2 м с боковыми резервами; в - высотой от 2 до 6 м; г - высотой от 6 до 12 м. А - ширина возводимого земляного полотна; В - ширина дорожного полотна; b - ширина проезжей части При наличии неблагоприятных условий земляное полотно возводят по индивидуальным проектам. К таким условиям относят: насыпи высотой более 12 м; выемки глубиной более 12 м; наличие слабых грунтов в основании насыпей или болота глубиной более 4 м; расположение дороги на оползневых склонах, при использовании избыточно засоленных грунтов, в случаях если дорога может быть подвержена воздействию селевых потоков, камнепадов, снежных лавин и других явлений. С целью увеличения устойчивости земляного полотна, сокращения объемов работ и уменьшения занимаемой территории применяют конструкции с армированным земляным полотном. К тому же армирование повышает модуль упругости грунта в 1,5 - 2 раза. Для армирования применяют геосинтетические и металлические сетки и решетки, а также нетканые синтетические материалы. Конструкция земляного полотна подвергается динамическому действию транспортных средств и статическому воздействию расположенных выше масс грунта и дорожной одежды. Кроме нагрузок на грунты воздействуют еще погодно-климатические факторы, которые вызывают процессы попеременного увлажнения-высыхания и замерзанияоттаивания. Во время этих процессов изменяются физико-механические свойства грунтов и, в частности, прочность, модуль упругости, сцепление, сдвигоустойчивость. Особенность конструкций земляного полотна состоит в том, что напряжения в грунтах, возникающие от действия транспортных средств, с глубиной быстро затухают, в то время как от расположенных выше масс грунта возрастают (рис. 35). Значительные напряжения от проезжающих автомобилей возникают в верхней части насыпей, в так называемой динамически активной зоне, глубиной 0,6-1,0 м от поверхности покрытия. 82 Рис. 34. Конструкции земляного полотна в поперечном профиле на участках выемок: а - глубиной до 5 м на снегозаносимых участках; б - глубиной до 12 м с безоткосными полками Рис. 35. Изменение удельной нагрузки по глубине На верхнюю часть земляного полотна в большей степени воздействуют погодноклиматические факторы, вызывая существенные изменения свойств грунта. В земляное полотно проникает часть влаги при выпадении атмосферных осадков и стоке поверхностных вод, а также в результате капиллярного поднятия влаги при наличии грунтовых вод. Интенсивность изменения количества влаги в грунте земляного полотна зависит от вида грунта, количества атмосферных осадков, продолжительности увлажнения поверхностными или грунтовыми водами и от температурного режима. В результате замерзания и оттаивания грунтов, из-за неравномерного накопления влаги может происходить неравномерное поднятие дорожной одежды. Воздействие природных факторов на земляное полотно в разных климатических районах существенно отличается. В северных районах, где близко к поверхности расположены вечномерзлые грунты и промерзание происходит наиболее быстро (10-16 см/сут), миграция влаги в период замерзания незначительна. Это вызывает небольшое морозное пучение грунта. В южных районах, где грунтовые воды залегают глубоко, увлажнение грунта может происходить главным образом за счет атмосферных осадков или поступления влаги из оросительных систем. Благодаря короткому зимнему периоду и небольшим температурам в этих районах, как правило, не происходит морозное пучение и разуплотнение грунта, не наблюдается переувлажнение и потеря прочности грунтов. Однако в отдельных случаях при неблагоприятном сочетании атмосферных явлений пучение возможно. Наиболее неблагоприятными для земляного полотна являются средние климатические условия, зоны избыточного увлажнения, для которых характерны сравнительно длительные зимние 83 периоды. Осенний дождливый период с последующим медленным промерзанием создает наиболее благоприятные условия для влагонакопления и морозного пучения грунтов. Прочность и устойчивость земляного полотна достигается ограничениями максимальной крутизны откосов в зависимости от высоты насыпей и глубины выемок, отводом поверхностных вод, необходимым возвышением бровки над уровнем поверхностных и грунтовых вод, посредством послойного уплотнения насыпных грунтов, укреплением откосов насыпей и выемок для предохранения от оползения, размыва и развеивания ветром. Геометрическая форма и конструкция земляного полотна должны способствовать безопасному движению и смягчать последствия при аварийных съездах автомобилей с дороги. Параметры поперечного профиля должны обеспечивать минимальную заносимость дороги снегом или песком. При выборе конструкций земляного полотна следует стремиться к тому, чтобы занимать по возможности минимальную территорию, не нарушать естественный ландшафт, способствовать визуальной привлекательности и отвечать экологическим требованиям. Требования к грунтам земляного полотна Грунтами называют любые горные породы, слагающие верхние слои земной коры, преимущественно затронутые процессами выветривания, а в самой верхней части почвообразованием. По совокупности признаков грунты делят на классы, группы, подгруппы, типы, виды и разновидности. В соответствии с принятой классификацией по характеру структурных связей различают два класса грунтов: скальные и нескальные. Скальные грунты характеризуются высокой прочностью связей между зернами, залегают в виде сплошного или трещиноватого массива, поддаются разработке только после предварительного рыхления. Скальные грунты различают по прочности в водонасыщенном состоянии, степени размягчаемости в воде и степени растворимости в воде. Крупнообломочные и песчаные грунты подразделяют на разновидности в зависимости от зернового состава. Наибольшее распространение в дорожном строительстве имеют глинистые грунты. Требования к грунтам, допускаемым к их использованию при строительстве земляного полотна автомобильных дорог, определяются их физическими свойствами. К наиболее существенным физическим свойствам относят: максимальную плотность грунта (при стандартном уплотнении), плотность сухого грунта, плотность минеральных частиц грунта, влажность (при естественном залегании и оптимальная), пористость, высота капиллярного поднятия, коэффициент фильтрации, размываемость, липкость. Для насыпей применяют грунты, состояние которых под действием природных факторов не изменяется или изменяется незначительно, что не влияет на их прочность и устойчивость в земляном полотне. К таким грунтам относят: скальные неразмягченные породы, крупнообломочные, песчаные (кроме мелких и пылеватых), супеси легкие и крупные. Эти грунты применяют для возведения земляного полотна без ограничений. Грунты глинистые, мелкие и пылеватые пески, размягчаемые скальные грунты, некоторые грунты особых разновидностей также пригодны для строительства земляного полотна, но при этом необходимо учитывать некоторые ограничения. 84 Возможность и целесообразность применения этих грунтов устанавливают в зависимости от местных условий с учетом технико-экономических соображений. Не применяют для насыпей грунты: глинистые избыточно засоленные; глинистые, влажность которых выше допустимой; торф, ил, мелкий песок и глинистые грунты с примесью ила и органических веществ; верхний почвенный слой, содержащий в большом количестве корни растений; тальковые, пирофилитовые грунты и трепелы для насыпей на переувлажненном основании и на участках, где возможен длительный застой воды; содержащие гипс в количестве, превышающем нормы. Источниками грунта для отсыпки насыпей являются: выемки, грунтовые карьеры и боковые резервы. Насыпи, как правило, возводят из однородных грунтов, но при необходимости их можно отсыпать и из разных грунтов, однако располагать эти грунты надо отдельными слоями. Предпочтительно в верхней части насыпи (1,0-1,5 м) применять более прочные грунты, потому что эта часть насыпи обычно подвергается более интенсивному воздействию природных факторов и транспортных средств. При отсыпке нижней части из дренирующих грунтов толщина этого слоя должна быть больше высоты капиллярного поднятия в этом грунте, чтобы предотвратить приток воды в верхнюю часть насыпи. Технология работ по сооружению земляного полотна Строительство земляного полотна включает следующие технологические процессы: - разбивку земляного полотна; - строительство временных дорог; - расчистку территории в пределах дорожной полосы; - снятие растительного грунта и укладку его в штабели; - строительство дренажных и водоотводных канав; - разработку грунта в выемках и карьерах; - перемещение грунта в насыпь или отвал; - послойное разравнивание грунта в насыпи, уплотнение грунта; - планировку поверхности земляного полотна; - перемещение и разравнивание растительного грунта на поверхности откосов; - укрепление откосов земляного полотна. Для выполнения указанных технологических процессов используют специальные дорожно-строительные машины, предназначаемые для земляных работ. В их число входят: автогрейдеры, бульдозеры, экскаваторы, скреперы, одноковшовые погрузчики, катки, трамбующие машины, планировщики откосов, кусторезы, корчеватели, канавокопатели. Для транспортирования грунта на значительные расстояния применяют автомобили-самосвалы. В зависимости от рельефа местности изменяется конструкция земляного полотна, насыпи чередуются с выемками, изменяется направление и поперечная крутизна косогорных участков, постоянно изменяется высота насыпей и глубина выемок. В связи с этим изменяются объемы работ и трудоемкости отдельных технологических процессов. Все это определяет различия в выполнении отдельных технологических процессов или технологии в целом. Совокупность технологических процессов по строительству земляного полотна разделяют на следующие три группы: подготовительные работы, основные работы и отделочные работы. 85 Подготовительные работы - восстановление трассы, отвод и закрепление земель в постоянное пользование, расчистка полосы отвода, разбивка земляных сооружений, устройство водоотводных канав и дренажей. Основные работы - разработка выемок и отсыпка насыпей. В состав этих работ входят такие технологические процессы, как рыхление и планировка грунта, уплотнение основания насыпей, разработка и транспортирование грунта в места отсыпки насыпей и отвалов, послойное разравнивание и уплотнение грунта в насыпи. Отделочные работы - планировка поверхности земляного полотна, укрепление откосов насыпей и выемок, восстановление растительного слоя на территориях, отведенных во временное пользование. Для всех технологических процессов следует разработать или подобрать типовые технологические карты, в которых предусматривают машины соответствующей производительности для каждой операции и указывают схемы перемещения машин в процессе работы. Количество машин должно обеспечивать заданный темп работ при минимальных расходах на их выполнение. При выборе типов и марок машин необходимо учитывать следующие условия: вид работ и технологического процесса; тип, разновидность и состояние грунта; дальность его транспортирования; сроки выполнения работ, требуемый темп работы и рельеф местности. Возведение насыпей и разработка выемок Способы отсыпки насыпей и разработки выемок Объемы работ при строительстве земляного полотна на автомобильных дорогах в большой степени зависят от категории дороги и рельефа местности. В зависимости от категории дороги изменяются ширина земляного полотна, требования к максимальному продольному уклону и минимальному возвышению бровки земляного полотна над поверхностью земли. От рельефа местности зависят преобладающие типы поперечных профилей земляного полотна: в равнинной местности невысокие насыпи с высотой малоизменяющейся по длине дороги, в пересеченной и холмистой местности имеют место чередующиеся насыпи и выемки, при этом глубина выемок и высота насыпей изменяются в широком диапазоне. Выбору способов и технологий строительства земляного полотна предшествует решение задачи о распределении земляных масс. Длительное время было принято считать, что оптимальным вариантом продольного профиля дороги считается такой, при котором объем грунта, полученного при разработке выемок, равен объему грунта, необходимого для отсыпки насыпей. Однако при расположении дороги в равнинной местности на участках большой протяженности может не быть выемок. К тому же в выемках может быть грунт не пригодный для отсыпки насыпей. В этих случаях следует использовать другие источники грунта - боковые резервы или грунтовые карьеры. Баланс земляных масс определяется следующим соотношением: VH = VВ + VБP + VГК, где VH - объем грунта, требуемый для отсыпки насыпей; VВ - объем грунта получаемый при разработке выемок; VБР - объем грунта из боковых резервов; VГК - объем грунта из грунтовых карьеров. (8) 86 В результате распределения земляных масс работы по строительству земляного полотна распределяют на следующие три группы: - отсыпка насыпей из грунта выемок; - отсыпка насыпей из грунта карьеров; - отсыпка насыпей из боковых резервов. Каждый из указанных источников грунта имеет присущие ему преимущества и недостатки. Преимущества грунта из выемок состоят в том, что в этом случае минимальный ущерб наносится природе, не требуется дополнительная территория для резервов или карьеров, нет необходимости в специальных площадках (отвалах) для размещения грунта из выемок. Как правило, грунт направляется из выемки в рядом расположенную насыпь, что уменьшает дальность перемещения грунта и сокращает затраты на строительство земляного полотна. Недостатком являются ограничения в выборе грунта, приходится работать с тем грунтом, что оказался в месте расположения выемки, он может быть пылеватым, переувлажненным или засоленным. Недостатком также является сам факт наличия выемки, ее снегозаносимость, более сложный воднотепловой режим, трудности эксплуатации. Основное преимущество насыпей из грунта боковых резервов состоит в том, что грунт перемещается на небольшое расстояние и стоимость возведения земляного полотна минимальна. Однако наличие вдоль дороги резерва приводит к тому, что в нем скапливается стекающая с дороги и прилегающей местности вода. Это приводит к заболачиванию резерва, избыточному увлажнению грунта насыпи, что существенно ухудшает условия работы дорожной одежды. Принято считать, что грунт из боковых резервов целесообразно применять для дорог низких технических категорий и в районах с сухим климатом. При строительстве дорог I-III категорий отдают предпочтение насыпям, отсыпаемым из карьерного грунта. В этом случае представляется возможным при выборе места расположения карьера подобрать тип грунта, при разработке карьера удалять прослойки непригодного грунта. При необходимости возможно обогащение пылеватых глинистых грунтов посредством добавления к ним песчаных грунтов и перемешивания до укладки в насыпь. В этом случае удается достигать более высокого качества земляного полотна и получать насыпи со стабильными свойствами. Однако стоимость строительства насыпей из грунта карьеров, как правило, выше стоимости строительства насыпей из грунта выемок и боковых резервов. Принято различать два способа отсыпки насыпей: - послойный; - с головы. Послойный способ предполагает разделение насыпи на горизонтальные слои толщиной до 50 см с доставкой грунта, его разравниванием и уплотнением. Толщина слоя устанавливается в зависимости от используемого оборудования для уплотнения. Основное достоинство этого способа - возможность достижения высокой и одинаковой плотности грунта по всему сечению насыпи от нижних до верхних слоев. Такой способ позволяет вести отсыпку насыпей из различных грунтов (рис. 36, а). При строительстве земляного полотна на участках пересечения болот, при размещении насыпи на слабых избыточно-увлажненных грунтах, при пересечении оврагов и в других случаях, когда осуществлять послойную укладку грунта становится затруднительно, а 87 иногда невозможно, применяют способ отсыпки насыпи «с головы», то есть весь объем грунта до проектной отметки насыпают сразу, и так на всем протяжении участка (рис. 36, б). Недостаток этого способа - необходимость уплотнения грунта сразу на всю высоту насыпи, что - труднодостижимо. В этом случае требуется время, чтобы дополнительное уплотнение произошло под действием собственного веса и проезжающих автомобилей. Возможна и комбинация указанных способов - нижнюю часть насыпи отсыпают «с головы», а несколько верхних слоев - послойно (рис. 36, в). Разработка выемок в зависимости от их глубины возможна несколькими способами. При глубине до 6 м наиболее часто применяется лобовой способ, когда экскаватор в состоянии разрабатывать грунт сразу по всему сечению. При невозможности лобового способа при выемках глубиной более 6 м сечение выемки разбивают на несколько ярусов. Разработку выемок можно вести в поперечном (при коротких и широких выемках) и продольном направлениях. Это позволяет увеличивать темп ведения работ. В проекте организации работ по строительству земляного полотна предусматривают разделение дороги на участки с одинаковым видом работ: насыпи из выемок, насыпи из боковых резервов, насыпи из грунта карьеров. Возведение насыпей из грунта выемок В большинстве случаев грунт из выемок используют для отсыпки насыпей на смежных участках дороги. В зависимости от дальности перемещения грунта возможны три технологии с применением бульдозеров, скреперов или автомобильно-экскаваторных комплексов. При разработке коротких и неглубоких выемок и перемещении грунта в смежные насыпи при дальности, не превышающей 100 м, применяют бульдозеры, работающие по ярусно-траншейной схеме (рис. 37). Разработку выемок начинают с участков, наиболее близких к насыпи. В зависимости от поперечного сечения выемки и параметров бульдозера определяют число ярусов и траншей, по которым перемещают грунт. Рис. 36. Схема отсыпки насыпей: а) послойная, б) «с головы», в) комбинированная 88 Рис. 37 Последовательность разработки стенок при разработке нижнего яруса выемки и полок откосов выемки: 1-3 - ярусы, 4 - крайняя стенка (стенки разрабатывают одновременно с разработкой полок откоса); 5 траншея; 6 - полки; а - ширина захвата при проходе бульдозером Разработку верхнего яруса начинают вслед за разбивкой и обозначением границ выемки. Каждый ярус на всю ширину и длину выемки разрабатывают продольными траншеями с оставлением между ними стенки шириной до 1 м. Грунт перемещают в насыпь и укладывают слоями требуемой толщины. Траншею постепенно углубляют в сторону насыпи, что позволяет перемещать значительный объем грунта за один цикл. Стенки траншеи срезают после разработки верхнего яруса по всей длине выемки и срезанный грунт перемещают в насыпь. По такой же схеме разрабатывают и остальные ниже расположенные ярусы. Образовавшиеся ступенчатые откосы выравнивают бульдозером, движущимся сверху вниз и сдвигающим срезанный грунт в крайнюю траншею, из которой его перемещают в насыпь. Отсыпку каждого слоя в насыпь следует начинать с крайних боковых полос с последующим смещением к оси дороги. При этом необходимо предусматривать запас по толщине слоя 10-20 % на уплотнение. Разравнивание готового слоя выполняют автогрейдером, а затем уплотняют. К концу смены последний отсыпанный слой должен быть тщательно спланирован, чтобы обеспечить сток в случае выпадения атмосферных осадков. . При разработке выемок и перемещении грунта в насыпи на расстояние более 100 м наиболее эффективным является применение отрядов с ведущей машиной скрепер. В табл. 5.2 приведены ориентировочные сферы применения скреперов с ковшами различной емкости в зависимости от дальности перемещения грунта. Резание грунта и заполнение ковша скрепера необходимо выполнять на прямолинейных участках, используя следующие приемы резания, показанные на рис. 38: - стружкой одинаковой толщины по всей длине резания; - стружкой переменной толщины клинообразной формы, применяется при разработке любых грунтов на горизонтальных участках; - стружкой гребенчатой формы с попеременным заглублением и выглублением ковша, применяется при разработке сухих песчаных и супесчаных грунтов на горизонтальных и наклонных участках. 89 Рис. 38. Схема набора грунта: а - траншейно-гребенчатая; б - ребристо-шахматная; 1-15 последовательность проходов; b - ширина захвата грунта; L - путь наполнения ковша (стрелкой показано направление движения скреперов) Для более эффективного заполнения ковша участки набора грунта размешают в шахматном порядке, используя шахматно-гребенчатую или шахматно-ребристую схемы показанные на рис. 38. Скреперами можно разрабатывать песчаные, супесчаные, глинистые и суглинистые грунты. Ограничением для применения скреперов являются заболоченные участки, участки с переувлажненным грунтом, сыпучие однородные пески, наличие в грунте включений валунов, территории, не очищенные от кустарника и пней, разработка плотных грунтов без предварительного рыхления. Отсыпку слоя грунта скрепером выполняют «от себя», чтобы использовать проезд груженого скрепера для уплотнения отсыпанного грунта. В плотных грунтах при резании грунта для увеличения производительности применяют толкачи. При работе в выемках грунт разрабатывают ярусами высотой 0,5-0,8 м. Ярус начинают разрабатывать с самой высокой отметки и укладывают грунт в самую низкую точку насыпи. По мере разработки выемки уступы, образующиеся в поперечном сечении выемки, срезают автогрейдерами или бульдозерами. Производительность скрепера при отсыпке грунта в насыпь зависит от выбора схемы движения скрепера (рис. 39). Рис. 39. Схемы движения скрепера при разгрузке грунта в выемке с перемещением его в насыпь: а - из выемки в насыпь; б - из выемки в две насыпи 90 При разработке узкой выемки большой протяженности с отсыпкой грунта в две насыпи с обоих сторон выемки выгодно принять движение скрепера по сквозной схеме. В этом случае уменьшается количество поворотов и повышается производительность скреперов. При дальности перемещения грунта, превышающей 1 км, при разработке выемок и грунтовых карьеров в качестве ведущей машины широко применяют экскаваторы. В зависимости от категории грунта по трудности разработки и от других условий применяют экскаваторы с различным рабочим оборудованием: прямая лопата, обратная лопата и драглайн. В состав комплексного отряда по отсыпке насыпей из грунта выемок и карьеров обычно включают: - бульдозеры для снятия растительного или другого грунта, не пригодного для отсыпки насыпи, а также для устойчивого поддержания подъездных землевозных дорог в проезжем состоянии и для разравнивания грунта, доставленного транспортными средствами; - автогрейдеры для послойного разравнивания и планировки поверхности насыпи и выемки; - катки или другие уплотняющие средства для уплотнения грунта. Перед разработкой выемки должно быть выполнено дополнительное геологическое обследование для уточнения условий залегания грунтов. При неоднородных грунтах следует разработать детальные схемы последовательности разработки выемки и укладки грунта в насыпь, обеспечивающие устойчивость и однородность земляного полотна. Разработку выемок начинают с низовой стороны, чтобы у забоя был обеспечен отвод воды. В случаях глубоких выемок вначале проходят пионерную траншею. Разработку пионерной траншеи выполняют боковым забоем, когда транспортные средства размещают сбоку от экскаватора, или лобовым забоем, когда транспортные средства следуют за экскаватором и располагаются сзади него (рис. 40). Рис. 40. Схема разработки выемки: а - боковым забоем; б - лобовым забоем Лобовым забоем разрабатывают первые проходки ярусов выемки или карьера в случае отсутствия пионерных траншей, а также неглубокие короткие выемки, если их можно выполнить за один проход. Разработка боковым забоем обеспечивает лучшие условия для подъезда и погрузки траншейных средств, уменьшается угол поворота стрелы экскаватора, повышается производительность. Размеры забоев определяют в зависимости от технических параметров экскаваторов, приведенных в табл. 5.8. Разработку пионерных траншей производят лобовым забоем нормальной ширины или уширенным (рис.41). 91 Рис. 41. Схема разработки выемки уширенным забоем: 1 - траектория перемещения экскаватора; 2 места стоянки экскаватора Для перемещения грунта, разрабатываемого экскаваторами, применяют автомобилисамосвалы и прицепные землевозные тележки грузоподъемностью до 40 т. Строительство насыпей из грунта боковых резервов Основным преимуществом насыпей, возводимых из боковых резервов, являются минимальные затраты на их строительство вследствие малых дальностей перемещения грунта, в большинстве случаев не превышающих 20 м. Однако в этом случае требуется значительное увеличение полосы отвода для строительства дороги, а при завершении строительства требуются большие затраты на рекультивацию рабочей зоны и тщательная планировка дна и откосов резерва. В период строительства бывают трудности в обеспечении нормальных условий работы машин в дождливую погоду из-за избыточного увлажнения грунта. Глубина резерва бывает ограничена при высоком уровне грунтовых вод. Наблюдения за участками дорог на земляном полотне из грунта боковых резервов показывают, что такие участки в процессе эксплуатации дороги чаще подвержены преждевременному разрушению вследствие ухудшения условий водоотвода и заболачивания прилегающей к дороге территории. По этим причинам грунт из боковых резервов в настоящее время применяют лишь в ограниченных случаях: при расположении дороги в малонаселенных местах, на землях, не пригодных для сельского хозяйства, при строительстве дорог низких категорий и местного значения, на участках с высотой насыпей, не превышающих 1 м. В настоящее время для разработки боковых резервов и перемещения грунта в насыпь главным образом применяют автогрейдеры и бульдозеры. Возможно также применение скреперов, грейдер-элеваторов и одноковшовых погрузчиков. Строительство насыпей из боковых резервов автогрейдерами целесообразно выполнять на участках значительной длины с одинаковой высотой насыпи не выше 0,75 м. 92 Производительность автогрейдеров при возведении насыпей из боковых резервов зависит от длины захватки. Наиболее эффективное использование этих машин может быть достигнуто при длине захватки 400-500 м. При возведении земляного полотна из боковых резервов переломы продольного профиля следует сгладить автогрейдером или бульдозером. Плотные сухие грунты в жаркое время необходимо предварительно рыхлить и увлажнять. Для увеличения производительности автогрейдера при разработке и перемещении предварительно разрыхленных грунтов рекомендуется использование удлиненных отвалов. При выполнении основных операций - зарезании, перемещении и разравнивании изменяется положение ножа автогрейдера, которое определяется углами захвата, резания и наклона (рис. 42). Рис. 42. Углы установки ножа автогрейдера: α - резания - а; б - захвата - β; в - наклона - γ Угол захвата - угол поворота ножа в горизонтальной плоскости по отношению к продольной оси автогрейдера. В зависимости от угла захвата изменяются ширина резания и дальность поперечного смещения грунта. Меньшему значению угла соответствует меньшее сопротивление резанию, для более плотных и прочных грунтов при резании применяют меньший угол захвата. При перемещении угол захвата увеличивают. Угол резания - угол между ножом и поверхностью грунта. Чем больше сопротивление грунта, тем более острым должен быть угол резания. Угол наклона - угол между поверхностью грунта и режущей кромкой ножа. Угол наклона выбирается в зависимости от сопротивления грунта резанию и массы автогрейдера. Грунт укладывают в насыпь начиная от ее оси одним из следующих способов: послойно с разравниванием слоями 0,15-0,2 м; в полуприжим с валиками высотой 0,3 м; в прижим с увеличенными по высоте валиками до 0,4-0,5 м. Второй и третий способы применяют при разработке грунтов с влажностью, близкой к оптимальной. При выборе способа следует учитывать применяемые средства для уплотнения. 93 Работы следует вести на двух захватках: на одной резать и перемещать грунт в очередной слой насыпи, на другой планировать и уплотнять ранее уложенный слой грунта. Наибольшая мощность требуется при выполнении резания грунта. В зависимости от прочности грунта и условий работы применяют резание: прямой стружкой постоянного сечения при легких грунтах, клиновой стружкой при средних грунтах и гребенчатой стружкой при тяжелых (рис. 43). При поперечном перемещении грунта обычно используют челночную схему движения. Для повышения производительности грунт перемещают в траншеях, как показано на рис. 44 Бульдозеры работают в траншеях, разделенных стенками шириной 0,5-0,8 м. Боковые стенки препятствуют уменьшению объема грунта, перемещаемого перед отвалом бульдозера. Каждую новую траншею начинают после достижения намеченной глубины предыдущей. После разработки грунта в траншее последними проходами бульдозера срезают разделявшие траншею стенки, используя грунт для отсыпки верхнего слоя насыпи. Рис. 43. Схемы резания грунта бульдозером: а - прямоугольная; б - клиновая; в - гребенчатая (стрелкой показано направление движения бульдозера) 94 Рис. 44.Траншейный способ разработки грунта при отсыпке насыпи: 1 - траншея; 2 - стенки траншеи; 3, 4 - срезка стенок траншеи соответственно поперечными и косыми проходами; 5-8 - объемы перемещаемого грунта Насыпи отсыпают слоями, толщина которых зависит от типа уплотняющих средств. Перед уплотнением каждый слой разравнивают автогрейдером или бульдозером, при этом необходимо обеспечивать поперечный уклон поверхности каждого слоя. Сооружение земляного полотна в сложных инженерно-геологических условиях Сооружение земляного полотна на слабых основаниях К слабым относятся основания, в которых в пределах активной зоны имеются слои слабых грунтов мощностью не менее 0,5 м. Мощность активной зоны принимается ориентировочно равной ширине насыпи понизу. В случае если слои слабых грунтов располагаются на глубинах, больших ширины насыпи понизу, а также при насыпях более 12 м высотой, мощность активной зоны устанавливается расчётом. К слабым относятся также связные грунты, имеющие прочность на сдвиг в условиях природного залегания менее 0,075 МПа (при испытании прибором вращательного среза) или модуль осадки которых более 50 мм/м при нагрузке 0,25 МПа (модуль деформации ниже 5,0 МПа). При отсутствии данных испытаний к слабым грунтам относят торф и заторфованные грунты, илы, сапропели, глинистые грунты с коэффициентом консистенции свыше 0,5, иольдиевые глины, грунты мокрых солончаков. Частным, но весьма распространённым видом слабых оснований являются болота. Различают 3 типа болот: 1 тип - заполненные болотными грунтами, прочность которых в природном состоянии обеспечивает возможность возведения насыпи высотой до 3 м без возникновения процесса бокового выдавливания слабого грунта; 2 тип - содержащие в пределах болотной толщи хотя бы один слой, который может выдавливаться при некоторой интенсивности возведения земляного полотна насыпей до 3 м, но не выдавливается при меньшей интенсивности её возведения; 95 3 тип - содержащие в пределах болотной толщи хотя бы один слой, который при возведении насыпи высотой до 3 м выдавливается независимо от интенсивности её возведения. Земляное полотно на болотах проектируют в зависимости от глубины болота, свойств торфа (плотность, влажность, степень разложения), а также с учетом категории дороги. Для предохранения дорожных покрытий усовершенствованных типов от деформации при осадке торфа дороги на болотах глубиной до 2 м с плотным торфом устраивают в насыпи, опущенной на твердое минеральное дно болота. Дороги более низких категорий при таких условиях проектируют в насыпи, частично погруженной в торф. В зависимости от плотности торфа откосы земляного полотна ниже поверхности болота могут иметь различную крутизну, от 1:0 (отвесные) до 1:0,5 (обратные). Для отвода воды от земляного полотна вдоль насыпи на расстоянии от нее не менее 2 м устраивают боковые канавы. Уплотнение торфа может быть значительно ускорено, если в слое торфа устроить вертикальные песчаные дрены, по которым по мере осадки насыпи вода поднимается и растекается по дренирующему песчаному слою, расположенному в основании насыпи. При пересечении болот с жидким торфом, который отжимается в сторону при отсыпке грунта, насыпи опускают непосредственно на минеральное дно. Для дорог с малоинтенсивным движением в этих случаях иногда практикуют устройство боковых песчаных призм, поддерживающих земляное полотно. В целях снижения стоимости строительства дороги, пересекающие болота, иногда укладывают непосредственно на поверхности торфяного слоя; для распределения веса дорожной конструкции и транспорта на большую площадь дорожное полотно устраивают на бревенчатых жердевых настилах. Иногда для этой цели используют хворостяную выкладку из фашин. Земляное полотно в районах засоленных грунтов При производстве земляных работ на засоленных грунтах необходимо учитывать степень их засоления в соответствии со СНиП 2.05.02-85 (табл. 9.5) и выполнять эти работы по возможности в сроки, когда влажность наиболее близка к оптимальной. Рационально выполнять земляные работы на солончаках с высоким уровнем грунтовых вод: в песчаных грунтах - весной, в начале лета, в связных грунтах - в летний и осенний период (начало дождей). Слабозасоленные и среднезасоленные грунты используются для устройства земляного полотна без особых ограничений. Участки с сильнозасоленными и весьма засоленными грунтами следует обходить, что во многих случаях возможно, так как такие грунты залегают на отдельных замкнутых площадях. При невозможности обхода устройство земляного полотна на участках с сильнозасоленными грунтами требует специальных мероприятий по обеспечению его устойчивости и предохранению верхней части полотна от дальнейшего проникания грунтовой воды и последующего засоления. Основным мероприятием является необходимое возвышение бровки земляного полотна 96 над уровнем грунтовых вод. Могут устраиваться также капиллярные прерыватели толщиной 15—20 см из слоя гравия или других крупнозернистых материалов. При избыточнозасоленных грунтах полотно возводится из привозных песчаных и супесчаных грунтов или в крайнем случае из слабозасоленных грунтов. На солончаках при высоком уровне грунтовых вод и затрудненном поверхностном стоке проектируют безрезервный профиль; насыпь возводят из привозного грунта или из верхнего слоя земли толщиной 20—30 см, выбираемой широкими полосами с каждой стороны полотна. На солончаках и солонцах при необеспеченном отводе воды из резерва, между подошвой насыпи и резервом устраивают берму шириной 1,5—2,0 м. Более широкие бермы (3,0—4,0 м)устраивают в случае проложения коллектора осушительной сети вдоль дороги, причем грунт из коллектора используется для устройства насыпи. При загипсованных грунтах, отличающихся хорошей несущей способностью, земляное полотно устраивают непосредственно на этих грунтах, в виде невысоких насыпей или даже в нулевых отметках. При равнинном микрорельефе, наличии бессточных котловин, близком стоянии грунтовых вод и засоленности почв земляное полотно проектируют в насыпи с возвышением низа дорожной одежды над максимальным уровнем грунтовых вод до 2,0 м и прилегающими неглубокими резервами (до 0,5 м), служащими своеобразными испарительными бассейнами. При неблагоприятном гидрологическом режиме местности и хорошо развитой мелиоративной системе проектируется коллекторный поперечный профиль дороги, способствующий понижению уровня грунтовых вод с отводом их в магистральный водосброс. Существенные трудности при сооружении земляного полотна и опор мостов создает наличие просадочных грунтов, что требует специальной организации работ с тщательным увлажнением и уплотнением укладываемой земли. Сооружение земляного полотна в песчаных пустынях В заросших песках условия строительства и эксплуатации дорог гораздо легче, так как здесь нет подвижных форм рельефа и заносы при правильном ведении строительных работ могут быть совсем исключены. В этих условиях земляное полотно следует возводить, по возможности не нарушая растительного покрова. Вместо закладки боковых резервов грунт для насыпей берут из выемок или грунтовых карьеров. Лучшее время года для производства земляных работ - зима и весна, когда песок становится влажным и легко проходимым для машин. Производительность бульдозеров и скреперов в этот период становится выше. Помимо рационального выбора трассы и времени производства работ, в комплекс мероприятий, обеспечивающих независимость дороги или ее эффективную защиту от песка, входит правильный выбор конструкции земляного полотна и соблюдение особых правил при производстве земляных работ. Поперечный профиль дороги должен обеспечивать постоянный перенос песка через дорогу, без накапливания, то есть иметь обтекаемую форму с откосами насыпей и выемок не круче 1:2. Откосы и обочины необходимо укреплять для предохранения земляного полотна от выдувания песка. 97 Придорожные полосы в местах, где образуются песчаные заносы, планируют бульдозером на ширину не менее 15 - 40 м с одной или двух сторон дороги. Большая ширина полосы (25 - 40 м) необходима в местах, где образуются крупные формы рельефа (барханы и цепи барханов); в местах, где образуются мелкие формы рельефа, ширину полосы сокращают до 15 - 20 м. Эти полосы спланированного песка при эксплуатации периодически очищают от наносов песка. За пределами спланированных полос устраивают отсечную полосу, закрепленную щитами, битумной пленкой или растительностью на ширину 25 - 150 м и более в зависимости от характера рельефа песков, степени их подвижности и условий произрастания растительности. В качестве защитного слоя на обочинах, откосах, на берме шириной 1 - 2 м от подошвы откоса, а также в основании дорожного покрытия поверх песчаной насыпи укладывают слой связного грунта (легкого суглинка или обработанного жидким битумом песка) толщиной 10 - 25 см. При уплотнении покрытия (обычно гравийного) материал благодаря прослойке связного грунта не смешивается с нижележащим песком, а на обочинах и откосах песок не выдувается. При создании незаносимого профиля дороги в условиях подвижных песков на придорожной полосе в пределах 40 - 50 м от оси с каждой стороны выравнивают резервы и кавальеры, убирают остатки материалов, так как всякие неровности могут быть местами начального накопления песка. Для планировки и надвижки песка в насыпь из боковых резервов применяют бульдозеры с боковыми щеками, а также экскаваторы-драглайны в комплексе с бульдозерами; также применяют скреперы. Во избежание выдувания песка из насыпи земляные работы в местах пересечения подвижных форм рельефа ведут небольшими участками, чтобы за смену, помимо возведения насыпи, осуществить также и укладку по песку защитного слоя в основании и на откосах насыпи, а также на законченных участках дороги установить механическую защиту из щитов. Для защиты дороги от песчаных заносов наиболее радикальной мерой является насаждение на придорожной полосе растительности, не требующей много влаги, а также обработка откосов и обочин битумными и другими вяжущими материалами (полимерными смолами). В состав дорожно-строительного отряда по возведению земляного полотна на сыпучих песках, помимо бульдозеров, для расчистки и планировки основания и надвижки песка в насыпь с планируемых придорожных полос включают тяжелый прицепной грейдер для разравнивания песка в насыпи и на придорожной полосе, поливо-моечные машины, катки на пневматических шинах для уплотнения насыпи слоями по 30 см, скреперы или прицепные тракторные тележки для подвозки связного грунта для защитного слоя, а также автогрейдеры (двигающиеся по защитному слою) для планировки грунта. Деформации земляного полотна При перенасыщении грунта земляного полотна влагой прочность всех элементов дороги значительно снижается. В результате этого может произойти разрушение 98 дорожной одежды; крутые откосы насыпей и выемок могут сползать вниз, размываться стекающей водой. В сухие периоды года сильные ветры выдувают с поверхности откосов пылеватые и мелкопесчаные частицы. Попеременное замерзание и оттаивание разрушает грунтовые поверхности обочин и откосов, ослабляя их сопротивление размыву и выдуванию. Вода, текущая вдоль насыпи на поймах рек, может вызвать подмыв и разрушение откоса. При возведении земляного полотна иногда нарушаются условия равновесия, сложившиеся в поверхностных слоях земной коры. Так, прорезание наклонных пластов грунтов при устройстве выемок может привести к сползанию их откосов. Насыпи, возведенные на косогоре, иногда смещаются вниз по склону. При устройстве насыпей на торфяных и водонасыщенных илистых грунтах верхние слои основания могут деформироваться, выжимаясь в стороны. Часто наблюдается также осадка основания, вызываемая уплотнением таких грунтов. При проектировании земляного полотна необходимо учитывать все эти условия. В сложных случаях следует производить расчеты устойчивости земляного полотна на слабых основаниях, проверку устойчивости откосов земляного полотна и т. п. Чтобы предотвратить разрушение откосов высоких насыпей и глубоких выемок от действия атмосферных факторов, применяют укрепление откосов засевом трав, одерновкой (сплошной или клетками), вяжущими материалами (битумными эмульсиями, цементами), мощением камнем и бетонными плитками и т.п. Мощение камнем и плитками устраивают в тех местах, где возможно подтопление земляного полотна водой (у мостов, труб, струенаправляющих и защитных дамб) . Наиболее экономичным является укрепление откосов засевом трав, которые своими корнями скрепляют грунтовые частицы. Наземные стебли травы уменьшают скорость ветра и стекающей воды, защищая грунт от выдувания и размыва. Растущий травяной покров потребляет много влаги, снижая влажность грунта земляного полотна. Если грунт насыпи непригоден для произрастания трав, поверхность откоса засыпают слоем растительного грунта толщиной 10 см, предварительно устраивая вдоль откоса борозды для обеспечения устойчивости этого слоя (плакировка). Травяные смеси для посева составляют с учетом местных условий из семян злаковых и бобовых трав, характеризующихся разветвленной корневой системой и образующих плотный травяной покров. Процессы пучинообразования В России наиболее опасные деформации на дорогах могут возникнуть в результате пучинообразования. Пучины являются серьезным и довольно частым дефектом земляного полотна, возникающим в результате чрезмерного накопления влаги в верхних слоях полотна в осенне-зимний период и неравно мерного оттаивания этих слоев весной. Особенно подвержены пучинам насыпи, отсыпанные из некачественных, например, пылеватых грунтов, изобилующих глинистыми прослойками. 99 Рис. 45. Этапы пучинообразования В период осенних дождей верхние слои полотна насыщаются влагой, которая скапливается в пазухах между слабоводопроницаемыми прослойками, рис.45(I). Зимой эта вода замерзает, причем образовавшиеся в теле насыпи ледяные линзы увеличиваются в объеме (II); это происходит как за счет самого факта льдообразования, так и за счет капиллярного подсоса воды из нижних, более теплых слоев полотна. Весенние оттепели, перемежающиеся с заморозками, особенно ускоряют процесс образования крупных ледяных линз в теле насыпи (III). Увеличиваясь в объеме, ледяная линза приподнимает над собой вышележащий грунт и «вспучивает» на высоту 5-10 см (иногда даже до 30 см) дорожную одежду. С наступлением весны и таянием льда грунтовое основание, оказавшись переувлажненным, теряет прочность, а движение автомобилей, если оно своевременно не прекращено, выводит из строя дорожную одежду, перемешивая ее с разжиженным грунтом. Во избежание этих неприятных последствий пучинистые места должны быть ограждены, снег с поверхности полотна в целях более равномерного оттаивания полностью удален. С той же целью полезно устройство воздушных воронок на обочинах. Если эти меры не помогут предотвратить образования пучин, «заболевшее» место следует подвергнуть более радикальному «лечению», заключающемуся в вычистке и удалении недоброкачественного грунта и замене его новым, доброкачественным. Не подверженное пучинам земляное полотно может служить многие десятки лет, в особенности если приняты меры по укреплению откосов; такое укрепление осуществляется сплошной одерновкой, одерновкой в клетку (рис. 46), отмосткой и т. п. Рис. 46. Укрепление откосов выемки одерновкой в клетку 100 Мероприятия против образования пучин на дороге Мероприятия, направленные на устранение возможности образования пучин, можно разделить на три группы (см. схему): изменение или регулирование пучинистых свойств грунта путем замены пучинистого грунта непучинистым, введения добавок, термообработки или укрепления грунта вяжущими; регулирование водного режима земляного полотна путем обеспечения поверхностного водоотвода и исключения увлажнения грунтовыми водами; регулирование теплового режима земляного полотна устройством морозозащитных и теплоизолирующих слоев и др. Для того чтобы избежать образования пучин, рабочий слой земляного полотна в насыпях и выемках на глубине 1,2 м от поверхности цементобетонных и на глубине 1 м от поверхности асфальтобетонных покрытий во II дорожно-климатической зоне и на глубине 1 и 0,8 м соответственно в III дорожно-климатической зоне должен состоять из непучинистых или слабопучинистых грунтов (группа I или II). На тех участках дорог, где эти требования не выдержаны и установлено образование пучин, необходимо принять меры по замене пучинистого грунта непучинистым или по улучшению свойств грунта. Наиболее кардинальными и в то же время дорогостоящими способами ликвидации пучин является замена пучинистого грунта и материала дренирующего слоя, применение мероприятий по усилению земляного полотна на глубину 0,5-0,6 м под проезжей частью дороги. Они связаны с переустройством дорожной конструкции. Эти мероприятия возможно применять в случаях, когда другие способы не дают необходимого эффекта. Для замены используются пески требуемого гранулометрического состава с коэффициентом фильтрации не менее 2 м/сут. Эффективность работы дренирующего слоя на таких участках увеличивают за счет применения прослоек из нетканых материалов толщиной не менее 4 мм и коэффициентом фильтрации 50 м/сут и более. Замену пучинистого грунта земляного полотна в насыпях начинают со снятия растительного слоя с обочин и откосов. Затем разрушают и послойно снимают дорожную одежду и транспортируют материалы в штабели или на место переработки. После этого 101 разрыхляют верхний слой насыпи рыхлителями на базе бульдозеров или экскаваторов, бульдозерами или скреперами снимают грунт и перемещают его в отвал или погрузчиками грузят в транспортные средства и перемещают к месту укладки автотранспортом. Дренирующий грунт доставляется самосвалами из карьера и послойно отсыпается с уплотнением до рабочей отметки. При этом соблюдаются требования продольного сопряжения перестраиваемого пучинистого участка с неперестраиваемым. Сопряжение мест замены грунта на пучинистых участках с соседними неперестраиваемыми осуществляют в виде клина с крутизной откоса вдоль его оси 1:10 (рис. 47). Этим устраняется возможность неравномерного морозного пучения в местах сопряжения перестроенных участков с оставляемыми без перестройки. Рис. 47. Схема продольного сопряжения пучинистого участка с неперестраиваемыми: L - протяжение пучинистого участка; h - толщина слоя оглеенного грунта; 1 - дорожная одежда на соседних неперестраиваемых участках; 2 - новая дорожная одежда; 3 - замененный грунт Иногда вместо замены пучинистого грунта активной зоны земляного полотна применяют различные способы улучшения его свойств. Одним из таких способов является закрепление пучинистого грунта введением цементного, цементоизвесткового раствора или химического реагента. Для этого с поверхности дороги пробуривают сетку скважин на всю глубину рабочего слоя из пучинистого грунта, в которую под давлением закачивают раствор. Рис.48. Схема ликвидации пучин и повреждений верхней части земляного полотна химическим способом: 1 - положение дорожного покрытия зимой; 2 - положение дорожного покрытия весной; 2 - дорожная одежда; 4 - укрепленный грунт; 5 - пучинистый грунт 102 Организация работ по возведению земляного полотна Нормативная база, основные документы. Организация работ по возведению земляного полотна и связанных с ним сооружений, а также грунтовых оснований аэродромов осуществляется на основе разработки и реализации комплекса мероприятий, определяющих количество необходимых трудовых и материально-технических ресурсов, а также порядок использования и систему управления ими в процессе строительства. Она должна обеспечивать минимальную стоимость работ, их выполнение в установленные сроки с высоким качеством, гарантирующим с заданной надёжностью прочность, устойчивость и стабильность земляного полотна и грунтовых оснований при эксплуатации сооружений. При проектировании и реализации организации производства земляных работ руководствуются СНиП 12-01-2004 «Организация строительства», СНиП 3.06.03-85 и СНиП 2.05.02-85«Автомобильные дороги», СНиП 3.02.01-87 «Земляные сооружения, основания и фундаменты» и СНиП 32-0396 «Аэродромы», инженерным проектом (проектом) и его неотъемлемой частью проектом организации строительства и рабочей документацией. В инженерном проекте и рабочей документации отражаются данные, необходимые для организации и производства работ по возведению земляного полотна: - продольный профиль автомобильной дороги; - инженерно-геологический профиль; - поперечные конструкции земляного полотна; - водоотводные и водопропускные сооружения; - малые искусственные сооружения и эстакады; - план трассы с нанесёнными карьерами и резервами; - инженерно-геологические паспорта карьеров, резервов, выемок; - объёмы земляных, укрепительных работ, а также объёмы работ по устройству временного и постоянного водоотвода; - попикетная ведомость земляных работ; схема перемещения объёмов грунта из выемок в насыпи; - разбивка на участки линейных и сосредоточенных работ. Организация земляных работ должна осуществляться на основе проектов организации строительства (ПОС), разработанных и утверждённых в составе проектов (инженерных проектов). Рациональная организация земляных работ предусматривает: - разделение участка дороги на линейные и сосредоточенные виды работ; - поточный метод, обеспечивающий последовательность выполнения отдельных видов работ и непрерывную готовность участков земляного полотна или грунтовых оснований для устройства дорожной одежды; - прогрессивную технологию, основанную на целесообразном для конкретных условий распределении земляных масс и эффективных способах выполнения отдельных видов земляных работ; - комплексную механизацию с применением выбранных на основе техникоэкономического сравнения рациональных комплектов машин и отдельных средств механизации, обеспечивающую максимальное снижение затрат ручного труда и наилучшее использование машин и механизмов. 103 Линейные и сосредоточенные работы. При разработке организации работ выделяют участки линейных и сосредоточенных работ, выполнение которых целесообразно предусматривать при определённых, отличных от линейных условиях, в том числе в зимний период. К сосредоточенным относятся работы по строительству подходов к большим мостам, возведению высоких насыпей, разработке глубоких выемок, регуляционных сооружений, а также земляного полотна на отдельных участках с объёмами работ на 1 км, превышающими средний объём земляных работ на 1 км дороги в три и более раз, или резко отличающиеся повышенной сложностью производства и трудоёмкостью от работ на смежных участках (переходы через болота, закрепление оползневых участков, слабые грунты и т.д.). При производстве земляных работ необходимо применять способы и средства механизации, обеспечивающие выполнение планируемых объёмов линейных и сосредоточенных работ в установленный период с требуемым качеством и наименьшими затратами и трудоёмкостью. Механизация должна быть комплексной и охватывать все процессы и виды земляных работ, в том числе и в сложных инженерно-геологических и климатических условиях, от подготовки дорожной полосы до укрепительных и отделочных работ. Основной принцип рационального применения современных средств механизации - это выбор, в первую очередь, ведущей землеройно-транспортной техники по показателям производительности и стоимости с последующей комплектацией другими машинами, необходимыми для обеспечения работы комплексных потоков. Выбор способов ведения земляных работ и соответствующих средств на отдельных участках следует осуществлять методом вариантного проектирования на основе расчётов и последующего сопоставления показателей экономической эффективности вариантов механизированного выполнения земляных работ и проектных конструктивов в установленные сроки. При этом необходимо учитывать периоды строительства, особенности разрабатываемых грунтов и горных пород, возможные способы их разработки. При производстве зимних работ в качестве ведущих машин, как правило, принимают уплотняющие средства. Основным показателем экономической эффективности вариантов механизации являются приведённые затраты (удельные приведённые затраты). В расчётах по выбору средств комплексной механизации земляных работ для конкретных условий рекомендуется использовать удельные приведённые затраты, определяемые путём деления общего размера приведённых затрат на годовой объём работ отдельных машин или их комплекта, или на объём работ, выполняемый этими машинами на рассматриваемых участках. Кроме того, необходимо учитывать показатели продолжительности и трудоёмкости механизированных работ.[22] 104 4.1.2 Дорожная одежда Дорожная одежда-это совокупность конструктивных слоёв дорожного покрытия, выполненных из различных материалов. Дорожная одежда укладывают на подготовленное земляное полотно, обычно на ширину проезжей части. Основное назначение дорожной одежды - воспринимать нагрузку от проходящих автомобилей и передавать ее на земляное полотно в рассредоточенном виде и в размере, не превосходящем той допустимой величины, которую может оказывать грунт земляного полотна, подвергаясь давлению.Нагрузки, приходящиеся на каждое колесо автомобиля, обычно настолько велики, а сопротивление грунта настолько незначительно, что площадь восприятия земляным полотном нагрузки от колеса автомобиля нормально должна была бы выражаться в сотнях квадратных сантиметров. Фактически след колеса автомобиля на поверхности дороги (в месте соприкосновения пневматической шины с поверхностью проезжей части) составляет всего несколько десятков квадратных сантиметров. Отсюда видно, что задача дорожной одежды состоит в том, чтобы увеличить площадь сопротивления нагрузке во много раз (рис. 30). Рис. 49. Воздействие автомобильного колеса на одежду дороги: 2 - площадь следа при соприкосновении шины с поверхностью проезжей части дороги с твердым покрытием; - площадь распространения давления на грунт земляного полотна В противном случае временное сопротивление грунта будет превышено и сделается неизбежным появление повреждений дорожного полотна, образование на поверхности дороги рытвин и колей. Дорожная одежда (рис.50), как правило, состоит из покрытия, основания и дополнительных слоев основания. Дорожную одежду считают прочной, если под действием многократно повторяющихся нагрузок от движущегося транспорта она сохраняет в течение заданного срока службы сплошную и достаточно ровную поверхность покрытия. 105 Рис. 50 Конструктивные слои дорожных одежд Покрытие — верхний слой дорожной одежды, который может состоять из слоя износа, периодически возобновляемого по мере его истирания, и основного слоя, определяющего эксплуатационные свойства покрытия. Оно должно быть наиболее прочным, износо- и термостойким, водонепроницаемым, ровным и шероховатым. Для снижения расхода дорожно-строительных материалов применяют покрытия, состоящие из двух слоев. Нижний слой непосредственно не подвергаемый воздействию колес автомобилей, строят из менее прочных материалов, чем верхний слой. Основание — 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 с целью создания достаточно прочного слоя под покрытием. Для нижних слоев можно применять менее прочные и менее морозостойкие материалы, но при этом водоустойчивые и неразмокаемые. Дополнительный слой основания — нижний конструктивный слой дорожной одежды, выполняющий наряду с передачей нагрузок на земляное полотно также функции морозозащитные, дренирующие, выравнивающие и защиты от заиливания. Дорожные одежды классифицируются: 1.По типам покрытия а) Капитальные: - цементобетонные; - асфальтобетонные из горячих плотных смесей I и II марок; - асфальтобетонные из холодных смесей I марки; - дегтебетонные из горячих плотных смесей I марки. б) Облегченные: - асфальтобетонные из горячих смесей III марки; - асфальтобетонные из холодных смесей II марки; 106 - дегтебетонные из горячих и холодных смесей II марки; - из каменных материалов, обработанных органическими вяжущими материалами (смешением в установке, на дороге, пропиткой); - переходные с поверхностной обработкой. в) Переходные: - щебеночные; - гравийные; - булыжные из колотого камня; - грунтовые, укрепленные вяжущими материалами, г) Низшие: - из малопрочных каменных материалов, шлаков; - грунтовые, улучшенные различными местными материалами. 2.По жесткости: а) Жесткие дорожные одежды - железобетонные и бетонные покрытия и основания. Основным отличием жестких дорожных одежд от нежестких является повышенная прочность и износоустойчивость первых, высокие характеристики сопротивляемости при возникновении нагрузок. б) Нежесткие дорожные одежды определяют слои, устройство которых может быть реализовано из различного вида асфальтобетона, грунтов, материалов, укрепленных зернистыми материалами (гравий, щебень и др.), цементом, битумом и другими материалами. Проектирование дорожных одежд. Материалы дорожных одежд Проектирование конструкций дорожных одежд состоит из двух последовательно выполняемых этапов - конструирования и расчета дорожной конструкции (системы «дорожная одежда - рабочий слой земляного полотна») на прочность, морозоустойчивость и осушение на основе технико-экономического обоснования с целью выбрать наиболее экономичный в данных условиях вариант. Процесс конструирования включает: выбор вида покрытия; назначение числа конструктивных слоев и выбор материала для их устройства, размещение слоев в конструкции и назначение их ориентировочной толщины; 107 предварительную оценку необходимости дополнительных морозозащитных мероприятий с учетом дорожно-климатической зоны, типа грунта рабочего слоя земляного полотна и схемы его увлажнения на различных участках; предварительную оценку необходимости назначения мер по осушению конструкции, повышению ее трещиностойкости; оценку целесообразности укрепления или улучшения верхней части рабочего слоя земляного полотна; предварительный отбор конкурентоспособных вариантов с учетом местных природных и проектных условий работы. При конструировании дорожной одежды необходимо руководствоваться следующими принципами: а) тип дорожной одежды, ее конструкция, вид покрытия должны удовлетворять транспортно-эксплуатационным требованиям, предъявляемым к автомобильной дороге соответствующей категории, и ожидаемым составу и интенсивности движения с учетом их изменения в течение заданных межремонтных сроков и предполагаемых условий ремонта и содержания; б) конструкция одежды может быть типовой или разрабатываться индивидуально для каждого участка или ряда участков дороги, характеризующихся сходными природными условиями (грунт рабочего слоя земляного полотна, условия его увлажнения, климат, обеспеченность местными материалами и др.) и расчетными нагрузками. При выборе конструкции для данных условий предпочтение следует отдавать проверенной на практике типовой конструкции; в) в районах, необеспеченных стандартными каменными материалами, допускается применять местные каменные материалы, побочные продукты промышленности и грунты, свойства которых могут быть улучшены обработкой их вяжущими (цемент, битум, известь, активные золы уноса и др.). Одновременно надо стремиться к созданию наименее материалоемкой конструкции; г) конструкция должна быть технологичной и обеспечивать возможность максимальной механизации и индустриализации дорожно-строительных процессов. Для достижения этой цели число слоев и видов материалов в конструкции должно быть минимальным; д) необходимо учитывать реальные условия проведения строительных работ (летняя или зимняя технология и др.). Конструирование дорожной одежды заключается в выборе для нее наиболее подходящих материалов исходя из местных ресурсов и соображений организации работ. Это наиболее творческая часть проектирования, она должна базироваться на учете опыта службы различных типов дорожных одежд в равных климатических условиях с учетом в каждом конкретном случае местных грунтовых и гидрологических условий, влияющих на службу дорожных одежд. Климатические условия влияют на выбор типов дорожной одежды также в связи с ограничением продолжительности строительного сезона для производства работ с дорожно-строительными материалами, приготовленными на различных вяжущих. 108 Максимальное использование дешевых местных материалов – одно из основных требований при выборе конструкции дорожной одежды. Уменьшение дальности возки дорожно-строительных материалов дает возможность существенно снизить стоимость всего строительства. Расчет дорожной одежды – заключается в обосновании необходимой толщины и устойчивости как всей дорожной одежды в целом, так и отдельных ее слоев. Он сводится к обеспечению равнопрочности всех сравниваемых вариантов одежды в соответствии с заданными условиями движения по ним. До расчета толщину конструктивных слоев назначают исходя из имеющегося опыта. При этом при последующих расчетах толщину наиболее прочных и дорогостоящих верхних слоев одежды не меняют, а толщину отдельных слоев основания определяют окончательным расчетом. Как правило, в конкретных условиях движения городского транспорта может быть назначено несколько конкурирующих вариантов конструкций дорожных одежд. При этом возникает необходимость оценить технико-экономические преимущества того или иного варианта по сравнению с другими. РАСЧЕТ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД НА ПРОЧНОСТЬ Основные положения Под прочностью дорожной одежды понимают способность сопротивляться процессу развития остаточных деформаций и разрушений под воздействием касательных и нормальных напряжений, возникающих в конструктивных слоях и подстилающем грунте от расчетной нагрузки (кратковременной, многократной или длительно действующей однократной), приложенной к поверхности покрытия. Методика оценки прочности конструкции включает как оценку прочности конструкции в целом (с использованием эмпирической зависимости допускаемого упругого прогиба от числа приложений нагрузки), так и оценку прочности с учетом напряжений, возникающих в отдельных конструктивных слоях и устанавливаемых с использованием решений теории упругости. Дорожную одежду следует проектировать с требуемым уровнем надежности, под которой понимают вероятность безотказной работы в течение межремонтного периода. Отказ конструкции по прочности физически может характеризоваться образованием продольной и поперечной неровности поверхности дорожной одежды, связанной с прочностью конструкции (поперечные неровности, колея, усталостные трещины), с последующим развитием других видов деформаций и разрушений (частые трещины, сетка трещин, выбоины, просадки, проломы и т.д.). Номенклатура дефектов и методика количественной оценки их определяется специальными нормами, используемыми при эксплуатации дорог. В качестве количественного показателя отказа дорожной одежды как элемента инженерного сооружения линейного характера используют предельный коэффициент разрушения К рпр , представляющий собой отношение суммарной протяженности (или 109 суммарной площади) участков дороги, требующих ремонта из-за недостаточной прочности дорожной одежды, к общей протяженности (или общей площади) дороги между корреспондирующими пунктами. Значения К рпр на последний год службы в зависимости от капитальности дорожной одежды и категории дороги следует принимать в соответствии с табл. 11. Прочность конструкции количественно оценивается величиной коэффициента прочности. При оценке прочности конструкции в целом по допускаемому упругому прогибу коэффициент прочности в общем виде определяют по формуле: тр К пр lдоп / l Еоб / Еоб . (8) При оценке прочности конструкции по слоям по допускаемым напряжениям коэффициент прочности определяют по формуле: К пр доп / расч , (9) где lдоп - допустимый общий прогиб конструкции под расчетной нагрузкой; l - расчетный общий прогиб конструкции под расчетной нагрузкой; расч - расчетные действующие напряжения (нормальные или касательные) от расчетной нагрузки; доп - допустимые напряжения (нормальные или касательные) от расчетной нагрузки; тр Еоб - требуемый общий модуль упругости конструкции, определяемый при расчетной нагрузке; Еоб - расчетный общий модуль упругости конструкции, определяемый при расчетной нагрузке. Коэффициент прочности вновь проектируемой конструкции должен быть таким, чтобы в заданный межремонтный период не наступил отказ по прочности с вероятностью более заданной, т.е. чтобы была обеспечена заданная (требуемая) надежность. Таблица 11 Требуемые минимальные коэффициенты прочности при заданных уровнях надежности для расчета дорожных одежд по различным критериям прочности Тип дорожной одежды Категория дороги Капитальный I II III IV 110 Тип дорожной одежды Капитальный Категория дороги I Предельный коэффициент разрушения К рпр II III 0,05 IV 0,10 Заданная надежность Кн 0,98 0,95 0,98 0,95 0,98 0,95 0,90 0,95 0,90 0,85 0,80 Требуемый упругого коэффициент прогиба Тр прочности К пр 1,50 1,30 1,38 1,20 1,29 1,17 1,10 1,17 1,10 1,06 1,02 по критерию: сдвига и1,10 1,00 1,10 1,00 1,10 1,00 0,94 1,00 0,94 0,90 0,87 растяжения при изгибе Продолжение табл. 11 Тип дорожной одежды Облегченный Категория дороги III Предельный коэффициент разрушения К рпр IV V 0,15 Заданная надежность Кн 0,98 0,95 0,90 0,95 0,90 0,85 0,80 0,95 0,90 0,80 0,70 Требуемый упругого коэффициентпрогиба Тр прочности К пр 1,29 1,17 1,10 1,17 1,10 1,06 1,02 1,13 1,06 0,98 0,90 по критерию: сдвига и1,10 1,00 0,94 1,00 0,94 0,90 0,87 1,00 0,94 0,87 0,80 растяжения при изгибе 111 Продолжение табл. 11 Тип дорожной одежды Переходный Категория дороги IV Предельный коэффициент пр разрушения К р V 0,40 Заданная надежность Кн 0,95 0,90 0,85 0,80 0,95 0,90 0,80 0,70 Требуемый упругого коэффициент прогиба Тр прочности К пр 1,17 1,10 1,06 1,02 1,13 1,06 0,98 0,90 сдвига и 1,00 растяжения при изгибе* 0,94 0,90 0,87 1,00 0,94 0,87 0,80 по критерию: __________ * Дорожные одежды переходного типа для дорог V категории по критерию растяжения при изгибе не рассчитывают. Для обеспечения заданной надежности (обеспеченности по прочности) коэффициент прочности проектируемой конструкции по каждому из расчетных критериев не должен быть ниже минимального требуемого значения, определяемого по табл. 11. В задачу расчета входит определение толщин слоев одежды в вариантах, намеченных при конструировании, или выбор материалов с соответствующими деформационными и прочностными характеристиками при заданных толщинах слоев. Отказ дорожной одежды, связанный с недостаточной ее прочностью может возникнуть в результате: - накопления до истечения заданного срока службы конструкции под воздействием касательных напряжений, возникающих в конструктивных слоях и подстилающем грунте от транспортной нагрузки, недопустимых остаточных деформаций с потерей ровности поверхности покрытия и соответствующим снижением скорости движения; - усталостных разрушений монолитных слоев конструкции под воздействием растягивающих напряжений от многократного приложения транспортной нагрузки с последующей интенсивной потерей дорожной одеждой транспортно-эксплуатационных свойств до истечения заданного срока службы. 112 В соответствии с этим расчет на прочность в слоях выполняют по допускаемым напряжениям на сдвиг в слоях с пониженной сопротивляемостью сдвигу и на растяжение при изгибе в монолитных слоях. Расчет прочности конструкции в целом, без рассмотрения механизма нарушения прочности, ведут по допустимому упругому прогибу (или требуемому общему модулю упругости. Общая процедура и критерии расчета на прочность Последовательность расчета: 1) Расчет дорожной одежды по критерию упругого прогиба на основе зависимости требуемого общего модуля упругости конструкции от суммарного числа приложений нагрузки. В результате этого расчета назначаются толщины конструктивных слоев и их модули упругости таким образом, чтобы общий модуль упругости дорожной одежды был не менее требуемого с учетом соответствующего коэффициента прочности (табл. 11). 2) Расчет дорожной одежды, отвечающей критерию упругого прогиба, с учетом механизма нарушения прочности в ее отдельных конструктивных слоях по двум независимым критериям: - критерию соответствия сдвигоустойчивости материалов конструктивных слоев и грунта возникающим в них касательным напряжениям, отражающему условие ограничения накопления сдвиговых остаточных деформаций (формоизменения) под воздействием многократных кратковременных нагрузок; - по критерию соответствия сопротивления материалов монолитных конструктивных слоев возникающим в них растягивающим напряжениям от подвижной многократной нагрузки, отражающему сопротивление этих слоев усталостным процессам, обусловливающим развитие микротрещин в монолитных слоях, потерю их сплошности и снижение распределяющей способности. Коэффициенты прочности по этим критериям должны быть не менее значений, указанных в табл. 11. При недостаточной величине коэффициента прочности по любому критерию конструкцию уточняют. Дорожные одежды переходного и низшего типов рассчитывают по упругому прогибу и по сдвигоустойчивости. Конструкции, предназначенные для движения особо тяжелых транспортных средств (со статической нагрузкой на ось 120 кН и более), по упругому прогибу не рассчитывают. 113 Технология строительства дорожных одежд Для лучшего использования машин, необходимо участки строительства принимать оптимальной длины (по возможности большей), чтобы уменьшить удельные затраты времени на развороты, в то же время машины звена должны работать концентрированно. Участок с повторяющимся производственным процессом, составом и объёмом, на котором выполняет работы специализированный поток, называется захваткой. Длина захватки обычно определяется суточным эффектом работ, выполняемых специализированным потоком. Участок (часть объекта) строящейся автомобильной дороги, необходимый и достаточный для концентрированного расположения всех дорожно-строительных машин при производительной их работе называется фронтом работ. Устройство конструктивных слоёв дорожной одежды из укреплённых грунтов Конструктивные слои дорожной одежды из укреплённых грунтов могут быть устроены следующим образом: -с приготовлением смеси грунта с вяжущим непосредственно на земляном полотне дороги, если грунт верхней части пригоден для укрепления в естественном виде или при улучшении его гранулометрического состава добавкой привозного грунта; -с приготовлением смеси в притрассовом грунтовом карьере с вывозкой и укладкой на дороге готовой смеси. Для приготовления смеси грунта с вяжущим на земляном полотне, ведущей машиной механизированного отряда может быть дорожная фреза с распределителем цемента или однопроходная грунтосмесительная машина. Дорожная фреза – обеспечивает смешивание грунта с жидким органическим вяжущим. При обработке грунта порошкообразным вяжущим или при использовании такой добавки к жидкому вяжущему, вместе с дорожной фрезой используют распределитель цемента. Грунтосмесительная машина обеспечивает размельчение грунта, внесение в грунт жидкого или порошкообразного вяжущего и перемешивание компонентов за один проход по слою грунта на ширине захвата машины. Грунт, обработанный вяжущим, должен быть спланирован слоем равномерной толщины с проектным поперечным и продольным профилем. При обработке грунта при помощи дорожной фрезы или однопроходной грунтосмесительной машины планировку грунта выполняют автогрейдером. При приготовлении смеси в грунтосмесительной установке укладку смеси следует вести самоходным укладчиком дорожно-строительных материалов. 114 Уплотнение укреплённых грунтов следует производить катками на пневматических шинах, не допуская выдавливания смеси из-под колёс, регулируя давление воздуха в камерах. Устройство щебёночных и гравийных оснований и покрытий Марки щебня и гравия по истираемости и дробимости должны соответствовать требуемым стандартам. Различают слои основания и покрытия из щебёночных и гравийных смесей(гранулометрический состав подобран с целью снижения пористости каменного скелета и повышения прочности и устойчивости слоя путём расклинцовки пор между более крупными частицами, каменными частицами меньших фракций) и фракционированного гравия и щебня(частицы материала имеют приблизительно одинаковый размер). Щебёночные и гравийные смеси перед уплотнением необходимо увлажнять. При устройстве щебёночных оснований необходимо создавать на поверхности земляного полотна противозаиливающий слой, например из фракции 5 – 10 мм или из укреплённого грунта. Это необходимо во избежание перемешивания щебня с грунтом. Не допускается устройство щебёночных оснований на песчаном слое – песок проступает через поры в щебне и хорошее уплотнение невозможно. На законченном участке основания (покрытия) должен отсутствовать след от прохода 12-тонного катка. Щебень, положенный на поверхность должен раздавливаться катком. Устройство оснований и покрытий из щебня и гравия, обработанных органическими вяжущими Многочисленные дорожные конструкции, получаемые путём обработки щебёночных и гравийных материалов органическими вяжущими – битумами или дёгтями, а также эмульсиями, по способу производства работ могут быть разделены на следующие обобщённые группы: -конструкции, получаемые в результате обработки каменных материалов путём послойных розливов разогретого битума (дёгтя) или эмульсии, послойных россыпей каменных материалов и их последующей укаткой; -конструкции, получаемые обработкой каменных материалов битумами (дёгтями) или эмульсией смешением на дороге; -конструкции из смесей каменных материалов с битумами (дёгтями) или эмульсией, приготовленных в специальных установках по определённому режиму и укладываемых в горячем или холодном состоянии. Конструкции с применением битумов и дёгтей весьма требовательны к соблюдению правил производства работ. Вяжущие применяют строго определённых марок, соответствующих данной конструкции. Каменные материалы должны отвечать специальным требованиям по прочности, морозостойкости, быть сухими и чистыми, без примесей пыли, глины и ила. Для улучшения прилипания вяжущих к минеральным материалам широко применяют поверхностно-активные добавки. Основания и покрытия с применением органических вяжущих материалов устраивают способами пропитки и смешения в установке в сухую и тёплую погоду весной и летом при 115 температуре не ниже +5о С, а осенью – не ниже +10о С. Поверхностную обработку и смешение на дороге следует производить при температуре выше +15о С, а при использовании эмульсий – не ниже + 5о С. При устройстве поверхностных обработок очень важно получить поверхность без затопленных или наложенных одна на другую частиц. Щебень для поверхностных обработок следует применять кубической формы и узкого гранулометрического состава, а ещё лучше одномерный. Устройство покрытий и оснований способами пропитки и поверхностной обработки При устройстве поверхностных обработок тщательно очищают обрабатываемую поверхность механическими щётками, выполняют частичный мелкий ремонт и подгрунтовку поверхности. По количеству розливов вяжущего и распределению щебня различают одиночную и двойную поверхностную обработки. Для лучшего сцепления следует применять чёрный щебень, для шероховатости – одноразмерный щебень слоем в одну щебёнку с открытием движения не ранее 8 часов по окончании работ. Несвязанный щебень следует убирать с покрытия. Для прикатки (уплотнения) распределённого по поверхности покрытия щебня применяют средние и тяжёлые катки, предпочтительно на пневматических шинах. При обработке щебёночного материала по способу пропитки (толщиной 8 см) применяют щебень трёх или четырёх фракций, при способе полупропитки (толщиной 4 см) – двух или трёх фракций. Щебень следует распределять щебнеукладчиками, начиная с наиболее крупной фракции. Уплотнение щебня ведётся сначала лёгкими, затем тяжёлыми катками. Окончательное уплотнение тяжёлыми катками выполняют после россыпи второго (расклинивающего слоя) щебня. Розлив вяжущих надлежит производить автогудронаторами или битумовозами с прицепными распределителями. Особенности производства работ с применением эмульсий При устройстве поверхностных обработок температуру и концентрацию битумных эмульсий следует выбирать в зависимости от погодных условий. При прохладной (менее 20о С) и дождливой погоде применяют эмульсии с концентрацией битума 55 – 60 % и температурой нагрева 40 – 50о С. В жаркую сухую погоду (25о С и выше) эмульсии можно разбавлять раствором эмульгатора до 50 % (специальный подогрев не требуется). Эмульсию в количестве 30 % от нормы разливают автогудронатором. Затем распределяют щебень в количестве 50 – 70 % от нормы. Сразу после распределения щебня разливают остальное количество (70 %) эмульсии и распределяют оставшийся щебень. Уплотнение слоя поверхностной обработки выполняют катками на пневматических шинах, приурочивая эту операцию к началу распада эмульсии. Устройство слоёв износа с шероховатостью типа наждачной бумаги выполняют из литых эмульсионно-минеральных смесей (ЛЭМС) на катионных, анионных эмульсиях или пастах. 116 При устройстве конструктивных слоёв способом пропитки для температур воздуха не ниже 15о С используют эмульсии марки СА, а для сухой погоды и температур воздуха не ниже 20о С – МА-1. Катионные эмульсии используют при температуре воздуха на ниже +5о С. Устройство покрытий и оснований способом смешения на дороге Минеральные материалы смешивают с вяжущими автогрейдерами или фрезами. При этом жидкие битумы или дёгти, нагретые до температуры 60 – 80о С, а также эмульсии подают автогудронаторами или битумовозами. Минеральные материалы не подогревают. При смешении материалов на дороге очень важно выбрать наилучший состав и обеспечить его постоянство во время производства работ, так как процесс приготовления смеси проходит при относительно низких температурах, без сушки материалов, с применением жидких вяжущих и менее строгой дозировкой материалов. Прочность оснований и покрытий, устраиваемых способом смешения на дороге, зависит от постоянства состава смеси, качества её перемешивания и обеспечения сцепления вяжущего с каменными материалами. Значительно улучшить сцепление можно, вводя в минеральную часть 2 – 3 % по массе извести, а в битум до 15 – 20 % дёгтя или 5 – 10 % каменноугольного масла. Устройство покрытий и оснований из чёрного щебня (гравия) и смесей, обработанных органическими вяжущими в установке При приготовлении холодных смесей и холодного чёрного щебня необходимо принимать меры против слёживаемости при их хранении на складах, для чего в смесь перед выпуском из смесителя вводят 2 – 3 % по массе известкового молока, с которым продолжают перемешивание в течение минуты. Аналогично асфальтобетонным смесям, чёрный щебень, по температурному режиму укладки и уплотнения в покрытие или основание бывает холодным и горячим. Для холодных смесей применяют среднегустеющие и медленногустеющие битумы. Для горячих – вязкие битумы различных марок (БН, БНД). Отличительная особенность производства работ по устройству слоёв покрытий и оснований из холодных смесей заключается в возможности их складирования и сохранения при положительных температурах на достаточно долгий период. Кроме того, при устройстве верхних слоёв покрытий из холодных гравийных и щебёночных смесей, их окончательное уплотнение осуществляется после открытия движения по дороге автомобильным транспортом. С этой целью на первое время скорость движения по автомобильной дороге следует ограничивать. Составы чёрных гравийных и щебёночных смесей уточняют в лабораториях, применяя вариантное сравнение и отдавая предпочтение оптимальному по совокупности технико-экономических показателей. Срок хранения холодных смесей с применением дёгтя не должен превышать 4 месяцев. 117 Устройство асфальтобетонных покрытий (рис.51) Асфальтобетонные покрытия устраивают однослойными или двухслойными. При устройстве двухслойных покрытий в нижнем слое применяют крупнозернистые асфальтобетонные смеси, в верхнем – мелкозернистые. Работы по устройству асфальтобетонных покрытий из горячих смесей начинают при температуре не ниже + 5о С весной и завершают при температуре не ниже + 15о С осенью, холодных соответственно от + 5о С весной до + 10о С осенью с учётом времени на формование. Асфальтобетонную смесь в покрытие укладывают только на сухое, чистое и непромёрзшее основание. Очистку основания выполняют механическими щётками и сжатым воздухом, а сушку увлажнённого основания – горячим песком (до 250 – 300о С) или специальными нагревателями – сушильными агрегатами. Поверхность основания или нижнего слоя покрытия за 3 – 5 часов до начала укладки асфальтобетонной смеси при необходимости обрабатывают битумной эмульсией (0,6 – 0,9 или 0,3 – 0,4 л/м2) или жидким битумом (0,5 – 0,8 или 0,2 – 0,3 л/м2). Асфальтобетонную смесь следует укладывать, как правило, на всю ширину покрытия несколькими укладчиками сразу. Толщину укладываемого слоя регулируют выглаживающей плитой (трамбующим брусом). Необходимо учесть запасы по толщине слоя на уплотнение от 15 до 30 % для горячих смесей и 40 – 70 % для холодных. Уплотняют асфальтобетонные смеси звеном самоходных катков, состоящим из лёгких (до 8 тонн) и тяжёлых (массой до 15 тонн) с гладкими вальцами (статического давления) или вибрационных массой 4,5 – 8 тонн, а также самоходных на пневматических шинах массой 16 – 30 т. Температура смеси во время уплотнения в зависимости от типа и марки для горячих смесей варьируется от 140 до 70о С. Начинать уплотнение асфальтобетонных покрытий следует лёгкими гладковальцовыми катками с выключенными вибраторами при проезде со скоростью 2 – 3 км/ч ведущим колесом вперёд, с целью недопустить образования волн. Укатку ведут от краёв полосы к середине с перекрытием предыдущего следа на 20 – 30 см. При устройстве асфальтобетонных покрытий слоями увеличенной толщины (до 20 см) следует применять обычные укладочные и уплотняющие машины. В целях обеспечения ровности следует начинать уплотнение самоходными катками на пневматических шинах и заканчивать гладковальцовыми – двухосными двухвальцовыми и трёхосными трёхвальцовыми. При уплотнении асфальтобетонных покрытий используются также комбинированные катки. 118 Для окончательного уплотнения холодных асфальтобетонных смесей осуществляют регулируемое автомобильное движение в течение 10 суток. Рис.51 Устройство цементобетонных оснований и покрытий (рис.52 и рис.33) Бетонные покрытия устраивают одинаковой толщины по всей ширине проезжей части с односкатным поперечным профилем для проезжей части с разделительной полосой и двухскатным поперечным профилем при проезжей части без разделительной полосы. Поперечный уклон принимают в пределах 15 – 20 ‰. Армированные бетонные покрытия устраивают на дорогах I – III категорий при насыпях из скальных грунтов высотой более 3 м, насыпях проходящих через болота, насыпях высотой более 5 м, насыпях на подходах к путепроводам через железные дороги (длиной 200 м) и на других участках, где может наблюдаться неравномерная осадка земляного полотна. В покрытии нарезают продольные и поперечные деформационные швы, образующие плиты покрытия. Продольный шов предусматривают при ширине покрытия более 4,5 метров для устранения продольных трещин от неравномерного воздействия движения. Швы расширения устраивают для повышения продольной устойчивости покрытия при нагреве бетона. Швы сжатия предназначены для предотвращения появления трещин в покрытии при понижении температуры бетона и его усадке. Расстояние между швами сжатия (длину плиты) назначают в зависимости от толщины покрытия, климата, надёжности (количество плит в процентах без трещин за расчётный срок эксплуатации) и расхода продольной арматуры для армированных покрытий. Расстояние между швами расширения назначают в зависимости от толщины покрытия, климата, армирования и температуры воздуха во время производства работ. Ширину швов, глубину паза и его заполнения назначают в зависимости от длины плит. Швы сжатия, расширения и продольный шов армируют стальными штырями круглого профиля. Пазы поперечных и продольных швов заполняют битуморезиновыми, битумополимерными и полимерными мастиками или запрессовывают в них полимерные готовые прокладки. Армируют покрытия плоской сеткой с расстояниями между осями продольных стержней от 100 до 200 мм и между осями поперечных стержней – 500 мм. Диаметр продольных стержней – по расходу арматуры, поперечных – 6 мм. Сетки укладывают на 6 см ниже поверхности покрытия и не доводят до поперечных швов на 50 см. На дорогах I и II технических категорий вдоль краёв покрытия устраивают укрепительные полосы из монолитного и сборного бетона шириной 0,75 см. На дорогах III категории ширина укрепительной полосы 0,5 м. В монолитных бетонных укрепительных полосах устраивают только швы сжатия без армирования и нарезают их как продолжение швов основного покрытия. Выравнивающий слой под бетонным покрытием служит для устранения неровностей основания. Для выравнивающего слоя применяют: чёрный песок или щебёночно-песчаную смесь, обработанную битумом, толщиной 3 – 5 см (при этом 121 большая толщина принимается при подаче бетона по основанию); необработанный песок и щебень фракции 0 – 5 мм толщиной 4 – 5 см. При строительстве бетонных покрытий особые требования предъявляются к основанию автомобильной дороги. Его устраивают преимущественно из каменных материалов и грунтов, укреплённых неорганическими вяжущими. Ширина основания должна обеспечивать возможность установки рельс-форм (8 – 8,5 м) и проход гусениц безрельсовых бетоноукладочных машин. Организация работ по строительству монолитных цементобетонных покрытий Устраивать бетонные покрытия и основания следует при температуре воздуха от +5о С до +30о С и перепаде температуры воздуха за сутки не более 12о С. Приготовление цементобетонных смесей организуют на притрассовых цементобетонных заводах, оснащённых мобильным смесительным оборудованием циклического или непрерывного действия. Бетонные заводы следует располагать таким образом, чтобы продолжительность транспортирования бетонной смеси не превышала 30 минут при температуре воздуха от 20о С до 3 оС и 60 минут при температуре воздуха выше 20о С. Бетонная смесь должна выпускаться непрерывно и равномерно в течении рабочей смены, что требует корректировки количества транспортных средств в зависимости от дальности транспортирования. Применяются две технологии строительства цементобетонных покрытий и оснований: в сборной опалубке с использованием рельс-форм; в передвижной опалубке или скользящих формах. В общем случае технология производства работ по устройству цементобетонных покрытий включает: -подготовительные работы (профилировка, устройство выравнивающего слоя и разделительных прослоек), установка устройств, определяющих ровность поверхности покрытия (копирные струны, рельс-формы), установка элементов деформационных швов, краевой арматуры, сеток и каркасов; -распределение поверхности; бетонной смеси, формование покрытие и отделку его -уход за бетоном; -устройство деформационных швов. Уход за бетоном осуществляют, как правило, с применением плёнкообразующих материалов, которые наносятся путём распыления многосопловым распределителем 122 равномерно на всю открытую поверхность покрытия, включая боковые грани. Уход за бетоном следует производить до достижения проектной прочности, но не менее 28 суток. Устройство деформационных швов включает: изготовление и сборку закладных элементов; установку и закрепление элементов на основании; устройство паза шва; заполнение паза герметизирующими материалами. Элемент шва расширения в сборке (дощатая прокладка, каркас и штыри) перед бетонированием надёжно закрепляют на основании в проектном положении. Пазы деформационных швов следует нарезать, как правило, в затвердевшем бетоне самоходными нарезчиками с алмазными дисками при достижении бетоном прочности при сжатии 80 – 100 кгс/см2. Ширина паза расширения должна быть на 3 – 5 мм больше толщины доски. Штыри в продольный шов сжатия устанавливают методом втапливания в уплотнённую смесь. Строительство монолитных цементобетонных покрытий в скользящих формах комплектом машин ДС-110 (100) Чистовую профилировку основания следует производить на ширину, обеспечивающую движение ходовой части бетоноукладочных машин. Перед профилировкой верха земляного полотна необходимо установить две копирные струны, предназначенные для автоматической системы задания вертикальных отметок (обеспечения ровности). Разбивку линий установки копирных струн в плане выполняют с одной стороны при помощи теодолита, а с другой по шаблону. По проектным отметкам копирные струны устанавливают при помощи нивелира. Отклонение в плане не более ± 0,5 м . Расстояние между кронштейнами должно быть не более 15 метров на прямых участках, и не более 6 метров на криволинейных. Длина участка с установленными копирными струнами должна быть не менее сменной производительности комплекса машин. Высота основных боковых форм (скользящей опалубки) и опалубки кромкообразователя должна быть на 5 мм меньше толщины укладываемого покрытия. При нормальной работе бетоноукладчика необходимо обеспечить сплошность поверхности уплотнённого бетона и образование равномерных валиков бетонной смеси высотой 15 – 25 см перед первичным и не более 8 – 15 см перед вторичным качающимися брусьями. В процессе бетонирования глубинные вибраторы бетоноукладчика полностью погружают в бетонную смесь. Кромкообразователь настраивают с учётом деформаций свежеуложенного бетона после прохода бетоноукладчика. Расстояние между боковыми формами кромкообразователя устанавливают на 2 – 4 см меньше проектной ширины 123 покрытия. Край кромкообразователя приподнимают на 1 – 3 см выше поверхности покрытия. Деревянную прокладку шва расширения обрезают с обоих концов на 15 см для обеспечения прохода распределителя. При работе без распределителя прокладку обрезают с обоих концов на 2 – 3 см. Незначительные неровности и мелкие дефекты поверхности покрытия после прохода бетоноукладчика исправляют с помощью бетоноотделочной машины. Для улучшения отделки поверхности покрытия трубы бетоноотделочной машины слегка увлажняют тонкораспылённой водой системы орошения. Шероховатость бетонного покрытия обеспечивают обработкой поверхности свежеуложенного бетона с помощью специальных щёток. Фактура обработанного щёткой покрытия должна быть однородной. Направление бороздок от щётки должно быть, как правило, перпендикулярно к оси покрытия. Строительство монолитных цементобетонных покрытий в сборной опалубке комплектом машин ДС-500 Разбивку линий установки рельс-форм в плане выполняют с одной стороны с помощью теодолита, а с другой – по шаблону. Установку рельс-форм по проектным отметкам выполняют при помощи нивелира. Рельс-формы устанавливают на спланированное основание шириной не менее 0,5 м с каждой стороны полосы бетонирования (из щебня, гравия, грунта, укреплённого вяжущими или песка). Во всех случаях не должно быть осадки основания под рельсформами при проходе укладочных машин, для чего рельс-формы обкатывают одной из самых тяжёлых машин комплекта. Разница в отметках положения рельс-форм по проекту и после обкатки не должна превышать 5 мм. Профилировку основания и устройство выравнивающего слоя осуществляют на ширину покрытия профилировщиком основания, двигающегося по рельс-формам. Рельс-формы непосредственно перед распределением бетонной смеси смазывают с внутренней стороны отработанным маслом. Арматуру, прокладки и штыри деформационных швов раскладывают после установки рельс-форм, профилировки и уплотнения основания. Зазор между стенкой рельс-форм и торцом прокладки шва расширения не должен превышать 5 мм. Уплотняют бетонную смесь и отделывают поверхность покрытия, как правило, длиннобазовыми машинами с выравнивающими вибробрусьями, расположенными под углом к продольной оси дороги. 124 Двухслойные бетонные покрытия устраивают с использованием двух распределителей. Разрыв во времени между укладкой верхнего и нижнего слоёв должен быть не более 1 часа. Снимают рельс-формы не ранее чем через 24 часа после укладки бетонной смеси. Отделять рельс-формы от бетона следует осторожно с обеспечением целостности боковых граней и кромок покрытия. Боковые грани немедленно покрывают слоем плёнкообразующей жидкости. Машины для строительства монолитных цементобетонных покрытий Для строительства цементобетонных покрытий применяют: рельсовый комплектбетоноукладочных машин с технической производительностью 250 м/смену; комплектвысокопроизводительных машин ДС-100 и ДС-110 с технической производительностью 1500 м/смену. В состав рельсового комплекта бетоноукладочных машин входят: профилировщик основания ДС-502А/ДС-502Б; распределитель цементобетонной смеси ДС-503А/ДС-503Б; бетонооотделочная машина ДС-504А/ДС-504Б; комплект рельс-форм Д-280-4М; платформа Т-138Б; нарезчик швов ДС-510; заливщик швов ДС-67. Дополнительно в состав комплекта включают: универсальную бетоноотделочную машину УБМ-7,5; машину для розлива плёнкообразующих материалов ЭНЦ-3; нарезчик швов в свежеуложенном бетоне ДНШС-60; комплект для заполнения швов тиоколовыми герметиками; автомобильный кран типа КД-256Д или АК-75В для установки и снятия звеньев рельс-форм. В состав комплекта высокопроизводительных машин ДС-100 или ДС-110 входят: профилировщик ДС-97; распределитель ДС-99; бетоноукладчик ДС-101 со скользящей опалубкой; бетонооотделочная машина ДС-104 (трубный финишер); машина для розлива плёнкообразующих материалов ДС-105; нарезчик поперечных швов ДС-115; дополнительное навесное и прицепное оборудование; конвейер-перегружатель ДС-98; тележка арматурная ДС-103; погружатель арматуры ДС-102; бункер и вибробрус асфальтоукладчика ДС-106; прицепные трейлеры Д-107. Дополнительно в состав комплекта включают: нарезчик контрольных швов ДНШС-60-3М на пневмоколёсном ходу; заливщики швов ДС-67 или ДС-128. 126 Технология строительства предварительно напряжённых железобетонных монолитных и сборных покрытий (рис.4) Предварительно напряжённые монолитные железобетонные и бетонные дорожные покрытия обеспечивают требуемую прочность и несущую способность при существенном уменьшении их толщины (в 1,5 раза) и увеличении расстояния между поперечными деформационными швами (до 50 – 100 м). Предварительное напряжение бетона в покрытии обеспечивают натяжением арматуры в виде проволочных пучков, стальных канатов или продольных струн, а также в результате внешнего обжатия неармированной бетонной плиты покрытия. При армировании покрытия проволочными пучками или стальными канатами их располагают в трубках-оболочках: параллельно продольной оси покрытия, по периметру отдельных плит, краевыми пучками. После полного затвердения бетона в покрытии натяжение пучков или канатов и обжатие бетона осуществляется при помощи гидродомкратов. Величина предварительного напряжения бетона должна быть такой, чтобы минимально необходимое напряжение сохранялось при минимальной температуре окружающего воздуха. При устройстве струнобетонного покрытия, проволоку из высокопрочной стали (диаметром 5 – 6 мм) предварительно растягивают между анкерами, располагаемыми по концам бетонируемой захватки покрытия, длина которой 500 – 1500 м. Натяжение проволок производят гидродомкратами или гусеничным трактором с соответствующим оборудованием для захвата проволок. После бетонирования покрытия и полного затвердения бетона концы проволок отделяют от анкеров, плиту по длине захватки разрезают на плиты длиной 30 – 50 м. Благодаря сцеплению проволок с бетоном на него передаётся равномерное натяжение – обжатие. Анкеры в зависимости от их конструкции могут быть разобраны для использования на последующих захватках устройства покрытия. Технологический процесс устройства струнобетонного покрытия включает операции: установка анкеров; установка рельс-форм; уплотнение и планировка основания; устройство бетонного покрытия под швами; расстилка битумированной бумаги, раскладка поперечной арматуры и прокладок швов; раскладка и натяжение продольной струнной арматуры; установка поперечной и продольной арматуры подкладок; бетонирование покрытия; устройство поперечных швов, уход за бетоном розливом эмульсии (при необходимости укрытие покрытия термослоем); разрезка струн в швах и у анкеров; замоноличивание швов; разборка анкеров; бетонирование разрывов покрытия после удаления анкеров. При бетонировании в скользящей опалубке вместо установки рельс-форм предусматривается установка копирных струн для бетоноукладчика с автоматической следящей системой управления. При устройстве основания из цементогрунта исключаются операции по устройству бетонного покрытия под швами, расстилке битуминированной бумаги, раскладке поперечной арматуры и прокладок швов. 128 Для предварительного обжатием применяют: напряжения бетонного покрытия внешним неподвижную систему, при которой бетонное покрытие между анкерами на концах рабочей захватки длиной 350 – 500 м разрезают сквозными швами на плиты длиной 70 – 100 м. В швы устанавливают клиновидные гидродомкраты и ими создают требуемое торцевое обжатие бетона. После этого швы замоноличивают, домкраты извлекают из покрытия. подвижную систему, при которой плиты покрытия между концевыми анкерамиупорами поддерживают в требуемом предварительном напряжении в зависимости от температуры окружающего воздуха за счёт специальных упругих швов. При этом применяют различные конструкции упругих швов с автоматическим и регулируемым контактным давлением, с гидрокомпенсацией и пневматической компенсацией. Сборные покрытия из бетонных и железобетонных плит устраивают на участках дорог с неблагоприятными гидрогеологическими условиями земляного полотна, на временных дорогах, на подъездах и внутренних путях карьеров, лесо- и торфоразработок, на площадках промышленного строительства и других подобных условиях. Плиты сборных покрытий изготавливают размером от 1 до 12 м2, толщиной 12 – 18 см со сплошной и решётчатой опорной поверхностью и с расходом арматуры 3 – 16 кг/м2. Укладывают плиты непосредственно на грунтовое основание, из песка, песчаногравийной смеси, грунта, укреплённого вяжущим материалом. При укладке плит по выравнивающему пескоцементному слою уступы между плитами не должны превышать 3 мм. Покрытие шириной 6, 7, 8 м укладывают поперечными рядами длинными сторонами плит параллельно оси дороги. Поперечные швы на 2/3 толщины заполняют пескоцементным раствором и на 1/3 битумополимерной мастикой, швы расширения на всю глубину заполняют мастикой. Стыковые скобы плит сваривают электродами Э-42А, Э-34 диаметром 4 – 5 мм непрерывными швами длиной 8 – 9 см с катетом не менее 7 мм (шириной 0,5 диаметра скобы, высотой 0,25 диаметра, глубиной проварки не менее 5 мм). Покрытие из сборных плит в зависимости от интенсивности движения может быть сплошным на всю ширину проезжей части или колейным. Сборку плит в покрытии в зависимости от их конструкции и срока службы покрытия производят различными способами стыковки в швах. Укладывают плиты на тщательно спланированное и равномерно уплотнённое основание при помощи автомобильных кранов грузоподъёмностью 3 – 12 тонн. 4.2 Основные разделы и чертежи проектов улиц и дорог Проектирование автодорог представляет собой важный этап дорожного строительства. Планирование магистрали осуществляется в несколько этапов, так как проектирование автодорог охватывает целый ряд концептов, заключений, и базируется не только на имеющихся сведениях о геологическом строении конкретного участка, его биохимических характеристиках, но и на данных собственных исследований. При планировании дороги учитывается возможность не только размещения того или иного участка, но также и проектирование инженерных сетей и коммуникаций. При выполнении проектных работ в расчет принимается и ряд таких важных моментов, как наличие возвышенностей, специфических элементов рельефа, климатических особенностей, связанных не только с интенсивностью выпадения атмосферных осадков, заболоченностью местности, но и другими факторами. Поэтому проектирование автодороги осуществляется на основании комплексного подхода к общим закономерностям проектирования инженерных коммуникаций. Кроме того, планирование дороги учитывает не только климатические факторы, но и развитие инфраструктуры конкретного региона, так как наличие каких-либо проектных ошибок может привести к возникновению целого ряда проблем, в том числе к возникновению так называемых автомобильных пробок на дорогах. Планирование дорог характеризуется наличием проблем, связанных с отводом земельных участков, движением тяжелогрузных транспортных средств, а также перевозкой опасных грузов. Именно поэтому планирование дорог обладает своеобразным приоритетом тематической планировки. На первое место при проектировании дорог городской сети выходит не только проектирование инженерных сетей и коммуникаций, но также и обеспечение безопасности движения легкого транспорта, преобладающего в условиях городов и поселков. Проектирование автодорог магистрального назначения имеет свою специфику, так как на таких дорогах происходит движение не только легковых, грузовых транспортных средств, но и крупнотоннажного транспорта. Особое внимание при проектировании дорог различного назначения уделяется безопасности движения, выбору покрытия дорожного полотна. Важным моментом является и комплексное планирование подъездных участков дорог, в том числе подъездных дорог к объектам повышенного пользования - аэропортам, крупным финансовым центрам. При осуществлении проектирования дорожного строительства наряду с учетом климатических, геологических факторов, учета инфраструктуры, большое внимание уделяется контролю за денежными ресурсами. Нормативные расходы финансовых вложений формируются, исходя из протяженности, ширины дорожного полотна, уровня проведения дополнительных подготовительных работ, а также прочих факторов. 131 Основные разделы проектирования автодорог: 1. Обработка материалов изысканий; 2. Технико-экономическое обоснование строительства (реконструкции). ( учитывают влияние автодорог на социально-экономическое развитие района, условия использования автодороги после ее строительства) 3. Проектирование плана автодороги; 4. Проектирование продольного профиля автодороги; 5. Проектирование поперечного профиля автодороги; 6. Проектирование верха земляного полотна; 7. Планирование искусственных сооружений и дождевых канализаций; 8. Разработка схем и чертежей пересечений и примыканий автодорог; 9. Организация безопасности движения (знаки, разметка, ограждения); 10. Прочие разделы и чертежи Таким образом, проектирование автодорог, а вместе с тем и проектирование инженерных систем и коммуникаций, имеют весомую значимость для безопасности, удобства и комфорта последующей эксплуатации дорожного покрытия. Поэтому грамотный, комплексный подход еще на стадии проведения проектировочных работ является гарантом их безопасного функционирования городского, федерального и международного сообщения. 5. Гидротехнические сооружения в городах Гидротехнические сооружения – это сооружения, подвергающиеся воздействию водной среды, предназначенные для использования и охраны водных ресурсов, предотвращения вредного воздействия вод, в том числе загрязненных жидкими отходами, включая плотины, здания гидроэлектростанций, водосбросные, водоспускные и водовыпускные сооружения, туннели, каналы, насосные станции, судоходные шлюзы, судоподъемники; сооружения, предназначенные для защиты от наводнений и разрушений берегов водохранилищ, берегов и дна русел рек; сооружения (дамбы), ограждающие золошлакоотвалы и хранилища жидких отходов промышленных и сельскохозяйственных организаций; устройства от размывов на каналах, сооружения морских нефтегазопромыслов и т.п.; Гидротехнические сооружения подразделяют на: Постоянные; Временные. (сооружения, используемые только в период строительства и ремонта постоянных сооружений). Постоянные гидротехнические сооружения в зависимости от их назначения подразделяют на: Основные; Второстепенные. К основным следует относить гидротехнические сооружения, повреждение или разрушение которых приводит к нарушению или прекращению нормальной работы электростанций; прекращению или уменьшению подачи воды для водоснабжения и орошения; затоплению и подтоплению защищаемой территории; прекращению или сокращению судоходства, деятельности речного и морского портов, судостроительных и судоремонтных предприятий; может привести к прекращению добычи или к выбросу нефти и газа из морских скважин, хранилищ, трубопроводов. К ним относятся: - плотины – гидротехнические сооружения, преграждающие водный поток, в целях создания водохранилища или поднятия уровня воды потока Схема водосливной плотины с водобоем: 1 — водослив; 2 — водобой; 3 — водобойный колодец; 4 — водобойная стенка; 5 — гасители. - устои и подпорные стены, входящие в состав напорного фронта; - дамбы обвалования - невысокие вспомогательные плотины, применяемые часто при обваловании реки и устройстве каналов. 133 Рисунок 54. Дамба обвалования. Конструктивное сечение. М 1:50. - берегоукрепительные, регуляционные и оградительные сооружения; Выправительные и берегоукрепительные сооружения закрепляют принятые очертания русла реки и устраняют размывы и образование отмелей. Эти гидротехнические сооружения чаще всего выполняются в виде каменных, фашинных и др. дамб и различных укреплений русла и берегов. Черт. 55. Типы берегоукрепительных сооружений а-г - откосного типа; д, е - полуоткосного типа; 1 - каменная наброска из сортированного камня; 2 - обратный фильтр; 3 - упор (каменный банкет); 4 - засыпка (песок, песчано-гравелистый грунт др.); 5 - каменная наброска из несортированного камня; 6 - профиль переформирования; 7 - бетонная или железобетонная плита; 8 - упор (массив); 9 выкладка камнем массой не менее 100 кг; 10 - упор (обыкновенный или пустотелый массив); 11 - каменная постель; 12 - разгрузочная каменная призма; 13 - шпунт или сплошной ряд свай; 14 - оголовок, 15 анкерная тяга; 16 - анкерная плита - водосбросы, водоспуски и водовыпуски; - водоприемники и водозаборные сооружения; 134 - каналы деривационные, судоходные, водохозяйственных и мелиоративных систем, комплексного назначения и сооружения на них (например, акведуки, дюкеры, мостыканалы, трубы-ливнеспуски и т. д.); - туннели; - трубопроводы; - напорные бассейны и уравнительные резервуары; - здания гидравлических и гидроаккумулирующих электростанций и насосных станций; - отстойники; - судоходные сооружения (шлюзы, судоподъемники и судоходные плотины); - рыбопропускные сооружения, входящие в состав напорного фронта; - гидротехнические сооружения портов (набережные, пирсы), судостроительных и судоремонтных предприятий, паромных переправ, кроме отнесенных к второстепенным; - гидротехнические сооружения ТЭС и АЭС; - гидротехнические сооружения, входящие в состав комплексов инженерной защиты населенных пунктов и предприятий; - гидротехнические сооружения инженерной защиты сельхозугодий, территорий санитарно-защитного назначения, коммунально-складских предприятий, памятников культуры и природы; - гидротехнические сооружения морских нефтегазопромыслов; - гидротехнические сооружения средств навигационного оборудования; - сооружения (дамбы), ограждающие золошлакоотвалы и хранилища жидких отходов промышленных и сельскохозяйственных организаций. В отстойниках осаждаются наносы, вследствие, гл. обр., уменьшения скорости движения воды до 20 - 30 см/сек. Отстойники бывают либо с непрерывной, либо с периодической промывкой осевших наносов (рис. 56). Промывником называют донную галерею под регулятором для промывки наносов, отложившихся перед регулятором Рис. 56. Схема продольного разреза отстойника с периодической промывкой: I - отстойник; II - промывник; III головной регулятор; 1 - 2 - 3 - щиты К второстепенным следует относить гидротехнические сооружения, разрушение или повреждение которых не влечет за собой указанных последствий. К ним относятся: - ледозащитные сооружения; - разделительные стенки; - отдельно стоящие служебно-вспомогательные причалы; - устои и подпорные стены, не входящие в состав напорного фронта; - берегоукрепительные сооружения портов; - рыбозащитные сооружения; 135 - сооружения лесосплава (бревноспуски, запани, плотоходы) и другие, не перечисленные в составе основных гидротехнических сооружений. Типы сооружений, их параметры и компоновку следует выбирать на основании сравнения технико-экономических показателей вариантов и с учетом: - функционального назначения сооружений; - места возведения сооружений, природных условий района (топографических, гидрологических, климатических, инженерно-геологических, гидрогеологических, геокриологических, сейсмических, биологических и др.); - условий и методов производства работ, наличия трудовых ресурсов; - развития и размещения отраслей хозяйства, в том числе развития энергопотребления, изменения и развития транспортных потоков и роста грузооборота, развития объектов орошения и осушения, обводнения, водоснабжения, судостроения и судоремонта, комплексного освоения участков морских побережий, включая разработку месторождений нефти и газа на шельфе; - водохозяйственного прогноза изменения гидрологического, в том числе ледового и термического, режима рек в верхнем и нижнем бьефах; заиления наносами и переформирования русла и берегов рек, водохранилищ и морей; затопления и подтопления территорий и инженерной защиты расположенных на них зданий и сооружений; - воздействия на окружающую среду; - влияния строительства и эксплуатации объекта на социальные условия и здоровье населения; - изменения условий и задач судоходства, лесосплава, рыбного хозяйства, водоснабжения и режима работы мелиоративных систем; - установленного режима природопользования (сельхозугодья, заповедники и т. п.); - условий быта и отдыха населения (пляжи, курортно-санаторные зоны и т. п.); - мероприятий, обеспечивающих требуемое качество воды: подготовки ложа водохранилища, соблюдения надлежащего санитарного режима в водоохранной зоне, ограничения поступления биогенных элементов (азотосодержащих веществ, фосфора и др.) с обеспечением их количества в воде не выше предельно допустимых концентраций (ПДК); - условий постоянной и временной эксплуатации сооружений; - требований экономного расходования основных строительных материалов; - изменения термического режима и криогенного строения грунтов в районах распространения многолетнемерзлых грунтов; - возможности разработки полезных ископаемых, местных строительных материалов и т.п.; - технологии разработки нефтегазопромысловых месторождений в акватории морских шельфов, сбора, хранения и транспортировки нефти и газа; технологии демонтажа конструкций при завершении эксплуатации и ликвидации промысла; - обеспечения эстетических и архитектурных требований к сооружениям, расположенным на берегах водотоков, водоемов и морей. Общий комплекс сооружений на реке называют гидроузлом, а комплекс сооружений, связанных с забором воды из реки (плотина, шлюз-регулятор, отстойники, промывники), водозаборным узлом. На рис. 57 показана схема размещения 136 гидротехнических сооружений на оросительной системе, питающейся водой из реки;[5] Рис.57. Схема размещения гидротехнического сооружения на ирригационной системе: 1 - река; 2 - плотина; 3 головной шлюз-регулятор; 4 - ГЭС; 5 - судоходный шлюз; 6 - магистральный канал; 7 - шлюз-регулятор; 8 подпорный шлюз; 9 - сбросной шлюз; 10 - аварийный сброс; 11 - шлюз-водомер; 12 - акведук; 13 - перепад; 14 - овраг; 15 - распределитель; 16 - групповой ороситель; 17 - сборный канал; 18 - коллектор. Головной регулятор пропускает воду из водохранилища или реки в магистральный канал, проводящий воду на орошаемую территорию. По конструкции головные регуляторы весьма разнообразны и в наст. время комбинируются с различными системами отстойников и промывников. Рис.58. Схема узла гидротехнического сооружения при орошении на местном стоке: 1 - водохранилище; 2 земляная плотина; 3 - русло реки; 4 - водозаборное сооружение; 5 - магистральный канал; 6 - подводящий канал; 7 сбросной шлюз; 8 - сбросной канал; 9 - быстроток 5.2 Принципы расчета гидротехнических сооружений Гидротехнические сооружения, их конструкции и основания следует рассчитывать по методу предельных состояний. Расчеты необходимо производить по двум группам предельных состояний: по первой (полная непригодность сооружений, их конструкций и оснований к эксплуатации) - расчеты общей прочности и устойчивости системы сооружение основание, общей фильтрационной прочности оснований и грунтовых сооружений, прочности отдельных элементов сооружений, разрушение которых приводит к прекращению эксплуатации сооружений; расчеты перемещении конструкций, от которых зависит прочность или устойчивость сооружений в целом, и др.; 137 по второй (непригодность к нормальной эксплуатации) - расчеты оснований на местную прочность; расчеты по ограничению перемещений и деформаций. образованию или раскрытию трещин и строительных швов, нарушению местной фильтрационной прочности или прочности отдельных элементов сооружений, не рассматриваемой по предельным состояниям первой группы. При расчетах гидротехнических сооружений, их конструкций и оснований надлежит соблюдать следующее условие, обеспечивающее недопущение наступления предельных состояний: (10) где - коэффициент сочетаний нагрузок, принимаемый равным: при расчетах по предельным состояниям первой группы - для основного сочетания нагрузок и воздействий в период нормальной эксплуатации 1,0 то же, для периода строительства и ремонта 0,96 для особого сочетания нагрузок и воздействий 0,90 при расчетах по предельным состояниям второй группы 1,0. F - расчетное значение обобщенного силового воздействия (сила, момент, напряжение), деформации или другого параметра, по которому производится оценка предельного состояния; R - расчетов значение обобщенной несущей способности, деформации или другого параметра, устанавливаемого нормами проектирования; - коэффициент условий работы, учитывающий тип сооружения, конструкции или основания, вид материала, приближенность расчетных схем, вид предельного состояния и другие факторы и устанавливаемый действующими нормативными документами на проектирование отдельных видов гидротехнических сооружений, их конструкций и оснований; - коэффициент надежности по ответственности (назначению) сооружения, учитывающий капитальность и значимость последствий при наступлении тех или иных предельных состояний; при расчетах по предельным состояниям первой группы принимается для класса сооружения: I .................. 1,25 II.................. 1,20 III................. 1,15 IV................. 1.10 при расчетах по предельным состояниям второй группы 1,0; следует принимать равным при расчете устойчивости естественных склонов следует принимать как для класса рядом расположенного проектируемого сооружения. Значения коэффициентов надежности по материалам и грунтам применяемых для определения расчетных сопротивлений материалов и характеристик грунтов, устанавливаются по СНиП на проектирование отдельных видов гидротехнических сооружений, их конструкций и оснований. В некоторых случаях расчетные сопротивления материалов и грунтов определяются после статистической обработки результатов экспериментальных исследований. 138 Расчетное значение нагрузки определяется умножением нормативного значения нагрузки на соответствующий коэффициент надежности по нагрузке . Нормативные значения нагрузок следует определять по СНиП на проектирование отдельных видов гидротехнических сооружений, их конструкций и оснований. Расчеты гидротехнических сооружений, их конструкций и оснований по предельным состояниям второй группы следует производить с коэффициентом надежности по нагрузке , а также с коэффициентами надежности по материалам , и грунтам , равными 1,0, за исключением случаев, которые установлены в СНиП на проектирование отдельных видов гидротехнических сооружений, их конструкций и оснований. Методы расчета гидротехнических сооружений устанавливаются соответствующими нормативными документами по проектированию отдельных видов конструкций и сооружений. Расчет конструкций и сооружений в необходимых случаях следует производить с учетом нелинейных и неупругих деформаций, влияния трещин и неоднородности материалов. Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения подразделяются на: - постоянные; - временные (длительные, кратковременные и особые). Перечень нагрузок и воздействий и их сочетаний, подлежащих учету при расчетах отдельных видов гидротехнических сооружений, их конструкций и оснований, следует принимать по соответствующим строительным нормам и правилам. Гидротехнические сооружения следует рассчитывать на основные и особые сочетания нагрузок и воздействий. Основные сочетания включают постоянные, временные длительные и кратковременные нагрузки и воздействия. Особые сочетания включают постоянные, временные длительные, кратковременные и одну (одно) из особых нагрузок и воздействий. Нагрузки и воздействия необходимо принимать в наиболее неблагоприятных, но реально для рассматриваемого расчетного случая сочетания отдельно для строительного и эксплуатационного периодов и расчетного ремонтного случая. Технология и организация строительного производства при строительстве водных объектов. Исходным материалом для организации работ являются данные изысканий, план строительства, чертежи сооружений и характеристика районов строительства. По имеющимся материалам выявляют условия проведенных работ: - состояние проездных путей; - характеристика грунтов; - положение грунтовых вод; - наличие местных строительных материалов; 139 Проектной частью организации строительных работ устанавливается: - распределение земляных масс, выемка и насыпь; - устройство карьера; - способы производства земляных работ; - последовательность работ в установленные сроки выполнения. В первую очередь производятся следующие виды работ: - подготовка строительной площадки; - осушение, вырубка и корчевка древесной растительности; снос старых неиспользованных зданий; - строительство линий электропередачи и подъездных дорог. Затем строится головной электротехнический узел (плотина, водозаборное сооружение и донный водоспуск). В следующую очередь подготавливается основание для дамб и производится отсыпка этих дамб, затем создается система водоснабжения и строится канализационная система. Проект организации строительства должен содержать: - сводный календарный план строительства; - технологическую схему производства основных работ; - потребность строительных материалов; - потребность строительных механизмов; - потребность в рабочей силе и живом фонде; - стройгенплан с указанием зданий, карьеров и резервов грунта. Чтобы все строительные работы осуществлялись по плану и были закончены в срок, перед началом строительства проводят организационные мероприятия и подготовительные работы. К организационным мероприятиям относятся: - утверждение проекта сметной документации; - проверка обеспеченности строительными материалами; - проверка проектной документации; - утверждение организаций; - получение фондов и размещение заказов; - проверка рабочих чертежей со схемами; оформление финансирования и заключение договоров; Подготовительные работы включают в себя: - создание опорной геодезической сети; - освобождение зоны участка от построек и т. д.; - строительство рабочих поселков и складских помещений; - строительство подъездных путей, системы водоснабжения, линии телефонной связи и 140 линии электроснабжения; - очистка участка от леса и кустарника, от поверхностных вод.[3] 141 Заключение Современный город представляет собой не только совокупность зданий, сооружений и устройств, производящих определенное зрительное впечатление и возводимых по законам архитектуры, но и сложное инженерное сооружение, включающее наземные, подземные и надземные устройства, рассчитанные на правильное функционирование города, здоровые условия жизни, удобство и безопасность передвижения в нем. Для нормального развития любого городского хозяйства, важно, чтобы транспортная инфраструктура соответствовала его требованиям, и проблемы, возникающие в ее функционировании, устранялись незамедлительно. Транспортная инфраструктура в планировочной структуре современного города является основой, вокруг которой образуются и развиваются элементы городской среды: микрорайоны, жилые районы, общегородские и районные центры, зоны, в которых размещаются производственные предприятия, объекты здравоохранения, спортивные комплексы, рекреационные объекты и т. д. Существующая многие годы проблема эксплуатации и содержания транспортных сооружений остается нерешенной для многих регионов страны. Главными причинами можно считать следующие: отсутствие квалифицированных кадров, недостаточность финансирования и отсутствие технического надзора. В свою очередь эти причины взаимосвязаны и обусловливают друг друга. На их решение направляются большие силы и средства, так как транспортная система является основой функционирования народного хозяйства, и может стать катализатором всех перемен в нем. Экономический кризис усилил необходимость внедрения инноваций, предполагающих значительное повышение эффективности производственных процессов. Естественно, что и в дорожной отрасли усилена работа по внедрению инноваций. Процесс внедрения инноваций в дорожную отрасль с помощью информационных технологий достаточно активно шел в последние годы. В частности, за последние 20 лет кардинально изменился процесс проектно-изыскательских работ. С появлением в 1989 г. программного комплекса CREDO для персональных компьютеров, автоматизирующих большинство этапов работ от обработки материалов изысканий до получения проектной документации, началось бурное развитие и массовое внедрение информационных технологий. Сегодня есть возможность дальнейшего развития инновационного процесса в направлении совершенствования и обновления самой сути проектирования, добиваясь не только за счет сокращения времени и повышения качества оформления проектной 142 документации, но и более полного удовлетворения функциональных требований пользователя. Уже есть ряд предложений по внедрению в проектирование инновационных решений, разработанных как в развитых зарубежных странах, так и отечественными разработчиками. Применение таких решений позволит существенно повысить функциональное качество автомобильных дорог и транспортных развязок. В устойчивом развитии города на одном из первых мест стоит проблема создания здоровой, красивой, экологичной, устойчивой городской среды. Эта красивая и экологичная среда непосредственно влияет на устойчивость городской жизни. Здоровая и красивая городская среда позитивно воздействует на жителей и создает образ красивого и мирного города; эта среда позитивно воздействует на основные органы чувств (зрение, слух, обоняние) подобно природным воздействиям. Экологичные здания и инженерные сооружения органично вписываются в экосистему и воспринимаются ей как обычные природные компоненты. Эта среда предоставляет человеку высокое качество жизни, широкие возможности его совершенствования и развития, поощряет общение жителей. Она должна поддерживаться экологичной деятельностью человека в городе. И, наконец, эта среда находится в экологическом равновесии с природной средой, при максимальном вхождении природной среды в город. Устойчивое проектирование и строительство являются основными инструментами, помогающими сформировать устойчивый и здоровый город. Они затрагивают все без исключения проблемы, имеющие отношение к обеспечению устойчивого развития города – от экологизации зданий и сооружений до обеспечения экологического равновесия, от создания здоровой среды до минимизации потребления ресурсов и роста использования возобновимых ресурсов, от поощрения общения жителей и их экологического образования и воспитания до утилизации всех отходов и их минимизации. Основными задачами, которые разрабатываются и реализуются в настоящее время инженерами городского хозяйства, являются: - Радикальное повышение транспортной доступности. - Снижение давления на существующую транспортную инфраструктуру за счет внедрения новых видов транспорта и систем управления транспортными потоками. - Улучшение экологической ситуации. - Обеспечение гармоничного развития города и окружающего его региона, а также создание на базе существующих городов «распределенных» или «многополюсных» городов, то есть связанных современными транспортными артериями урбанизированных территорий, как альтернативы расползанию мегаполисов. 143 - Создание избыточной инфраструктуры или внедрение градостроительных и технологических решений, позволяющих сделать существующую транспортную инфраструктуру избыточной. Развитие транспорта должно опережать текущие потребности города, в противном случае развитие транспортной инфраструктуры будет отставать от развития города. Следует отметить, что единых решений этих задач, которые бы подходили для всех без исключения городов, не существует. Вместе с тем можно выделить ряд ключевых направлений, в которых в настоящее время ведется поиск новых градостроительных и технологических решений: - Приоритетное развитие общественного транспорта, или отказ от концепции «приспособления к автомобилю» (главным образом в мегаполисах). - Размещение транспортной и логистической инфраструктуры под землей (во многих современных городах строительство подземных автомобильных и рельсовых магистралей является едва ли не единственным способом развития транспортной инфраструктуры). - Отказ от автомобилей, использующих углеводородное топливо. Очевидно, что развитие транспортной инфраструктуры, как в крупнейших мегаполисах, так и в стране в целом в ближайшие годы станет для России одним из наиболее серьезных вызовов. Обладая огромной территорией, наша страна значительно уступает по обеспеченности транспортной инфраструктурой развитым и крупнейшим развивающимся странам. Во многих областных центрах за последние 20 лет транспортная инфраструктура не только не развивалась, но и значительно деградировала. Что же касается крупнейших мегаполисов, то в начале 1990-х годов они пошли по пути развития сети автодорог в ущерб общественному транспорту, то есть начали реализовывать концепцию «город для автомобилей», от которой развитые страны к тому времени уже отказались. Градостроительные концепции, согласно которым были созданы современные российские мегаполисы, не были рассчитаны на повсеместное распространение индивидуального автотранспорта, при этом за последние 15 лет автомобилизация населения пережила взрывной рост. В итоге развитие дорожной сети во всех без исключения российских мегаполисах серьезно отстает от роста числа автомобилей. И более того, принимаемые решения в этой области пока не способны в корне изменить ситуацию. Повсеместное внедрение новых технологий городского транспорта в развитых и крупнейших развивающихся странах, в частности переход к новым видам общественного и индивидуального городского транспорта, который может произойти уже в обозримом будущем, приведет к еще большему отставанию российских городов в этой области и дальнейшему снижению их глобальной конкурентоспособности. Важно также отметить, что 144 к внедрению новых технологий в области транспорта необходимо готовиться заранее. Поэтому нужно как можно скорее приступить к формированию нового облика транспортной инфраструктуры в нашей стране, чтобы наши потомки могли заботиться о более важных проблемах человечества. 7. Список используемой литературы 1. СНиП 2.05.02-85 «Автомобильные дороги» 2. СНиП 2.07.01-89* «Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений» 3. СНиП 33-01-2003 «Гидротехнические сооружения» 4. СНиП 2.05.03-84 «Мосты и трубы» 5. ГОСТ 19185-73 «Гидротехника. Основные понятия. Термины и определения» 6. ВСН 202-85-АД «Временная инструкция о составе, порядке разработки, согласования и утверждения проектно-сметной документации» 7. ВСН 25-86 Указания по обеспечению безопасности движения на автомобильных дорогах 8. ВСН 41-88 « Региональные и отраслевые нормы межремонтных сроков службы нежестких дорожных одежд и покрытий» 9. Васильев А.П., Сиденко В.М. Эксплуатация автомобильных дорог и организация дорожного движения. М.: Транспорт, 1990. 10.Дубровин Е.Н. Городские улицы и дороги. М.: Высшая школа, 1981. 11. Каменецкий Б.И., Кошкин И.Г. Автомобильные дороги. М.: Транспорт, 1979. 12. Иванов Н.Н, Некрасов В.К. Строительство автомобильных дорог. 13. Тулаев А.Я., Некрасов В.К. Эксплуатация городских улиц и дорог. М.: Стройиздат, 1979. 14. инж. Д. П. Баранов канд. с.-х. наук М. М. Болховитина канд. техн. наук В. П. Варлашкин (ЦНИИП градостроительства). Руководство по проектированию городских улиц и дорог. М О С К В А С Т Р О Й И З Д А Т 1980. 15.А. П. Александров, А. А. Арзуманян, А. В. Арциховский, Н. В. Баранов. Энциклопедия современной техники «СТРОИТЕЛЬСТВО». МОСКВА-1964 (ДРП, ДЭС), ГТС. 16.Гришин М. М., Гидротехнические сооружения, М., 1962; 17.Колокова Н.М., Копац Л.Н., Файнштейн И.С. «Искусственные сооружения». М.: Транспорт 1988 18.ГОСТ 2965-60 « Знаки дорожные, сигнальные» 19.Бабков В.Ф.,Андреев О.В. «Проектирование автомобильных дорог» М.: Транспорт 1987 20. Интернет сайт http://tutpostroim.ru 21. МИНИСТЕРСТВО АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ РСФСР «РУКОВОДСТВО ПО ОЦЕНКЕ пРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ МОСКВА «ТРАНСПОРТ» 1982 22.Справочная энциклопедия дорожника I ТОМ «Строительство и реконструкция автомобильных дорог». А.П. Васильева М:2005 146 7. Список используемой литературы 149 23. СНиП 2.05.02-85 «Автомобильные дороги» 24. СНиП 2.07.01-89* «Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений» 25. СНиП 33-01-2003 «Гидротехнические сооружения» 26. СНиП 2.05.03-84 «Мосты и трубы» 27.ГОСТ 19185-73 «Гидротехника. Основные понятия. Термины и определения» 28.ВСН 202-85-АД «Временная инструкция о составе, порядке разработки, согласования и утверждения проектно-сметной документации» 29.ВСН 25-86 Указания по обеспечению безопасности движения на автомобильных дорогах (Обеспечение видимости). 30.ВСН 41-88 « Региональные и отраслевые нормы межремонтных сроков службы нежестких дорожных одежд и покрытий» 31. Васильев А.П., Сиденко В.М. Эксплуатация автомобильных дорог и организация дорожного движения. М.: Транспорт, 1990. 32.Дубровин Е.Н. Городские улицы и дороги. М.: Высшая школа, 1981. 33. Каменецкий Б.И., Кошкин И.Г. Автомобильные дороги. М.: Транспорт, 1979. 34. Иванов Н.Н, Некрасов В.К. Строительство автомобильных дорог. 35. Тулаев А.Я., Некрасов В.К. Эксплуатация городских улиц и дорог. М.: Стройиздат, 1979. 36. инж. Д. П. Баранов канд. с.-х. наук М. М. Болховитина канд. техн. наук В. П. Варлашкин (ЦНИИП градостроительства). Руководство по проектированию городских улиц и дорог. М О С К В А С Т Р О Й И З Д А Т 1980. 37.А. П. Александров, А. А. Арзуманян, А. В. Арциховский, Н. В. Баранов. Энциклопедия современной техники «СТРОИТЕЛЬСТВО». МОСКВА-1964 (ДРП, ДЭС), ГТС. 38.Гришин М. М., Гидротехнические сооружения, М., 1962; 39. 40. Интернет сайт «Дороги России» (www.roads.ru) 41. Интернет сайт http://dorogi.kiev.ua 42. Интернет сайт http://www.restko.ru 43. Интернет сайт http://telepat09.ru 3. http://www.hidrotechnik.ru 5. 6. 150
