Сеть автодорог Республики Беларусь

ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ О ДОРОГАХ

Сеть автодорог Республики Беларусь

Автомобильные дороги Белоруссии — проложенные по территории Республики Беларусь республиканские (в том числе национальный сегмент международных), местные и ведомственные дороги для движения автомобильного транспорта.

Владельцами автомобильных дорог могут быть Республика Беларусь, её административно-территориальные единицы, юридические и физические лица, в собственности которых находятся автомобильные дороги, а также юридические лица, за которыми автомобильные дороги закреплены на праве хозяйственного ведения или оперативного управления.

Основным государственным документом является Закон РБ «Об автомобильных дорогах», принятый в 1994г. Республиканским органом государственного управления в области автомобильных дорог и дорожной деятельности является департамент «Белавтодор» Министерства транспорта и коммуникаций Республики Беларусь. Финансирование дорожной отрасли осуществляется за счет государственных дорожных фондов.

Всего в Беларуси более чем 83 тыс. км дорог общего пользования и около 200 тыс. км ведомственных (сельскохозяйственных, промышленных предприятий, лесных и др.), в том числе 10 тыс. км в городах и населённых пунктах. При этом плотность загородных дорог с твёрдым покрытием пока довольно низкая — 337 км на 1000 км² территории, — для сравнения: в европейских странах с развитой сетью автомобильных дорог этот показатель равен в среднем 906 км.

В зависимости от функционального назначения автомобильные дороги Белоруссии подразделяются на республиканские и местные.

К республиканским автомобильным дорогам относятся:

- включенные в сеть международных автомобильных дорог (европейской транспортной системы), дороги, соединяющие столицу Республики Беларусь г. Минск с административными центрами областей, Национальным аэропортом «Минск» и административные центры областей между собой (магистральные автомобильные дороги);

Автомобильные дороги, соединяющие административные центры областей с административными центрами районов;

- соединяющие административные центры районов между собой по одному из направлений;

- соединяющие города областного подчинения с административным центром области, на территории которой эти города расположены;

- соединяющие спортивные комплексы, заповедники, национальные парки, исторические памятники, памятники природы и культуры, курортные зоны, имеющие республиканское значение, со столицей Республики Беларусь г. Минском;

- соединяющие административные центры областей с аэропортами, находящимися вне городской черты этих административных центров;

- подъезды от республиканских автомобильных дорог к железнодорожным станциям (внеклассным и I класса), расположенным вне городов, к международным и межгосударственным пунктам пропуска через Государственную границу Республики Беларусь.

К местным автомобильным дорогам относятся автомобильные дороги, обеспечивающие транспортные связи:

- административных центров сельсоветов, городов районного подчинения, городских, курортных и рабочих посёлков, сельских населённых пунктов с административными центрами районов, на территории которых они размещены, а также городов районного подчинения, городских, курортных и рабочих посёлков между собой и с ближайшими железнодорожными станциями, аэропортами, речными портами и пристанями вне городской черты;

- мест массового отдыха, туризма, спортивных комплексов, курортов, больниц, школ-общежитий, домов отдыха, оздоровительных лагерей, кладбищ, исторических памятников, памятников природы и культуры с административными центрами областей и районов, на территории которых находятся эти объекты, а также с ближайшими железнодорожными станциями, аэропортами, речными портами, пристанями и республиканскими автомобильными дорогами;

- административных центров сельсоветов между собой, сельских населённых пунктов (в том числе дороги, которые проходят по территории этих населённых пунктов) с автомобильными дорогами общего пользования;

- районов индивидуального жилищного строительства, размещённых в сельской местности, и садоводческих товариществ с автомобильными дорогами общего пользования.

К автомобильным дорогам необщего пользования относятся автомобильные дороги, предназначенные для внутрихозяйственных и технологических перевозок, служебные и патрульные автомобильные дороги вдоль каналов, трубопроводов, линий электропередач, других коммуникаций и построек, а также служебные автомобильные дороги к гидротехническим и другим постройкам.

Особую категорию автомобильных дорог необщего пользования составляют автомобильные дороги, которые находятся в ведении Министерства обороны Республики Беларусь, Министерства внутренних дел Республики Беларусь и Государственного комитета пограничных войск Республики Беларусь. На эти дороги не распространяется действие Закона Республики Беларусь «Об автомобильных дорогах» от 2 декабря 1994 № 3434-XII.

Автомобильные дороги общего пользования должны иметь наименования и номера, автомобильные дороги необщего пользования – наименования. Наименование автомобильной дороги общего пользования включает в себя название ее начального и конечного населенных пунктов в границах РБ. Номер состоит из буквы алфавита и группы цифр, которые указываются на информационно-указательных дорожных знаках, картах и атласах.

По территории Республики Беларусь проходят 5 международных автомобильных дорог категории «Е» общей протяженностью 1841 километр, а также трансъевропейский транспортный коридор II (Берлин-Варшава - Минск - Москва - Нижний Новгород), трансъевропейский транспортный коридор IX (Хельсинки-Санкт-Петербург-Москва/Псков-Киев-Кишинев-Бухарест-Димитровград-Александрополис) и его ответвление IXB (Калининград/Клайпеда-Каунас-Вильнюс-Минск-Киев), которые имеют общую протяженность 1513 километров.

Транспортный коридор – полоса сети а/д в направлении движения международных транспортных потоков, включая подъезды к грузообразующим пунктам.

Коридор II – дорога Минск – Брест – М1/Е30.

Коридор IX:

Минск – Гомель (М5);

Минск – Гродно (М6);

Минск – Ошмяны – Граница Литвы (М7);

Граница РФ – Витебск – Гомель – Новая Гута (М8);

МКАД - кольцевая (М9).

Среднесуточная интенсивность движения на республиканских дорогах с индексом М находится в пределах 1500 – 12000 авт./сутки, на основных дорогах с индексом Р – 1000 – 400 авт./сутки, на местных с индексом Н от 10 до 1000 авт./сутки. Количество легкового транспорта в составе потока – 40 – 85%. На транзитных маршрутах доля а/поездов – 5 – 35%.

Подвижной состав на автодорогах

Подвижной состав – это автобусы, легковые и грузовые автомобили, а/поезда и т.д.

Каждая дорога служит десятки лет, а автотранспорт быстро видоизменяется: увеличивается грузоподъемность, габариты, скорость и т.д. Поэтому экономически целесообразно строить дороги с избыточным запасом прочности и для стабильной работы дороги разработаны габариты и стандарты, а также нагрузки от них, которые обязана соблюдать автомобильная промышленность.

На данный момент требования к габаритным размерам следующие:

· Высота – 4 м;

· Ширина – 2, 5м;

· Длина – 12 – 20м (одиночные а/ли), 20 – 24м (а/поезда).

Дороги проектируются на нагрузку 115 кН (на одиночную ось) и 210 кН (при двух спаренных осях) для автомобилей группы А и соответственно 60 и 100 кН – группы Б.

Расчеты обеспечиваемых дорогой скоростей ведут на наиболее совершенные и распространенные автомобили массового производства – легкового типа «Волга» и грузового – типа ЗИЛ.

Мосты на а/дорогах проектируют на большие нагрузки, чем дороги, т.к. при строительстве дорог д.б. предусмотрена возможность провоза отдельных тяжелых грузов.

Классификация дорог

Автодороги классифицируются следующим образом:

· АД общей сети – предназначены для обеспечения безопасного, экономичного и комфортного движения транспортных средств;

· АД магистральная – предназначена для скоростного движения тр. средств, не обслуживающая придорожные территории;

· АД главная;

· АД местная – обеспечивает транспортную доступность к малым н.п. и др. объектам производственного и непроизводственного назначения;

· АД городская;

· АД внутренние: внутриплощадочные; межплощадочные; карьерные; патрульные и т.п.;

· АД кольцевая;

· АД обходная – уч-ток дороги на внешней границе города;

· АД подъездная –проходит вне гл. дороги и обеспечивает подъезды к н.п., др. дорогам и т.д.; АД внутрихозяйственные;

· АД горная.

ЭЛЕМЕНТЫ А/ДОРОГ

2.1 Элементы плана

Строительству дороги по кратчайшему направлению препятствуют рельеф местности, водные преграды, н.п. и др. препятствия. Существуют контурные и высотные препятствия.

Контурные – болота, заповедники, н.п., озера и т.д.

Высотные – горы, возвышенности, овраги.

Удлинение дороги характеризуется коэффициентом развития линии λ.

λ = L_ф/L_о,

где L_ф– фактическая длина дороги;

L_о –длина дороги по геодезической линии.

Ось дороги, проложенная на карте в горизонталях или непосредственно на местности называется трассой. План – это проекция трассы на горизонтальную плоскость.

В простейшем случае трассирования дороги прямыми и дугами окружности каждое изменение направления трассы определяется углами поворота, в которые вписываются кривые.

Кривые имеют следующие геометрические элементы:

1) угол α ( на профильных схемах – У);

2) радиус R ( на профильных схемах – Р);

3) длина кривой К;

4) тангенс Т;

5) биссектриса Б;

6) домер Д.

Для удобства определения длин кривых и разбивки их на местности используют специальные таблицы. При их отсутствии указанные элементы определяют по формулам:

Т = Rtg α /2; К= R(П α ^о/180^о); Б= R(sec α /2 – 1); Д = 2Т – К.

Дорожные одежды

Дорожная одежда – это твердая монолитная конструкция из материалов, хорошо сопротивляющихся воздействию климатических факторов и колес транспортных средств, уложенная на поверхность з.п.

В д.о. различают следующие слои:

1. Поверхностная обработка; 2. Мелкозернистый а/б; 3. Крупнозернистый а/б; 4. Щебень, обработанный вяжущим материалом; 5. ПГС; 6. Песок.

Покрытие – верхний, наиболее прочный, обычно водонепроницаемый, относительно тонкий (до 10 см) слой одежды, хорошо сопротивляющийся истирающимся, ударным и сдвигающим нагрузкам от колес, а так же воздействию природных факторов.

Основание – несущая прочная часть д.о., устраиваемая из каменных материалов или грунта, обработанного вяжущим материалом. Оно предназначено для передачи и распределения давления на расположенные ниже дополнительные слои основания или на грунт з.п. и потому должно быть монолитным, устойчивым против сдвига и изгиба. Основание может состоять из одного или нескольких слоев. В последнем случае верхние слои устраивают из более прочных материалов.

Дополнительные слои основания устраиваются из материалов, устойчивых при увлажнении, укладываются м/у основанием покрытия и подстилающим грунтом з.п. на участках с неблагоприятными климатическими и грунтово-гидрологическими характеристиками.

Грунт з.п. (подстилающий грунт, «рабочий слой» з.п.) – это тщательно уплотненные и спланированные слои з.п., на которые укладывается д.о.

Эксплуатационные качества д.о. определяются, в основном, типом покрытия. Покрытия бывают:

· Асфальтобетонные (к/з, м/з, песчаные);

· Цементобетонные (сборные, монолитные);

· Щебень, гравий, обработанные вяжущими материалами;

· Мостовые.

В зависимости от обеспечиваемой степени удобства движения д.о. делятся на усовершенствованные (капитальные и облегченные), переходные и низшие.

Покрытие переходного типа

6 грунт, укрепленный добавками органических или неорганических вяжущих

Низшие типы покрытий

Грунт, укрепленный шлаком, щебнем или гравием

Водопропускные сооружения

Тип водопропускного сооружения зависит от количества воды, притекающей к данному сооружению. Водопропускные сооружения делятся на:

· малые (трубы, лотки, малые мосты отверстием до 25м);

· средние (мосты отверстием от 25 до 50м);

· большие (мосты отверстием более 50 м).

Для малых водопропускных сооружений применяют типовые проекты. Большие и средние подлежат индивидуальному проектированию.

МВС устраиваются при пересечении а/дорогами ручьев, оврагов, балок, по которым стекает вода от дождей и таяния снега. Большую часть МВС на дорогах (95%) составляют трубы. Они не меняют условий движения и могут располагаться при любых сочетаниях плана и профиля. Мосты применяют в тех случаях, когда трубы не могут обеспечить пропуск воды, притекающей к дороге.

Тубы классифицируются:

· по типу отверстия – круглые, прямоугольные, овальные;

· по типу материала – бетонные, железобетонные, из каменной кладки;

· по количеству очков – одноочковые и многоочковые (не более 3 – х очков).

На а/дорогах применяют круглые трубы отверстием 0, 6; 0, 8; 1, 0; 1, 2; 1, 4; 1, 6; 2, 0м; прямоугольные – отверстием 2х2, 5; 2х3, 65; 3х2, 5; 3х3, 65; 4х2, 5; 4х3, 65.

Трубы нельзя укладывать на постоянных водотоках, где возможны ледоход, корчеход, наледи.

Классификация изысканий

Изыскания автомобильных дорог представляют собой исследования экономических, технических, природных и других условий, в которых будут выполнять строительство и эксплуатацию автомобильной дороги и подразделяются на дорожно-экономические и технические.

Основными задачами дорожно-экономических изысканий являются:

- установление направлений грузопотоков;

- определение грузооборота и интенсивности движения по каждой дороге;

- обоснование технических нормативов дороги;

- определение стоимости строительства;

- экономическое обоснование необходимости и целесообразности строительства дороги;

- создание титульных списков и установление очередности строительства.

После окончания дорожно-экономических изысканий проектной организации выдают задание на проведение технических изысканий и разработку проектов автомобильных дорог.

Основными задачами технических изысканий являются:

- выбор направления трассы с учетом природных, местных и других условий;

- установление наилучших геометрических элементов трассы;

- выбор рациональных дорожно-строительных материалов;

- графическое оформление проекта с составлением расчетов;

- выбор прогрессивных технологий дорожных работ;

- соблюдение нормативных сроков строительства;

- восстановление нарушенных земель.

Назначение технических изысканий – составление проекта дороги.

Проектирование автомобильных дорог осуществляется в одну или две стадии. В одну стадию («рабочий проект» со сводным сметным расчетом, составляемый на основе изысканий) осуществляется проектирование простых, технически несложных объектов местного значения и дорог в благоприятных хорошо изученных природных условиях. При этом широко используются типовые проекты.

В две стадии («проект» со сводным сметным расчетом стоимости строительства и «рабочая документация» со сметами) проектируют крупные дороги общегосударственного и республиканского значений, а также дороги в районах со сложными природными условиями.

ОСНОВЫ ТЯГОВЫХ РАСЧЕТОВ

Торможение автомобиля

Нормальный эксплуатационный режим торможения соответствует неполной блокировке колес, при которой колесо катится по покрытию с небольшим пробуксовыванием. При аварийном торможении происходит блокировка колес, в результате которой колесо, перестав вращаться, скользит по поверхности покрытия юзом, приводя к нагреванию и плавке шины в зоне контакта с покрытием.

Для характеристики замедления автомобиля при торможении с выключенным сцеплением, когда силой, движущей автомобиль, является его инерция, может быть использовано уравнение движения автомобиля в следующем виде:

δ _врGj = Р_т + Р_ω ± Р_i + Р_f,

где Р_ω, Р_i, Р_f – сопротивления движению;

Р_т = γ _тG – тормозная сила, γ _т – коэффициент тормозной силы, зависящий от конструктивных особенностей тормозной системы автомобиля и ее состояния, интенсивности торможения и т.д.

δ _врGj = γ _тG + Р_ω + Gf ± Gi.

δ _вр j = γ _т + Р_ω/G + f ± i.

Здесь δ _врj – отрицательное ускорение при торможении, которое характеризует интенсивность замедления автомобиля. При v < 30 км/ч сопротивление воздуха незначительно и поэтому его влиянием можно пренебречь. Это вносит в расчеты ошибку, не превышающую 5%.

Длина пути, на котором водитель может остановить автомобиль – тормозной путь, является важнейшей характеристикой безопасности движения. Исследования длины тормозного пути показывают, что необходимо учитывать и время реакции водителя, которое зависит от стажа работы, усталости, скорости движения и т.д. При расчете тормозного пути оно принимается равным 1 – 2 с.

Путь, проходимый автомобилей за период полного торможения, рассчитывается по формуле равномерно замедленного движения

v = √ 2aS_т,

где а – абсолютное значение отрицательного ускорения, равное (γ _т + f ± i)g.

Тогда

S_т = v²/[2 g(γ _т + f ± i)].

При расчетах, связанных с определением геометрических характеристик плана и продольного профиля, исходят из наиболее опасного случая – аварийного торможения, принимая γ _т = φ _пр. Из-за неточности регулировки тормозов, неравномерности распределения усилий между колесами не реализуется полная тормозная сила. Это учитывается коэффициентом эффективности торможения К_э. Поэтому расчетное значение тормозного пути

S_т =К_э v²/[2 g(φ _пр + f ± i)].

Для обеспечения большей безопасности движения расчетный тормозной путь (остановочный путь) принято определять по следующей формуле:

S_т =l₁ + l₂ + l₃ = vt_p/3, 6 + К_э v²/[254(φ _пр + f ± i)] + l₃.

где l₁ – путь, пройденный автомобилем за период реакции водителя;

l₂ – тормозной путь автомобиля;

l₃ – зазор безопасности, принимается 3 – 5 м.

Требования к прочности и устойчивости земляного полотна

Прочность земляного полотна – это способность сохранять форму и размеры под действием внешних сил и природных факторов.

Устойчивость земляного полотна – это сохранение предусмотренного проектом положения в пространстве без смещений и просадок.

Основные виды возможных деформаций насыпей следующие:

· осадка от уплотнения грунта в теле насыпи

· деформация осадки от растекания переувлажненного грунта

· оползание откоса насыпи

· сползание насыпи по косогору

· осадка со сжатием грунта основания

· осадка, а иногда боковое смещение из-за выжимания слабого основания

Основные виды деформаций в выемках:

· оползание откоса выемки в однородном грунте

· выжимание слабого грунта на дне выемки под действием веса откоса

Для благоприятных геологических условий разработаны типовые поперечные профили земляного полотна, которые, как показал опыт, являются прочными и устойчивыми. При неблагоприятных условиях (при H > 12 м) приходится разрабатывать индивидуальные проекты, обеспечивающие устойчивость земляного полотна. Методы расчета устойчивого земляного полотна основаны на закономерностях механики грунтов.

Степень устойчивости земляного полотна против деформаций характеризуется коэффициентом устойчивости, представляющим собой отношение сил или их моментов, удерживающих насыпь, к силам или моментам, сдвигающим насыпь. Устойчивость слабых грунтов под нагрузкой иногда оценивают коэффициентом безопасности – отношением максимальной выдерживаемой нагрузки к фактически приложенной.

Расчеты устойчивости дорожных насыпей ведут на собственный вес грунта и дорожной одежды. Нагрузка от автомобилей является дополнительной. Ее обычно учитывают, заменяя эквивалентным слоем грунта. Коэффициент устойчивости должен быть больше 1.

Характеристики грунтов, входящие в расчеты деформации и устойчивости оснований (модули упругости и деформации, коэффициент Пуассона, угол внутреннего трения, сцепление) определяются с учетом напряженного состояния в условиях залегания, а также возможного изменения его и водного режима в процессе эксплуатации.

Расчетные значения характеристик грунтов определяют методами математической статистики на основе испытаний достаточно большого количества образцов.

Требования к степени уплотнения грунтов земляного полотна

Чтобы в теле насыпи не возникало просадок от уплотнения под действием собственного веса, давления проезжающих автомобилей и попеременного увлажнения и просыхания, пористость грунта должна соответствовать напряжениям, действующим внутри насыпи.

1 – внешняя нагрузка; 2 – напряжение от внешней нагрузки; 3 – напряжение от собственного веса грунта; 4 – суммарная эпюра напряжений.

Для определения необходимой степени уплотнения высоту насыпи разделяют на несколько зон. Требуемая степень уплотнения грунта в каждой из зон назначается в соответствии с действующими в ее пределах напряжениями и водно-тепловым режимом грунта.

Требования к уплотнению грунтов нормируют по значению плотности скелета грунта δ _п, которую выражают в долях от максимальной стандартной плотности δ _max, соответствующей стандартному уплотнению, выполняемому в лаборатории при оптимальной влажности грунта. Отношение δ _п/ δ _max называется коэффициентом уплотнения.

В верхнем слое насыпи («рабочий слой») толщиной до 1, 5 м и в пределах зоны сезонного в выемках и основаниях низких насыпей до глубины 1, 2 м уплотнение грунтов должно соответствовать:

· для связных грунтов – давлению внутренних сил, вызывающих осадку;

· для супесей, легких суглинков и песков – напряжению от автомобилей.

В средних слоях насыпей на расстоянии 6, 0 м от бровки при отсутствии подтопления и ниже слоя промерзания в выемках водный режим земляного полотна относительно постоянен. В пределах этой зоны может быть допущена несколько меньшая степень уплотнения, чем в верхних слоях.

Для нижних слоев насыпей на глубине от бровки более 6, 0 м, где грунт при кратковременных подтапливаниях может подвергаться капиллярному увлажнению и последующему просыханию, к степени уплотнения грунтов предъявляются требования, близкие к требованиям к верхним слоям насыпей.

Определение осадки насыпей

Расчет осадки насыпей от сжатия подстилающего грунта сводится к суммированию деформаций отдельных слоев от вертикальных напряжений.

Вертикальное нормальное напряжение от веса дорожной насыпи в подстилающем грунте (п. 5.5, рисунок 2):

Осадку определяют суммированием деформаций отдельных слоев грунта, в пределах которых напряженное состояние и характеристики деформации грунта (модуль деформации, параметры компрессионной зависимости) могут быть приняты постоянными. При этом фактическая эпюра распределения давления заменяется ступенчатой (см. рисунок ниже). Толщина выделяемых слоев не должна превышать 0, 4 ширины насыпи понизу.

Сжимаемость сравнительно плотных грунтов характеризуют модулем деформации, значение которого определяют испытанием пробными нагрузками. В этом случае сжатие выделенного слоя толщиной h

а общая осадка дорожной насыпи составляет

Расчетная схема вычисления осадки от сжатия грунта под насыпью. 1 – геологический разрез; 2 – кривая напряжений от собственного веса грунта; 3 – кривая напряжений от веса насыпи; 4 – замена кривой напряжений ступенчатой эпюрой; 5 – эпюра относительного сжатия грунта; Н – первоначальная толщина сжимаемой толщи; Н₁ – толщина сжимаемой толщи, уточненная с учетом уплотнения расположенных ниже слоев грунта.

Если относительное сжатие нижнего слоя превышает 0, 1% (1мм на 1 м толщины грунта), расчет продолжают, учитывая деформацию нижерасположенных слоев грунта.

Сжатие слоя грунта толщиной Н при возрастании нагрузки с р₁ до р₂ составляет

где А – коэффициент, характеризующий сжимаемость грунта и не зависящий от нагруз- ки, составляющий: 25 ÷ 75 – для песков и супесей и 10 ÷ 15 – для суглинков;

ε ₁ – коэффициент пористости при давлении р₁.

Если основание состоит из нескольких слоев, различающихся по деформируемости, или если мощность основания такова, что необходимо учитывать затухание напряжений по глубине, общая осадка вычисляется суммированием сжатий слоев:

Для насыпей, отсыпанных на торфяном основании, необходимо учитывать возможность упругих колебаний насыпей при проезде автомобилей. Эти колебания могут вызвать образование трещин в покрытиях и их быстрое разрушение. Считается, что упругая деформация оставленного под насыпью слоя торфа не должна превышать 0, 5 см.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ДОРОГИ В ПЛАНЕ

Коэффициент поперечной силы

При проектировании закруглений в плане необходимо обеспечить удобство и безопасность движения. Удобство обеспечивается плавностью движения, БД - достаточной видимостью на кривой и исключением заноса и выброса автомобиля.

На автомобиль, движущийся по кривой в точке, радиус кривизны которой равен R, действует центробежная сила С = mv²/R, где m – масса автомобиля, т; v – скорость, м/с.

m = G/g,

тогда С = G v²/ gR.

Центробежная сила направлена горизонтально в сторону от центра кривой и стремится сдвинуть автомобиль с ПЧ. Составляющая веса автомобиля противодействует центробежной силе.

Проектируя силы С и G на направление поперечного уклона ПЧ дороги получим общую силу Y, которая стремится сдвинуть автомобиль с дороги, называемую поперечной силой.

Y = Сcosα ± Gsinα.

Принимая sinα = i и cosα = 1 получим

Y = G v²/ gR ± G i; Y = G v²/ gR ± mgi.

Разделим на G и получим

Y/ G = v²/ gR ± i.

Отношение Y/ G называется коэффициентом поперечной силы - μ .

Поперечная сила отрицательно действует на автомобиль, ухудшает управление и сцепление шин с покрытием.

4.2 Рекомендуемые и наименьшие допустимые радиусы кривых в плане

При проектировании автодорог радиусы кривых в плане определяют по приведенной выше формуле:

R ≥ v²/g(μ ± i),

«+» – наименьший радиус;

«–» – рекомендуемый.

Допустимые максимальные значения коэффициента поперечной силы μ в зависимости от поперечного сцепления шины с поверхностью покрытия и исходя из требований устойчивости автомобиля приведем в таблице.

Показатель Предельно-допустимые значения μ на покрытии

сухом, φ = 0, 6 мокром, φ = 0, 4 покрытом льдом, φ = 0, 2

Устойчивость против опрокидывания 0, 6 0, 6 0, 6

Устойчивость против заноса 0, 36 0, 24 0, 12

Комфортность поездки 0, 15 0, 15 0, 15

Экономичность эксплуатации автомобиля 0, 10 0, 10 0, 10

Рекомендуемый радиус – это такой радиус кривой, который обеспечивает удобное движение автомобиля по кривой с расчетной скоростью. Рекомендуется назначать радиусы ≥ 3000 м, т.к. условия движения на таких кривых такие же, как на прямых, при этом не устраиваются переходные кривые.

В зависимости от рельефа местности, наличия различных препятствий и т.д. приходится допускать меньшие значения радиусов, при этом соблюдается условие, обеспечивающее движение автомобиля с расчетной скоростью с запасом устойчивости против заноса или опрокидывания.

Практика показывает, что в большинстве случаев занос автомобиля происходит раньше, чем его опрокидывание, поэтому минимальные радиусы определяют, как правило, по условиям заноса.

Наименьший радиус – это такой радиус кривой, при котором обеспечивается безопасное движение с расчетной скоростью при чистом и увлажненном покрытии, с устройством виражей и уширением ПЧ.

Наименьшие допустимые радиусы кривых в плане определяют по расчету в зависимости от скорости движения и минимальных значений коэффициента поперечной силы μ .

В соответствии с ТКП установлены следующие значения радиусов кривых в плане в трудных условиях проектирования.

Расчетная скорость движения
Категория дороги	I	II	III	IV	V	-	-	-
Наименьшие радиусы кривых в плане, м

6.3 Виды закруглений плана трассы

Закругления на автомобильных дорогах бывают:

· состоящее из круговой кривой;

· состоящее из круговой кривой и переходных кривых;

· клотоидное;

· серпантины.

При радиусах более 3000 м переходные кривые не устраиваются, только круговая кривая. Расчет такого закругления производят в следующей последовательности:

· определяется угол поворота α; · назначается рекомендуемый радиус R; · рассчитываются элементы круговой кривой: К; Т; Д; Б; · определяется пикетажное значение начала круговой кривой (НКК),

соответствующее началу закругления (НЗ) и конца круговой кривой (ККК), соответствующее концу закругления (КЗ).

При движении по кривым малого радиуса ( R ≤ 2000 м ) в целях безопасности движения и плавного нарастания центробежного ускорения устраивают переходную кривую. Переходная кривая представляет собой кривую переменного радиуса (от ∞ до R ), по которой происходит плавный поворот передних колес автомобиля, исключающий боковой толчок при въезде на круговую кривую. Длина переходной кривой определяется по формуле

L = v³/(47RJ),

где v – скорость автомобиля;

R – радиус круговой кривой;

J – скорость нарастания центробежного ускорения.

Расчет закругления с переходными кривыми и круговой вставкой выполняют в следующей последовательности: · в зависимости от угла поворота α и радиуса круговой кривой R определяют значения К; Т; Д; Б; · в зависимости от радиуса круговой кривой R по таблицам

устанавливаются элементы переходной кривой:

- длина L;

- угол поворота α _min = 2β;

- сдвижка начала круговой кривой t;

-сдвижка круговой кривой р;

· проверяется возможность устройства переходной кривой, α ≥ α _min;

· определяется центральный угол γ и длина сокращенной кривой К₀

γ = α – 2β;

К₀ =π Rγ /180;

· рассчитываются элементы закругления:

Т₁ = Т + t; К₁ = К₀ + 2L;

Б₁ = Б + р; Д₁ = 2Т₁ – К₁;

· определяется пикетажное положение основных точек закругления:

НЗ = ВУ – Т₁; НКК = НЗ + L;

КЗ = НЗ + К₁; ККК = КЗ – L.

В качестве переходных кривых на дорогах используют различные кривые: клотоиду, лемнискату Бернулли, кубическую параболу и др. Наибольшее распространение - клотоида. В прямоугольной системе координат клотоида выглядит следующим образом:

Ее траектория в начальной стадии соответствует равномерному поступательному движению автомобиля при вращении руля с одинаковой угловой скоростью. Для удобства проектирования клотоиды используют шаблоны, выполненные в масштабе карты.

В настоящее время при проектировании автодорог широко применяется клотоидное закругление - это закругление, состоящее из двух переходных кривых. Расчет клотоидного закругления выполняется с использованием специальных таблиц для проектирования и разбивки клотоидной трассы. Переходные кривые по клотоиде характеризуются: углом поворота трассы α, углом клотоиды β, длиной клотоиды L, тангенсом клотоиды Т, радиусом R, параметром клотоиды А = √ (RL).

При трассировании дорог в горной местности широко применяется закругление в виде серпантины. Серпантина – это кривая, описанная с внешней стороны угла поворота между двумя ее направлениями, сходящимися под острым углом.

Основные элементы серпантины:

· основная кривая с углом γ и радиусом R;

· вспомогательные кривые с углом β и радиусом r;

· прямая вставка – m;

· шейка серпантины - АВ

Расчет серпантины

12 3 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒