классификация автомобильных дорог

Автомобильные дороги

классификация автомобильных дорог

Автомобильные дороги – это комплекс инженерных сооружений, предназначенных для обеспечения движения нерельсовых транспортных средств и пешеходов.

Автомобильные дороги в общей транспортной сети делят на общегосударственные, республиканские, областные, местные, городские.

Дороги общегосударственного значения (магистрали) служат для дальних сообщений между крупными административными центрами, отдельными экономическими районами, а также между государствами.

Эти дороги имеют самостоятельные проезжие части для движения в разных направлениях и разделительную полосу. Автомобильные магистрали являются наиболее безопасными дорогами, так как их конструкция предотвращает возможность встречных столкновений автомобилей, а трасса рассчитана на высокие скорости движения.

Дороги республиканского значения соединяют главные административные, культурные, экономические и политические центры автономных республик, областей со столицами республик и между собой.

Областные дороги обслуживают административные и культурные связи районов с областными центрами, с общей сетью дорог, со станциями железных дорог и пристанями.

Местные дороги (районного значения) соединяют центры административных районов между собой, с крупными хозяйствами, станциями железных дорог и пристанями.

Городские (поселковые) дороги предназначены для обслуживания движения в пределах городов и населенных пунктов.

Вышеуказанные автомобильные дороги относятся к дорогам общего пользования.

Кроме того, различают:

– дороги-спутники освоения новых промышленных и сельскохозяйственных районов, необходимые вначале для доставки материалов и оборудования, а затем используемые при их последующем развитии. Примерами могут служить сети дорог, построенные на целинных землях Казахстана, притрассовые дороги на Байкало-Амурской магистрали;

– курортные дороги, обслуживающие пассажирское движение в курортных районах;

– ведомственные дороги, принадлежащие отдельным хозяйствам и предприятиям (промышленные, лесовозные дороги и т.д.), обслуживающие внутрихозяйственные перевозки, а также соединяющие хозяйства и предприятия с общей сетью автомобильных дорог.

Классификация дорог указывает на подчиненность дорог по административному признаку и на источники финансирования работ по строительству, содержанию и ремонту дорог.

Дорога может иметь разный технический уровень, который зависит от ее значения, сложности природных условий, состава движения. Автомобильные дороги подразделяются на пять категорий (таблица 1) в зависимости от значения в общей транспортной сети и интенсивности движения.

Таблица 1 – Категории автомобильных дорог

Значение дорог и характер перевозок	Интенсивность движения, авт./сут.	Категория дороги
Дороги общегосударственного значения, основные магистральные дороги республиканского значения, подъезды от крупных городов к аэропортам, речным и морским портам.	Более 7000 От 3000 до 7000	І ІІ
Дороги общегосударственного и республиканского значения (кроме I и II категорий), основные дороги областного или районного значения, подъезды к населенным пунктам, железнодорожным узлам, речным и морским портам, местам массового отдыха населения, подъездные дороги предприятий.	От 1000 до 3000	ІІІ
Автомобильные дороги областного или районного значения (кроме III категории), дороги.местного значения, подъездные дороги общей сети промышленных предприятий, крупных строительных объектов, хозяйств.	От 200 до 1000	IV
Автомобильные дороги местного значения (кроме IV категории), внутрипромысловые дороги и подъезды, постоянные внутренние дороги предприятий, служебные и патрульные дороги.	До 200	V

Для каждой категории дороги установлены технические нормативы: число полос движения, ширина проезжей части, наименьшие радиусы закруглений в плане, наибольшие продольные уклоны и др.

основные транспортно-эксплуатационные характеристики дорог

Основными транспортно-эксплуатационными характеристиками автомобильных дорог являются: интенсивность движения, расчетная скорость движения, расчетная нагрузка, габариты мостов (тоннелей), пропускная и провозная способность, проезжаемость дороги и показатели безопасности движения.

Число автомобилей, проходящих по дороге через данное сечение в единицу времени (сутки, час), называется интенсивностью движения.

Интенсивность движения не является постоянной по всей длине дороги. Увеличиваясь вблизи крупных населенных пунктов, она обычно уменьшается в середине участков. Интенсивность движения не остается также постоянной в течение года и даже суток, поэтому величина движения автомобилей характеризуется среднегодовой суточной интенсивностью.

Расчетная скорость – это наибольшая (по условиям устойчивости и безопасности) скорость движения одиночных автомобилей при нормальных условиях погоды и сцепления шин автомобилей с поверхностью проезжей части на наиболее неблагоприятных участках дороги.

Нормальные условия обеспечивается на чистой сухой поверхности, в летнее время года при температуре воздуха +20°С, относительной влажности 50%, дальности видимости более 500 м, отсутствии ветра и атмосферном давлении 0,1 МПа (760 мм.рт.ст.).

Чистое сухое покрытие обеспечивает хорошее сцепление колеса с дорогой. При увлажнении и загрязнении коэффициент сцепления уменьшается. С увеличением скорости движения коэффициент сцепления также уменьшается.

Коэффициент сцепления имеет следующие значения:

– сухое шероховатое, очень чистое покрытие.... 0,7;

– сухое гладкое, чистое покрытие ……………… 0,6;

– влажное, чистое покрытие ……………………. 0,5;

– гладкое, мокрое ……………………………. 0,4-0,3;

– мокрое, грязное ……………………………. 0,2-0,3;

– оледенелое покрытие …………………….. 0,1-0,05.

Расчетная скорость устанавливается в зависимости от категории дороги и рельефа местности (таблица 2). Для трудных участков пересеченной местности скорости уменьшаются.

Таблица 2 – Скорости движения по автомобильным дорогам

Категория дороги	Расчетные скорости, км/ч
I II III IV V

Расчетная нагрузка характеризуется нагрузкой на ось и весом расчетного автомобиля, находящегося в колонне. Она устанавливается для расчета прочности дороги и обозначается буквой Н с определенной цифрой (Н-10, Н-13, Н-30), обозначающей вес автомобиля в тоннах.

Габаритом моста называется очертание, внутрь которого не должны вдаваться никакие элементы конструкций. Габариты мостов обозначаются буквой Г и числом, соответствующим ширине проезжей части на мосту в метрах.

Пропускная способность дороги – представляет собой наибольшее количество автомобилей, которые могут пройти по дороге с определенной скоростью.

На протяжении дороги, равном пути движения автомобиля с расчетной скоростью u (км/ч) в течение часа, может разместиться следующее количество автомобилей (пропускная способность одной полосы движения), авт./ч

,

где l_a – длина автомобиля;

S_т – наименьшее расчетное расстояние между автомобилями.

Пропускную способность дороги, имеющей несколько полос движения в одном направлении, определяют по формуле

,

где n– число полос движения по дороге;

К_п – коэффициент полосносги, зависящий от числа полос (К_п³1).

Провозная способность дороги – наибольшее количество тонн грузов, которое может быть перевезено по дороге в единицу времени (час, сутки, год).

Провозная способность зависит от пропускной способности дороги и грузоподъемности используемых транспортных средств.

Проезжаемость дороги определяется числом дней в году, в течение которых дорога является проезжаемой.

Несовершенство дорожных конструкций, особенно низших категорий, может привести к ограничениям или к полному прекращению движения транспортных средств в отдельные периоды года, например, при снегозаносе и др.

Безопасность движения обеспечивается правильным проектированием автомобильных дорог.

Автомобильная дорога состоит из комплекса сооружений, обеспечивающих безопасное движение транспортных средств с расчетной скоростью на всем протяжении в течение всего года при любых погодных условиях.

элементы поперечного профиля автомобильной дороги

Разрез дороги плоскостью, перпендикулярной к ее оси (рисунок 1), называется поперечным профилем дороги.

1 – линии воздушной связи; 2 – снегозащитная полоса; 3 – пешеходная дорожка; 4 – велосипедная дорожка; 5 – декоративные посадки, 6 – путь для гужевого транспорта и тракторов; 7 – проезжая часть для автомобилей; 8 – дорожный знак; 9 – земляное полотно; 10 – водоотводная канава; 11 – подземные кабели и трубопроводы; 12 – кромка проезжей части; 13 – обочина

Рисунок 1 – Поперечный профиль автомобильной дороги

Движение автомобилей происходит по полосе поверхности дороги, называемой проезжей частью.

Для стока воды поверхность проезжей части устраивают выпуклой по дуге параболы (рисунок 2а), двускатной (рисунок 2б) или односкатной (рисунок 2в).

Отношение стрелы выпуклости f к половине ширины проезжей части b/2 характеризует ее поперечный уклон, который выражается в промилле (^o/_oo).

Поперечный уклон проезжей части определяется по формуле

.

При односкатном профиле проезжей части (рисунок 2в)

.

Поперечные уклоны создают и некоторые трудности для движения автомобилей: происходит смещение автомобилей в сторону уклона, занос и опрокидывание автомобиля при обледенелом или грязном покрытии. Поэтому поперечные уклоны должны быть наименьшими. В зависимости от типа покрытия поперечные уклоны проезжей части устраивают в пределах от 15 до 40^o/_oo.

Ширина проезжей части при двухполосном движении (рисунок 3)

,

где а– ширина кузова автом.;

с – ширина колеи автом.;

x – половина величины зазора безопасности между кузовами встречных автомобилей;

y – величина предохранительной полосы между колесом ав-

томобиля и кромкой проезжей части.

Необходимая величина зазора между кузовами встречных автомобилей пропорциональна скорости движения

,

где u – скорость автомобиля, км/ч.

Отсюда ширина проезжей части

.

Проезжая часть, предназначенная для движения автомобилей, имеет до рожную одежду, устраиваемую из различных строительных материалов.

Верхний слой дорожной одежды, находящийся непосредственно под воздействием колес автомобилей, называется дорожным покрытием.

По сторонам проезжей части размещаются обочины, повышающие прочность края проезжей части и обеспечивающие безопасность движения.

В случае необходимости на них можно съезжать с проезжей части, использовать для временной остановки, для размещения дорожных машин и строительных материалов при ремонтных работах.

Линии, отделяющие проезжую часть от обочин, называются кромками проезжей части.

Расстояние между кромками проезжей части определяет ширину проезжей части дороги.

Полоса проезжей части, занимаемая автомобилями, движущимися один за другим и в одном и том же направлении, называется полосой движения.

Ширина полосы движения зависит от скорости движения и габаритов автомобилей по ширине.

Чтобы устранить возможность выезда на полосу встречного движения, на дорогах I категории устраивают разделительную полосу.

Разделительную полосу устраивают без окаймления возвышающимся бордюрным камнем, наезд на который при обгонах или вынужденных маневрах сопряжен с опасностью возникновения дорожно-транспортного происшествия.

Проезжая часть располагается на земляном полотне, предназначенном для обеспечения устойчивости проезжей части и сглаживания неровностей рельефа.

На участках понижения местности, а также на сырых и заболоченных участках земляное полотно устраивают в виде насыпи. Отдельные возвышения местности срезают, и в этом случае земляное полотно проходит в выемке.

Воду, стекающую с поверхности дороги, отводят системой водоотводных канав (кюветов) в пониженные места.

При пересечении автомобильной дороги с другой автомобильной дорогой или с железной дорогой земляное полотно может быть устроено в одном уровне с полотном пересекаемой дороги или в разных уровнях. В последнем случае для пропуска движения устраивают тоннели, эстакады и путепроводы.

Для обслуживания подвижного состава на дорогах создают комплексы вспомогательных сооружений: АЗС для снабжения автомобилей топливом; СТО для осмотра и профилактического ремонта автомобилей; мотели, автовокзалы и дорожные гостиницы для отдыха пассажиров; а на перегонах между ними – остановочные пункты, станции, площадки отдыха.

Для содержания и обслуживания автомобильной дороги строятся комплексы линейных сооружений дорожной службы, которые размещают в населенных пунктах вблизи дороги и в середине обслуживаемых участков.

Вдоль дороги сажают деревья и кустарник, которые предохраняют ее от снежных заносов.

Для обеспечения нормальной работы дорожно-эксплуатационной службы вдоль дороги прокладывают линию связи.

Полоса местности, выделяемая для расположения на ней дороги, всех ее сооружений и посадки зеленых насаждений, называется полосой отвода.

Части полосы отвода, находящиеся за пределами земляного полотна, называют обрезами.

В период строительства дороги на обрезах полосы отвода устраивают грунтовую дорогу для обслуживания строительных работ, которая при эксплуатации основной дороги используется как летний тракторный путь. На полосе отвода располагают также линии связи, велосипедные и пешеходные дорожки.

Летние тракторные дороги используют для пропуска тракторов, сельскохозяйственных и других машин, гужевого транспорта и прогона скота. Как правило, эти пути представляют собой грунтовые дороги.

Тракторы и гужевые повозки перемешаются с малой скоростью и движение их в одном потоке с автомобилями приводит к резкому снижению скоростей автомобилей и возрастанию аварийности при встрече и обгоне. Гусеничные тракторы своими шипами разрушают дорожные покрытия.

Для обеспечения безопасности движения и увеличения пропускной способности автомобильных дорог устраивают велосипедные и пешеходные дорожки.

Велосипедные дорожки устраивают при интенсивности движения велосипедистов более 250 в сутки, а интенсивность движения по дороге превышает 2000 авт./сут.

Пешеходные дорожки устраивают на всех участках дорог, проходящих через населенные пункты, независимо от интенсивности движения пешеходов, а на подходах к населенным пунктам и автобусным остановкам, при количестве пешеходов, превышающем 100 чел./сут.

Основные параметры автомобильных дорог приведены в таблица 3.

Таблица 3 – Параметры автомобильных дорог

Категория дороги	Число полос движения	Ширина, м
полосы движения	проезжей части	обочины
I II III IV V		3,75 3,75 3,50 3,00 –	15,0 7,5 7,0 6,0 4,5	3,75 3,75 2,50 2,00 1,75

Число полос движения на дорогах І категории устанавливается в зависимости от интенсивности движения и рельефа местности: 4 полосы – при интенсивности 7000-20000 авт./сут.; 6 – при 20000-40000 авт./сут.

элементы продольного профиля автомобильной дороги

Продольным профилем дороги называется изображение разреза дороги вертикальной плоскостью, проходящей через ее ось.

Продольный профиль показывает рельеф поверхности земли по оси дороги. В продольном профиле автомобильная дорога состоит из отдельных участков с подъемами или спусками и горизонтальных участков.

Подъемы продольного профиля могут ограничивать скорость движения автомобиля вследствие предельного использования его динамических качеств.

Выпуклые переломы продольного профиля ограничивают видимость дороги. При их проезде возможна потеря управляемости автомобиля из-за отрыва управляемых колес от поверхности дороги.

При преодолении вогнутого перелома вследствие действия центробежных сил увеличивается нагрузка на подвеску и шины, ухудшается комфортность поездки на автомобиле, снижается видимость дороги в ночное время, т.к. свет фар освещает дорогу на расстояние, меньшее расчетной видимости.

Крутизна подъема или спуска участка дороги характеризуется отношением разности отметок h между крайними точками к расстоянию l между ними. Эта величина называется продольным уклоном (рисунок 4).

Продольный уклон i – это тангенс угла наклона линии дороги к горизонту (в промилле)

.

Практически измеряется не расстояние l, а длина наклонной линии L, поэтому вычисляется не tga, a sina. Однако ошибка очень незначительна, т.к. для малых углов (до 10°), эти величины почти одинаковы.

Для достижения наиболее высоких показателей работы автомобиля продольные уклоны должны быть возможно более пологими. Рекомендуемая величина продольного уклона не должна превышать 30^o/_oo (таблица 4).

Таблица 4 – Наибольшие продольные уклоны автомобильных дорог

Расчетная скорость, км/ч
Наибольший проольный уклон, ^o/oo

элементы плана автомобильной дороги

Для перевозки грузов и пассажиров с наименьшей затратой энергии и минимальной стоимостью дорога должна быть проложена по наикратчайшему расстоянию, т.е. по прямой линии, соединяющей заданные пункты. Однако различные препятствия (населенные пункты, озера, реки, болота, овраги и т.п.) заставляют отклоняться от кратчайшего расстояния и выбирать для строительства дороги наиболее удобные места в обход препятствий. Поэтому автомобильная дорога состоит из ряда прямых участков, сопряженных кривыми.

В равнинной местности дорога может быть проложена прямолинейными участками большой длины. Однако длина этих участков не должна превышать 4,0-4,5 км, т.к. движение по длинным прямым сопряжено с усталостью и притуплением внимания, особенно водителей медленно движущихся грузовых автомобилей, а водителей легковых автомобилей – с потерей контроля за скоростью. При этом водителя впадают в полудремотное состояние («дорожный гипноз») из-за недостаточности поступления информации – сенсорного голода.

Криволинейные участки усложняют управление автомобилем. При движении по кривой возникает центробежная сила, стремящаяся сместить автомобиль во внешнюю сторону кривой. В населенных пунктах, в лесу, в выемке не всегда обеспечивается видимость.

Для безопасности и удобства движения кривые вписывают возможно большими радиусами (от 3000 м для дорог І категории и от 2000 м для дорог остальных категорий). При таких радиусах кривых влияние центробежной силы невелико.

Однако назначение больших радиусов не всегда и не везде возможно. Разрешается принимать минимально допустимые радиусы кривых в плане, приведенные в таблице 5.

Таблица 5 – Минимально допустимые радиусы дорог

Категория дороги	I	II	III	IV	V
Наименьшие радиусы кривых, м

На кривых с радиусами поворота менее 2000 м для повышения устойчивости движения автомобиля устраивается вираж – односкатный поперечный профиль с уклоном проезжей части и обочин к центру кривой (рисунок 5).

В горной местности часто приходится назначать очень большие углы поворота. В этих случаях закругления располагают не внутри, а снаружи угла. Такие закругления называются серпантинами (рисунок 6).

дорожные покрытия

Дорожная одежда (рисунок 7), представляет собой укрепленную часть автомобильной дороги, предназначенную для сообщения ей необходимой прочности, ровности, обеспечения хорошего сцепления колес автомобиля с дорогой и наименьшего сопротивления движению автомобилей.

Первый слой дорожной одежды – покрытие подвергается непосредственному воздействию транспорта, а также атмосферных факторов и поэтому устраивается из наиболее прочных каменных материалов.

Покрытие обеспечивает необходимые эксплуатационные качества дороги: ровность поверхности, износостойкость, прочность, высокий коэффициент сцепления, водонепроницаемость, способствует удовлетворению санитарно-гигиенических требований, т.е. легкости удаления пыли, грязи, бесшумности движения.

В конструкции покрытия, кроме основного слоя, может предусматриваться периодически восстанавливаемый в процессе эксплуатации слой износа.

Второй слой – основание –предназначен для передачи нагрузки на нижележащий грунт земляного полотна.

Основание не подвергается непосредственному воздействию усилий от проезжающих автомобилей и атмосферных факторов и поэтому устраивается из материалов менее прочных, чем покрытие.

Третий слой дорожной одежды – грунт земляного полотна представляет собой уплотненные слои земляного полотна.

Грунтовыми покрытиями обладают дороги IV и V категорий при интенсивности движения в сухое время года до 100 авт./сут. При более интенсивном движении поверхность дороги деформируется. Движение автомобилей большой грузоподъемности улучшенные грунтовые дороги не выдерживают.

Большим недостатком грунтовых дорог является их пылимость. А в период распутицы грунтовые дороги становятся непроезжаемыми, т.к. под воздействием колес автомобилей образуются глубокие колеи, выбоины и ухабы.

Щебеночные покрытия устраивают на дорогах IV и V категорий при интенсивности движения до 200 авт./сут. Для устройства щебеночных покрытий применяют искусственно дробленый каменный материал.

Крупный щебень рассыпают на подготовленное основание, выравнивают и уплотняют катками до неподвижности щебенок. Затем для расклинивания последовательно рассыпают более мелкий щебень. Укаткой достигают полного заклинивания щебенок. При укатке щебень поливают водой, которая облегчает подвижность щебенок в процессе укатки и способствует цементации и лучшему формированию покрытия.

Чтобы повысить связность щебенок, водонепроницаемость покрытия и устранить пылимость, щебень обрабатывают битумными материалами.

Гравийные покрытия устраивают на дорогах IV и V категорий с интенсивностью движения до 500 авт./сут. В хорошем состоянии гравийное покрытие обеспечивает скорость движения до 70 км/ч.

Гравийные смеси содержат частицы обломков горных пород различной крупности. В его составе должно быть достаточное количество мелких и пылеватых частиц, которые заполняют пустоты между крупными частицами и при смачивании смеси в период уплотнения покрытия как бы цементирует крупные частицы между собой.

Недостатком гравийных дорог является их пылимость. В период эксплуатации гравийные покрытия требуют ухода. Неровности исправляют утюжкой или профилированием автогрейдерами при влажном состоянии покрытия.

Усовершенствованные покрытия с применением органических вяжущих материалов устраивают на дорогах с интенсивностью движения от 500 до 3000 авт./сут.

Верхний слой щебня пропитывают битумом или дегтем на глубину 4-8 см, после чего рассыпают более мелкий щебень и интенсивно уплотняют его тяжелыми катками. При укатке происходит заклинивание щебенок и остывший вяжущий материал обеспечивает их связность.

Асфальтобетонные покрытия устраивают на дорогах I-III категорий при интенсивности движения более 3000 авт./сут.

Асфальтобетон – это строительный материал из каменного остова (щебня, гравия или песка), связанных между собой смесью минерального порошка и битума. Асфальтобетонные смеси укладывают самоходными асфальтоукладчиками. Уложенную смесь уплотняют вначале легкими, а затем тяжелыми катками (массой 6-8 и 10-13 т).

С целью повышения безопасности движения на дорогах целесообразно применение цветных покрытий. Изменение цвета дорожного покрытия с чередованием раскраски уменьшает утомляемость водителя на участках с однообразным ландшафтом, повышает внимание водителя и помогает лучше ориентироваться. Для устройства таких покрытий добавляют красители (окись железа (красная), окись хрома (зеленая), двуокись титана (белая)).

Цементобетонные покрытия устраивают на дорогах I-III категорий при интенсивности движения более 3000 авт./сут.

Преимуществами цементобетонных покрытий являются высокая прочность, ровность и в то же время достаточная шероховатость, обеспечивающая хорошее сцепление автомобильных шин с поверхностью дороги.

Цементобетонное покрытие представляет собой плиту из бетона, уложенную на основание из грунта, песка, щебня, гравия.

Мостовой называют покрытие, состоящее из штучного камня (брусчатка, мозаиковая шашка), приготовленная из прочных пород камня. В природе встречается естественный валунный камень – булыжник, который также может использоваться для устройства мостовой.

Поверхность мостовой – неровная, скорость движения автомобилей по ней ограниченная, поэтому мостовые находят все меньшее применение.

Усовершенствованные мостовые из брусчатки и мозаики применяют только в городских условиях. Высокая прочность, долговечность оправдывают в некоторых случаях высокие затраты на их строительство. Такие мостовые обеспечивают интенсивность движения более 3000 авт./сут. с расчетными скоростями для дорог I-III категорий.

Сложность механизации, большое количество ручного труда не позволяют их применить в широких масштабах на загородных дорогах.

Дата добавления: 2015-08-28