Строительные машины и оборудование, справочник





Дорога как инженерное сооружение

Категория:
   Механизация дорожных работ


Дорога как инженерное сооружение

В общем комплексе автомобильного транспорта автомобили представляют собой подвижной состав, а дорога —его путь. Дальнейший интенсивный рост автомобильного транспорта сопровождается развитием сети автомобильных дорог. Директивами XXIV съезда КПСС предусмотрено расширение строительства и реконструкции автомобильных дорог, особенно в сельскохозяйственных и новых промышленных районах. Предусматривается ряд мер, призванных улучшить обеспечение дорожного строительства финансированием и материально-техническими ресурсами, и высокие темпы развития его научно-технической базы. Дорожное строительство в- СССР находится на пути к новому подъему, намеченному постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 5 августа 1968 г. Планом девятой пятилетки предусмотрено построить 84,8 тыс. км автомобильных дорог с твердым покрытием, в том числе 69,2 тыс. км за счет средств, выделяемых в соответствии с Указом Президиума Верховного Совета СССР от 26 ноября 1958 г.

В соответствии со СНйП И-Д.5-72 автомобильные дороги по значению в общей транспортной сети СССР и размерам расчетной интенсивности движения или расчетной годовой грузонапряженности подразделяют на пять категорий. За расчетную интенсивность движения принята среднегодовая суточная интенсивность (суммарная в обоих направлениях).

К I категории отнесены автомобильные дороги общегосударственного значения, основные магистральные дороги республиканского значения, подъезды от крупных городов к аэропортам, речным и морским портам интенсивностью движения более 7000 авт./сутки.



Ко II — дороги того же назначения, но интенсивностью от 3000 до 7000 авт./сутки.

К III категории отнесены дороги общегосударственного и республиканского значения (кроме I и II категорий), основные дороги областного или районного значения (при отсутствии областного деления), подъезды к населенным пунктам, железнодорожным узлам, печным морским портам, местам массового отдыха населения, подъездные дороги к предприятиям, с интенсивностью более 1000 авт./сутки (до 3000).

К IV категории отнесены дороги областного или районного значения (кроме отнесенных к III категории), дороги местного значения, подъездные дороги общей сети, дороги промышленных предприятий, крупных строительных объектов, совхозов и колхозов, с-интенсивностью движения от 200 до 1000 авт^/сутки.

К дорогам V категории отнесены автомобильные дороги местного значения (кроме дорог, включенных в IV категорию), внутри- промысловые дороги и подъезды, постоянные внутренние дороги совхозов и колхозов, служебные и патрульные дороги. Интенсивность движения — менее 200 авт./сутки.

Для дорог категорий III-п и IV-n основной характеристикой служит грузонапряженность (нетто млн. т/год). К Ш-п относят подъездные дороги промышленных предприятий, обслуживающих технологические перевозки, выполняемые автомобилями особо большой грузоподъемности и размеров — автомобили, автопоезда и другие транспортные средства, превышающие по своим параметрам (в том числе по нагрузке на ось), иди габаритам требования ГОСТ 9314— 59. Грузонапряженность этих дорог — 1 и более нетто млн. т/год. Дороги категории IV-n при том же. назначении имеют грузонапряженность менее единицы.

Основные параметры поперечного профиля дорог Ш-п и IV-n категорий устанавливают по ширине расчетного автомобиля по СНиП [1.7].

Расчетное расстояние принято для легкового автомобиля из условия расположения глаза, водителя на высоте 1,2 м над поверхностью покрытия. Особое ..внимание уделяется видимости на кривых. Во всех случаях, когда по условиям местности представляете технически возможным и экономически целесообразным, в проектах рекомендуется принимать расстояние видимости поверхности дороги не менее 450 м.

Рис. 1.1. Схема для определения ширины полосы движения автомобилей

Для надежности расчета к следует принимать не менее 2,0—2,3. На дорогах без разделительной полосы, если возможно временное движение по одной полосе, расстояние видимости удваивается.

На всей длине безопасного расстояния видимости, считая от любого сечения дороги, должны быть полностью устранены все препятствия, ограничивающие свободу обзора дороги водителем.

Рекомендуется, если это возможно, проектировать дороги всел категорий с уклонами, не превышающими 30%, которые обеспечивают удобное и безопасное движение автомобиля. Продольные уклоны назначают такие, чтобы на дороге был обеспечен водоотвод и защита ее от снежных или песчаных заносов. Продольные уклоны в горных и сильно пересеченных местностях проектируют несколько более указанных.

Автомобиль подвергается действию сил, направленных вдоль движения — тяговой силы и уравновешивающих ее сопротивлений, а также поперечных сил, перпендикулярных направлению движения. Эти силы стремятся сместить автомобиль с пути и лишить устойчивости. Поперечные силы действуют на автомобиль и на прямых участках, потому что проезжую часть для обеспечения водоотвода выполняют с небольшим поперечным уклоном от середины к краям.

При движении со скоростью v по круговой кривой в плане, описанной радиусом R, на автомобиль действует центробежная сила, вызывающая опасность заноса или опрокидывания, и неприятно влияющая на пассажиров.

Радиусы кривых в плане, если их устройство не приводит к увеличению объемов и стоимости работ, рекомендуется назначать не менее 3000 м.

Автомобильную дорогу следует рассматривать как комплекс инженерных сооружений, предназначенных для обеспечения круглосуточного, круглогодичного безопасного и удобного движения. Конструкция и сложность сооружений зависит от состава движения, от природных факторов — климата, растительности, гидрогеологических условий, почвенно-геологического строения и рельефа местности.

Для постройки автомобильной дороги выделяют полосу местн сти, которую называют дорожной, и на ней располагают дорог вспомогательные сооружения и служебные постройки.

Автомобильная дорога должна быть удобной для движения ав, томобилей с заданными скоростями, обеспечивать перевозку грузо с минимальной затратой энергии и при малой стоимости. Эксплуата ционные расходы на поддержание ее в хорошем состоянии должн быть незначительными и наименьшими. Дорога тем безопаснее чем лучше увязана с ландшафтом.

С ростом автомобилизации страны поездки на автомобилях ста новятся одним из видов отдыха. На дорогах предусматривают зон отдыха, которые включают стоянки транспорта, станции обслужи: вания, кемпинги, мотели, площадки отдыха. При этом особое вн:~ мание уделяется защите местности от вредных воздействий транс порта. Закон «Основы земельного законодательства Союза ССР обязывает использовать для строительства земли, непригодные дл сельского хозяйства.

Кратчайшее направление, соединяющее начальный и конечные пункты, будет прямая — «воздушная линия». Однако элемент рельефа земной поверхности — горы, овраги, водные преграды — озера, болота и реки, ландшафт местности, а также необходимость захода в промежуточные населенные пункты заставляют отклонить дорогу от кратчайшего пути.

Положение оси дороги называют трассой. Для лучшей ориентировки трассу делят на километры и стометровые участки — пикеты. В местах изменения направления трассы устраивают углы поворота. Их величину измеряют между продолжением направления трассы до угла поворота и новым ее направлением.

Одним из важнейших элементов является земляное полотно, которое служит основанием для наиболее дорогостоящей проезжей части, по которой происходит непосредственное движение транспортных средств. Прочность и высокие эксплуатационные качества проезжей части во многой зависят от устойчивости и прочности земляного полотна, его способности противодействовать климатическим, гидрогеологическим факторам и нагрузке от автомобилей. С целью защиты земляногр полотна от разрушения устраивают подпорные стены, дренажи, Противооползневые и водоотводящие сооружения.
Основные элементы дороги (рис. 1.2). Важным конструктивным элементом дороги является проезжая часть, которая позволяет беспрепятственно и безопасно двигаться автомобилю с определенной скоростью. Проезжая часть должна занимать строго определенное положение, иметь целесообразное геометрическое; очертание, удовлетворяющее требованиям движения автомобиля, достаточно прочную и ровную поверхность.

Продольный профиль характеризует крутизну участков автомо-’ бильной дороги относительно поверхности земли. Естественные уклоны местности часто превышают допустимые для эффективного использования автомобиля. В таких случаях дорогу делают более пологой, чем уклон поверхности земли, срезая часть грунта или, наоборот, подсыпая его в пониженных местах. Участки, где в результате срезки грунта дорога расположена ниже поверхности земли, называют выемками, а участки, где она проходит выше этой поверхности по насыпанному грунту, — насыпями.

Рис. 1.2. Элементы дороги:
а —дорога без разделительной полосы; б — с разделительной полосой

Разница между отметками бровки земляного полотна и поверхностью земли по оси дороги определяет высоту насыпи или глубину выемки и называется рабочей отметкой. Рабочие отметки характеризуют высоту насыпей и глубину выемок в каждом поперечном сечении (профиле) дороги. Геометрически рабочие отметки выражают вертикальное расстояние от поверхности земли до уровня бровок полотна. При отсутствии поперечного уклона местности это расстояние будет одинаковым по всей ширине земляного полотна. Одни и те же чертежи поперечных профилей насыпи и выемки годны для любого сечения дороги, если рабочие отметки считать переменными. Такие чертежи называются типовыми поперечными профилями или типовыми поперечниками.

К проезжей части примыкают обочины; их используют для временной стоянки автомобилей. Вдоль проезжей части на обочинах и разделительных полосах устраивают укрепительные полосы. Они повышают прочность края дорожной одежды и обеспечивают безопасное движение при случайном съезде колеса автомобиля с по» крытия.

Велосипедные дорожки устраивают вдоль сооружаемых или реконструируемых автомобильных дорог, когда за первые пять лет эксплуатации дорог интенсивность велосипедного движения или мопедов будет достигать более 250 машин в сутки, а интенсивность движения автомобилей достигает 2000 авт./сутки. Дорожки располагают на самостоятельном земляном полотне, у подошвы насыпей или за пределами выемок, а также на специально устраиваемых бермах.

Рис. 1.3. Автомобильная дорога: а — продольный профиль; б — план

Проезжая часть и обочины от прилегающей местности отделяются спланированными наклонными плоскостями — откосами. В выемках и боковых канавах различают внешний и внутренний откосы., Линия сопряжения поверхностей обочины и откоса насыпа: или внутреннего откоса канавы образует бровку земляного полотна.

Расстояние между бровками называют шириной земляного полотна. Крутизну откосов характеризуют коэффициентом заложения, который определяют как отношение высоты откоса к его горизонт тальной проекции — заложению. Откосами низких насыпей для съезда автомобилей с дороги в аварийных случаях придают заложение не круче 1 : 3 и положе (до 1 :5 и 1 : 6). Это уменьшает за- носимость дороги и обеспечивает безопасность движения. У высоких насыпей откос устраивают 1 : 1,5; 1 : 2.

Рис. 1.4. Дорожный водоотвод:
а — источники увлажнения дорожного полотна; б — боковые канавы; в — нагорная канава; г — дренажные воронки; д — глубокий дренаж; е — дренажные трубы для осушения основания;
А — осадки; Б — просачивание осадков; В — Просачивание застаивающейся воды; Г —приток со стороны; Д — капиллярное’ поднятие; Е — конденсация водявых паров; 1 — берма; 2 — насыпь; 3 — щебень; 4 — дерн; 5 — дренирующий слой; S — труба d=80-:100 мм или трубофильтр d=50 мм; 7 —глина; в —дерн корнями вверх; 9 — крупнозернистый песок; 10 — гравийный фильтр; 11 — дрена; 12 — водоупорный слой

Для полного представления о геометрических формах автомобильной дороги служат чертежи, изображающие дорогу в разных проекциях (рис. 1.3).

Горизонтальная проекция — план дороги, вид ее сверху; вертикальная проекция —разрез дороги вдоль оси — называется продольным профилем. Разрез в направлении, перпендикулярном направлению оси дороги, — поперечный профиль. Ввиду того что дорога на своем протяжении проходит по различным формам земной поверхности, поперечные профили вычерчивают в таком количестве, чтобы полностью характеризовать изменение конструкции полотна на различных участках дороги. Ось дороги в плане изображается линией, проходящей посередине между бровками дорожного полотна.

Система дорожного водоотвода (рис. 1.4) является важным элементом дороги. Задача водоотводных сооружений — предотвратить переувлажнение земляного полотна. По мере увеличения влажности физическое состояние грунта меняется от твердого к текучему, резко уменьшается способность сопротивляться нагрузкам.

Для отвода поверхностной воды устраивают боковые и водоотводные канавы, которые собирают воду, стекающую как с дороги, так и с прилегающей местности, и отводят ее в пониженные места; прокладывают нагорные канавы для перехвата воды, текущей по склону к дороге. Канавы бывают трапециевидные и треугольные в зависимости от расчетного количества отводимой ими воды.

Рис. 1.5. Искусственные сооружения: а — балочный мост с ездой поверху; б — мост со сквозной фермой — езда понизу; в — арочный мост; г — арочно-консольный мост; д — рамный мост; е — висячий мост; ж — мост комбинированной системы (безраспорная арка с балкой жесткости — затяжкой); з — труба; и — схема мостового перехода; 1 — насыпь (подход к мосту); 2 —пролетное строение; 3 — устой; 4 — опора; 5 — мост; 6 — струенаправляющая дамба; 7 — регуляционное сооружение

Подземный сток воды осуществляется по тем пластам грунта, которые обладают хорошей водопроницаемостью. Такие пласты называют водоносными. Они лежат на водонепроницаемых породах. Вода, текущая по ним, увлажняет не только водоносный слой, но и вышележащий грунт, проникая в него по законам капиллярного поднятия. Если водоносный слой залегает неглубоко от поверхности земли, возникает опасность переувлажнения грунтовыми водами земляного полотна и оказывается необходимым их искусственное понижение — удаление воды от земляного полотна на безопасное расстояние. Для перехвата, понижения уровня и отвода грунтовых вод применяют устройства, которые составляют систему подземного водоотвода — дренаж — сеть уложенных под землей труб или каменных набросок с крупными пустотами, по которым вода стекает быстрее, чем по порам окружающего водоносного грунта.
Искусственные сооружения (рис. 1.5) устраивают в местах пересечения автомобильной дорогой рек, ручьев, оврагов, балок других дорог. Большую часть водопропускных сооружений на дорогах (90—95 %) строят в виде одноочковых или двух-трехочко- вых труб. Они удобны, так как не меняют условий движения автомобиля поскольку их можно располагать при любых сочетаниях плана и профиля дороги. Трубы не стесняют проезжую часть и обочины, не требуют изменения типа дорожного покрытия.

Трубы собирают из железобетонных элементов, сделанных на заводе или полигоне. Сечение труб — круглое или прямоугольное; диаметр — не менее 0,75—1 м. При длине трубы более 20 м рекомендуется минимальный диаметр 1,25 м. В их конструкцию входят фундамент, основные звенья, оголовки — концевые звенья, поддерживающие откосы насыпи и обеспечивающие плавный вход воды в трубу и выход из нее.

Комплекс сооружений, который строят при пересечении дорогой большой реки, называют мостовым переходом. В него входит собственно мост; подходы к мосту — земляные насыпи с укрепленными против подмыва откосами, располагаемые в пределах возможного разлива реки на повышенных частях речной долины — поймах; регуляционные сооружения, защищающие мост от подмывов и повреждений текущей водой. К регуляционным сооружениям относят струе- направляющие дамбы — незатопляемые укрепленные узкие насыпи. Сечение струенаправляющих дамб криволинейное и плавно должно подводить пойменные воды к отверстию моста. В ряде случаев регуляционные сооружения строят также для укрепления берегов русла и откосов подходных насыпей.

Мосты различают: автодорожные, железнодорожные, совмещенные (для автомобильной и железной дороги), пешеходные, акведуки, мосты-каналы. По месту расположения мосты бывают городские и на дорогах вне города, а по типу пересечения— мосты через водотоки, путепроводы (через дороги), виадуки (через безводные препятствия — овраг, ущелье, долина и пр.); эстакады. Основные элементы — опоры и пролетнЫе строения моста, перекрывающие пространство между опорами. В зависимости от числа пролетов мосты бывают одно- и многопролетными, от системы конструкций пролетных строений — балочные, арочные, консольные, висячие и т. д., по расположению проезжей части относительно несущей конструкции — с ездой поверху, понизу или посередине. По сроку службы мосты бывают постоянные, рассчитанные на многие десятилетия и сооружаемые из долговечных материалов, и временные — облегченной конструкции из менее долговечных материалов. Мосты с подъемным, поворотным или раскрывающимся пролетным строением для пропуска судов называют разводными.

По материалу пролетных строений различают железобетонные, металлические, каменные и деревянные мосты. Наиболее прогрессивны сборные железобетонные мосты. Металлические мосты, а также сталежелезобетонные (с пролетными строениями из стали и железобетона) строят преимущественно при пролетах длиной свыше 120—150 м. Каменные мосты вследствие высокой стоимости и большой трудоемкости строят очень редко. Деревянные мосты строят преимущественно на местных дорогах в районах, богатых лесом. С развитием химии полимерных материа- • лов начинают применяться деревянные мосты с использованием клееных элементов. Основные параметры моста: величина отверстия, определяемая пропуском наибольшего (расчетного) расхода воды во время половодья или ливня; система, материал и конструктивная схема с разбивкой отверстия на отдельные пролеты; полная длина моста; конструкция опор моста и их фундаментов; геометрические номинальные размеры отдельных элементов моста. Основные параметры и генеральные размеры устанавливаются в процессепроектирования моста и мостового перехода на основе данных специальных изысканий. Мосты должны безопасно пропускать паводковые воды, ледоход и плывущие по реке предметы (корчи, бревна и т. п.). При пересечении водных путей учитываются требования судоходства и лесосплава. В частности, назначают соответствующие подмостовые габариты и расположение судоходных пролетов в месте устойчивой трассы водного пути.

Дорожная одежда. Для обеспечения круглогодичного проезда автомобилей на проезжей части устраивают одежду из материалов, хорошо сопротивляющихся воздействию колес и климатических факторов. Дорожную одежду устраивают многослойной с учетом воздействия нагрузки $г колес автомобиля1; которая постепенно затухает с глубиной. Это Дозволяет в верхних слоях использовать прочные строительные материалы, а в нижних менее прочные, чем снижается стоимость одежды.

Верхний, наиболее дорогой слой дорожной одежды называется покрытием (рис. 1.6). Это прочный и относительно тонкий слой хорошо сопротивляющийся истирающим и ударным нагрузкам. Покрытие должно обладать ровностью, высоким коэффициентом сцепления с шиной автомобиля. По верхнему слою можно устраивать слой износа. Его в расчете дорожной одежды не учитывают, он служит гидроизолирующим слоем на некоторых типах покрытий, не обладающих достаточной водонепроницаемостью. По мере износа этот слой периодически возобновляют. Его часто используют для повышения шероховатости покрытия.

Рис. 1.6. Конструктивные слои дорожной одежды:
1 — верхний слой покрытия; нижний слой; 3 — основание; грунт земляного полотна; 5 —эпюра вертикальных напряжений от колеса автомобиля

Основание — прочный несущий слой дорожной одежды—устраивают из каменных материалов или грунта, обработанного вяжущим. Основание распределяет давление от Колес на нижние слои или на грунт земляного полотна. Его можно устраивать из нескольких слоев!! используя тот же принцип укладки менее прочных материалов в нижние слои.

Дополнительный слой основания распределяет нагрузку. Его устраивают из гравия, шлака, грунта, обработанного вяжущим, песка. На участках, где земляное полотно сложено из пылеватых и глинистых грунтов, в которых могут развиваться процессы зимнего влаго- накопления, дополнительный слой устраивают из пористых не подверженных пучению материалов — теска или гравия, называя его дренирующим, противопучинным или морозозащитцым.

Пучинообразование — увеличение объема увлажненных грунтов земляного полотна за счет замерзшей воды, заполнившей поры и промежутки между частицами грунта; оно приводит к подъему дорожной одежды по сравнению с уровнем покрытий в летний период.

Тщательно уплотненные верхние слои земляного полотна, на которые укладывают дорожную одежду, называют грунтовым основанием. Это важный элемент, от которого зависит прочность и долговечность одежды.

Тип дорожной одежды выбирают в зависимости от категории дороги, наличия привозных или местных строительных материалов. Одежда — наиболее дорогая часть дороги. Толщину ее рассчитывают, применяя метод, разработанный кафедрой строительства и эксплуатации дорог МАДИ под руководством заслуженного деятеля . науки и техники РСФСР д-ра техн. наук, проф. Н. Н. Иванова. Для расчета дорожных одежд имеются и другие методы.

В частности, вариантные расчеты дорожных одежд жесткого и нежесткого типов по предельным состояниям для решений задач на ЭВМ, разработанные Союздорнии и изданные в виде программ, метод ХАДИ и др.

Читать далее:

Категория: - Механизация дорожных работ

Главная → Справочник → Статьи → Форум



Разделы

Строительные машины и оборудование
Для специальных земляных работ
Дорожно-строительные машины
Строительное оборудование
Асфальтоукладчики и катки
Большегрузные машины
Строительные машины, часть 2,
Дорожные машины, часть 2
Ремонтные машины
Ковшовые машины
Автогрейдеры
Экскаваторы
Бульдозеры
Скреперы
Грейдеры Эксплуатация строительных машин
Эксплуатация средств механизации
Эксплуатация погрузочных машин
Эксплуатация паровых машин
Эксплуатация экскаваторов
Эксплуатация подъемников
Эксплуатация кранов перегружателей
Эксплуатация кузовов машин
Крановщикам и стропальщикам
Ремонт строительных машин
Ремонт дорожных машин
Ремонт лесозаготовительных машин
Ремонт автомобилей КАмаЗ
Техническое обслуживание автомобилей
Очистка автомобилей при ремонте
Материалы и шины

 

Поиск по сайту:


Статьи по теме::
Документация на ремонт дорожных машин
Механизированные средства для выполнения работ по техническому обслуживанию и ремонту
Хранение и консервация дорожно-строительных машин
Парки дорожно-строительных машин
Система планово-предупредительного ремонта дорожно-строительных машин
Топливо, смазочные материалы для дорожно-строительных машин
Транспортирование дорожно-строительных машин
Подготовка дорожно-строительных машин к эксплуатации
Приемка-передача дорожно-строительных машин
Cистемы автоматики дорожных машин


Остались вопросы по теме:
"Дорога как инженерное сооружение"
— воспользуйтесь поиском.


Машины городского хозяйства
Естественная история машин
Транспортная психология
Пожарные автомобили
Автомобили-рефрижераторы
Монтаж и эксплуатация лифтов
Тракторы