Рис. 1. Автомобильная дорога:
а — перспективный вид; б — продольный разрез; 1 — водопропускная труба;
2 — насыпь; 3 — выемка; 4 — линия поверхности земли; 5 — насыпь; 6 — Motfr;: 7 — насыпь; 8 — ось дороги; 9 — выемка

На рис. 1, а показан перспективный вид автомобильной дороги, а на рис. 1, б — продольный разрез местности и дорожного полотна вертикальной плоскостью, проходящей через среднюю линию дороги S; эту линию называют осью дороги, или осью трассы дороги.

Трассой называют полосу на карте и на местности, по которой пройдет строящаяся дорога.

Участок изображенной на рисунке дороги пересекает русло ручья, идет по склону пологого холма, пересекает долину небольшой реки и снова встречает возвышенность с крутыми склонами. Соответственно неровностям рельефа местности в косогоре первого холма выкопана выемка; такая же выемка сделана в массиве второй возвышенности, а низменности русла ручья и в долине реки возвели насыпи, выровняв таким образом дорожное полотно.

Для пропуска естественных потоков воды в первой насыпи уложили трубу, а над рекой построили мост, подведя насыпи к его береговым устоям.

Обычно низменности и возвышенности на местности чередуются, что позволяет строителям использовать грунт из выемок для возведения насыпей. Грунт перевозят из выемки в насыпь по возможно короткому и прямому пути. Эти операции земляных работ называют разработкой и перемещением грунта.
При проектировании дороги стремятся к тому, чтобы объем выемок равнялся объему насыпей; это дает возможность избежать лишних перевозок грунта из выемок в отвалы или подвозки его в насыпи из притраосовых карьеров.
Автомобильные дороги эксплуатируют круглый год и поэтому их строят с учетом климатических условий местности.

В местностях с сильными ветрами и снегопадами, например в степях, дороги всегда сооружают на невысоких насыпях, так как ветры сдувают снег с полотна дороги, благодаря чему сокращаются работы по расчистке и уборке снега. Наоборот, в выемки ветер всегда наносит снег. Поэтому выемки в гористых местностях стремятся делать возможно более короткими, чтобы легче было освобождать дорогу от снежных заносов. Для уменьшения снежных заносов дорогу обсаживают по бокам деревьями или в зимнее время ограждают щитами.

Дожди, выпадающие в летнее время и осенью, могут размыть дорожную насыпь и разрушить ее. Поэтому поверхность дорожного полотна сооружают с уклонами от середины к краям для облегчения стока дождевых вод. По обе стороны дороги выкапывают кюветы (канавы), в которые по боковым откосам насыпи стекает дождевая вода.

Схематический перспективный вид участка автомобильной дороги показан на рис. 2. Грунт, вынутый из боковых кюветов (рис. 2, а), перемещают в насыпь. Перед этим поверхность трассы дороги должна быть очищена от растительного покрова и корней растений, так как, попав в насыпь, органические остатки гниют и могут вызвать местную осадку насыпи. Поверхность насыпи планируют с поперечными уклонами и укладывают на ней покрытие проезжей части. По краям насыпи оставляют свободными от покрытия полосы, которые называются обочинами и предназначаются для временных остановок автотранспорта.

Кюветы выполняются либо трапецеидального (рис. 2, а), либо треугольного сечения (рис. 2, б).

Кромка насыпи и кромка внешних откосов кюветов называются бровками.

Откосы насыпи и откосы кюветов тщательно выравнивают (планируют) для обеспечения лучшего стока воды. Крутизна откосов зав-исит от состава грунта и измеряется отношением h : I (рис. 2, в), называемым заложением откоса. Для связных грунтов — супесей и суглинков — заложение откосов принимают ст 1 : 1,5 до 1:2, а для песчаных сыпучих грунтов— 1 : 2,5—1 : 3 и более.

Рис. 2. Элементы конструкции автомобильной дороги:
а — перспективный вид участка дороги; б — кювет треугольного сечения; в — поперечное сечение откоса; г — сооружение насыпи из бокового резерва; д — поперечное сечение дороги в выемке; е — отсыпка грунта в кавальер; ж — поперечное сечение дороги на косогоре; 1 — откос насыпи; 2 — насыпь; 3 — дорожное покрытие; 4 — поверхность материкового грунта; 5 —обочина; 6 — дно кювета; 7 —внешний откос кювета; 8 — бровка кювета; 9 — бровка насыпи; 10 — резерв; 11 — берма; 12— насыпь; 13 — поверхность косогора до разработки; 14 — нагорная канава; 15 — кавальер; 16— подпорная стенка; 17 — насыпь; 18 — подпорная стенка

Если грунта в смежной выемке на трассе и в кюветах недостаточно для сооружения дорожной насыпи, то кюветы расширяют и грунт из них используют для отсыпки насыпи (рис. 2, г). Такие расширенные кюветы называют резервами.

Если насыпь должна быть высокой, например 2—3 м и более, то резервы разрабатывают, отступив от нижнего края подошвы насыпи, что предохраняет насыпь от оползания, возможного при таянии снегов или при ливневых дождях. Такой уступ называют бермой и делают размером 1,5—3 м, в зависимости от высоты насыпи.

При сооружении дорожного полотна в выемке (рис. 2) боковые кюветы обязательны, так как только они могут отвести дождевую воду вдоль дороги за пределы выемки. Дождевая вода может стекать с нагорной стороны на полотно дороги и при этом будет размывать откос выемки. Нагорная канава 14 служит для перехватывания дождевой воды, стекающей по косогору, и для отвода ее вдоль дороги в ближайшую низину (рис. 2 д, е).

Если объем выемки велик и грунта, содержащегося в ней, излишне много для смежной насыпи, то избыток грунта вывозят за пределы выемки в отвал, называемый кавальером (рис. 2, е). Кавальеру придается правильная трапецеидальная форма с заложением откосов, обеспечивающим грунт от размывания дождями. Нагорную канаву выкапывают между кавальером и бровкой откоса выемки.

При строительстве дорог на крутых косогорах преходится прибегать к более сложным инженерным сооружениям (рис. 2, ж). В большинстве случаев на косогоре устраивают террасу и грунт из выемки употребляют для отсыпки насыпи и образования дорожного полотна нужной ширины. Для предупреждения оползания насыпи поверхность косогора предварительно разрабатывают уступами в виде лестницы.

При очень крутых откосах необходимо также сооружать подпорные стенки, которые выкладывают из крупного камня на цементном растворе. Откос выемки укрепляют подпорной стенкой из бетона, так как оползни могут вызвать длительный и дорогостоящий ремонт дороги.

Сток воды с дороги на внешнюю сторону косогора ничем не задерживается. С нагорной стороны косогора и с полотна дороги воду отводят по кюветам, сооружаемым у подошвы стенки.

Выше подпорной стенки выкапывают нагорную канаву (на рис. 2, ж не показана).

Хороший водоотвод обеспечивает дорогу от размывания дождями и талыми водами. Сброс воды всегда производится в сторону ее естественного стока (рис. 3).

При строительстве дороги на пологом косогоре кювет сооружают со стороны дороги, обращенной к косогору (рис. 3, а). В земляной насыпи дороги сооружают водопропускную трубу или мостик для пропуска воды из кювета в ближайшую низину.

Нагорную канаву выкапывают на крутых косогорах (рис. 3, б); ее выводят в русло ручья и к нему же подводят кювет. За искусственным водопропускным сооружением стекающая вода движется по руслу ручья.

Если дорога проходит в чередующихся выемках и насыпях (рис. 3, в), то кюветы устраивают с обеих сторон земляного полотна. При необходимости сток воды в ближайшую низину производится по специально выкопанной отводной канаве. Эта канава не требуется, если на местности имеется овраг или суходол.

В горной местности откосы выемок и насыпей очень круты, и вода стекает по ним с большой скоростью. Поэтому лотки мостят булыжным камнем для предохранения от размывания (рис. 3, г); спускной лоток, соединяющий нагорную канаву с лотком, обычно тоже мостят булыжником. Водопропускную трубу соединяют с кюветом бетонированным колодцем, так как без бетонной облицовки стенки и особенно дно колодца размываются водой, быстро стекающей по лотку. Иногда вместо булыжного мощения производят бетонирование лотков.

Рис. 3. Схемы водоотвода на автомобильных дорогах (стрелками указано направление стока воды): а — дорога на пологом косогоре; б — дорога на крутом косогоре с нагорной канавой; в — двусторонний водоотвод в чередующихся выемках и насыпях; г — сброс воды из нагорной канавы на дороге в горной местности; 1 — насыпь; 2 — водопропускная труба; 3— кювет; 4—нагорная канава; 5 — русло ручья; 6 — низина: 7 — отводная канава; 8 — кювет; 9 и 12 — лотки; 10 — спускной лоток; 11 — нагорная канава; 13 — водопропускная труба; 14 — приемный колодец

Для строительства всех элементов дороги, т. е. земляного полотна А (рис. 4), дорожной одежды Б, обочин, водоотводных кюветов, снегозащитных лесонасаждений, линий связи и т. д. отводится полоса В, называемая полосой отвода. Ширина полосы отвода изменяется в зависимости от класса дороги, а по длине дороги может местами увеличиваться при необходимости сооружения различных объектов, например заправочных и автобусных станций, зданий для дорожно-эксплуатационных бригад.

На дорогах высших классов предусматривается движение автомобилей с большими скоростями. Поэтому дорожную одежду проезжей части дорог I класса укладывают двумя полосами на отдельных земляных полотнах (рис. 4, а) или на общем земляном полотне (рис. 4, б).

Дороги I, II и III классов обязательно имеют высококачественное покрытие. и поэтому движение по ним гусеничного и гужевого транспорта не допускается. Для движения этих видов транспорта сооружают специальные пути (рис. 4, а, б, в, г) по обеим сторонам земляного полотна дороги. На дорогах I класса (рис. 4, а, б) по обеим сторонам земляного полотна сооружают также велосипедные дорожки 4 и пешеходные тротуары.

Рис. 4. Типовые поперечные профили автомобильных дорог:
а—I класса на раздельных земляных полотнах; б—I класса на одном земляном полотне; в — II класса; г—III класса; д — IV класса; е — V класса; А — ширина земляного полотна; Б — ширина дорожной одежды проезжей части; В — ширина полосы отвода; 1 — обочина; 2 — кювет; 3 — дорога для гужевого и гусеничного транспорта; 4—велосипедная дорожка; 5 — пешеходный тротуар; 6 — снегозащитные лесонасаждения; 7 — линии связи и место для прокладки кабелей и линий электропередач

Снегозащитные лесонасаждения 6 высаживают из пород, хорошо произрастающих в местных условиях. В засушливых районах и на большой высоте над уровнем моря дороги ограждают от снега щитами, убираемыми в теплое время года.

Столбы воздушных линий связи и электропроводов, а также траншеи для укладки кабелей электропередач выносят на границы полосы отвода.

Земляное полотно и дорожная одежда в зависимости от класса дороги имеют различную ширину, уклоны и другие размеры. В табл. 1 приведены показатели автомобильных дорог различных классов.

Для дорожной одежды обычно в земляном полотне выкапывают корыто (рис. 5, а), которое может быть также образовано подсыпкой обочин на земляное полотно (рис. 5, б), причем оба способа полноценны.

Дорожная одежда (рис. 6) состоит из нижнего подстилающего слоя, основания и покрытия. Нижний подстилающий слой у всех типов дорог предназначен для удаления воды из-под покрытия, так как вода, проникшая сверху через трещины, может разрушить дорожное полотно. Для нижнего подстилающего слоя применяют средне- или крупнозернистый песок, но обязательно свободный от примесей глины. Применяются также песчано-гравийные смеси, дресва, топочные шлаки и другие строительные материалы, обладающие хорошими дренирующими свойствами.

Для вывода воды из подстилающего слоя в кювет (рис. 7) служат дренажные воронки, проходящие под обочинами и соединяющие подстилающий слой с кюветом.

Воронки заполняют гравием или песчано-гравийными материалами и в зависимости от местных условий располагают на расстоянии 3—7 м друг от друга.

Асфальтобетонное покрытие (см. рис. 6, в) укладывают на основании из крупного щебня. Покрытие состоит обычно из двух слоев асфальтобетона — нижнего крупнозернистого и верхнего — мелкозернистого или песчаного асфальта.

На дорогах высших (I и II) классов в качестве основания (см. рис. 6, г) служит слой цементобетона толщиной 18—20 см, который в случаях особенно напряженного движения армируется стальными прутками или сетками. Слой покрытия из мелкозернистого асфальтобетона прикрывает бетонное основание и защищает его от истирания шинами автомобилей, т. е. является защитным ковриком, одновременно уменьшающим шум от движения автомобилей.

У всех остальных типов дорожных одежд (см. рис. 6, а, б, в) слой покрытия также защищает основание от износа колесами движущихся автомобилей и при необходимости может быть снят и заменен новым без .переделки основания и подстилающего слоя.

Искусственными сооружениями на дорогах являются водопропускные грубы и мосты. Мосты строятся также в местах пересечения с автомобильными и железными дорогами; такие мосты называются путепроводами.

Если количество пропускаемых вод невелико, в дорожной насыпи укладывают трубу, обычно сооружаемую из бетона (рис. 8).

Труба имеет цилиндрическую или овальную форму и оканчивается- расширяющимся оголовком. Откос насыпи и дно русла вблизи оголовка укрепляют булыжным мощением; на выходном конце трубы устраивают небольшой порожек; на входном конце трубы порожек не нужен, и мощение дна русла выполняют на одном уровне с дном трубы.

Оголовки и секции труб изготовляют на бетонных заводах как стандартные детали различных размеров, а затем развозят по трассе и укладывают на место до отсыпки дорожной насыпи (рис. 9).

Строительство мостов и путепроводов выполняется специализированными мостостроительными отрядами.

Современный мост (рис. 10) состоит из устоев и пролетных строений, конструкции которых разнообразны и зависят от длины моста, глубины и скорости течения реки, напряженности движения и многих других факторов.

Рис. 9. Укладка сборной водопропускной трубы тракторным краном

Устои сооружают из бетонных плит или каменной кладки. Пролетные строения выполняют металлическими сварными, клепаными или железобетонными в виде ферм или балок; последние находят все большее применение. Для малых и временных мостов иногда применяют деревянные фермы и балки.

Рис. 8. Водопропускная труба:
1 — дно русла; 2 — оголовок трубы; 3 — откос насыпи; 4 — труба

Устои укладывают и бетонируют на месте. Пролетные строения изготовляют в настоящее время централизованным способом на заводах металлоконструкций или железобетонных изделий. Готовое пролетное строение привозят на место и укладывают на устои с помощью грузоподъемных средств (рис. 11). При строительстве мостов через водные преграды грузоподъемные средства располагают на временных подмостях, сооружаемых по бокам строящегося моста; на небольших реках для сборки мостовых конструкций применяют плавучие, краны.

Рис. 10. Современный речной мост автомобильной дороги:
1 — устои; 2 — пролетное строение

Рис. 11. Установка пролетного строения путепровода железнодорожным краном

Полотно дороги на мосту сооружают после сборки пролетных строений. На малых и легких мостах покрытие проезжей части выполняют из деревянных досок. Для мостов дорог высших классов в качестве покрытия применяют бетонные плиты, залитые сверху асфальтом.

В последние годы на строительстве малых и средних мостов находят все большее применение сборные пролетные строения из железобетонных балок Т-образного сечения (рис. 12). Эти балки укладывают друг подле друга вдоль моста N; их верхние широкие полки образуют проезжее полотно моста. Полки балок покрывают сверху асфальтобетонным ковриком. Такие балки изготовляют заводским способом для мостов различной грузоподъемности.

Сигнальные дорожные знаки разделяются на три категории:
1) предупреждающие об опасных местах дороги — крутых поворотах и спусках, переездах железных дорог, перекрестках и т. д.;
2) запрещающие, например: «Остановка запрещена», «Въезд запрещен», «Обгон запрещен» и т. д.;
3) указательные, т. е. указывающие водителю места для остановок транспорта, направления поворотов и т. п.

Путевые дорожные знаки указывают наименования населенных пунктов, расстояния до них, направления дорог, отходящих от данной магистрали, и т. д.

Сигнальные и путевые знаки устанавливают на столбах и размещают вдоль обочин дорог в местах, хорошо видимых водителю. Их выполняют на листах железа, форма и раскраска которых установлены для каждого знака Государственным стандартом СССР.

Для того чтобы сделать знаки видимыми ночью, применяют цветные стекла — катафоты, которые отражают свет фар проезжающих мимо автомобилей.

Дорожные ограждения — надолбы деревянные и железобетонные, прясла и парапеты — устанавливают ка опасных местах дорог, например на обочинах высоких насыпей и крутых поворотов, при въездах на мосты и т. п.

Как правило, большинство дорог строится с расчетом на их будущее усовершенствование и развитие.

Увеличение количества автомобилей, проходящих по дороге в сутки, требует прежде всего уширения проезжей части. При реконструкции существующих дорог ширину дорожной одежды увеличивают за счет обочин. В отдельных случаях земляное полотно уширяют путем досыпки с боков. Так, например, дороги определенного класса (V, IV, III) при уширении земляного полотна и увеличении ширины дорожной одежды могут быть переведены в следующий, более высокий класс (соответственно IV, III и II). Однополосная дорога II класса может быть превращена в одну полосу дороги I класса; вторую полосу движения соответственно достраивают.

При такой реконструкции дорог должны быть перестроены и водоотводные боковые кюветы, нагорные канавы, водосбросы, переходные мостики, водопропускные трубы и т. д.

В послевоенные годы выросли грузоподъемность и скорость движения автомобилей: например, произведена замена автомобилей ЗИЛ-5 (грузоподъемностью 3 т) и ГАЗ-АА (грузоподъемностью 1,5 т) автомобилями ЗИЛ-150 (грузоподъемностью 4 т) и ГАЗ-51 (грузоподъемностью 2,5 г). Появились также тяжелые грузовые автомашины грузоподъемностью 7 и 10 г Ярославского и Минского автомобильных заводов. Скорость движения новых автомобилей повысилась до 60 км/час и более. Соответственно должны быть усилены дорожные одежды — основания и покрытия.

Дорожные одежды усиливают разнообразными способами.

Очень часто после капитального ремонта булыжные мостовые покрывают асфальтобетоном; на гравийных и щебеночных шоссе увеличивают толщину слоя покрытия путем досыпки материала. Кроме того, часто к гравийному или щебеночному материалу основания и покрытия добавляют вяжущие вещества в виде битума, дегтя или тяжелых дорожных масел.

Добавка вяжущих производится специальными машинами — автогудронаторами — или смешиванием передвижными смесителями на месте (на дороге) каменных материалов с вяжущими.

Подобной реконструкции чаще всего подвергают дороги районного значения, т. е. соединяющие районные центры и промышленные предприятия, имеющие друг с другом постоянную хозяйственную связь.