Материал: Проектирование автомобильных дорог. Ч. 1

«

Рис. 11.11. Схема к Учету поправки на устройство дорожной одежды:

а — в насыпях присыпаются обочины; б — в выемках отрывается корыто

При введении поправки на устройство дорожной одежды учи­ тывают способы отсыпки обочин. Эту поправку при подсчете объе­ мов насыпи вводят с отрицательным знаком, так как земляные ра­ боты уменьшаются «а объем, занимаемый дорожной одеждой (рис. 11.11, а). В выемках поправка на устройство дорожной одеж­ ды, наоборот, увеличивает объем земляных работ, поэтому вво­ дится с положительным знаком (рис. 11.11, б).

Введение поправок на искусственное уплотнение грунта в на­ сыпях связано с тем, что требуемая плотность грунта в земляном полотне, обеспечивающая его прочность и устойчивость, должна быть больше плотности грунта в условиях естественного залегания. Поэтому объемы насыпей, как правило, меньше объемов тех резер­ вов, из которых их отсыпают. Значение поправочного коэффициен­ та может быть установлено путем сопоставления плотности грунта в условиях естественного залегания с плотностью грунта, которую необходимо обеспечить в земляном полотне.

Просадки насыпей на участках, расположенных на слабых, уплотняющихся под насыпью или выжимаемых из-под нее грунтах, вычисляют при помощи методов, изложенных в разделе об устой­ чивости земляного полотна.

Если грунты на отдельных участках дороги или даже в преде­ лах одного поперечного профиля различны по трудности разра­ ботки, объемы земляных работ подсчитывают отдельно для каждой категории грунта.

Это же относится к участкам с неблагоприятными грунтовыми и гидрологическими условиями, где верхнюю часть земляного по­ лотна отсыпают из привозных песчаных грунтов.

11.6.Установление дальности возки грунта

Вусловиях пересеченного рельефа при чередующихся насыпях

пвыемках земляное полотно можно возводить несколькими мето­ дами: отсыпать насыпи из грунта, получаемого при разработке вые­ мок (продольная возка); брать грунт для насыпей из расположен­ ных в стороне карьеров или в резервах, а грунт из выемок отвозить

в сторону — в понижения местности или в отвалы (поперечная возка).

215

Рис. 11.12. Построение графика распределения земляных масс:

а — продольный профиль; б — график распределения земляных масс

Для каждого конкретного случая наиболее выгоден тот метод, который связан с меньшим занятием ценных земель, меньшим объ­ емом транспортных работ и наиболее эффективным использованием землеройных машин. Вопрос о способе возки определяется местны­ ми хозяйственными и природными условиями, рельефом местности, наличием подъездных путей, грунтовыми и гидрологическими ус­ ловиями.

Возможность поперечной возки исключается на ценных земель­ ных угодьях, участках сильно засоленных грунтов, на пересечениях болот и в пределах населенных пунктов. Продольную возку невоз­ можно применить, если разрабатываемый грунт в выемке непри­ годен для укладки в насыпь или на пути возки нет переправы че­ рез реки или болота.

При составлении проекта организации земляных работ для ус­ тановления участков смежных насыпей и выемок с равными объ­ емами и определения средних дальностей возки может быть при­ менен метод построения графика распределения земляных масс. Его строят путем последовательного алгебраического суммирова­ ния по ходу трассы объемов насыпей и выемок по данным ведомо­ стей подсчета объемов земляных работ. Объемы выемок, служащие источниками получения грунта, принимаются со знаком «+», а объ­ емы насыпей, для возведения которых расходуется этот грунт, — с» знаком «—» .'

Последовательную сумму объемов откладывают по ординатам против пикетов и промежуточных точек спрямленной трассы, слу­ жащей осью абсцисс (рис. 11.12).

216

Кривые распределения земля­ ных масс имеют следующие осо­ бенности:

восходящие участки кривой со­ ответствуют выемкам, а нисходя­ щие— насыпям. Максимумы и минимумы кривой располагаются над точками перехода из выемки в насыпь и наоборот;

любая ордината кривой пред­ ставляет собой алгебраическую сумму насыпей и выемок от нача­ ла кривой до рассматриваемого сечения;

разность двух ординат АV рав­ на объему земляных работ меж­ ду рассматриваемыми сечениями AL на дороге;

всякая горизонтальная линия NM, пересекающая кривую объе­ мов, отсекает участок, на котором объем насыпи равен объему вы­ емки. Эта линия называется равнообъемной, или распределяющей;

средняя дальность возки грунта в пределах участка кривой, от­ секаемого распределяющей линией, равна частному от деления от­ сеченной площади на ее максимальную высоту Lcp = ID/V

Это свойство кривой может быть доказано следующим образом. Выделим на продольном профиле — на участке выемки — элемен­ тарный объем dV, который согласно рис. 11.13 перемещен на рас­ стояние I в насыпь. Принимая упрощенно, что транспортные сред­ ства двигаются по прямой линии, находим, что работа, затраченная на перемещение рассматриваемого объема грунта,

d U = f l d V ,

где f — сопротивление движению транспортных средств,

Произведение IdV изображается на кривой распределения за­ штрихованной элементарной полоской высотой dV и длиной /.

Суммарная работа перемещения грунта из всего участка выем­ ки в насыпь

v

6

Интеграл выражает площадь со всей отсеченной части кривой. Бели же исходить из условной средней дальности возки грунта /ср, то работа перевозки составит

откуда, приравнивая два выражения для U, получаем

1ср = и/У.

217

График распределения земляных масс в условиях пересеченного рельефа может быть использован для выбора дорожных машин. Зная среднюю дальность возки, при которой землеройная машина используется наиболее эффективно, ее откладывают на кривой рас­ пределения земляных масс.

Данные анализа кривой распределения земляных масс следует рассматривать лишь как ориентировочные, не отражающие пол­ ностью действительных условий перемещения грунта. Во-первых,, при анализе кривой допускают, что грунт перемещают строго по прямой линии между центрами тяжести перемещаемых объемов. Между тем фактическая дальность возки с учетом разворотов, воз­ можности движения только по участкам не круче определенных уклонов, влияния расположения въездов на насыпи может сущест­ венно превышать это расстояние. В зависимости от состояния по­ верхности грунта сопротивление движению может также сильно меняться. Во-вторых, условия работы землеройных машин и транс­ портных средств, а также обеспечение водоотвода из выемок в про­ цессе работы могут препятствовать перемещению грунта из выемки в насыпь, если выемка расположена ниже по уклону дороги по от­ ношению к насыпи. При работе экскаваторов может оказаться по­ лезной проходка пионерной траншеи на всю длину выемки за пре­ делы рациональной дальности возки применяемых транспортных средств.

Существенные коррективы в решения, найденные по графику распределении земляных масс, может вносить также учет качества грунтов, разрабатываемых в выемках и резервах.

Глава 12

УЧЕТ ТРЕБОВАНИЙ БЕЗОПАСНОСТИ ДВИЖЕНИЯ

ИОХРАНЫ ПРИРОДЫ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ДОРОГ

12.1.Требования удобства и безопасности движения при проектировании трассы дороги

Изложенные в главах 4 и 5 требования к элементам плана и продольного профиля автомобильных дорог исходили из условий движения по отдельным, рассматривавшимся изолированно от смежных элементам дороги. Фактически каждая дорога является сочетанием участков с различными элементами в плане и продоль­ ном профиле. Скорость на разных участках дороги не остается оди­ наковой. При изменении продольных уклонов на коротких участ­ ках автомобили не успевают развить скорость, соответствующую расчету по динамическим характеристикам. Имеются места, где скорость ограничивается правилами дорожного движения. НедО­

218

пустимы участки, вызывающие необходимость снижения скорости по условиям безопасности движения (места с ограниченной види­ мостью дороги перед автомобилем, сочетание крутых спусков с по­ воротами в плане и др.).

Рациональное сочетание между собой смежных участков дороги не может быть правильно решено без учета особенностей восприя­ тия водителями условий движения по дороге.

Рассмотренные выше методы обоснования требований к элемен­ там плана и профиля автомобильных дорог относятся к наиболее трудным участкам дороги и предусматривают напряженный режим управления автомобилем при возникновении сложной обстановки — полное использование тормозного усилия, минимальная продолжи­ тельность реакции водителя и т. д. Наблюдения за фактическими скоростями движения автомобилей по дорогам показывают, что большинство водителей предпочитают более спокойный режим дви­ жения со скоростями, меньшими, чем предусмотрены расчетом.

На дорогах, технические нормативы которых не удовлетворяют их представлениям о необходимых условиях движения, водители как бы корректируют решения проектировщиков, заезжая при про­ езде кривых малых радиусов на полосу встречного движения для увеличения радиуса поворота или проезжая кривые со скоростями ниже расчетных для уменьшения возникающей центробежной си­ лы. Этим они приводят траекторию автомобиля к удобным для себя значениям коэффициента поперечной силы, скоростям нарас­ тания продольного и поперечного ускорений и т. д. Чтобы дорога удовлетворяла требованиям удобства движения, ее элементы не должны затруднять управление автомобилем, а направление трас­ сы должно быть совершенно ясным для водителей.

Водитель оценивает условия движения преимущественно по­ средством своего зрения. Дополнительными источниками инфор­ мации являются передающиеся на его организм ускорения при проезде по кривым или неровным участкам дороги.

В процессе движения взгляд водителя скачкообразно перебра­ сывается с одного объекта на дороге и придорожной полосе на другой, как бы выделяя опорные точки, вырисовывающие простран­ ственный коридор, по которому он ведет автомобиль (рис. 12.1). Та­ кими опорными точками для взгляда обычно являются края про­ езжей части и земляного полотна, параллельные дороге ряды придорожных насаждений, продольный шов бетонного покрытия и т. д.

При малых скоростях движения водитель имеет возможность обозревать и прилегающую к дороге местность. При движении с постепенно увеличивающейся скоростью водитель вынужден за пос­ тоянный промежуток времени охватывать все большее и большее количество опорных точек. Между тем возможности каждого че­ ловека заметить, различить и оценить те или иные события ограни-

219

Рис. 12.1. Перемещение взгляда водителя при проезде кривых в плане на гор­ ных дорогах (по опытам В. П. Варлашкина):

а — выпуклая кривая; б — вогнутая кривая; номера точек соответствуют последовательности сосредоточения взгляда водителя; диаметры кружков — относительной его продолжитель­ ности

чены. Возрастание скорости приводит к тому, что взгляд водителя, непроизвольно для него, охватывает все меньшую ширину придо­ рожной полосы и сосредоточивается на большем удалении от ав­ томобиля (рис. 12.2).

При малой интенсивности движения водители регулируют коли­ чество поступающей к ним информации непроизвольным измене­ нием скорости, снижая ее, если число факторов, которые необхо­ димо учесть при управлении автомобилем, возрастает. Наоборот, в условиях однообразной местности (степь, однородная лесная про­ сека) поступающее к водителю количество информации иногда бы­ вает недостаточным для поддержания его активности. Это приво­ дит к возникновению своеобразного полусонного состояния, при ко­ тором внимательность водителей ослабевает, продолжительность их реакции увеличивается и иногда самое незначительное неожи­ данное осложнение условий движения может стать причиной дорож­ но-транспортного происшествия.

Изменение условий проеада различных участков дороги немед­ ленно отражается на нервно-психическом состоянии и степени эмо­ циональной напряженности водителей.

На рис. 12.3 показан пример записи некоторых физиологичес­ ких показателей водителя при проезде кривой радиусом 250 м. Ско­ рость въезда превышала необходимую для спокойного и уверен­ ного проезда кривой. Возбуждение водителя проявилось в немед­ ленном повышении частоты пульса и в изменении электропровод­ ности кожи (кожно-гальванической реакции), характеризующей эмоциональную напряженность. Притормаживание автомобиля и снижение скорости до 40 км/ч привело к возвращению психофизи-

220