Основы проектирования автомобильных дорог (лекционный материал)
1.1 Автомобильная дорога и её конструктивные элементы
1.2 Элементы дороги в плане
1.3 Элементы продольного профиля дороги
1.4 Элементы поперечных профилей дороги
1.5 Классификация автомобильных дорог общего пользования
1.6 Дороги промышленных предприятий
2.1 Движение автомобиля по дороге
2.2 Сопротивление движению автомобиля
2.2.1 Сопротивление движению на подъем
2.2.2 Сопротивление трения
2.2.3 Сопротивление воздуха
2.2.4 Сопротивление инерционных сил автомобиля
2.3 Движение колеса и тяговое усилие
2.4 Уравнение движения автомобиля
2.5 Динамический фактор и динамическая характеристика
2.6 Сцепление шин с поверхностью дороги
2.7 Расход топлива и износ шин в зависимости от дорожных условий
3.1 Особенности движения автомобиля в плане
3.2 Назначения радиуса кривой исходя из обеспечения ночной видимости
3.3 Назначение длины переходных кривых
3.4 Уширение проезжей части на кривых в плане
3.5 Проектирование виражей
4.1 Торможение автомобиля
4.2 Расстояние видимости для служебной остановки
4.3 Расстояние видимости при обгоне
4.4 Боковая видимость на пересечении дорог в одном уровне
4.5 Обеспечение видимости в плане
5.1 Нормирование продольных уклонов
5.2 Назначение радиусов выпуклых вертикальных кривых
5.3 Назначение радиусов вогнутых вертикальных кривых
5.4 Ширина проезжей части и обочин
5.5 Уширение проезжей части на вогнутых вертикальных кривых
5.6 Устройство дополнительных полос проезжей части
5.7 Аварийные съезды
6.1 Источники увлажнения земляного полотна
6.2 Дорожно-климатическое районирование
6.3 Классификация местности по типу увлажнения
6.4 Оптимальное возвышение бровки земляного полотна
6.5 Устройство изолирующих прослоек
6.6 Дорожный поверхностный водоотвод
6.6.1 Боковые продольные канавы
6.6.2 Поперечные водоотводные канавы
6.7 Подземный водоотвод
6.7.1 Грунтовые воды
6.7.2 Дренирующий слой дорожных одежд и схемы отвода воды из него
6.7.3 Дренажи
7.1 Элементы земляного полотна
7.2 Виды деформаций земляного полотна и грунтового основания
8.1 Классификация водных преград и сооружений через них
8.2 Выделение малых искусственных сооружений в отдельную группу
8.3 Определение максимальных расходов воды
8.3.1 Определение максимального расхода ливневых вод
8.3.2 Определение максимального расхода талых вод
8.4 Гидравлические расчеты труб
8.5 Проектирование укреплений в выходном русле
9.1 Применение малых мостов
9.2 Расчет бытовой глубины и бытовой скорости потока в русле
9.3 Схемы протекания воды под мостом
9.4 Определение напора воды перед мостом
9.5 Определение длины мостового отверстия
9.6 Определение минимальной отметки проезда по малому мосту
9.7 Определение длины малого моста
Литература
- Об автомобильных дорогах… //Федеральный закон № 257 от 8 ноября 2007 г.
- СП 34.13330.2012. Актуализированная редакция СНиП 2.05.02-85 “Автомобильные дороги”. /Мин-во регионального развития Российской Федерации. – М., 2013. – 139 с.
- СП 37.13330.2012 Промышленный транспорт. Актуализированная редакция СНиП 2.05.07-91*/ Мин-во регионального развития Российской Федерации. – М., 2013. – 267 с.
- СП 35.13330.2011 Мосты и трубы. Актуализированная редакция СНиП 2.05.03-84* / Мин-во регионального развития Российской Федерации. – М., 2011. – 287 с.
- СП 33-101-2003 Определение основных расчетных гидрологических характеристик / Госстрой России. – М, 2004. – 74 с.
- ГОСТ Р 52399-2005.Геометрические элементы автомобильных дорог. Введ. 22.11.2005. Москва: Стандартинформ, 2006. 8 с.
- ГОСТ Р 52398-2005. Классификация автомобильных дорог. Основные параметры и требования. Введ. впервые 01.05.2006. Москва: Стандартинформ, 2006. 3 с.
- О классификации автомобильных дорог : постановление Правительства РФ от 28 сентября 2009 г. № 767Доступ из справ.- правовой сист. “КонсультантПлюс” .
- О нормах отвода земель для размещения автомобильных дорог и (или) объектов дорожного сервиса : постановление Правительства РФ от 2 сентября 2009 г. № 717. Доступ из справ.- правовой сист. “КонсультантПлюс”
- Федотов Г.А., Поспелов П.И. Изыскания и проектирование автомобильных дорог. В 2 кн. Кн.1: Учебник. – М.: Высш. шк., 2009. – 646 с.
- Проектирование автомобильных дорог. Основы : учебное пособие /В.И. Жуков В.И., Т.В. Гавриленко. – Красноярск: Сиб. Федер. ун-т, 2014. – 144 с.
Проектирование дорог – с чего начать?
Столкнувшись с необходимостью сделать проект автомобильной дороги, городской улицы или примыкания к ним, возникает масса вопросов, с чего начать, куда идти, кому писать. Делается это примерно в таком порядке, адаптируя под конкретный объект.
1. Проектирование дорог, примыканий транспортных развязок начинается с задания на проектирование.
2. Сбор исходных данных.
3. Проектирование и выпуск документации.
4. Согласование проектной документации.
Задание на проектирование дороги
Хотелось бы отметить, что на данном этапе очень важно правильно определить стадийность (проект, рабочая документация), вид выполняемых работ в задании на проектирование дороги или примыкания. Дело в том, что в зависимости от того что вы там укажите (ремонт, капитальный ремонт, реконструкция, новое строительство) будет зависеть и объем выполняемых работ, и список согласовывающих организаций. К примеру если в задании на проектирование дороги будет указана реконструкция вместо капитального ремонта, понадобится прохождение государственной экспертизы, доведение геометрических параметров до нормативов, а это дополнительные траты денег и времени
В задании так же указывается количество экземпляров и вид выдаваемой проектной документации, сроки проектирования, категория дороги и много чего еще. Следует понимать, что проектирование дорог будет производится в соответствии с заданием, и все что выходит за его рамки будет обсуждаться отдельно.
К примеру если в задании на проектирование дороги будет указана реконструкция вместо капитального ремонта, понадобится прохождение государственной экспертизы, доведение геометрических параметров до нормативов, а это дополнительные траты денег и времени. В задании так же указывается количество экземпляров и вид выдаваемой проектной документации, сроки проектирования, категория дороги и много чего еще. Следует понимать, что проектирование дорог будет производится в соответствии с заданием, и все что выходит за его рамки будет обсуждаться отдельно.
Исходные данные для проектирования дорог
К исходным данным относятся инженерные изыскания, получение технических условий владельцев всех коммуникаций попадающих в зону работ, различные письма от согласовывающих инстанций.
Объём исходных данных зависит от конкретного объёкта, для небольших (примыкание, проезд, стоянка) достаточно городских планшетов, проектирование дорог как правило требует геодезических и геологических изысканий.
Проектирование дорог, улиц, примыканий и транспортных развязок
Проектирование дорог процесс длительный и затратный. После получения технических условий как правило настроение падает, объемы работ увеличиваются, а асфальт и щебень не самые затратные расходы.
Администрация может “попросить” дополнительно благоустроить территорию, запроектировать стоянки, тротуары и велодорожки, выполнить озеленение. Если дело касается устройства примыкания к автомобильным дорогам общего пользования, к примеру ГИБДД и СОГУ потребует запроектировать примыкание с переходноскоростными полосами, сделать освещение, светофорный объект или потребуется устройство водопропускной трубы.
В случае попадания инженерных коммуникаций (тепло, газ, связь, ЛЭП и т.п.) в зону строительства, владельцы потребуют их защиту или переустройство в соответствии с нормативными документами.
Таким образом проектирование дорог общего пользования и городских улиц уже не ограничивается только дорожной частью, требуется привлечение инженеров других специальностей, соответственно значительно увеличивается стоимость проектирования и строительства.
Согласование проектной документации
С какими органами и кто будет заниматься согласованием проектной документацией должно быть отражено в задание на проектировании. В случае возникновения вопросов и замечаний, проектировщикам проще напрямую пообщаться со специалистом и снять замечания, или внести необходимую корректировку.
Прохождение государственной или независимой экспертизы как правило оплачивается заказчиком отдельно.
Проектирование дорог можно считать завершенным после получения всех положительных согласований. Далее можно получать разрешение на строительство.
Строительство автодороги
Строительство автомобильных дорог состоит из нескольких этапов:
- Подготовки.
- Укладывания покрытия.
- Оборудования дороги.
У каждого этапа существуют свои тонкости, которые необходимо изучить перед началом строительства.
1 этап
Подготовка площадки для строительства автодороги — это ответственный момент, от которого зависит качество будущего покрытия. В процессе работ:
- На территории, предназначенной для строительства, удаляют деревья, сносят посторонние строения, убирают мусор.
- Производят геодезическую разметку, затем корректируют месторасположение предполагаемых объектов строительства.
- Снимают верхнюю часть грунта.
- Если в земле обнаружились пустоты, то производят бурение скважин, которые заполняют бетоном. Чтобы укрепить почву при плывунах или оползнях, вбивают сваи.
- При необходимости осушают болота. Для этого прокладывают сточные каналы, а под грунтом — дренажные трубы.
- Возводят утвержденные в проекте мосты, тоннели и иные искусственные сооружения на пути строящейся дороги.
- Выравнивают площадку, срезая вершины холмов, засыпая низины и овраги. Также уменьшают крутизну спусков и подъемов, которые представляют опасность зимой из-за скользкого обледенения.
- Возводят высокие насыпи с протоками или проездами под ними.
- На подготовленное и выровненное основание последовательно наносят слоями песок и щебень (гравий).
- Производят уплотнение грунта.
Чтобы дорожное покрытие было стойким к сезонным температурным изменениям, к песку добавляют глину или используют другую комбинацию природных материалов.
Для умеренно нагруженной дороги используют портландцемент, который смешивают с несколькими видами грунта. В процессе подготовки материала:
- грунт тщательно измельчают;
- соединяют с 7% цемента;
- сразу же распределяют по площадке на глубину не менее 10 см;
- придают дорожному полотну необходимую форму;
- уплотняют укаткой.
Сверху тонким слоем распределяют битум. Материал предотвращает высыхание, пока цемент не схватится. Для экономии средств в некоторых местах разрешается использовать для укрепления покрытия битум, тщательно смешанный с грунтом на глубине 25 см.
Подготовка площадки для строительства автодороги
2 этап
На втором этапе укладывают покрытие, в качестве которого используют:
- асфальт;
- асфальтобетон;
- бетон;
- портландцемент.
Материал готовят непосредственно на месте или доставляют в готовом виде при помощи самосвала
Нанося смесь, важно следить, чтобы ложилась она равномерным слоем. Избежать появления неровностей помогает асфальтобетоноукладчик. Чтобы повысить плотность покрытия, укладку осуществляют несколькими катками
Чтобы повысить плотность покрытия, укладку осуществляют несколькими катками.
Применяют две технологии асфальтирования:
- Горячее. Смесь готовят из вязкого и жидкого битума. Разрешается производить работы в зимнее время. Минимально допустимая температура смеси — 120°С. Перед тем, как уложить асфальт, часть дороги, на которую собираются его наносить, высушивают специальной техникой.
- Холодное. Смесь готовят из жидкого нефтяного битума. Укладку разрешается проводить только в теплый период. Чаще всего применяют при ямочном ремонте.
Асфальтоукладка — это сезонная работа, зависящая от погодных условий. Температура воздуха не должна быть меньше +5°С. Поставляют смесь в горячем состоянии. Поэтому работы проводят максимально быстро, чтобы она не успела остыть. Иначе покрытие уложить не получится.
Асфальтирование дороги
3 этап
Третий этап строительства — это оборудование автомобильной дороги. В первую очередь производят установку барьерных ограждений, которые препятствуют:
- выезду автомобиля на газон и тротуар;
- выходу на проезжую часть пешеходов, диких и бездомных животных;
- выезду транспортных средств на встречную полосу движения.
Также ограждения уменьшают ослепление водителей фарами встречного автомобиля.
Чтобы сохранить покрытие от размыва, таяния снега и дождей, дорогу оборудуют:
- железобетонными водосточными желобами;
- воронками;
- отливами;
- канализационными решетками и люками, которые отводят воду не только от дороги, но и от тротуара, расположенного рядом с ней.
Устанавливая по краю дороги бордюры, учитывают, что они должны перенаправлять движение сточных вод и способствовать их удалению с дорог. Автомагистрали огораживают чаще всего специальным забором, который предотвращает появление на проезжей части диких животных.
Когда полотно готово, наносят разметку. Для оптимизации безопасного движения у края дороги устанавливают дорожные знаки.
Оборудование автомобильной дороги
Проектирование дорог и защита окружающей среды
Как ужу упоминалось, проектирование дорог должно учитывать не только технические и экономические параметры, но и нормы по защите окружающей среды. Законодательство нашей страны запрещает возведение трасс без соответствующего разрешения Главгосэкспертизы, а сами экологические нормы регламентированы специальной документацией.
Что относится к нормам защиты окружающей среды:
- Меры по охране природы;
- Оздоровление окружающей среды;
- Рациональный расход природных ресурсов;
- Рациональное воспроизведение материалов;
- Соблюдение требований по защите экологии;
- Соблюдение требований по защите здоровья граждан.
С первого взгляда может показаться, что некоторые из параметров, например, здоровье граждан или оздоровление природы, не имеют отношения к автомобильным дорогам. Однако, помимо минимизации вреда, правильное проектирование дорог приносит пользу экологии.
Пример
. Строительство скоростной многополосной автомагистрали перенесет часть транспортного потока с других дорог в данной области, а за счет высокой скорости движения без заторов общее количество выбрасываемых автомобилями вредных веществ снижается.
Какие этапы включает проектирование дорог
Проектирование дорог любой категории имеет как общие этапы и особенности, так и строго индивидуальные. Этапы проектирования могут быть дополнены по пожеланиям заказчика, некоторым особенностям объекта. Также важную роль играет полнота сведений, которыми обладают проектировщики.
Можно выделить основные крупные этапы, которые подразумевает проектирование дорог:
- Инвестиционное обоснование;
- Техническое и экономическое обоснование;
- Инженерный проект;
- Подготовка рабочей проектной документации (рабочий проект);
- Проект автомобильной дороги;
- Разработка проектной документации.
Фактически число этапов получается больше, исходя из особенностей современного рынка. Так, на количество этапов проектирования могут повлиять следующие факторы:
Что влияет на количество стадий проектирования дорог:
- Поставленные сроки выполнения задачи;
- Полнота и детализированность информации;
- Климатические и геологические особенности;
- Категория автомобильной дороги;
- Сложность сооружения объекта;
- Размер бюджета, который может быть выделен на строительство;
- Пожелания заказчика;
- Технические возможности подрядчика.
Однако проектирование дорог всегда начинается с одного – всесторонняя разведка местности. Именно от этого будет зависеть полнота и достоверность сведений, необходимость манипуляций с коммуникациями, сложность строительства и прочее.
Создание проекта автодороги
Расчетный проект автомобильной дороги включает в себя все необходимые инженерно-технические решения, организационные мероприятия, которые обеспечивают безопасность движения транспортных средств с предусмотренными скоростями.
Существует шесть стадий на которые можно условно разделить процесс разработки проекта автодороги, к основным относятся:
- обоснование инвестиций;
- технико-экономическое обоснование;
- инженерный проект;
- рабочий проект;
- рабочая документация.
Выбор количества стадий, состава работ по проекту и технической документации зависит от категории автомобильной дороги, сроков исполнения, имеющейся информации и геологических условий, требований заказчика, а также от объемов финансирования, технических возможностей и сложности объекта. Во время строительства проводится исполнительная съемка дороги с целью инженерного контроля возводимых сооружений.
Состав проектной документации для автомобильных дорог
Постановление правительства РФ № 87 от 16.02.2008 г. имеет утвержденный перечень проектной документации, который должен использоваться в качестве основы всеми организациями. В него входят: пояснительная записка, смета с расчетами на строительный процесс и проект его реализации, полосы отвода, проект с инструкциями по демонтажу, обоснования по технологическим решениям относительно строительства и эксплуатации линейного объекта, а также мероприятия по организации пожарной безопасности и охране окружающей среды.
К составу проектной документации дополнительно прилагают графические материалы: схемы, чертежи и планы. Учитываются все требования законодательства субъекта (области, республики или города) в котором планируется проектирование и строительство дороги в Москве, Казани, Нижнем Новгороде и других регионах РФ.
Этапы дорожного проектирования
Изначально должно быть составлено детальное техническое задание на проектирование дороги для реконструкции или проведения строительных работ. После этого перед специалистами стоит задача – изучение сметной и технической документации. На основе полученных сведений составляют программу выполнения работ, перечень дополнительных исследований относительно состояния и особенностей местности для будущей дороги.
Полевой этап проектирования предполагает проведение инженерно-геологических изысканий, топографическую съемку автомобильной дороги и гидрометеорологических обоснований. Результаты влияют на выбор методов будущего строительства и стройматериалов, технологию реализации, сезонное обслуживание. Помимо всего требуется разработать привязку уже существующей инфраструктуры, зданий, сооружений к проектируемым, включая собственно дорогу.
Все инженерно-технические решения по проекту строительства дороги, элементам плана, конструктивным особенностям дорожной одежды и земляного полотна должны приниматься после сравнения технико-экономических показателей различных вариантов. Создаются схемы с указанием дорожных знаков, эффективными моделями движения городского транспорта на участке трассы. Заказчик получает все необходимые рекомендации с учетом требований права к системе организации уличных автомобильных потоков. При выполнении этой работы учитывают финансовые затраты на строительство, реконструкцию, ремонтные работы и их содержание, а также ущерб нанесенный экологии окружающей среды.
Требования к проведению работ по асфальтированию
Асфальтирование – сложный, многоступенчатый, технологический процесс, требующий точного соблюдения всех этапов, условий, технических требований и норм. Нарушение даже одного этапа приведет к непригодности покрытия в ближайшее время. Прочность дорожного полотна также пострадает, если укладка асфальта будет происходить в дождь или морозную погоду.
Огромную роль играет качество битумной составляющей, являющейся основным компонентом асфальтной смеси. К сожалению, сегодня не является редкостью недобросовестность современных производителей битумных мастик, ненадлежащее качество которых провоцирует развитие разного рода неблагоприятных процессов, разрушающих дорожное покрытие в очень короткие сроки.
Очень важно выбирать проверенного производителя битумно-полимерных материалов и оборудования для дорожного строительства, такого как. В ассортименте предприятия только высококачественные материалы с соответствующими ГОСТу показателями физико-механических свойств, а также удобная и функциональная дорожная техника для осуществления строительных и ремонтных дорог – ручные заливщики швов собственного производства, швонарезчики, гудронаторы и другое оборудование
Проектирование дорог
Проектирование автомобильных дорог – одно из направлений деятельности нашей проектной группы, требующее особого внимания, так как не секрет, что дороги в России являются одной из трех бед. Правильно спроектированная дорога позволяет поддерживать пропускную способность автотранспорта, несмотря на часы «пик» или метеоусловия.
Мы прилагаем все усилия для достижения максимальной надежности и качества проектируемых нами дорог, улиц, развязок и т.п.
Особенности проектирования дорог
Для достижения требуемых качественных характеристик автодороги необходимо учесть множество исходных параметров, например, таких, как:
- Геодезические и геологические особенности ландшафта;
- Климатические особенности местности;
- Данные об имеющихся и планируемых наружных инженерных сетях и коммуникациях;
- Информацию об интенсивности движения автотранспорта;
- Иные данные, влияющие на качество автодороги и её содержание в надлежащем состоянии.
В процессе проектирования наша проектная группа отдает предпочтение не только самым экономичным решениям, но и таким, которые обеспечивают наименьшее влияние на окружающую среду при наиболее гармоничном вписывании в ландшафт.
Начальные этапы проектирования
Для проведения проектировочных работ от заказчика потребуется предоставление некоторых исходных данных, оформленных в виде Технического задания и включающих в себя требования по необходимому нормативному сроку эксплуатации, надежности, интенсивности движения, категории, а так же различные планы местности с указанием климатических особенностей и т.п. Если таких данных на руках нет, то наша проектная группа поможет их собрать и оформить в виде единого пакета Предпроектной документации.
Составление Проектной и Рабочей документации, прохождение согласований и госэкспертизы
На основе полученных от заказчика данных, мы разрабатываем пакет Проектной документации с учетом перечня различных нормативных документов, основные из которых это:
- СП 34.13330.2012 «Автомобильные дороги»;
- СП 42.13330.2011 «Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений»;
- СН 467-74 «Нормы отвода земель для автомобильных дорог»;
- СП 131.13330.2012 «Строительная климатология»;
- ГОСТ Р 51256-2011 «Технические средства организации дорожного движения»;
- СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03 «Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов»;
- Иные документы СНиП, ГОСТ, СанПиН и ФЗ в части проектирования и строительства автодорог.
Нашей проектной группой будут созданы все необходимые для согласования разделы Проектной документации, в том числе, будет представлен проект полосы отвода, приведены обоснования применения технологических и конструктивных решений, указан комплекс мер по охране окружающей среды и рассчитана примерная смета на строительство.
Пройти этап согласования и государственной экспертизы проекта автодороги Вы можете как сами, так и поручить это нам. Во втором случае сроки уменьшатся, т.к. наши специалисты имеют существенный опыт в данной сфере и навыки общения с государственными чиновниками.
Получив все необходимые разрешения, наша проектная группа проработает согласованный эскизный проект и внесет дополнения, в объеме, необходимом для составления Рабочей документации. Будет детально рассчитана смета с указанием точных сроков и стоимостью, представлены инструкции по технологии строительства, даны рекомендации по подбору подрядчиков и т.п.
Строительство автомобильной дороги
Мы можем предложить Вам услуги Генерального подрядчика, в рамках которой будем осуществлять авторский и технический надзор и сопровождение проекта на этапе строительства. Это обезопасит Вас от срывов сроков, недобросовестности исполнителей работ, некачественно выполненных работ, так как строительство будет контролироваться опытными людьми, участвовавшими в процессе разработки проекта и знающими тонкости технологического процесса.
Если у Вас остались какие-либо вопросы, с радостью обсудим их по телефону +7 (812) 309-58-27, либо в нашем офисе. Будем рады взаимовыгодному сотрудничеству в сфере комплексного проектирования автомобильных дорог!
Подальше от воды
Влага – естественный враг любой автотрассы. Она разрушает основание дорожной конструкции и, замерзая в микротрещинах, разрывает покрытие. Поэтому при проектировании обязательно учитывают уровень грунтовых вод. Конечно, можно построить надежную магистраль и в болоте, но там нужны особые технологии и соответствующие материалы.
Хотя и в обычных природно-климатических условиях есть ограничения: при повышенной влажности не рекомендуется использовать в строительстве дорог такие материалы, как пылеватый песок, мелкая супесь, пылеватый суглинок. Эти виды грунта можно применять только в сухих местах, поскольку в увлажненном состоянии они значительно снижают несущую способность дорожного полотна и провоцируют его деформацию.
