Проектирование автомагистралей


МОСКОВСКИЙ АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ ИНСТИТУТ

Отделение усовершенствования руководящих и инженерно-технических работников

Проф. В.Ф. Бабков

ПРОЕКТИРОВАНИЕ АВТОМАГИСТРАЛЕЙ

ИЗДАТЕЛЬСТВО

«ВЫСШАЯ ШКОЛА»

Москва - 1966

Рекомендовано

Методическим советом дорожно-строительного факультета в качестве учебного пособия

 

СОДЕРЖАНИЕ

Содержание. 1

Введение. 1

§ 1. Роль автомагистралей в транспортной системе народного хозяйства. 2

§ 2. Технические условия на проектирование автомагистралей. 5

§ 3. Земляное полотно автомагистралей и отвод воды.. 14

§ 4. Пересечения автомагистралей и примыкания к ним автомобильных дорог. 17

§ 5. Проложение автомагистралей в районе населенных пунктов. Городские автомагистрали. 28

§ 6. Оборудование автомагистралей. Автомагистрали как элемент единого автотранспортного предприятия. 31

ВВЕДЕНИЕ

Обоснование методов проектирования автомагистралей превращается в последние годы в самостоятельный раздел теории проектирования дорог. Чтобы обеспечить безопасность движения с большими скоростями, как к вождению автомобилей, так и к элементам плана и профиля дорог, предъявляют высокие требования.

Стоимость строительства автомагистралей для скоростного движения - дорог наиболее совершенного типа - весьма велика. Их строят лишь в тех случаях, когда это обосновывается высокой интенсивностью движения или значимостью маршрута для осуществления культурных связей, обороны страны и т.д.

На многих дорогах СССР интенсивность движения быстро увеличивается и приближается к величинам, типичным для автомагистралей. Ряд дорог и подъездов к городам был построен в последние годы по типу автомагистралей, но в результате недоучета принципов проектирования автомагистралей и отсутствия достаточного опыта были допущены отдельные ошибки. Поэтому работникам проектных организаций необходимо изучать методы проектирования автомагистралей и применять их как при строительстве новых автомагистралей и дорог с учетом стадийности, так и при реконструкции дорог II - III категорий. Разумное соблюдение принципов стадийности обеспечит возможность последующего перевода дорог в категорию автомагистралей с использованием трассы, например путем постройки параллельной проезжей части.

В данном пособии освещаются только специфические особенности проектирования автомагистралей.

§ 1. Роль автомагистралей в транспортной системе народного хозяйства

Автомагистралями называются дороги, предназначенные для дальних пассажирских и грузовых автомобильных перевозок с высокими скоростями, без взаимных помех встречных автомобилей и помех со стороны местного транспорта*.

* Необходимо подчеркнуть неправильность широко распространенного названия «автострада», которое обычно применяют в газетах при упоминании о дорогах большого протяжения или с покрытиями усовершенствованных типов. Этот термин, механически заимствованный из итальянского языка, означает в переводе «автомобильная дорога», т.е. совершенно не отражает вкладываемого в него смысла весьма совершенной современной дороги. Он проник в ряд языков в конце двадцатых годов, когда в литературе появились описания строившихся с 1923 по 1925 г. в Италии дорог, ведущих из Милана в курортные районы на озерах Лаго и Маджиоре.

На эти дороги, предназначенные исключительно для движения автомобилей, не допускались конные повозки. Однако по техническим параметрам первые итальянские «автострады» примерно соответствовали современным дорогам III - IV технических категорий, т.е. были весьма далеки от совершенства.

Обязательным требованием к современным автомагистралям является разделение встречных потоков автомобилей, отсутствие пересечений в одном уровне и сведение к минимуму влияния на режим движения основного потока отдельных автомобилей, въезжающих на дорогу или сворачивающих с нее в сторону. По автомагистралям запрещено движение тихоходных тракторов, велосипедистов и конных повозок.

Автомагистрали, как правило, строят с двумя проезжими частями, отделенными друг от друга разделительной полосой. Каждая проезжая часть обеспечивает возможность обгона и поэтому рассчитывается на движение не менее двух рядов автомобилей.

Разделение единой проезжей части на две самостоятельные дает проектировщику возможность легче приспосабливать дорогу к рельефу местности, применяя так называемое ступенчатое расположение проезжих частей на косогорах.

На автомагистралях отсутствуют пересечения потоков движения в одном уровне, светофоры и знаки, требующие остановки автомобилей или ограничивающие скорости их движения. Въезд на автомагистрали с других дорог возможен только на специальных примыканиях, оборудованных дополнительными путями для разгона или замедления, которые позволяют въезжающим автомобилям развить скорость, соответствующую скорости движения по автомагистрали, и беспрепятственно влиться в поток автомобилей.

В связи с необходимостью исключить движение местного транспорта автомагистрали прокладывают в обход населенных пунктов и въезды на них делают только на пересечениях с дорогами с большой интенсивностью движения. Местные дороги пересекают автомагистрали в другом уровне без устройства съездов.

Так как автомагистрали предназначены для перевозок на большие расстояния, вдоль пути располагаются бензозаправочные станции, пункты технической и медицинской помощи, гостиницы, столовые.

Как правило, для автомагистралей типично значительное протяжение. Однако к автомагистралям относят и более короткие участки, на которых соблюдаются указанные выше требования. Поэтому, например, Московская кольцевая автомобильная дорога длиной лишь 109 км должна быть отнесена к категории автомагистралей (рис. 1).

Рис. 1. Общий вид современной автомагистрали. Участок Московской кольцевой дороги.

Не во всех случаях перечисленные выше требования к наиболее совершенным автомагистралям выдерживаются при проектировании в строительстве в полной мере. Иногда возникает необходимость постройки автомобильных дорог, лишь частично удовлетворяющих указанным требованиям к автомагистралям.

Примером являются пригородные участки дорог с весьма интенсивным движением, на которых встречные потоки транспортных средств отделяют друг от друга разделительной полосой, но допускают при этом пересечения в одном уровне с регулированием движения светофорами. Скорости движения на таких дорогах в связи со смешанным составом движения и частыми пересечениями невелики и соответствуют допускаемым правилам движения в населенных пунктах.

Поперечный профиль таких дорог обычно включает специальные полосы для мопедов и велосипедов, трамвайные пути, полосы для местного движения, иногда тротуары. Такие дороги за границей иногда называют «частично-скоростными».

Современные скоростные автомагистрали являются весьма дорогостоящими сооружениями, особенно при проложении их в условиях сложного рельефа и в густонаселенных районах. Это объясняется большими объемами строительных работ, капитальными типами дорожных одежд, большим числом пересечений в разных уровнях, значительной шириной земляного полотна, малыми продольными уклонами и большими радиусами кривых в плане и продольном профиле.

Объем земляных работ на автомагистралях, построенных в последние годы за рубежом, составлял от 100 до 250 тыс. м3 на 1 км. При этом во многих случаях грунт подвозили из специальных грунтовых карьеров, отстоящих на больших расстояниях.

Стоимость постройки автомагистралей в зависимости от условий рельефа колеблется в разных странах от 300 до 900 тыс. руб.

Наиболее крупными из построенных за последние годы или находящихся в строительстве автомагистралей являются:

СССР - Московская кольцевая дорога (109 км)

Австрия - Вена - Зальцбург

Англия - Лондон - Бирмингэм (115 км)

Италия - Милан - Неаполь («Дорога Солнца» - 738 км)

Франция - Париж - Марсель и Эстерель - Лазурный берег (50 км)

Швейцария - Женева - Лозанна

Югославия - Загреб - Любляна (129 км)

Япония - Нагоя - Кобе

Португалия - Лиссабон - Вилла Франка (23 км)

Нидерланды - Цевенаар - Граница ФРГ (140 км)

Мексика - Мехико - Пуэбло (111 км)

Бельгия - Антверпен - Льеж (160 км)

Строительство автомагистралей оправдывается лишь при высокой интенсивности движения, когда суммарная экономия транспортных организаций от сокращения продолжительности перевозок, увеличения междуремонтного пробега и уменьшение потерь от дорожно-транспортных происшествий окупают в сравнительно короткие сроки строительные затраты. Поэтому автомобильные магистрали строят только на направлениях значительных грузопотоков, по которым интенсивность движения достигает тысяч автомобилей в сутки. В технических условиях разных стран нормированы различные предельные интенсивности движения, при достижении которых считается необходимым переходить на устройство дорог с разделительной полосой и самостоятельными проезжими частями для движения в противоположных направлениях. Эти интенсивности колеблются от 6000 до 9000 автомобилей в сутки.

В связи с высокой стоимостью строительства протяжение автомагистралей невелико даже в странах с развитой густой сетью автомобильных дорог с твердыми покрытиями.

Так, например, по состоянию на 1 января 1963 г. протяжение автомобильных дорог, которые могут быть отнесены к категории автомагистралей, составляло в разных странах:

Страны

Протяжение в 1963 г.

Предполагаемое в 1970 г.

Австрия

160

-

Англия

200

1200

Бельгия

200

1000

Греция

216

-

Дания

100

300

Италия

1100

5000

Нидерланды

800

-

США

28000

67000

Франция

225

1828 (к 1975 г.)

ФРГ

2700

5000

Швейцария

25

1803 (к 1980 г.)

Швеция

160

2000 (к 1975 г.)

В большинстве стран (Англия, Венгрия, Австрия, Португалия) в настоящее время строятся лишь первые дороги типа автомагистралей.

Могут возникнуть сомнения - необходимо ли специальное изучение особенностей проектирования автомагистралей, если так ограничены объемы работ по их строительству.

Подобные сомнения неосновательны. У строительства автомагистралей большое будущее. Развитие автомобильного транспорта увеличивает с каждым годом объем дальних грузовых автомобильных перевозок, которые имеют перед железнодорожными явное преимущество: отсутствие задержек, связанных с переформированием составов на узловых станциях, и дополнительных погрузочно-разгрузочных работ.

Используя автомагистрали, можно доставлять грузы с места их производства непосредственно в места потребления быстрее, чем по железным дорогам.

В странах с густой сетью автомагистралей, например в ФРГ, большегрузные автомобили и автопоезда пересекают страну из конца в конец менее чем за сутки, составляя серьезную конкуренцию железным дорогам. В Англии и США некоторые железные дороги были закрыты из-за переключения грузов на автомобильный транспорт. Этот опыт свидетельствует о целесообразности создания магистральных дорог на отдельных грузовых направлениях и в наших условиях.

§ 2. Технические условия на проектирование автомагистралей

Автомагистрали предназначены для движения с высокими скоростями. Эти скорости должны учитываться при обосновании норм и технических условий на проектирование.

Современные отечественные и зарубежные легковые автомобили развивают в благоприятных дорожных условиях (прямые участки с малыми уклонами и ровным сухим шероховатым покрытием) высокие скорости. Скорости автомобилей «Чайка» и ЗИЛ-111 могут достигать 160 - 170 км/ч.

Однако практически даже автомагистрали для перевозок преимущественно пассажирских проектируют на меньшие скорости.

Это объясняется рядом причин:

а) невозможностью движения потоков автомобилей со скоростью, которую могут развить наиболее быстрые из них. Чем значительнее интенсивность движения, тем сильнее начинают проявляться при движении взаимные помехи автомобилей, вызывающие снижение скорости. Поэтому высокая расчетная скорость не может быть практически реализована на автомагистралях даже в условиях организованного колонного движения;

б) значительным возрастанием стоимости строительства при повышении расчетной скорости. Это связано с необходимостью проектировать дорогу с малыми продольными уклонами и весьма большими радиусами вертикальных и горизонтальных кривых;

в) резким увеличением аварийности и числа дорожно-транспортных происшествий при возрастании скоростей движения. Отчасти это связано с непрерывным увеличением численности парка автомобилей во всех странах мира. В ряды водителей вливаются новые лица, не имеющие достаточного опыта, которые не могут уверенно управлять автомобилями при высоких скоростях;

г) большие скорости движения предъявляют высокие требования к ровности покрытий как при строительстве, так и при последующих ремонтных работах.

Поэтому расчетные скорости, на которые ведется проектирование автомагистралей в разных странах, колеблются от 120 до 160 км/ч и не претерпели за последние 25 лет, в течение которых строят автомагистрали, сколько-нибудь существенного изменения.