Проектирование переходно-скоростных полос на главной дороге для правоповоротных и левоповоротных съездов в одном уровне

1. Переходно-скоростные полосы следует предусматривать на пересечениях и примыканиях в одном уровне в местах съездов на дорогах I-III категорий, в том числе к зданиям и сооружениям, располагаемым в придорожной зоне: на дорогах I категории при интенсивности 50 прив. ед/сут и более съезжающих или въезжающих на дорогу (соответственно для полосы торможения или разгона); на дорогах II и III категорий - при интенсивности 200 прив. ед/сут и более.

На транспортных развязках в разных уровнях переходно-скоростные полосы для съездов, примыкающих к дорогам I-III категорий, являются обязательном элементом независимо от интенсивности движения.

2. Длину переходно-скоростных полос следует принимать по таблице 5.

 

Таблица 5 – Длина переходно-скоростных полос

Категории дорог	Предельный угол, %, на	Длина полос полной ширины, м, для	Длина отгона полос разгона и торможения, lo м
	спуске	подъеме	разгона, Sр	торможения, Sт
I-б и II	- -	- -
III	- -	- -
IV	- -	- -

Примечание. При сопряжении переходно-скоростных полос со съездами, имеющими самостоятельные проезжие части для поворачивающих автомобилей, длину переходно-скоростных полос полной ширины допускается уменьшать в соответствии с расчетными скоростями на съездах, но не менее чем до 50 м для дорог I-б и II категорий и до 30 м для дорог III категории.

Отгон полос торможения следует начинать с уступа величиной 0,5 м. При выходе со съезда должна быть обеспечена видимость конца переходно-скоростной полосы.

3. Планировка островков на дорогах с двумя полосами движения показана на рисунке 6. Направляющий островок (рисунок 4, а) с зоной торможения и ожидания отделяет поворачивающие автомобили от транзитного движения. Направляющий островок 2 (рисунок 4, б) разделяет встречные потоки движения и защищает автомобили, выполняющие левый поворот с главной дороги.

Рисунок 4 ‑ Расположение островков на главной дороге:

а — левоповоротный островок; б — направляющий островок

Интенсивность отгона ширины островка не должна превышать 1:30. Более оптимальные условия движения достигаются при интенсивности отгона 1:50 и более. Островки рекомендуется окаймлять скошенным бортом, возвышающимся на 5 см с наклоном 1:3.

4. Длина участка S_тр (рисунок 4), предназначенная для накопления поворачивающихся автомобилей, определяется по таблице 6.

 

Таблица 6 ‑ Выбор длины участка торможения в зависимости от доли левоповоротного движения с главной дороги

Интенсивность движения по главной дороге, авт./сут	Длина участка Lн, в зависимости от доли левоповоротного движения с главной дороги, %

 

 

Расчет дорожной одежды на прочность

Все данные для расчета берутся из ОДН 218.046-01 «Проектирование нежестких дорожных одежд» и указаний к лабораторным работам за 5 семестр по курсу «Автомобильные дороги»

 

Пример расчета.

Требуется запроектировать дорожную одежду при следующих исходных данных:

- дорога располагается во II дорожно-климатической зоне, в Московской области;

- категория автомобильной дороги - I;

- заданный срок службы дорожной одежды - Т_сл = 20 лет;

- заданная надежность К_н = 0,95;

- приведенная к нагрузке типа А (Приложение 1 таблица П.1.1) [2] интенсивность движения на конец срока службы N_p = 3200 авт/сут;

- приращение интенсивности q = 1,04;

- грунт рабочего слоя земляного полотна - супесь пылеватая с расчетной влажностью 0,7 W_Т, относится к сильнопучинистым грунтам.

- материал для основания - щебеночно-гравийно-песчаная смесь, обработанная цементом марки 20;

- высота насыпи составляет 1,5 м, толщина дорожной одежды ‑ 0,60 м;

- схема увлажнения рабочего слоя земляного полотна - III,

- глубина залегания грунтовых вод - 1,1 м.

 

Расчет на прочность.

1. Вычисляем суммарное расчетное количество приложений расчетной нагрузки за срок службы по формуле (3.6):

, где К_с = 29,8 (Приложение 6 таблица П.6.3) [2].

Т_рдг = 125 дней (таблица П.6.1), К_n = 1,49 (таблица 3.3) [2]

авт.

2. Предварительно назначаем конструкцию и расчетные значения расчетных параметров:

- для расчета по допускаемому упругому прогибу (Приложение 2 таблица П.2.5, Приложение 3 таблица П.3.2 и Приложение 3 таблица П.3.9) [2];

- для расчета по условию сдвигоустойчивости (Приложение 2 таблица П.2.4, Приложение 3 таблица П.3.2 и Приложение 3 таблица П.3.6) [2];

- для расчета на сопротивление монолитных слоев усталостному разрушению от растяжения при изгибе (Приложение 3 таблица П.3.1 и Приложение 3 таблица П.3.6) [2].

 

№	Материал слоя	h слоя, см	Расчет по упругому прогибу, Е, МПа	Расчет по усл. сдвигоуст., Е, Па	Расчет на растяжение при изгибе
Е, МПа	Ro, МПа	a	m
1.	Асфальтобетон плотный на БНД марки 60/90					9,80	5,2	5,5
2.	Асфальтобетон пористый на БНД марки 60/90					8,0	5,9	4,3
3.	Асфальтобетон высокопористый на БНД марки 60/90					5,65	6,3	4,0
4.	Укрепленная щебеночно-гравийно-песчаная смесь					-	-	-
5.	Супесь пылеватая Wo = 0,7 WТ	-				-	-	-

 

3. Расчет по допускаемому упругому прогибу ведем послойно, начиная с подстилающего грунта по номограмме рисунок 3.1[2]:

1)

по Приложению 1 таблица П.1.1 р = 0,6 МПа, D = 37 см

МПа

2) МПа

3) МПа

4) Е_общ = 0,165·3200 = 528 МПа

5) Требуемый модуль упругости определяем по формуле (3.9) [2]:

Е_тр = 98,65[lg(SN_p) - 3,55] = 98,65[lg 7179494 - 3,55] = 326 МПа

6) Определяем коэффициент прочности по упругому прогибу:

Требуемый минимальный коэффициент прочности для расчета по допускаемому упругому прогибу - 1,30 (таблица 3.1) [2].

Следовательно, выбранная конструкция удовлетворяет условию прочности по допускаемому упругому прогибу.

4. Рассчитываем конструкцию по условию сдвигоустройчивости в грунте.

Действующие в грунте активные напряжения сдвига вычисляем по формуле (3.13) [2]:

Для определения предварительно назначенную дорожную конструкцию приводим к двухслойной расчетной модели.

В качестве нижнего слоя модели принимаем грунт (супесь пылеватая) со следующими характеристиками: (при W_p = 0,7 W_Т и S N_p = 7 179.494 авт.) Е_н = 46 МПа (таблица П.2.4) [2], j = 12° и с = 0,004 МПа (таблица П.2.4) [2].

Модуль упругости верхнего слоя модели вычисляем по формуле (3.12) [2], где значения модулей упругости материалов, содержащих органическое вяжущее, назначаем по таблице П.3.2 при расчетной температуре +20 °С (таблица 3.5) [2].

МПа.

По отношениям и и при j = 12° с помощью номограммы (рисунок 3.3) [2] находим удельное активное напряжение сдвига от единичной нагрузки: = 0,015 МПа.

Таким образом: Т = 0,015×0,6 = 0,009 МПа.

Предельное активное напряжение сдвига Т_пр в грунте рабочего слоя определяем по формуле (3.14), где С_N = 0,004 МПа, К_д = 1,0.

Z_оп = 4 + 8 + 22 + 26 = 60 см.

j_ст = 35° (Приложение 2 таблица 2.4) [2]

y_cp = 0,002 кг/см²

Т_пр = 0,004 + 0,1×0,002×60×tg 35° = 0,0123,

где 0,1 - коэффициент для перевода в МПа.

, что больше (таблица 3.1) [2].

Следовательно, конструкция удовлетворяет условию прочности по сдвигу.

5. Рассчитываем конструкцию на сопротивление монолитных слоев усталостному разрушению от растяжения при изгибе.

Расчет выполняем в следующем порядке:

а) Приводим конструкцию к двухслойной модели, где нижний слой модели - часть конструкции, расположенная ниже пакета асфальтобетонных слоев, т.е. щебеночное основание и грунт рабочего слоя. Модуль упругости нижнего слоя определяем по номограмме рис. 3.1[2].

МПа

К верхнему слою относят все асфальтобетонные слои.

Модуль упругости верхнего слоя (h_в = 34 см) устанавливаем по формуле (3.12) [2]

МПа

б) По отношениям и по номограмме рисунка 3.4 определяем .

Расчетное растягивающее напряжение вычисляем по формуле (3.16) [2]:

МПа.

в) Вычисляем предельное растягивающее напряжение по формуле (3.17) [2]:

при R_o = 5,65 МПа для нижнего слоя асфальтобетонного пакета (таблица П.3.1)

v_R = 0,10 (таблица П.4.1) [2]

t = 1,71 (таблица П.4.2) [2]

- (формула 3.18) [2]

m = 4; a = 6,3 (таблица П.3.1); S N_p = 7 179 494 авт.;

k ₂ = 0,85 (таблица 3.6) [2]

R_N = 5,65×0,122×0,85(1 - 0,1×1,71) = 0,49 МПа

г) , что больше, чем (таблица 3.1) [2].

Следовательно, выбранная конструкция удовлетворяет всем критериям прочности.