43. Проектирование дорог. Основные правила и требования.

Природные условия, влияющие на работу дороги. Роль рельефа местности. Использование результатов метеорологических наблюдений при проектировании а/д. Установление расчетных значений природных факторов, исходя из принципа расчетной частоты повторяемости.

Работа а/д зависит от воздействия на нее многочисленных природных геофизических факторов, из которых наиболее сильное влияние оказывает климат и гидрологические условия, а также рельеф и почвенно-геологическое строение местности.

Влияние на дорогу отдельных природных факторов часто трудно выделить, т.к. помимо своего непосредственного воздействия на условия строительства или эксплуатации дороги, каждый из них находится во взаимосвязи с другими, ослабляя или усиливая их действие. Поэтому при общей оценке природных условий района проложения трассы дороги их необходимо рассматривать в комплексе применительно к отдельным природно-географическим зонам, характеризующимся определенными сочетаниями природных факторов. Следует учитывать перспективы изменения природных условий под влиянием производственной деятельности человека. Так, например, искусственное орошение часто поднимает уровень грунтовых вод и создает более мягкий микроклимат, вырубка лесов ведет к осушению местности.

Рельеф местности обусловливает применяемые при выборе трассы продольные уклоны, необходимость развития линии по склонам, обхода заболоченных и затапливаемых мест. От рельефа местности зависит количество воды, притекающим к малым мостам и трубам. Водные и температурные режимы з.п. в горной или сильно пресеченной местностях зависят от экспозиции склонов, по которым проложена дорога. Во время строительства дороги особенности рельефа приходится учитывать при выборе способов производства земляных работ и при назначении путей перемещения нагруженных транспортных средств.

Условия рельефа отражаются в процессе эксплуатации дороги на стоимости автомобильных перевозок. Крутые подъемы могут вызывать необходимость снижения нагрузок на транспортные средства и повышенный расход топлива. Движение по участкам дорог с большими уклонами опасно при скользком покрытии, особенно при гололедице.

Особенности рельефа неразрывно связаны с геологическим строением поверхностных слоев земной коры и должны рассматриваться в динамике их развития. Наименее устойчивые формы рельефа – песчаные холмы, сланцевые обнажения, крутые грунтовые склоны, на которых уничтожен растительный покров,- настолько подвержены процессам эрозии, что они подлежат учету при проектировании дорог. Основные элементы рельефа можно классифицировать следующим образом:

Равнины – участки суши со слабо расчлененным рельефом, отличающиеся сравнительно малыми колебаниями относительных высот отдельных точек. При общей ровности поверхности в отдельных местах возможны местные повышения или понижения (холмы, котловины, овраги и балки);

Холмы – возвышенности, не превышающие 200 м над уровнем их подошвы, плавно переходящие в равнину;

Горы – более высокие возвышенности, обладающие резко очерченной подошвой. Переходя одна в другую, горные возвышенности вытянутой формой образуют горные хребты.

Нормативная литература по проектированию дорог рассматривает элементы рельефа с точки зрения трудности проложения трассы и частоты применения предельных продольных уклонов и кривых малых радиусов. К трудной категории относят пересеченную местность, прорезанную часто чередующимися глубокими долинами с разницей отметок долин и водоразделов более 50 м и расстоянии не более 0,5 км, с боковыми глубокими балками и оврагами, в отдельных случаях с неустойчивыми склонами. Трудными участками горной местности считают участки перевалов через горные хребты и горные ущелья со сложными, сильно изрезанными или недостаточно устойчивыми склонами.

Применительно к проектированию дорог могут быть выделены пять категорий рельефа:

1. Равнинный рельеф - равнины с широкими водоразделами, пологими склонами речной долины.

2. Слабохолмистый рельеф - наличие отдельных невысоких холмов ( высотой до 200 метров ) которые плавно переходят в равнины, пологие водоразделы, редкие овраги.

3. Сильнопересеченный рельеф – сильно холмистая местность с узкими водоразделами с большим количеством оврагов и балок К трудным участкам пересеченной местности относят прорезанный рельеф.

4. Гористый рельеф - склоны гор и предгорий с сильно расчлененным рельефом, узкими ущельями и долинами горных рек и большой крутизной склонов.

5. Горный рельеф - чередующиеся хребты, извилистые горные ущелья с крутыми обрывистыми сильно изрезанными горными склонами. К трудным участкам горной местности относятся участки перевалов через горные хребты, а также участки горных ущелий с неустойчивыми склонами.

Геологические условия характеризуют степень устойчивости горных пород в районе проложения трассы. При неустойчивых поверхностных напластованиях (оползни, осыпи и карстовые полости) в проектах приходится переносить трассу на другие, более устойчивые участки, а при невозможности этого – предусматривать специальные мероприятия по обеспечению устойчивости з.п. и дорожных сооружений. Геологические данные позволяют выявить наличие местных ДСМ (камня, песка, гравия), которым следует отдавать предпочтения перед привозными материалами для использования в д.о.

При выборе направления трассы приходится учитывать грунтовые условия, от которых зависит конструкция з.п. и требования к отводу воды от дороги. Участки неблагоприятных грунтов – сыпучих, развеваемых ветром грунтов, засоленных и заболоченных – стремятся обходить.

Климатические условия оказывают особенно большое влияние на условия эксплуатации дорог.

К ним относят - колебания температуры(максимум, минимум), количество осадков и испарение, направление и скорость ветра, мощность снежного покрова, глубину промерзания, влажность.

Климатические условия ограничивают продолжительностью строительного сезона. Скорость и направление ветров учитывают при проложении дороги в плане, при размещении произв.предприятий, при проектировании снегозащитных мероприятий и устройств.

Гидрологические и гидрогеологические условия характеризуются количеством выпадающих осадков, условиями стока и испарения воды, толщиной снегового покрова и интенсивностью весеннего таяния, глубиной залегания грунтовых вод и особенностями их режима, режимом рек и ручьев. Все эти условия подлежат учету пр и проектировании водоотвода и при выборе конструкции з.п.

При оценке влияния природных факторов на условия строительства и последующей работы автомобильной дороги следует учитывать обратную взаимосвязь – изменение природных условий в результате постройки дороги. Так, например, вырубка растительности на полосе отвода и расчистка придорожной полосы способствует ее осушению, более глубокому промерзанию грунта зимой и более быстрому оттаиванию весной. Пересечения болота насыпью, сжимающей торф, может прервать просачивание грунтовых вод и изменить процесс заболачивания.

Закономерности изменения природных условий на территории РФ. Ландшафтно-географические зоны РФ. Принципы дорожно-климатического районирования. Дорожно-климатическое районирование РФ. Учет природно-климатических факторов в нормах на проектирование дорог.

Разнообразие климатических, почвенно-грунтовых и гидрологических условий на обширной территории РФ не позволяет проектировать земляное по­лотно и дорожную одежду во всех геометрических зонах РФ по еди­ным правилам. Построенная автомобильная дорога, подвергаясь воздействию кли­матических факторов, участвует во всех естественно-исторических про­цессах, протекающих в поверхностных слоях земной коры. Предусматриваемые при проектировании дорог возвышение низа дорожной одежды над источниками увлажнения и очистка дороги от снега в процессе эксплуатации, увеличивающая глубину промерзания земляного полотна несколько меняют водно-тепловой режим земляно­го полотна по сравнению с прилегающей местностью. Поэтому границы дорожно-климатических зон не совпадают точно с границами естествен­но-исторического районирования. Однако сопоставление карты дорожного районирования со схемой распространения почвенных типов и с картой ландшафтных зон на территории РФ показывает, что зоны дорожного районирования достаточно хорошо соответствуют гра­ницам почвенных и ландшафтно-географических зон. По дорожно-климатическим условиям территория РФ разделена на пять зон:

I — зона распространения многолетнемерзлых грунтов (вечной мерзлоты) — включает в себя зоны тундры, лесотундры северо-восточную часть лесной зоны, охватывая районы распрост­ранения вечномерзлых грунтов, характеризующиеся переувлажне­нием верхних слоев грунта. Просачиванию воды вглубь препятствует расположенный вблизи от поверхности грунта мерзлый грунт. Испарениё незначительно в связи с кратковременностью теплого периода года.

II — зона избыточного увлажнения- характеризуется избыточным увлажнением грунта вследст­вие значительного количества выпадающих осадков, малой испаряемо­сти и высокого расположения УГВ, Частично встречается верховодка. Зона характеризуется таежными и смешанными лесами и почвами подзолистого типа.

III — зона значительного увлажнения в отдельные годы, зона располагается в пределах оподзоленных почв лесостепи и выщелоченных черноземов, грунтовые воды за­легают глубоко. Зона характеризуется избыточным увлажнением вес­ной и осенью Среднегодовой коэффициент увлажнения для разных районов зоны находится в пределах 1—0,6. Условия увлажнения непо­стоянны. В отдельные годы приток влаги может превышать расход, в другие — может происходить обратное явление.

IV — зона недостаточного увлажнения — охватывает обширные территории, покрытые черноземами, а в южной части каштановыми поч­вами. Зона характеризуется умеренной влажностью верхних слоев грунта вследствие значительной испаряемо­сти и небольшого количества осадков. Коэффициент увлажнения составляет 0,6—0,3. Грунтовые воды расположены на большой глубине.

V — засушливая зона-Зона характеризуется незначительным увлажнением грунтов вслед­ствие сильной испаряемости. Коэффициент увлажнения не превышает 0,3—0,12, однако в весенний период на участках искусственного оро­шения и на участках с высоким уровнем грунтовых вод и засоленными грунтами земляное полотно может переувлажняться. Границы V до­рожно-климатической зоны примерно совпадают с ландшафтной зоной сухих степей и полупустынь, которые характеризуются распростране­нием бурых и каштановых почв с включением части солонцов и солон­чаков.