PRVKY PLÁNU SILNICE – Průzkum a projektování průmyslových dopravních komunikací

Není možné stavět silnice v nejkratším směru (v přímce spojující dané body). Tomu brání prvky reliéfu zemského povrchu (hory, rokle), vodní bariéry (bažiny, jezera, řeky), přírodní rezervace a další překážky. Nevhodné je také pokládat silnice na vysoce úrodné půdy cenné pro zemědělství. Zároveň je potřeba budovat silnici přes dané mezilehlé body a místa přilehlých měst, úseky vhodné pro překračování řek, železnic a dálnic. Na obr. 7.1 je vidět, že potřeba překonat řeku po rovném úseku s pohodlným přístupem k mostu po mírných svazích, snaha obejít obydlenou oblast a překročit stávající zpevněnou vozovku v pravém úhlu si při pokládce silnice vynutila odchylku od rovného nejkratšího směru.

Obr. 7.1. Vytyčení trasy silnice v plánu Prodloužení silnice způsobené zavedením úhlů otáčení je charakterizováno koeficient rozvoje, nebo koeficient prodloužení trasy koeficient prodloužení trasy je poměr skutečné délky silnice k délce přímky spojující její počáteční a koncový bod („vzdušná čára“). Poloha geometrické osy silnice na zemi se nazývá její trasa. Protože trasa mění svůj směr v půdorysu i podélný profil při objíždění překážek, stoupání do kopců a klesání do prohlubní, je. prostorová čára (Obr. 7.2). Obr. 7.2. Osa silnice jako prostorová křivka: а — axonometrický pohled na povrch vozovky; б — plán silnice; в — podélný profil Grafické znázornění průmětu trasy na vodorovnou rovinu, vytvořené ve zmenšeném měřítku, se nazývá plán trasy. Při plánování umístění silnice v terénu se zpočátku trasa trasy trasuje jako přerušovaná čára. Až do 30. let XNUMX. století byla jedinou formou trasy přerušovaná čára, do jejíchž rohů se pro pohodlí a bezpečnost provozu vepisovaly oblouky kružnice. Taková trasa s prudce se měnícími prvky (kruhové křivky a přímky) a značnou délkou těchto prvků v kopcovitém terénu se nehodí k hladkým tvarům, působí „tuze“, což vede ke zvýšení objemu prací na výstavbě vozovky. Proto se trasy moderních dálnic, zejména vysokých kategorií, navrhují s minimální délkou přímých vložek jako kombinace oblouků kružnice s radioidálními spirálami – klotoidami (klotoidní trasa) nebo jako křivky s plynule se měnícím zakřivením, aproximované kubickými polynomy (spline). V nejjednodušším případě trasování silnice přímkami a oblouky kružnice je každá změna směru trasy určena vztahem úhel natočení, který se měří mezi pokračováním směru trasy a jejím novým směrem (obr. 7.3). Úhly otáčení jsou postupně číslovány podél silnice – podél trasy. Aby byla navržená trasa přesně reprodukována na terénu, je orientována vzhledem ke světovým stranám. Za tímto účelem se vypočítají loxodromy přímých úseků trasy. Rozlišují se následující geometrické prvky zaoblení (obr. 7.3): úhel a, poloměr R, křivka NA, tečna T, osy B. Obr. 7.3. Prvky úhlu natočení: a — úhel; В — vrchol úhlu; А — počáteční bod kruhové křivky (NC); C — koncový bod kruhové křivky (EC); Б — osa; R — poloměr;

К – křivka; Т— tečna Prvky křivky jsou vzájemně propojeny jednoduchými trigonometrickými vztahy: Pro usnadnění určování délek křivek a jejich dělení na místě existují speciální tabulky [17, 18].

• 1. Co se nazývá koeficient prodloužení trasy?
• 2. Co se nazývá dálniční trasa?
• 3. Co se nazývá plán trasy silnice?
• 4. Co se nazývá úhel natočení koleje?
• 5. Jaké typy tvarů tras existují?

Je známo, že staveniště velkých vodních elektráren jsou vázána na nejbližší hlavní železniční tratě, z nichž v případě potřeby specializované organizace staví odbočky vnitrostavebních železnic. Tyto odbočky spojují hlavní železniční tratě se stavebními základnami a s místem montáže budovy vodní elektrárny. V odlehlých nezastavěných a horských oblastech taková možnost není, a pak jsou hlavními dopravními komunikacemi dálnice. I při existenci přístupových železnic může být délka vnitrostavebních komunikací spojujících staveniště s lomy, dceřinými podniky a skladovými základnami velmi velká. Během výstavby Bratské vodní elektrárny bylo postaveno více než 152 km silnic. A pro výstavbu Sajano-Šušenské vodní elektrárny má pouze přístupová cesta od železniční stanice Abakan k místu vodní elektrárny délku přes 125 km.

V závislosti na účelu se obecně rozlišují dvě skupiny silnic: veřejné silnice a silnice pro průmyslovou dopravu. První z nich se dělí na státní, federální a místní, mají pět kategorií v závislosti na intenzitě dopravy a jsou navrženy (tabulka 4.7) v souladu s požadavky SNiP 2.05.02-85 „Dálnice“.

Stavební komunikace patří do druhé skupiny, tj. do průmyslových dopravních komunikací, a jsou navrženy v souladu s požadavky SNiP 2.05.07-91 „Průmyslová doprava“, kapitola 5. Automobilová doprava.

Tyto komunikace se dělí na vnější a vnitřní, mezistavenské, lomové a obslužné. Ve vztahu ke stavebnictví mají tyto komunikace následující účely:

• Vnější komunikace – přístupové cesty spojující stavbu s veřejnými komunikacemi (železniční stanice, přístavy atd.)

• Vnitrostavenské komunikace – komunikace uvnitř jednotlivých podniků (základna, třídírna štěrku, betonárna atd.)

• Mezistavenkové komunikace – komunikace mezi jednotlivými podniky (betonárna – stavba atd.)

• Lomové cesty – cesty z lomů místních stavebních materiálů k místu jejich použití.

• Obslužné komunikace – pro obsluhu podniků a dlouhých staveb (elektrické vedení, kanály atd.)

Vnější (přístupové) komunikace a vnitřní komunikace, které jsou předmětem budoucího zařazení do sítě veřejných komunikací, se za provozu rekonstruují v souladu s požadavky sítě veřejných komunikací nebo se v souladu s nimi bezodkladně navrhují a staví.

Průřez dálnic obecně zahrnuje tyto prvky: vozovku, krajnice, bermy, příkopy a okrajový pás ochranných pozemkových výsadeb (obr. 4.6.).

Přítomnost nebo nepřítomnost jednotlivých prvků závisí na kategorii silnice.

Hlavní parametry průřezu vnitrostavečných a mezistavečných komunikací jsou přijaty v souladu s tabulkou 4.10.

Typy povrchů vozovek, hlavní typy povrchů, materiály a metody jejich instalace se volí v závislosti na třídě vozovky, dostupnosti místních materiálů pro stavbu silnic s přihlédnutím k přírodním podmínkám oblasti, zkušenostem s projektováním, výstavbou a provozem dálnic v oblasti.

Nadmořská výška horní části vozovky nad povrchem terénu nebo hladinou podzemní vody závisí na typu půdy a přírodních a klimatických podmínkách.

Podle přírodních podmínek pro výstavbu silnic je území Ruské federace rozděleno do pěti silničně-klimatických zón (obr. 4.7). V souladu s tím se přebytek vozovky pohybuje od 0,3 do 2,4 m nad povrchem země nebo hladinou podzemní vody.

Konstrukce, na které se nachází podloží vozovky, se nazývá zemní dílo, vozovkové lože. V závislosti na terénu může být ve výkopu nebo násypu. Hlavním požadavkem na zemní dílo je stabilita a zajištění pevnosti podloží vozovky. Toho se dosahuje odstraněním ornice, jejím důkladným zhutněním a odvodněním povrchových a podzemních vod. Podloží vozovky by mělo být 0,4–0,6 m nad sněhovou pokrývkou v závislosti na klimatickém pásmu vozovky.

Konstrukčně se povrch vozovky může skládat z několika vrstev, včetně horního povrchu (nánosové vrstvy), základního povrchu a podkladové vrstvy. Typy povrchů se přiřazují v závislosti na kategorii vozovky: kapitálové nebo lehké. Jako kapitálové povrchy se používá cementobeton, asfaltobeton, černý drcený kámen, pokládaný za horka. Lehké povrchy zahrnují povrchy z drceného kamene a štěrkových materiálů ošetřených bitumenem, studeného asfaltového betonu, zeminy ošetřené viskózním bitumenem. Silnice kategorie III mohou mít povrchy z drceného kamene, strusky, štěrku, zeminy ošetřené pojivy nebo prefabrikované povrchy kolejí z železobetonových desek. Ve všech případech musí být podloží pod povrchem vozovky odvodněno vodou stékající do příkopů.

Příklad jedné z konstrukčních silnic vodní elektrárny Sajano-Šušenskaja je uveden na obr. 4.8.

Pro každou silnici jsou hlavní ukazatele stanoveny podobně jako ukazatele (pas) v tabulce 4.11.

Technologické komunikace se podle doby životnosti dělí na trvalé a dočasné. Mezi dočasné komunikace patří komunikace s dobou životnosti do jednoho roku.

Zemní komunikace zaujímají v hydrotechnice zvláštní místo. Podle intenzity dopravy by měly být často klasifikovány jako kategorie 1 nebo 2. Jelikož jsou však obvykle dočasné, staví se bez nutnosti použití této kategorie vozovky, což zhoršuje jejich excilostatické vlastnosti.

Tato nevýhoda je eliminována následujícími způsoby:

— použití speciálních sklápěčů s vysokou provozní kapacitou, nízkotlakými válci a zvětšenými koly;

— výstavba nezpevněných cest s přísadami do skeletu;

— použití nátěrů zásob.

Jako dočasné krytiny se zpravidla používají železniční desky nebo u malých vozidel dřevěné podlahy, které se překládají při změně trasy vozovky.

Šířka vozovky dočasných komunikací je 3,5 m pro jednosměrný provoz, 7,0 m pro obousměrný provoz s krajnicemi 1 m a více. Krajnice se nezřizují v čelbách, na haldách odpadu a nezpevněných zemních cestách. Maximální sklony kolejí by neměly překročit 50,8. Výjimkou jsou výjezdy z dolů a lomů se sklony do 0,15. Nejmenší poloměr otáčení je 20 m, nejlépe ne menší než 50 m.

Povrchové silnice jsou nezpevněné cesty, které jsou pravidelně srovnávány buldozery nebo grejdry. Hlavní nezpevněné cesty jsou pravidelně srovnávány, zhutňovány a vylepšovány přísadami nebo ošetřovány pojivy.

Způsoby výstavby motorových komunikací závisí na jejich kategorii. Pokládka nezpevněné cesty začíná profilováním podloží pomocí autogrejderu. Nakypřená zemina se zpevňuje pevnými kostrovými materiály – odpadem z vápencových lomů, směsí písku a štěrku, odpadem z drtiček kamene, hutní nebo kotelní struskou. Tloušťka vyztužené vrstvy je od 10 do 35 cm v závislosti na typu a nosnosti vozidel. Vyztužená vrstva se hutní válci.

Štěrkové a drcené kamenné vozovky se kladou o tloušťce 15 až 30 cm ve dvou vrstvách: spodní vrstva z větších frakcí, horní vrstva ze středních a malých pro maximální zhutnění. Velkou nevýhodou štěrkových a drcených vozovek je tvorba prachu, které je nutné potlačovat zaléváním. Dlažby lze také výrazně vylepšit ošetřením horkým nebo studeným asfaltem.

S rozvojem stavebnictví, zvyšováním jeho výrobní základny a počtu vozidel se neustále zlepšují i silnice. Příkladem je proces zlepšování silnic při výstavbě Bratské vodní elektrárny s typickými průřezy, které jsou v dynamice znázorněny na obrázku 4.9 – pohybují se od pískově-štěrkového vozovky v první fázi výstavby až po asfaltobetonovou vozovku v závěrečné fázi. Asfaltobetonové vozovky se pokládají za horka, o tloušťce 4-5 cm, na drcený nebo štěrkodrcený podklad. Dvouvrstvé horké asfaltobetonové vozovky o tloušťce 6-8 cm se pokládají o tloušťce 7-9 cm na betonový nebo drcený podklad. Horká asfaltobetonová směs pochází z asfaltové betonárny s teplotou 130-150 °C a je urovnávána asfaltovým finišerem a hutněna vibračními válci.

Betonové vozovky jsou monolitické a prefabrikované. Monolitické betonové vozovky se pokládají do tloušťky 25 cm s výztuží ze sítí ve spodní části desky a zhutňují se plošinovými vibrátory. Jejich základem je dobře zhutněný drcený kamenivový přípravek o tloušťce 15-20 cm. V zimě se betonové vozovky pokládají s elektrickým vytápěním a tepelnou izolací. Technologické schéma betonování takového vozovky, používaného na silnicích společnosti BratskGESStroy, je znázorněno na obrázku 4.10. Prefabrikované betonové vozovky lze uspořádat po celé šířce vozovky z silničních nebo letištních desek PAG a lehké, dočasné – z přenosných kolejnicových desek – v lomech, v čelbách bagrů, na dočasných příjezdových cestách v blízkosti zařízení.

Dřevěné nebo pražcové vozovky se používají jako dočasné komunikace v bažinatých oblastech, v lesních oblastech jako kolejové plochy z klád položených napříč směru jízdy a pokrytých prkny podél šířky koleje.

Mezi specifické rysy dálnic na staveništích vodního stavitelství patří rozsáhlé využívání ledových cest pro komunikaci mezi břehy a výstavba tažných cest – cest podél koryta řeky pro přístup k šachtě vodního díla (obr. 4.11). V horských oblastech jsou cesty k úseku často pokládány v tunelech (vodní elektrárny Sajano-Šušenskaja, Čirkejskaja, Irganajskaja atd.). Pokládka ledových cest začíná měřením tloušťky ledu, při které může buldozer zahájit práci (40-50 cm). Práce začíná vyčištěním pásu sněhu a humbuků a profilováním vozovky grejdry. Vozovky určené pro dlouhodobý provoz jsou vyztuženy kryty dřevěných pražců ve dvou nebo jednom jízdním pruhu. Na jednokolejných silnicích se každých 150-200 m vytváří odbočka, rovněž s podlahou kolejí. Kolo je podél kolejí upevněno – nárazníky, okraje vozovky jsou označeny sloupy. Vjezdy na led jsou řešeny instalací pevné dřevěné podlahy. Ledové cesty vyžadují neustálou systematickou kontrolu – měření ledu, zmrazování trhlin, instalaci značek přípustné nosnosti, školení řidičů.

Únosnost ledové pokrývky lze předběžně stanovit pomocí tabulky 4.12.

Tažné cesty se zasypávají podél břehů na břehu vody do výšky přesahující nejvyšší úroveň spodního bazénu vodní elektrárny o 1-1,5 m. Zásyp se provádí z hrubého kamene, na základě výpočtu neerodovatelnosti náspu při maximálních možných rychlostech v spodním bazénu. Podél okraje tažné cesty směřujícího k vodě se instalují pevné ploty z prefabrikovaného železobetonu (obr. 4.12) a na straně bezvodého svahu se instalují ochranné stěny proti skalám. Velikost kamene pro zásyp se určuje podle vzorce prof. Izbaše SV. pro stabilitu kamene proti vykutálení z hnízda. Maximální rychlost, při které kámen z hnízda nevyskočí, se určuje podle vzorce:

Pro provádění výkopových prací podél trasy silnice se používají mobilní jednokorečková dieselová rypadla na pásovém nebo kolovém podvozku s objemem lžíce 1 m3, například pásové rypadlo s plným otočným mechanismem EO-4322,

Určeno pro rozvoj zemin I-IV kategorie. Má více než 25 typů vyměnitelných pracovních zařízení, schopných provádět téměř všechny druhy silničních prací. Stejné požadavky splňuje rypadlo společnosti “LIEBHERR” (Německo) model A-312 Litronic s objemem lopaty 0,75 m3, “Poklin” (Francie), “Hitachi” (Japonsko). Hmotnost těchto strojů se pohybuje v rozmezí 20-30 tun, rychlost pohybu je 20 km/h, celková výška je 3-3,2 m, šířka základny podvozku je 2.8 m.

K vyrovnání zasypaného podloží se používají buldozery, jejichž výkon se volí v závislosti na typu zasypané zeminy. U skupin I, II a kypřené skupiny III se používá buldozer s rotační rovnou radlicí DZ-101A s výkonem motoru 96 kW. K vyrovnání kamenného zásypu se používá buldozer na bázi traktoru DET-250M, T-ZZO, T-500 nebo T-800. Tyto traktory mají pracovní zařízení, rozrývače, krabicovou radlici s clonou v horní části, která umožňuje přesun značného množství zeminy.

Plánování zasypaného vozovkového podloží provádějí autogrejdry, jejichž standardní velikostní řada zahrnuje výkonové třídy od 160 do 250. V současné době se sériově vyrábějí autogrejdry tříd 160 a 250 s automatickými systémy řízení radlic. Radlice grejdru má šířku 3724 mm. Autogrejdr DZ-122A má výšku radlice 4800 mm a grejdr DZ-140 má výšku radlice od 610 mm do 800 mm. S pomocí grejdrů se odstraňují násypy vysoké až 1 m z bočních rezerv, řežou se příkopy hluboké až 0,8 m, řežou se a profilují svahy. Grejdry se používají k vytváření žlabů v vozovce pro pokládku vozovky, k přesouvání a urovnávání drceného kamene podél vozovky a také k vytváření zpevněných vozovek smícháním zeminy nebo štěrkodrcených materiálů s pojivy. V zimě se grejdry používají k odklízení sněhových závějí a k odhrnutí a odstraňování ledu nahromaděného na povrchu vozovky do stran. Grejdry jsou nepostradatelné pro opravy nezpevněných cest s lehkým povrchem.

Nejdůležitější technologickou operací při stavbě silnic je zhutňování zeminy. Hustota zeminy se odhaduje stupněm jejího zhutnění, který se odhaduje poměrem hustoty půdní kostry ^skeleton.fact při dané vlhkosti k normě

Doporučená vlhkost půdy během hutnění.

Existuje řada typů strojů na hutnění zeminy (až 14 velikostí). Nejčastěji používané samojízdné vibrační válce jsou DU-62, DU-57, DU-58, určené pro hutnění plánovaných vrstev zeminy, spodních vrstev asfaltobetonových vozovek a podkladových materiálů vozovek.

Asfaltové finišery se dodávají do provozu v závěrečné fázi výstavby silnic. Mají 5 standardních velikostí, které se liší šířkou pokládky: I – s malou šířkou pokládky 1-3 m, II – s šířkou pokládky 2-4,5 m, III – s šířkou pokládky 2,5-7,5 m, VI – s šířkou 3-9 m a V – s šířkou pokládky 3-12 m. Při výběru asfaltového finišeru pro výstavbu nových silnic se upřednostňují širokozáběrové modely standardních velikostí III a IV a při opravách silnic – úzkozáběrové modely standardních velikostí II. Pro vnitřní výstavbu a příjezdové cesty se používají kolové asfaltové finišery domácí výroby DS-191-504, DS-191A, DS-191-506. Během pohybu asfaltového finišeru hutní pracovní prvek po celé šířce položeného pásu vozovky.