Проектирование пересечений и примыканий автомобильных дорог в одном уровне

4. Проектирование пересечений и примыканий автомобильных дорог в одном уровне

4.1. Общие требования к проектированию пересечений и примыканий

Для обеспечения своевременной видимости пересечения и примыкания автомобильных дорог в плане должны располагаться на прямых участках или закруглениях с радиусом не менее 2000 м на дорогах I и II категорий и 800 м на дорогах III и IV категорий. При реконструкции пересечения и примыкания с существующими дорогами допускается располагать их на закруглениях с радиусами 1000 м на дорогах II категории, 400 м на дорогах IV категории.

Для обеспечения своевременной видимости проектная линия пересекающихся или примыкающих дорог на участке пересечения должна быть, как правило, прямой или вогнутой кривой.

Расположение пересечений и примыканий на участках выпуклых вертикальных кривых и с внутренней стороны закруглений в плане допускается только в исключительных случаях при обеспечении требуемой видимости.

Согласно нормам, в зоне пересечений должна быть обеспечена видимость пересекающихся направлений в треугольнике, определяемом расстоянием видимости для остановки автомобиля S_o^I  (табл. 4.1) как по главной, так и по второстепенной дорогам (рис. 4.1).

Расстояние видимости на примыканиях следует принимать по таблице 4.1 в соответствии со скоростью, обеспечиваемой радиусы закругления при выезде на главную дорогу, но не менее 30 м, а на главной дороге в соответствии с расчетной скоростью (рис. 4.2).

Рис. 4.1. Схема видимости на пересечении:  L_бА, L_бВ – на автомобильных дорогах А и В;

1 – граница зоны видимости.

Рис. 4.2. Схема видимости на примыканиях

Схема видимости, приведенная на рисунке 4.1, предполагает недисциплинированность водителей, движущихся по второстепенной дороге (неподчинение требований знака 2.4 «Уступите дорогу»).

В нормах некоторых соседних с Республикой Беларусь государств [        ], принята другая схема видимости на пересечениях и примыканиях. По этой схеме водитель, движущийся по второстепенной дороге, оценив ситуации на главной дороге, находясь на расстоянии не менее 20 м от кромки проезжей части главной дороги, должен принять решение, может ли осуществить планируемый маневр, или остановиться перед пересечением (рис. 4.3). Требуемое расстояние видимости L, определяется по таблице 4.2.

Рис. 4.3. Схема видимости при подъезде по второстепенной дороге В к главной А [         ]

В случае, если  водитель остановился на второстепенной дороге перед пересечением с главной, то при трогании он должен, находясь на минимальном расстоянии 5 м от кромки проезжей части главной дороги, видеть главную дорогу на расстоянии L₂  (рис. 4.4).

Рис. 4.4. Схема видимости при трогании на второстепенной дороге 1 [     ]

Таблица 4.2.

Для обеспечения просматриваемости пересечений или примыканий рекомендуется их выполнять под прямым углом или в исключительных случаях близким к нему в пределах 50^о ≤ α ≤ 100^о . При пересечении дорог под углом 50^о ≤ α ≤ 120^о рекомендуется корректировать план трассы второстепенной дороги в зоне пересечения или примыкания таким образом, чтобы на расстоянии не менее 20 м ось второстепенной дороги была прямой, перпендикулярной оси главной дороги (рис. 4.5).

Угол пересечения  отсчитывается против часовой стрелки от направления главной автомобильной дороги к направлению второстепенной дороги.

Рис. 4.5. Схема изменения оси второстепенной дороги 1: А, В – направление главной автомобильной дороги

При  криволинейном плане трассы второстепенной дороги на подходах к пересечению (примыканию) следует обеспечить видимость пересечения (примыкания) и установленного перед ним дорожного знака (рис. 4.6).

Рис. 4.6. Видимость на криволинейном участке второстепенной дороги

Для обеспечения безопасности движения продольные уклоны проектной линии на подходах к пересечениям (примыканиям) на протяжении расстояний видимости для остановки автомобиля (табл. 4.1) не должны превышать 40‰.  В случае съездов на дороги не общего пользования, на полевые, лесные дороги, подъезды к отдельным усадьбам продольный уклон этих съездов не должен превышать 40‰ в пределах криволинейной части их.

В пределах пересечений (примыканий) автомобильных дорог по главной дороге продольный и поперечный уклоны проезжей части не должны превышать 40‰. На второстепенной дороге проектная линия согласовывается  с поперечным профилем главной дороги. При переломах проектной линии вписываются вертикальные вогнутые кривые радиусом не менее 200 м [    ] (рис. 4.7) в случае пересечений (примыканий) дорог II, III категорий. Для случая, когда второстепенная дорога относится к IV, V и VI категории, перелом проектной линии ≤ 40‰ может не сопрягаться вертикальной кривой.

Рис. 4.7.  Проектная линия второстепенной дороги: а) III категории; б) IV - VI категорий;

в, с – ширина проезжей части и укрепленных полос главной дороги

4.2. Проектирование простого пересечения (примыкания)

Проектирование простого пересечения включает назначение плана трассы, проектной линии; расчет сопряжения кромок проезжей части пересекающихся (примыкающих) дорог, определение объемов работ по строительству пересечений (примыканий).Проектная линия простого пересечения и план трассы простого пересечения назначаются в соответствии с рекомендациями, изложенными в п.4.1.

Для сопряжения кромок проезжей части пересекающихся дорог могут применяться следующие разновидности кривых: круговые, коробовые, переходные в сочетании с круговыми. Наименьший радиус кривых при сопряжении кромок проезжей части следует принимать по категории дороги, с которой происходит поворот направо: для дорог I-в категории этот радиус не менее 25 м, для дорог II - III категории – не менее 20 м, для дорог IV, V категории – не менее 15 м, для дорог VI категории – не менее  8 м. Радиусы сопряжений кромок проезжей части съездов на дороги необщего пользования, полевые, лесные дороги следует принимать 12 м, а съездов к отдельным усадьбам – 8 м для всех категорий дорог.

4.2.1. Разбивка сопряжения кромок проезжей части по круговым кривым

При применении круговых кривых разбивка сопряжения кромок проезжей части на пересечении (примыкании) дорог аналогична разбивке закругления плана трассы автомобильной дороги (рис. 4.8).

Рис. 4.8. Схема сопряжения кромок проезжей части по круговой кривой

Для ориентировочной выноски очертания кромок используют три точки: начало закругления (НЗ), конец закругления (КЗ) и середину закругления (СЗ). Для их выноски рассчитывают тангенсы Т₁ и Т₂ , биссектрисы Б₁ и Б_2.

Т₁ = R tg(α₁/2);                 T₂ = R tg (α₂/2)                            (4.1)

Б₁ = R [Sec (α₁/2) – 1];     Б₂ = R [Sec (α₂/2) – 1]                   (4.2)

где α – угол поворота траектории движения автомобиля, поворачивающего налево.

Для детальной разбивки очертания сопряжения кромок проезжей части по круговым кривым используют прямоугольные системы координат X₁Y₁ до середины кривой и X₂Y₂ после середины.

Координаты X_i ,Y_i  вычисляют по формулам:

X_i = R  Sin (γ _i );   Y_i =  R [ 1 -  Cos (γ _i )]                            (4.3)

где γ_i  - угол в радианах, занимаемый дугой K_i равный расстоянию от НЗ или КЗ до рассматриваемой точки i.

γ_i = K_i / R_i

4.2.2. Cопряжения кромок проезжей части по коробовым кривым

Водитель автомобиля, поворачивающего направо, при подходе к пересечению уменьшает скорость, а при выходе увеличивает. Поэтому для сохранения величины центробежной силы постоянной необходимо изменять радиус закругления. Этому условию соответствуют коробовая и переходная кривые.

Коробовая кривая состоит из трех круговых кривых (рис. 4.9): входной АВ с радиусом поворота R₁ = 2R  и центральным углом α₁ = 15^о; средней ВС радиусом R и выходное СД с радиусом R₂ = 3R и центральным углом α₂ = 20^о.

Рис. 4.9. Схема сопряжения кромки проезжей части по коробовой кривой

Радиус срдней кривой принимается по категории дороги, с которой происходит съезд.

Значение тангенсов коробовой кривой при φ = 90^о , как следует из рис. 4.8., определяется по зависимостям:

Т_вх = Т₁ + (Т₁ +Т) Cos α₁ + (T₂ + T) Sin α₃                          (4.4)

Т_вsх = Т₂ + (Т₂ +Т) Cos α₂ + (T₁ + T) Sin α₂                         (4.5)

T₁ = R₁  tg 7,5^o;         T = R  tg 27,5^o;     T₂ = R₂  tg 10^o       (4.6)

По значениям тангенсов Т_вх и Т_вых получаем положение начала (точка А) и конца  (точка Д) коробовой кривой. Координаты конца входной кривой (точка В) и выходной кривой (точка С) получим по формулам (4.3).

X_вх = R₁  Sin 15^о ;                     Y_вх  = R₁  (1 – Cos 15^о)                   (4.7)

X_вых = R₂  Sin 20^о ;                   Y_вых  = R₂  (1 – Cos 20^о)                  (4.8)

Для детальной выноски коробовой кривой, кроме точек А, В, С и Д,  вычисляют координаты середины центральной кривой, размещая начало прямоугольных координат в точку А и в точку Д (рис. 4.9).

Х_ц = Т₁ + (Т₁ + Х _вх) Cos 15 – Y_вх  Sin 15                                                           

Y_ц = Т₁ + (Т₁ + Х _вх) Sin 15 + Y_вх  Cos 15                                   

                                                                      (4.9)

Х_ц = Т₃ + (Т₃ + Х _вsх) Cos 20 – Y_вsх  Sin 20

Y_ц = Т₃ + (Т₃ + Х _вsх) Sin 20 + Y_вsх  Cos 20

Рис. 4.10. Схема разбивочных координат коробовой кривой

4.2.3. Сопряжения кромок проезжей части по переходным и круговой кривым

Сопряжения кромок проезжей части пересекающихся дорог по переходной кривой выполняют для синхронизации скорости движения автомобиля и центробежной силы, действующей на автомобиль при повороте направо.

Разбивка сопряжения кромок проезжей части на пересечении с помощью переходных и круговых кривых аналогична разбивке поворота трассы автомобильной дороги по переходным и круговой кривой (рис. 4.11).

Рис. 4.11. Схема сопряжения кромок проезжей части по переходным кривым L

 и круговой К_о

Основными точками криволинейной кромки проезжей части являются А, В, СЗ, С и Д. Для их выноски вычисляют значения X_В, Y_В, P , t, T и Б по формулам:

Х_В = L – L³ / (40 R²);         Y_В = L² / (6R);                                      (4.10)

t = Х_В – R Sin (0,5L/R);     Р = Y_В – R[1 – Cos (0,5L/R)];             (4.11)

Т = (R + P) tg (α/2);           Б = R  [Sek (α/2) – 1].                           (4.12)

где L – длина переходной кривой; R – радиус круговой кривой; X_В, Y_В – координаты конца переходной кривой; Р – сдвижка круговой кривой при введении переходной;

Б – биссектриса круговой кривой.

4.3. Проектирование канализированных пересечений

с направляющими островками, дополнительными полосами

Проектирование канализированных пересечений с направляющими островками, дополнительными полосами включает назначение плана трассы и проектной линии пересекающихся дорог, проектирование плана, поперечного профиля пересекающихся дорог, расстановку дорожных знаков, разметку проезжей части, определение объемов работ.

Требования к плану трассы и проектной линии пересекающихся дорог изложены в п.4.1.

План канализированных пересечений с дополнительными полосами на главной дороге приведен на рисунке 4.12, а для случая наличия полосы торможения и на второстепенной дороге – на рисунке 4.13.

Проектирование плана канализированных пересечений включает:

- назначение вида и размеров дополнительных полос движения и составление поперечного профиля проезжей части;

- проектирование каплевидных направляющих островков;

- проектирование треугольных направляющих островков;

- проектирование направляющих островков накопительных полос.

4.3.1. Дополнительные полосы

Вид дополнительных полос (накопительные, переходно-скоростные) назначается по интенсивности движения автомобилей, поворачивающих налево и направо.

Виды дополнительных полос показаны на рис. 4.12, 4.13.

Длина полос разгона Sр и торможения Sт зависит от расчетной скорости движения (категории автомобильной дороги) и продольного уклона дороги.

При продольных уклонах до 15‰ и радиусах закругления при повороте направо или налево менее 30 м длину полос торможения или разгона следует принимать по таблице 4.3.

Рис.  4.12. План канализированного пересечения с направляющими островками (каплевидными 1, треугольными 2, и накопительной полосы 3) и дополнительными полосами на главной дороге

Рис. 4.13. План канализированного пересечения с направляющими островками

и дополнительными полосами на главной дороге и второстепенной

Таблица 4.3.

При продольном уклоне более 15‰ полученные значения полос разгона, полученные по таблице 4.3, корректируют, умножая на коэффициент К, определенный по формулам:

для подъема                                К = 0,88 + 8∙ i                                    (4.13)

для спуска                                   К = 1,09 - 6∙ i                                     (4.14)

где  i  - продольный уклон в долях единицы.

Длина накопительной полосы принимается равной длине полосы торможения.

Дополнительные полосы сопрягаются с основными полосами отгоном длиной в соответствии с таблицей 4.4  . Отгон полосы разгона, торможения и накопительный имеет в плане форму треугольника.

Таблица 4.4.

Ширина дополнительных полос равна ширине основных полос движения 3,50 м дорог  I-б, II и III  категорий.

Рядом с полосами торможения и разгона на обочинах могут предусматриваться укрепленные полосы шириной 0,75 м на дорогах II и 0,50 на III категории. Ширина обочины на участке полос торможения и разгона может быть уменьшена до 1,5 м на дорогах I-в, II  категории и до 1,0 м на дорогах III  и IV категорий.

Поперечный профиль проезжей части назначается в соответствии с числом и шириной полос движения (рис. 4.12, 4.13 и 4.14).

Рис. 4.14. Поперечный разрез пересечения по главной дороге (смотри разрез 2-2 и 3-3 на рисунках 4.12 и 4.13).

Основные размеры канализированных пересечений, приведенных на рисунках 4.12 и 4.13, приведены в таблице 4.5.

Таблица 4.5.

4.3.2. Проектирование каплевидных направляющих островков

Проектирование каплевидных направляющих островков и сопряжения кромок проезжей части выполняется на ситуационном плане масштаба 1:250 – 1:500.

Последовательность проектирования каплевидного островка (рис. 4.15):

1. Наносят оси пересекающихся дорог и полосы движения по основной дороге (см. рис. 4.12, 4.13).

2. На второстепенной дороге намечают две прямые, на расстоянии 0,5 в_к от оси дороги (см. пунктирные линии на рис. 4.15). На этих прямых намечают точки 1 и 2 на расстоянии Р₁ и  Р₂ от точки пересечения осей второстепенной и главной дорог.

Значения ℓ₁ и ℓ₂ вычисляют по формулам:

Р₁ = R_к / tg (0,5 α) – а / (2sin α) - в_к /(2tg α);                                   (4.15)

Р₂ = R_к / tg (0,5 α) + (в –0,5α)/ sin α + в_к /(2tg α);               (4.16)

где R_к – радиус сопряжения внутренних кромок полос движения автомобилей,

               поворачивающих налево с главной и второстепенной дорог (табл. 4.5);

        α – угол пересечения дорог (рис. 4.15);

        в_к – ширина каплевидного островка (табл. 4.5);

        в – ширина накопительной полосы;

        а – см. рис. 4.14, 4.15.

3. На главной дороге намечают точки 3 и 4 на внутренних кромках полос движения с которых происходит поворот налево с главной дороги (точка 3) и на которых заканчивается левый поворот с второстепенной дороги (точка 4), откладывая от точки 0 пересечения осей дорог расстояния t₁ и  t₂ вычисляют по формулам:

t₁ = R_к / tg (0,5 α) – в_к  / (2tg α) - в_к /(2sin α);                      (4.17)

t₂ = R_к / tg (0,5 α) - (в –0,5α)/ tg α - в_к /(2sin α);                  (4.18)

где R_к, α, в_к, в, а – аналогичны формулам (4.15) и (4.16).

Рис. 4.15. Разбивка каплевидных и треугольных направляющих островков

4. Точки 1 – 3, 2 – 4 соединяют круговыми кривыми радиуса R_к (таблица 4.5), касательной к внутренним кромкам полос движения автомобилей, поворачивающих налево с главной на второстепенную (кривая 3 – 1) и с второстепенной на главную (кривая 2 – 4) дороги. Эти кривые сопрягают круговой кривой радиуса r = 0,75 м и получают переднюю часть каплевидного островка.

5. На оси второстепенной дороги намечают точку 5 (рис. 4.15) на расстоянии ℓ_к (рис. 4.12, 4.13) от точки 2 (рис. 4.15). Значение ℓ_к  принимается по таблице 4.5. Точку 5 соединяют с точками 1 и 2 прямыми и получают очертание остальной части каплевидного островка.

4.3.3. Проектирование треугольных направляющих островков

Предварительно проектируют очертания кромок проезжей части пересекающихся дорог в такой последовательности (рис. 4.15):

1. Проводятся две прямые, параллельные прямолинейной части каплевидного островка на расстоянии с, равном 4,5 м.

2. Эти прямые и кромки полос разгона или торможения сопрягаются кривыми аналогично простому пересечению с помощью круговых кривых или круговых с переходными, или коробовых. На рис. 4.15 показана схема сопряжения с помощью переходных и круговой кривой.

Для получения треугольного направляющего островка на расстоянии с, равном 4,5 от внутренней кромки полосы движения автомобиля, поворачивающего направо, проводится внешняя кромка этой полосы. Она дает криволинейную часть островка. Прямолинейные части определяются кромками полос движения по прямому направлению по второстепенной дороге и по главной. На главной дороге наносится полоса безопасности f (таблица 4.5).

4.3.4. Направляющие островки накопительной полосы

Направляющие островки накопительной полосы (рис. 4.12 и 4.13) устраиваются на главной дороге и включают собственно островки и разделительную полосу шириной 0,5 м или 0,75 м на дорогах соответственно  III и II категорий. Эта полоса отделяет накопительную полосу от основных полос прямого направления (рис. 4.16).

Разбивку направляющего островка накопительной полосы выполняют по данным таблицы 4.5 и схем, представленных на рисунках 4.12, 4.13, 4.15 и 4.16.

Рис. 4.16. Разбивка направляющего островка накопительной полосы:

1 – ось главной дороги

4.4. Проектирование канализированных примыканий

  с направляющими островками и дополнительными полосами

Проектирование канализированных примыканий с направляющими островками и дополнительными полосами включает проектирование плана, поперечного и продольного профилей пересекающихся дорог, разметку проезжей части, расстановку дорожных знаков, определение объемов работ.

План канализированного примыкания с накопительной полосой на главной дороге приведен на рис. 4.17, а при наличии еще и полосы разгона на главной и полосы торможения на второстепенной – на рис. 4.18.

Проектирование плана канализированного примыкания включает:

- назначение вида и размеров дополнительных полос (4.3.1);

- проектирование каплевидных направляющих островков на второстепенной дороге (4.3.2);

- проектирование треугольных направляющих островков (4.3.3);

- проектирование направляющих островков накопительных полос (4.3.4);

- проектирование каплевидного островка на главной дороге.

На канализированном примыкании проектирование каплевидных островков на второстепенной дороге и треугольных островков аналогично пересечению дорог и приведено на рисунке 4.1.9. Величина параметров для разбивки элементов канализированного примыкания приведена в таблице 4.6.

Рис. 4.17. План примыкания с направляющими островками и накопительной полосой

Рис. 4.18. План и разрезы примыкания с дополнительными полосами на главной и второстепенной дороге

Рис. 4.19. Проектирование каплевидных и треугольных островков на примыкании

Значения t₁,  t₂, Р₁,  Р₂ вычисляются по формулам:

t₁ = R_к / tg (0,5α) – в_к1 /(2tg α) – в_к2 / (2sin α);                                             (4.19)

t₂ = R_к / tg (0,5α) – (в – 0,5α) / tg α – в_к2 / (2sin α);                                     (4.20)

Р₁ = R_к / tg (0,5α) – в_к1 /(2sin α) – в_к2 / (2tg α);                                            (4.21)

Р₂ = R_к / tg (0,5α) + (в – 0,5α) / sin α + в_к2 / (2tg α);                                               (4.22)

где в_к1, в_к2 – ширина каплевидного островка на главной и второстепенной

Ещё посмотрите лекцию "Альфред Бернхард Нобель" по этой теме.

                      дороге (рис. 4.19);

R_к, в, а – аналогичны формулам (4.15) и (4.16).

                                  

Разбивка участка закругления каплевидного островка на главной дороге показана на рис. 4.20. Координаты X и Y принимаются по таблице 4.7.

Рис. 4.20. Разбивка участка закругления каплевидного островка