CC BY
101
ОСОБЕННОСТИ ОРГАНИЗАЦИИ ПОЛОСЫ ОТВОДА НА АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГАХ
С.И. БУЛДАКОВ, зав. каф. транспорта и дорожного строительства УГЛТУ, канд. техн. наук, А. А. ЧИЖОВ, асп. каф. транспорта и дорожного строительства УГЛТУ
В настоящее время полоса отвода автомобильных дорог практически рассматривается как производная проектных решений по размещению транспортного сооружения. Согласно нормам отвода земель для автомобильных дорог [1] ширину отводимой полосы земли определяют категорией дороги, количеством полос движения, высотой насыпи или глубиной выемки, характеристикой грунтов, наличием искусственных сооружений и фактически ограничивают границами земляного полотна, увеличенными с каждой стороны на 1 м.
Земляное полотно имеет определенное очертание, геометрические размеры которого устанавливаются его поперечным профилем.
Ширина основания земляного полотна насыпи или до бровок выемки Во равна [2]:
для горизонтального участка
Бо = Б + 2тН , (1)
для косогора
Бо =1 ББ + тН
+
п + т п - т
(2)
где В - ширина земляного полотна, на уровне бровки земляного полотна, м;
Н - высота насыпи или глубина выемки, м;
т - коэффициент заложения, откоса ;
п - крутизна склона на местности.
В обычных природно-климатических условиях применяют типовые решения поперечного профиля, в сложных условиях рельефа, неблагоприятных гидрогеологических условиях и высоких насыпях проектируется индивидуальный поперечный профиль земляного полотна.
В таблице приведены результаты наших расчетов необходимой ширины полосы отвода для типовых поперечных профилей земляного полотна, разработанных СОЮЗ-ДОРПРОЕКТом [з] для II и IV категории дороги.
Анализ табл. 1 показывает, что ширина полосы отвода существенно зависит от типа поперечного профиля и в меньшей степени от категории дороги. Её ширина колеблется от 21 м при высоте насыпи к = 1,0 м до 78 м при к = 12 м для дороги II категории и соответственно от 16 м до 67 м для дороги IV категории.
п
п
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 2/2005
115
Таблица 1
Зависимость полосы отвода от типа поперечного профиля земляного полотна
Ширина полосы
Тип поперечного профиля отвода, м. Категория дороги
II IV
1 - насыпь высотой до 3 м с боковыми резервами 45 33
2 - насыпь высотой до 3 м с кюветами 33 28
3 - насыпь высотой до 6 м 35 30
4 - насыпь высотой до 12 м 53 48
5 - насыпь с высотой низового откоса до 12 м на склонах крутизной 1:10 - 1:5
- склон крутизной 1:10, верховой откос < 3 м 65 60
- склон крутизной 1:5, верховой откос < 3 м 53 48
- склон крутизной 1:10, верховой откос < 6 м 51 46
- склон крутизной 1:5, верховой откос < 6 м 46 41
6 - насыпь с высотой низового откоса до 12 м на склонах крутизной 1:5 - 1:3
- склон крутизной 1:5, верховой откос < 2 м 49 51
- склон крутизной 1:3, верховой откос < 2 м 48 42
- склон крутизной 1:5, верховой откос < 6 м 49 44
- склон крутизной 1:3, верховой откос < 6 м 46 40
7А - выемки глубиной до 1 м 21 16
7Б - выемки глубиной до 1 м 20 15
8 - выемки глубиной до 1 м 26 21
9 - выемки глубиной от 1 до 5 м 33 - 45 28 - 40
10 - выемки глубиной до 12 м в крупнообломочных, песчаных и глинистых грунтах 43 - 61 34 - 52
11 - выемки глубиной до 12 м в крупнообломочных, песчаных и глинистых грунтах 54 - 78 43 - 67
15 - выемки на склонах 1:10 - 1:5, до 12 м
- склон крутизной 1:10 - склон крутизной 1:5 56 54 64 59
16 - выемки на склонах 1:5 - 1:3, до 12 м
- склон крутизной 1:5 - склон крутизной 1:3 55 49 59 56
17 - выемки на склонах до 1:3, до 12 м 47 54
18 - выемки на склоне с крутизной 1:10-1:3 в слабовыветриваемых скальных грун-
тах, до 16 м
- склон крутизной 1:10 - склон крутизной 1:3 25 23 20 18
19 - выемки на склоне по типу «полка» в слабовыветриваемых скальных грунтах, 23 17
до 16 м
22 - выемки на склоне по типу «полка» в легковыветриваемых неразмягчаемых 70 60
грунтах, до 16 м
23 - выемки на склоне по типу «полка» в легковыветриваемых размягчаемых грун- 42 33
тах, до 12 м
Нами также был выполнен анализ размеров существующей ширины полосы отвода общей протяженностью 266 км, на автомобильных дорогах Свердловской области. При этом рассматривались участки в холмистом и горном рельефе с разнообразными инженерно-геологическими условиями, в залесенной и незалесенной местности, в различных административных районах.
Гистограмма распределения ширины полосы отвода влево от оси автомобильной
дороги II технической категории участков г. Екатеринбург - г. Камышлов протяженностью 35 км приведена на рис. 1. На рис. 2 и рис. 3 представлены кривые распределения вероятностей размеров полосы отвода влево и вправо от оси дороги.
Анализ гистограммы позволяет выдвинуть гипотезу о том, что исследуемая величина распределена по нормальному закону. Проверка правильности выдвинутой гипотезы осуществлялась по критерию согла-
сия х (хи-квадрат) Пирсона. Результаты статистической обработки показали, что данная гипотеза не отвергается при уровне значимости 0,1 и описывается зависимостью
/ (х) = ■
1
_ (х-х )2
(3)
где х - случайная величина (ширина полосы отвода);
х - выборочное среднее значение ширины полосы отвода; о - выборочное среднее квадратическое отклонение.
В целом ширина от оси проезжей части до границы полосы отвода по всем рассмотренным участкам изменяется в пределах от 8 до 80 м, исключения составляют полосы отвода на развязках.
Анализы результатов, представленные на рис. 2 и 3 показывают, что вероятность ширины полосы отвода в одну сторону от оси дороги в пределах от 8 до 30 м составляет
0.92. Данные результаты подтверждают теоретические расчеты, приведённые в табл.
1, о том, что в Свердловской области ширина полосы отвода определялась типом
поперечного профиля земляного полотна. Кроме того, кривые распределения на рис. 2 и 3 показывают, что на ширину полосы отвода не оказывает влияние рельеф местности и, прежде всего, косогорность.
По нашему мнению при назначении ширины полосы отвода необходимо учитывать условия, обеспечивающие безопасность и бесперебойность движения автомобилей, вопросы охраны окружающей среды, экономические условия (расходы на ее содержание).
При назначении ширины полосы отвода в лесистой местности необходимо учитывать максимальную высоту деревьев, чтобы исключить возможность падения деревьев на дорогу. Она должна обеспечивать благоприятный водно-тепловой режим земляного полотна. Для улучшения водно-теплового режима дорожных конструкций необходимо ширину просеки принимать такой, чтобы тень от лесного массива располагалась между границей полосы отвода и подошвой откоса насыпи [4]. При малой ширине просеки наблюдается увеличение влажности грунта земляного полотна в течение года.
2о
Расстояние от оси дороги до границы полосы отвода, м
Рис. 1. Гистограмма распределения ширины полосы отвода влево на участке г. Екатеринбург -г. Камышлов
0,14 -| 0,12 -0,10 -
л
§ 0,08 н
К
е
& 0,06 -| <и
т
0,04 Н
0,02 Н
0,00 ц............................................. щи..............
8 14 20 26 32 38 44 50 57 63 69 75 Расстояние от оси дороги до границы полосы отвода, м
Рис. 2. Кривая распределения вероятностей размеров полосы отвода влево 0,12 -|
0,10 -
0,08 -|
л н о о
н 0,06 н
о
" 0,04 И
0,02 -
0,00
8 14 20 26 32 38 44 50 57 63 69 75 Расстояние от оси дороги до границы полосы отвода, м
Рис. 3. Кривая распределения вероятностей размеров полосы отвода вправо
При расположении лесных насаждений вблизи земляного полотна на дорожном покрытии могут быть тени от высоких деревьев и светлые участки между ними. При движении автомобилей в этом случае будет наблюдаться мелькание теней и светлых пятен, так называемый «зебро-эффект». Для устранения этого явления тень от наиболее высоких деревьев должна быть не далее бровки земляного полотна.
Защита дорог от снежных заносов осуществляется с помощью снегозащитных полос, размещенных на прилегающих к дороге землях. Расстояние от бровки земляного полотна до снегозащитного насаждения, ширина лесных полос и величина разрывов между лесными полосами определяются в зависимости от объема снегоприноса по табл. 2 [5].
Таблица 2
Расстояние от бровки земляного полотна до снегозащитного насаждения
Расчетный объем снегоприноса, м3/м Расстояние от бровки земляного полотна до лесонасаждений, м Ширина полос отвода земель для лесонасаждений, м
10-25 15-25 4
50 30 9
75 40 12
100 50 14
125 60 17
150 65 19
200 70 22
Наилучшее эстетическое впечатление от дороги получается, когда ширина просеки гармонирует с шириной земляного полотна и высотой деревьев [6]. Исследования Н.П. Орнатского показали, что к назначению ширины просеки может быть приложен общий архитектурный принцип «золотого сечения», т. е. удовлетворяется соотношение
к = Ь- = 0,618, Ь а
где к - высота деревьев;
Ь - ширина земляного полотна; а - ширина просеки.
Проведенный нами анализ существующей ширины полосы отвода более чем на 500 км автомобильных дорог Свердловской области показал, что указанное в условие не соблюдается, оно составляет около 0,4.
Анализ существующих методик расчета ширины полосы отвода автомобильных дорог показывает, что при назначении ее ширины необходимо решать комплексную задачу с учетом высоты насыпи, общей интенсивности движения, минимизации отрицательного воздействия на окружающую среду. Так же в модель необходимо вклю-
чить снижение концентрации загрязняющих веществ различными типами защитных инженерных сооружений и зеленых насаждений. Однако следует заметить, что при учете экологических параметров и вопросов снего-заносимости ширина полосы отвода увеличивается, что в свою очередь приведет к увеличению расходов на содержание автомобильной дороги.
Библиографический список
1. СН467-74 Нормы отвода земель для автомобильных дорог.
2. Бабков В.Ф., Андреев О.В. Проектирование автомобильных дорог. Ч. 1 и 2. - М.: Транспорт, 1987.
3. Земляное полотно автомобильных дорог общего пользования. Материалы для проектирования. Серия 3.503-71. - М., 1986.
4. Гурьев Т.А. Строительство автомобильных дорог. Часть I. Земляное полотно / Арх.гос.техн. ун-т. - Архангельск, 1997. - 299 с.
5. Технические правила ремонта и содержания автомобильных дорог: ВСН 24-88 / Минавтодор РСФСР. - М.: Транспорт, 1989. - 198 с.
6. Бабков В.Ф. Ландшафтное проектирование автомобильных дорог: Учебное пособие для автомобильно-дорожных вузов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Транспорт, 1980. - 189 с.
