Патент на изобретение №2338826
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) ПОПЕРЕЧНЫЙ ПРОФИЛЬ АВТОМОБИЛЬНОЙ ДОРОГИ НА ПОДЪЕМАХ И СПУСКАХ
(57) Реферат:
Изобретение относится к области транспортного строительства, в частности к назначению поперечного профиля автомобильной дороги в местах ее подъемов и спусков, и может быть использовано при проектировании и строительстве автомобильных дорог. Поперечный профиль автомобильной дороги на подъемах и спусках, состоящий из сопряженных не менее двух полос движения проезжей части, обочин и откосов с уклонами и содержащий двухскатную поверхность. Двухскатная поверхность выполнена на каждой полосе движения проезжей части и на обочинах с откосами земляного полотна, причем в пределах каждой полосы движения уклоны двухскатных поверхностей направлены от оси каждой полосы движения к их границам, а в пределах обочин и откосов уклоны направлены от бровки земляного полотна к кромке проезжей части и от бровки земляного полотна к подошве дороги по откосу. Двухскатные поверхности в пределах каждой полосы движения имеют поперечные канавки, расположенные между осью полосы движения и ее границей под углом к направлению продольного уклона поверхности. Технический результат – повышение безопасности дорожного движения, уменьшение отрицательного воздействия автомобильной дороги на окружающую природную среду и продление долговечности дороги. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к области транспортного строительства, в частности к назначению поперечного профиля автомобильной дороги в местах ее подъемов и спусков, и может быть использовано при проектировании и строительстве автомобильных дорог. Известен поперечный профиль автомобильной дороги, проезжая часть которой для отвода воды состоит из совмещенных односкатных поверхностей с уклоном от оси проезжей части к ее кромке и обочин с поперечным уклоном к бровке земляного полотна (Справочник инженера-дорожника. Том «Проектирование автомобильных дорог». – М., Автотрансиздат, 1958, с.201). Недостатком известного поперечного профиля является наличие односкатных уклонов проезжей части, включающей не менее двух полос движения, что способствует увеличению продолжительности стока поверхностных вод с проезжей части и, как следствие, снижению его транспортной и экологической безопасности. Известно, что наличие воды на проезжей части приводит к резкому уменьшению величины коэффициента сцепления колеса автомобиля с ее поверхностью, непосредственно влияющего на динамическую устойчивость автомобиля, а также создает предпосылки для возникновения аквапланирования, приводящего к потере управления движением автомобиля. Кроме этого известный профиль не может обеспечить ускоренного стока воды с проезжей части, т.к. имеющиеся поперечные уклоны в местах подъемов и спусков дороги не соответствуют направлению стока воды, который формируется при наличии продольных уклонов, что также способствует увеличению продолжительности пребывания покрытия во влажном состоянии, и тем самым снижает безопасность движения. К недостаткам поперечного профиля относится также его низкая экологическая безопасность, обусловленная попаданием через обочины за пределы дороги поверхностной воды, загрязненной продуктами, которые образуются на проезжей части в процессе движения транспорта и его взаимодействия с дорогой, а также материалами, применяемыми при строительстве, ремонте и содержании дорог. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому техническому решению является двухскатный поперечный профиль автомобильной дороги, состоящий из совмещенных односкатных поверхностей проезжей части, включающий, как минимум, две полосы движения, уклоны третьей и последующих полос движения которых увеличиваются в сторону обочин с уклоном к бровке земляного полотна (СНиП 2.05.02.85. Автомобильные дороги. – М., 1986, с.8, табл.7). Указанному поперечному профилю свойственны те же недостатки, что и предыдущему профилю, а именно низкая обеспеченность транспортной и экологической безопасности. Так, увеличение в сторону обочин односкатного уклона проезжей части не может обеспечить повышения безопасности движения, т.к. одновременное увеличение полос движения приводит, соответственно, к росту площади сбора воды, а, следовательно, и к росту объема поверхностного стока, что обусловливает повышение степени риска образования условий для аквапланирования транспорта, особенно в пределах крайней полосы движения. Уклон обочин в сторону бровки земляного полотна способствует беспрепятственному стоку воды с поверхности проезжей части и обочин за пределы дороги, что отрицательно влияет на окружающую природную среду. Кроме этого замедленный сток воды с поверхности дороги способствует продлению периода эксплуатации ее конструктивных элементов во влажном состоянии, что, как известно, отрицательно влияет на долговечность дороги. Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, состоит в повышении безопасности движения автомобильного транспорта в местах подъемов и спусков автомобильной дороги в период выпадения осадков, а также в повышении экологической безопасности и долговечности дороги. Сущность заявленного изобретения заключается в том, что поперечный профиль автомобильной дороги на подъемах и спусках, состоящий из сопряженных не менее двух полос движения проезжей части, обочин и откосов с уклонами и содержащий двухскатную поверхность, отличается тем, что двухскатная поверхность выполнена на каждой полосе движения проезжей части и на обочинах с откосами земляного полотна, причем в пределах каждой полосы движения уклоны двускатных поверхностей направлены от оси каждой полосы движения к их границам, а в пределах обочин и откосов уклоны направлены от бровки земляного полотна к кромке проезжей части и от бровки земляного полотна к подошве дороги по откосу. При этом двухскатные поверхности в пределах каждой полосы движения имеют поперечные канавки, расположенные между осью полосы движения и ее границей под углом к направлению продольного уклона поверхности, величина которого определяется из уравнения:
где i1 и i2 – соответственно, поперечный и продольный уклоны поверхности полосы движения, Кроме этого канавки в поперечном сечении имеют сферическую поверхность, причем h где h – глубина канавки, см.; R – радиус поверхности канавки, см. На фиг.1 представлены фрагменты, характеризующие поперечные профили проезжей части дороги: а – поперечный профиль дороги по прототипу; б – предлагаемый поперечный профиль дороги с двухскатными поверхностями в пределах каждой полосы движения проезжей части и на обочинах и откосах; 1 – полоса движения по прототипу с односкатной поверхностью; 2 – кромка проезжей части дороги; 3 – обочина дороги; 4 – бровка земляного полотна; 5 – откос земляного полотна; 6 – полоса движения с двускатной поверхностью; А – ширина полосы движения, м; i1– поперечный уклон проезжей части дороги, На фиг.2 представлено расположение канавок в плане в пределах каждой полосы движения: 7 – поперечная канавка; i2 – продольный уклон проезжей части дороги на подъеме (спуске), D – максимальный размер отпечатка колеса расчетного транспортного средства, см;
На фиг.3 показан разрез по I-I: R – радиус поверхности канавки, см; h – глубина канавки, см. На фиг.4 представлен пример перехода от известного поперечного профиля дороги (8) к предлагаемому профилю (13), где: 8-13 – поперечные профили дороги; А – ширина полосы движения, м; L – длина переходного участка, м. Отличительной особенностью предлагаемого поперечного профиля дороги является наличие в пределах каждой полосы движения проезжей части и обочин с откосами двускатных поверхностей. При этом нижние точки пересечения односкатных поверхностей, образующих двухскатный профиль, соответствуют границам сопряженных полос движения и местам их сопряжения с обочинами, а верхние точки пересечения – осевым линиям полос движения. В результате (фиг.1), при выпадении дождевых осадков на дорогу, происходит распределение объема воды и ее сбор в пределах каждой полосы движения (6) и обочин (3), ускоренное перемещение воды к границам полосы движения и ее упорядоченный сток вдоль кромок проезжей части в пределах каждой полосы движения и обочин в направлении продольного уклона дороги. Таким образом, обеспечение ускоренного поверхностного стока воды в предлагаемом решении обеспечивается путем распределения ее объема между отдельными полосами движения (А) и уменьшения площадей сбора воды в пределах каждой полосы движения, в то время как в техническом решении по прототипу происходит замедление стока воды из-за увеличения площади односкатной поверхности в пределах полосы движения проезжей части (1), а также повышение объема водостока за счет дополнительного поступления на полосу движения воды с полосы движения, примыкающей со стороны оси проезжей части. Наличие на двухскатных поверхностях в пределах каждой полосы движения (фиг.2) поперечных канавок (7), расположенных под углом Наличие канавок на поверхности полосы движения, кроме ускорения стока воды, обеспечивает также уменьшение объема поверхностной воды за счет размещения ее в объеме канавок. Расположение канавок вразбежку относительно оси полосы движения в направлении к ее границам с расстоянием между точками примыкания канавок к оси полосы движения не менее максимального размера колеса расчетного транспортного средства (D), обеспечивает комфортность движения за счет исключения возможности одновременного наезда на канавку двух колес одной и той же оси, при котором возможно образование галопирования, вызывающего у человека неприятные и болезненные ощущения. Сферическая поверхность в поперечном сечении канавки (фиг.3) при ее глубине (h), равной или меньшей размера радиуса сферы (R), обеспечивает создание наиболее благоприятных условий по сравнению с другими поверхностями (прямоугольной, трапецеидальной и т.п.) для их освобождения от льда в случае замерзания находящейся в канавках воды, что также способствует повышению безопасности движения. Наличие уклона обочины дороги (3) от бровки (4) земляного полотна к кромке проезжей части дороги (2) позволяет предотвратить сток поверхностной воды за пределы дороги, а наличие продольного уклона – обеспечить ее направленный сток для последующего сбора и очистки. Наконец, предлагаемый поперечный профиль, обеспечивая ускоренный сток поверхностных вод, способствует уменьшению продолжительности периода эксплуатации дороги во влажном состоянии, что, как известно, повышает ее долговечность. Устройство предлагаемого поперечного профиля дороги заключается в следующем (фиг.4). Переход от поперечного профиля дороги на горизонтальном участке (8) к поперечному профилю с двухскатными поверхностями в пределах каждой полосы движения (А) и обочин с откосами на участке спуска (подъема) дороги (13) совершается постепенно на протяжении переходного участка (L) с промежуточными значениями поперечных уклонов (9-12), по аналогии с известным переходом от односкатного поперечного профиля на вираже к двухскатному поперечному профилю на прямом участке дороги. При этом поперечные профили на переходном участке предлагаемого решения принимаются с учетом последовательного ускорения поверхностного стока воды с проезжей части и обочин дороги. Сток воды в местах перехода дороги от спуска к подъему обеспечивается известными способами, например, путем устройства подземного водостока и водоприемных решеток, а также сбора воды для ее очистки. Устройство поперечных канавок с заданными параметрами производится известными приемами, например, посредством фрезерования или вдавливания материала покрытия.
Формула изобретения
1. Поперечный профиль автомобильной дороги на подъемах и спусках, состоящий из сопряженных не менее двух полос движения проезжей части, обочин и откосов с уклонами и содержащий двухскатную поверхность, отличающийся тем, что двухскатная поверхность выполнена на каждой полосе движения проезжей части и на обочинах с откосами земляного полотна, причем в пределах каждой полосы движения уклоны двухскатных поверхностей направлены от оси каждой полосы движения к их границам, а в пределах обочин и откосов уклоны направлены от бровки земляного полотна к кромке проезжей части и от бровки земляного полотна к подошве дороги по откосу, при этом двухскатные поверхности в пределах каждой полосы движения имеют поперечные канавки, расположенные между осью полосы движения и ее границей под углом к направлению продольного уклона поверхности. 2. Поперечный профиль автомобильной дороги на подъемах и спусках по п.1, отличающийся тем, что поперечные канавки расположены между осью полосы движения и ее границей под углом
где i1 и i2 – соответственно: поперечный и продольный уклоны поверхности полосы движения, 3. Поперечный профиль автомобильной дороги на подъемах и спусках по п.1 или 2, отличающийся тем, что поперечные канавки в поперечном сечении имеют сферическую поверхность, причем h где h – глубина канавки, см; R – радиус поверхности канавки, см. 4. Поперечный профиль автомобильной дороги на подъемах и спусках по п.1 или 2, отличающийся тем, что поперечные канавки расположены относительно оси полосы движения в направлении к ее границам вразбежку с расстоянием между точками примыкания канавок к оси полосы движения не менее максимального размера отпечатка колеса расчетного транспортного средства, D, см.
РИСУНКИ
|
||||||||||||||||||||||||||
,
, причем места примыкания канавок к оси полосы движения на одной поверхности ската, расположены между местами примыкания канавок к оси полосы движения на другой сопряженной поверхности ската, а расстояние между ними составляет не менее максимального размера отпечатка колеса расчетного транспортного средства.
R,
– угол наклона канавки от оси полосы движения к ее границе в направлении продольного уклона поверхности, град.
к направлению продольного уклона поверхности, где i1 и i2 соответственно: поперечный и продольный уклоны поверхности полосы движения, обеспечивает ускоренный отвод воды за счет развития поверхности стока и соответствия направления канавок с направлением вектора стока воды на спусках и подъемах дороги.
,
