18.3. Элементы пересечений автомобильных дорог в разных уровнях
Любое пересечение автомобильных дорог сколь угодно сложного очертания в плане может быть представлено сочетанием весьма ограниченного числа геометрических элементов (рис. 18.10), классификация которых предложена В.А. Федотовым.
Рис. 18.10. Геометрические элементы пересечений автомобильных дорог в разных уровнях: ПСП - переходно-скоростная полоса; ПК- переходная кривая; КЛ - клотоида; КК - круговая кривая; П- прямая
Переходно-скоростная полоса (ПСП). Элементы пересечений рассчитывают на меньшие скорости движения автомобилей (см. разд. 18.1), чем на пересекающихся дорогах. Для осуществления безопасного въезда автомобилей на пересечение, а также для выезда с пересечения на дорогу устраивают дополнительную полосу, называемую переходно-скоростной, на длине которой осуществляется торможение автомобилей до безопасной скорости въезда на пересечение либо ускорение автомобилей до скорости транспортного потока на дороге. Длину переходно-скоростных полос определяют из условия торможения (или разгона) от скорости V1 на автомагистрали до скорости V2 входа на пересечение:
где
V1, V2 - скорости на автомагистрали и на входе на пересечение соответственно, км/ч;
а - ускорение автомобилей, принимаемое в пределах 0,8 - 1,2 м/с2 при разгоне и 1,75 - 2,5 м/с2 при торможении.
Согласно действующим Строительным нормам и правилам длину переходно-скоростных полос полной ширины (при 0-м продольном уклоне) принимают:
на дорогах I и II категорий для разгона - 180 м; для торможения - 100 м; отгон уширения - 80 м;
на дорогах III и IV категорий для разгона - 130 м; для торможения - 75 м; отгон уширения - 60 м.
Переходная кривая (ПК). Для обеспечения плавного перехода автомобиля от прямого участка переходно-скоростной полосы (R = ¥) к участку соединительной рампы с максимальной кривизной (R = Rк) и, наоборот, из условия постепенного изменения центробежного ускорения применяют переходные кривые. В отличие от закруглений перегонных участков автомагистралей, где в качестве переходных кривых, как правило, используют клотоиду, характеризуемую линейным законом изменения кривизны и нарастания центробежного ускорения и отвечающую условиям движения по ней автомобилей с постоянной (расчетной) скоростью, на участках ответвлений и примыканий развязок движения в разных уровнях применяют особые типы переходных кривых, законы изменения кривизны которых наилучшим образом отвечают условиям движения автомобилей с переменной скоростью. Эти типы переходных кривых будут подробно рассмотрены в следующей главе.
Клотоида (КЛ) также находит применение при проектировании соединительных рамп транспортных развязок, главным образом, правоповоротных и директивно-направленных.
Круговая кривая (КК). Участки соединительных рамп с максимальной кривизной описывают в плане по круговым кривым. При этом автомобили в пределах этих участков движутся с минимальной постоянной скоростью.
Прямая (П). Как и при проектировании плана автомагистралей, при трассировании правоповоротных и директивно-направленных соединительных рамп прямую также нередко используют как самостоятельный элемент трассы. При этом прямая сопрягается со смежными круговыми кривыми обычно посредством клотоид.
Наиболее сложными и ответственными местами развязок движения в разных уровнях являются зоны ответвлений и примыканий право и левоповоротных соединительных рамп между пересекающимися автомагистралями (рис. 18.11). Конструктивные решения участков ответвлений и примыканий во многом определяют безопасность движения, пропускную способность и генеральные размеры всей развязки в целом.
Рис. 18.11. Элементы пересечений на ответвлениях и примыканиях: ЗТР - зона транспортной развязки; ЗО - зона ответвления; УО - участок ответвления; ЗП - зона примыкания; УП - участок примыкания; РП - разделительная полоса; ОУ - отгон уширения; Р - участок разделения кромок и бровок
Зона транспортной развязки (ЗТР) определяется положением створов начала отгона уширения.
Зона ответвления (ЗО) - участок на съезде с автомагистрали от створа начала отгона уширения переходно-скоростной полосы до створа конца разделения кромок проезжих частей.
Зона примыкания (ЗП) - участок на въезде на автомагистраль от створа конца разделения кромок до створа начала отгона уширения переходно-скоростной полосы.
Участок ответвления (УО) - участок на съезде с автомагистрали от створа начала отгона уширения переходно-скоростной полосы до створа начала разделения кромок.
Участок примыкания (УП) - участок на въезде на автомагистраль от створа начала разделения кромок до створа начала отгона уширения переходно-скоростной полосы.
Отгон уширения (ОУ) - участок перехода от неуширенной проезжей части автомагистрали до начала переходно-скоростной полосы полной ширины.
Участок разделения кромок и бровок (Р) - участки съездов и въездов, в пределах которых осуществляется разделение кромок и бровок автомагистрали и соединительной рампы.
Планировочные решения развязок движения в разных уровнях включают определенный набор соединительных рамп между пересекающимися автомобильными дорогами. По В.А. Федотову, в зависимости от вида осуществляемых маневров и характера очертания в плане различают следующие виды соединительных рамп (рис. 18.12):
для движения при смене направлений направо - правоповоротные рампы (ППР);
для движения при смене направлений налево - Петлеобразные рампы (ПЕР), правосторонние рампы (ПСР), левосторонние рампы (ЛСР), право-левосторонние рампы (ПЛСР), лево-правосторонние рампы (ЛПСР), кольцевые рампы (КР).
Использование перечисленных типов соединительных рамп дает возможность построения практически любой развязки. Например, применение четырех рамп типа ППР и четырех рамп типа ПЕР приводит к классической схеме «клеверного листа» и т.д.