Строительство автомобильных дорог

Под пропускной способностью дороги понимается максимальное количество автотранспортных средств, которое может пройти по ней за определенный отрезок времени. Определяется пропускная способность дороги плотностью транспортного потока (коли­чеством автотранспортных средств на 1 км дороги или временным интервалом между ними) и скоростью его движения vm9 км/ч.
Пропускная способность дороги не является однозначным па­раметром, характеризующим ее, так как может меняться в широком диапазоне в зависимости от следующих факторов:
• состояние дорожного покрытия и зависящей от него скорости движения;
• соотношение в транспортном потоке разных типов транс­портных средств;
• геометрические параметры плана и продольного профиля дороги;
• погодные условия;
• квалификация водителей и др.
Поэтому специалистами в области строительства, эксплуатации дорог и исследовании транспортных потоков обычно рассматриваются теоретическая (расчетная) и практическая (факти­ческая) пропускные способности дороги.
Н.Ф. Хорошилов под введенным им термином практической пропускной способности дороги подразумевает наибольшее Уисло автомобилей, которое пропускает дорога при фактически склады­вающихся на ней режимах движения транспортных потоков.
Для сравнительной оценки возможностей дороги используют максимальную теоретическую пропускную способность, опре­деляемую расчетом по формулам динамической теории движения транспортных потоков для идеализированного колонного движения однотипных автомобилей в благоприятных дорожных условиях, на прямом горизонтальном участке дороги с сухим шероховатым покрытием. Влияние на пропускную способность дороги оказывают те дорожные условия, которые приводят к снижению скорости движения, разуплотнению транспортного потока или препятствуют его уплотнению. Для расчета пропускной способности дороги необходимо иметь схему организации движения на дороге, схему дислокации дорожных знаков и характеристики состояния дорожного покрытия и обочин.
Автомобильные дороги, являясь дистанционно продолжительными объектами, нередко состоят из участков с разной пропускной способностью, поэтому пропускная способность дороги (участка дороги) определяется пропускной способностью наиболее сложного сечения или опасного участка дороги. Все факторы, оказывающие влияние на пропускную способность дороги, разделяют на две группы: первая группа — ограничивающие, вторая — снижающие пропускную способность. Первая группа устанавливает предел пропускной способности полосы движения (пересечения с автомобильными и железными дорогами, паромные переправы), вторая группа — факторы, вызывающие снижение скорости движения или разуплотнение транспортного потока (ширина проезжей части и обочин, ровность покрытия, ограничения движения).
Пропускная способность дороги или пересечений с другой дорогой в одном уровне зависит от типа пересечения и его пла­нировочного решения (дополнительные полосы движения, разде­лительные полосы, направляющие островки, разметки проезжей части).
Пропускная способность пересечений в одном уровне зависит от соотношения интенсивностей движения на пересекающихся дорбгах. Преимущество проезда имеет транспортный поток главной дороги, если на пересечении нет светофорного регулирования, пропускная способность по направлению главной дороги может снижаться только при введении ограничения скорости движения и/или запрещении обгона. В этом случае пропускная способность по главной дороге определяется по формуле
P=PnnnKnepKn, (5.1)
где пропускная способность многополосной проезжей части; Рп — пропускная способность одной полосы движения; пп — количество полос движения;
^пер — коэффициент, учитывающий долю перестраивающихся автомобилей в транспортном потоке;
Кп — коэффициент многополосности, определяемый по табл. 5.1.
При количестве полос движения в одном направлении две и более средняя пропускная способность одной полосы на участке перестроений транспортного потока из-за входа и выхода с дороги снижаются. Причем это снижение тем больше, чем ближе распо­ложены друг к другу места входа и выхода с дороги.

Пропускную способность одной полосы движения можно/рас­считать по формуле
P„ = (1-V)-PIMX, (5.2)
где Ртах — максимальная пропускная способность одной гТолосы движения, в приведенных ед./ч;
\|/ — итоговый коэффициент снижения пропускной способности полосы движения, который определяется по формуле
у = фх+ф2 + ф3+ф4+ ф5+ф6, (5.3)
д&; — частные коэффициенты снижения пропускной способности, учитывающие влияние конкретного фактора (значения их для целей расчетов рекомендуется принимать по табл. 5.2).

Максимальную пропускную способность одной полосы движения автомобильных дорог рекомендуется принимать для дорог:
• двухполосных — 1200 ед./ч;
• трехполосных — 1800 ед./ч;
• четырехполосных без разделительной полосы — 2000 ед./ч;
• четырехполосных с разделительной полосой — 2200 ед./ч;
• шестиполосных с разделительной полосой — 2300 ед./ч. Исследователями дорожного движения транспортных потоков
установлено, что чем меньшая интенсивность движения по одной полосе проезжей части предусмотрена при проектировании дороги (это зависит от количества запроектированных полос движения), тем выше будет по ней средняя скорость транспортных потоков и тем больше удобства будет обеспечено для пользующихся дорогой. Поэтому практическая пропускная способность не должна достигать предела принятого расчетом в сроках эксплуатации дороги.
Резерв пропускной способности предусматривается на стадии проектирования.
Для учета факторов, снижающих пропускную способность до-боги. оекомендуется пользоваться табл. 5.3.

Примечание. * Учитывается только при отсутствии ограничения скорости движения. «+» — фактор учитывается, «—» — при действии фактора ф6 фактор ф1 не учитывается.
При одновременном действии сразу нескольких факторов, снижающих пропускную способность дороги, некоторые из них имеют настолько сильное влияние, что другие факторы (или часть факторов) становятся малозначительными и в расчете не учитываются. Формула (5.3) должна содержать только те слагаемые, которые являются значимыми для пропускной способности конкретного участка факторами.
Светофорное регулирование движения на пересечениях с другими дорогами или на пешеходных переходах делает мало­значимыми все другие факторы, поскольку сокращает время, в течение которого возможно движение по дороге. Это время про­порционально фазовому коэффициенту. Возможность повышения пропускной способности дороги связана главным образом с увеличением фазового коэффициента, т. е. сокращением зеленого сигнала для других направлений, или с увеличением числа полос на пересечении. При наличии светофорного регулирования огра­ничение пропускной способности распространяется на участок дороги от ближайшего пересечения до светофора:

На участке перед пересечением величина пропускной способ­ности определяется меньшим из двух значений, определенных по дорожным условиям и по фазовому коэффициенту, за пересечением — только по дорожным условиям.
Пропускная способность второстепенных дорог на нерегули­руемых пересечениях двухполосных дорог в одном уровне зависит от интенсивности движения по главной дороге и ее рекомендуется принимать по табл. 5.4.
Факторами, снижающими пропускную способность на участке дороги, являются: сужение проезжей части, неукрепленные обочины, участки производства дорожных работ, боковые препятствия, неровное или разрушенное покрытие проезжей части, населенные пункты, запрещение обгонов, ограничение скорости движения. Каждый из факторов, снижающих пропускную способность дороги, учитывается коэффициентом снижения пропускной способности.
Запрещение обгонов — второй по степени воздействия на про­пускную способность дороги фактор. При таком ограничении происходят снижение скорости движения и разуплотнение транспортного потока. Поток разбивается на пачки автомобилей, во главе которых находятся тихоходные автомобили (чаще всего грузовые). При этом сохраняется влияние только ровности покрытия и продольных уклонов, что еще более снижает скорость движения транспортного потока. Влияние остальных фак­торов малозначимо. Зона влияния запрещения обгонов — длина участка, на котором такое ограничение устанавливается.

1 Максимальная пропускная способность второстепенной дороги на подходе к пересечению определяется по формуле (5.1). В таблице приведены пропускные способности направлений движения на пересечении при наличии дополнительных полос для поворачивающих потоков.
2 С отдельной полосы второстепенной дороги.
3 При доле левоповоротного движения с второстепенной дороги до 20%.
Ограничение скорости движения во всех дорожных условиях снижает пропускную способность дороги. При этом если причиной ограничения скорости являются конкретные факторы, их влияние на пропускную способность поглощается ограничением скорости движения, и такие факторы не учитываются. Зона влияния этого фактора — длина участка дороги с ограничением скорости движения.
Ширина полосы движения становится малозначимым фактором, ограничивающим пропускную способность дороги только при запрещении обгонов и при наличии светофорного регулирования. В остальных случаях влияние ширины полосы движения должно учитываться.
Ровность покрытия отражается на скорости движения транс­портного потока, учитывается всегда, за исключением случая об­щего или местного ограничения скорости движения и светофорного регулирования. Зона влияния этого фактора — длина участка с постоянными характеристиками ровности покрытия.
Продольные уклоны отражаются на снижении средней скорости и разуплотнении транспортного потока. Этот фактор следует учитывать во всех случаях, кроме светофорного регулирования. Зона влияния продольных уклонов — 100 м до начала вогнутой вертикальной кривой и 100—500 м (в зависимости от интенсивности движения) после вершины подъема.
Пропускная способность дороги может быть повышена:
• проложением дорог вне населенных пунктов для исключения влияния пешеходного движения и местного транспортного потока;
• перестройкой неудачных сочетаний элементов плана и про­дольного профиля, вызывающих резкие изменения скоростей;
• устранением при реконструкции дорог минимальных па­раметров геометрических элементов плана, поперечного и продольного профилей;
• устройством дополнительных полос на подъемах, пересече­ниях, полос для местного движения в населенных пунктах;
• устройством пересечений с другими дорогами (автомобиль­ными и железными), обеспечивающих пропуск транспортных потоков высокой интенсивности (канализированных пересечений, пересечений в разных уровнях);
• повышением сцепных качеств и ровности покрытия;
• обустройством дороги остановочными полосами, площадками, стояночными полосами и площадками, исключающими остановку автомобилей на обочинах; • устройством переходно-скоростных полос на автобусных остановках, подъездах к АЗС, мотелям, стоянкам, площадкам отдыха.
Эффективность транспортного процесса (комплексный показатель себестоимости перевозок), зависящая, прежде всего, от скорости доставки грузов и пассажиров, снижения всех видов транспортных затрат, определяется не в последнюю очередь состоянием дорог и их пропускной способностью.
На стадии проектирования дорог решается вопрос назначения числа полос для движения транспортных средств не только на перегонах с благоприятными условиями, но в первую очередь на участках, где требуется устройство дополнительных полос (на подъемах, на подходах к пересечениям). Расчет необходимого числа полос на автомобильных магистралях можно выполнить по следующей формуле:
"п=-^-, (5.4)
пр
где N — расчетная часовая интенсивность в конце расчетного срока до капитального ремонта, ед./ч;
г — коэффициент сезонной неравномерности движения;
Z — коэффициент использования пропускной способности до­роги (уровень загрузки движением);
Nnp — типичная практическая пропускная способность данной категории дороги, ед./ч.
Коэффициент Z принимают с учетом назначения дороги. Его величина в часы «пик» не должна превышать предельно допустимых значений, указанных в табл. 5.5.
Результаты определения пропускной способности дороги оформляют в виде линейного графика пропускной способности, а для отдельных участков рассчитывают и строят график уровней загрузки дороги движением (рис. 5.1).
В связи с возросшим уровнем интенсивности движения на ав­тодорогах в настоящее время, первое место в оценке дорог заняли уровни удобства работы для водителей. А дороги стали местом активного отдыха при туристических поездках на личных автомо­билях. Представление об уровнях удобства движения отражены в табл. 5.6.

Практика эксплуатации дорог с насыщенными транспортными потоками показывает, что в таких условиях резко возрастает как физическое, так и эмоциональное напряжение водителей, приводящее к быстрой их утомляемости. Создаются предпосылки к возникновению дорожно-транспортных происшествий. Поэтому в нормах на проектирование новых автодорог расчетный уровень загрузки дорог на конец расчетного периода не должен превышать значения установленного для каждой категории дороги:

При проектировании реконструкции автодороги и наличии технико-экономического обоснования допускается больший уровень загрузки для каждой категории: