Поперечный профиль автомобильных магистралей имеет существенные отличия от поперечных профилей дорог более низких категорий (рис. XXXIV.4), а именно:
встречные потоки движения отделяются друг от друга непересекаемой автомобилями полосой (разделительной полосой);
поток автомобилей, движущихся в одном направлении, четко делится по скоростям путем выделения разметкой на каждой проезжей части нескольких полос движения.
Каждая проезжая часть, предназначенная для движения в одном направлении, имеет не менее чем две полосы движения, из которых внутренняя служит для обгона, а при высокой интенсивности движения – для легковых автомобилей, движущихся с высокими скоростями.
Так как при движении с высокой скоростью съезд колеса автомобиля с основного покрытия на обочину из-за разности коэффициентов сопротивления качению угрожает опасностью заноса, на автомобильных магистралях устраивают между краем покрытия и обочиной краевые полосы шириной 0,5 – 0,75 м, создавая хорошо видимую в любое время суток ленту, окаймляющую дорогу и облегчающую вождение автомобиля.
Обочины на автомобильных магистралях обязательно укрепляют. Съезд автомобилей на обочины разрешается только в случае неисправности. Укрепленную обочину устраивают шириной не менее 3 м, чтобы стоящий на ней автомобиль не влиял на условия движения по дороге.
Рис. ХХХIV.4. Элементы поперечного профиля современных автомобильных магистралей:
а – при узкой разделительной полосе; б – при широкой разделительной полосе; 1 – разделительная полоса; 2- проезжая часть; 3- стояночная полоса или дополнительная полоса для движения на подъем, 4 – грунтовая обочина; 5 – внешняя краевая полоса; 6- внутренняя краевая полоса; 7 – внутренняя укрепленная обочина
Остановки для отдыха и осмотра окружающего ландшафта разрешаются только на специальных оборудованных площадках в стороне от дороги. На автомобильных магистралях с весьма большой интенсивностью движения на обочинах оборудуют специальные стояночные полосы, на которых дорожная одежда имеет такую же прочность, как на проезжей части. Собственно грунтовые обочины на магистралях имеют малую ширину от 0,75 до 1 м и предназначаются для установки ограждений.
Ширину разделительной полосы принимают такой, чтобы встречные потоки движения не создавали взаимных помех, при отсутствии психологического воздействия на водителей проезжающих с большой скоростью встречных автомобилей. Практически разделительные полосы устраивают шириной от 3 до 13 м. В последнем случае имеется возможность при последующем росте интенсивности движения увеличить ширину проезжих частей на одну полосу движения за счет уменьшения разделительной полосы до 4 – 7 м.
Широкие разделительные полосы, которым придается вогнутый поперечный профиль, имеют ряд преимуществ: грунт, смытый с разделительной полосы, не загрязняет проезжую часть; уменьшается ослепление водителей светом фар встречных автомобилей; создаются большие удобства для устройства виражей.
Для отвода воды разделительной полосе на горизонтальных участках придают пилообразный продольный профиль с уклоном 5 – 7‰. Вода поступает по расположенным в пониженной части полосы лоткам к водоприемникам, а оттуда отводится в боковые канавы.
Вдоль разделительной полосы, обычно имеющей дерновый покров, по тем же причинам, что и вдоль обочины, располагают укрепленную краевую полосу.
На пригородных участках дорог, где опасность неорганизованных разворотов с переездом через разделительную полосу выше, чем на загородных участках, разделительные полосы иногда устраивают в возвышающихся бордюрах городского типа, что несколько лучше организует движение.
Конструкция виражей на автомобильных магистралях сложнее, чем на обычных дорогах, в связи с большими величинами поднятия проезжей части и необходимостью обеспечения отвода воды с разделительной полосы.
В зависимости от местных условий возвышения проектной линии над поверхностью земли и наличия косогорности возможен ряд решений, отличающихся выбором точки поворота каждой из проезжих частей. Они приводят к различной величине изменения отметок внешней и внутренней бровок земляного полотна (рис. XXXIV.5).
Наиболее распространенными являются следующие решения:
1. Поворот поперечного профиля вокруг внутренней бровки земляного полотка или кромки внутреннего покрытия (рис. XXXIV.5, б).
Недостаток этого способа заключается в том, что в связи с большой высотой поднятия внешней проезжей части при взгляде на кривую издалека возвышающийся вираж выглядит как некрасивый бугор.
Рациональная область применения виражей данного типа – дороги, проходящие по косогору с небольшим поперечным уклоном, когда устройства насыпной части можно избежать путем небольшой раздвижки проезжих частей и расположения их в разных уровнях (ступенчатое расположение проезжих частей).
Поворот обеих проезжих частей около внутренних кромок покрытия или осей проезжих частей (рис. XXXIV.5, в и г). Внешняя бровка земляного полотна при этом возвышается на небольшую величину. Однако разделительная полоса приобретает обратный поперечный уклон, что создает затруднения с организацией отвода воды.
Поворот проезжих частей около кромок, прилегающих к разделительной полосе (рис. XXXIV.5, д). В этом случае поперечный профиль разделительной полосы не изменяется, но внутренняя бровка земляного полотна понижается на большую величину, чем при предыдущих способах разбивки. В неблагоприятных гидрогеологических условиях, например на заболоченных участках, возвышение бровки может оказаться недостаточным. Однако понижение земляного полотна на участке виража меньше нарушает зрительную плавность дороги, чем возвышающийся вираж.
В целях упрощения строительства на кривых больших радиусов виражи не устраивают. Однако с точки зрения удобства и безопасности движения вираж с уклоном, не превышающим нормальный поперечный уклон проезжей части, всегда является целесообразным.
Проектирование сооружений системы водоотвода с автомобильных магистралей имеет некоторые особенности.
Водопропускные сооружения устраивают преимущественно в виде труб, над которыми конструкция земляного полотна не меняется. На малых и средних мостах ширину проезжей части и обочин также не меняют по сравнению с прилегающими участками.
Поскольку магистрали проектируют для скоростного автомобильного движения, на придорожной полосе избегают устраивать глубокие боковые канавы и резервы, создающие значительную опасность аварий в случае съезда автомобиля с дороги.
Для невысоких насыпей на автомобильных магистралях наиболее характерен поперечный профиль с лотками глубиной 50 – 60 см, имеющими очень пологие откосы и округленное дно.
Большие затруднения представляет отвод воды с разделительной полосы. Разделительные полосы шире 1,5 – 2 м устраивают грунтовыми, покрытыми дерном. Во время дождей и таяния снега она становится источником дополнительного увлажнения земляного полотна. Просачивающаяся в него вода может способствовать в условиях сурового климата интенсивному пучинообразованию. Поэтому под разделительными полосами, особенно если они имеют вогнутое очертание, закладывают самостоятельные дренажные устройства, из которых вода систематически отводится в понижения местности (рис. XXXIV.6). Такой способ отвода воды возможен в теплом климате, когда отсутствует опасность образования льда в водостоках во время зимних оттепелей. Особенно удобен он в условиях пересеченного рельефа, легко позволяющего осуществить отвод воды из водостоков, не устраивая длинных подземных коллекторов.
Конструкция разделительной полосы должна предусматривать возможность уменьшения количества просачивающейся воды и быстрого ее отвода.
Рис. ХХХIV.6. Схема обеспечения отвода воды с разделительной полосы на виражах:
а - при широкой разделительной полосе; б - при узкой разделительной полосе
1-дрежная трубка для сбора воды из песчаного слоя; 2- трубка, отводящая воду в водосток; 3- водоприемник, 4 - коллектор; 5- водоприемная решетка; 6 - одерновка, 7 - отвод воды из водостока; 8 - бетонный лоток на откосе
Рис. XXXIV.7. Лоток для отвода воды с разделительной полосы при больших продольных уклонах
Отвод воды с разделительной полосы на участках виражей осложняется тем, что на нее стекает вода с одной из проезжих частей. Периодически необходимо устраивать на разделительной полосе водоприемные колодцы с выводами на придорожную полосу. При невозможности этого под разделительной полосой укладывают коллектор, из которого воду отводят в пониженные места рельефа.
К водоприемным решеткам водостока вода стекает по одернованной поверхности разделительной полосы. На участках с большими продольными уклонами разделительную полосу укрепляют, например, сборными бетонными лотками (рис. XXXIV.7). Обеспечение водоотвода с разделительной полосы усложняет конструкцию земляного полотна. В местностях с частыми зимними оттепелями и большой глубиной промерзания требуется усиленный эксплуатационный надзор в связи с возможностью закупоривания коллектора и выводных труб образующимся льдом.