«Американские сельские дороги»

Глава III

ВОДООТВЕДЕНИЕ И ОСУШЕНИЕ ДОРОГ

Необходимость водоотведения. — Важность водоотведения для всех дорог, подверженных воздействию ливневых или грунтовых вод, всегда признавалась дорожными строителями, однако в последние годы этому этапу дорожного строительства уделяется неуклонно возрастающее внимание. К сожалению, в прошлом существовала определенная тенденция считать детальные меры по водоотведению менее необходимыми при устройстве дорожных покрытий жесткого типа. Из характера дефектов, наблюдаемых на самых разных типах дорожных покрытий, стало очевидно, что пренебрежение важностью водоотведения или ее преуменьшение применительно к грунтовым дорогам либо дорогам с любым типом покрытия означает навлечь быстрое разрушение некоторых участков поверхности проезжей части и увеличить затраты на содержание.

Степень, в которой отсутствие мер по водоотведению влияет на пригодность дорожного покрытия к эксплуатации, варьируется в зависимости от количества осадков в данной местности и характера их распределения в течение года. Во влажных районах Соединенных Штатов, которые примерно представляют собой те части к востоку от линии север-юг, проходящей через Омаху и Канзас-Сити, а также северную часть Тихоокеанского побережья, количество осадков обычно превышает 30 дюймов в год и довольно равномерно распределено по сезонам, хотя наблюдаются сезонные колебания интенсивности. В этих районах при проектировании автомобильных дорог необходимо тщательно предусматривать защиту от воздействия осадков как в отношении их тенденции снижать устойчивость грунтов, так и в качестве агента эрозии.

Вне упомянутых районов количество осадков значительно меньше 30 дюймов в год, и их воздействие как агента эрозии имеет наибольшее значение, хотя в ограниченных зонах могут возникать короткие периоды, когда грунт теряет устойчивость из-за грунтовых вод.

Важность проектирования. — Система водоотведения для предполагаемого улучшения дороги должна проектироваться с такой же тщательностью, как и любой другой элемент, и для этого необходимо изучить все факторы, имеющие какое-либо отношение к требованиям к водоотведению и предполагаемой эффективности предлагаемой системы водоотведения. Следует по мере применимости руководствоваться устоявшимися принципами осушения земель.

Основной принцип дорожного водоотведения заключается в минимизации воздействия воды до такой степени, чтобы под проезжей частью дороги всегда находился слой сравнительно сухого грунта значительной толщины. Этот слой, вероятно, никогда не должен быть тоньше двух футов, а для грунтов со структурой, благоприятной для капиллярного поднятия, его толщина должна составлять не менее трех футов. Средства, используемые для достижения требуемого водоотведения, будут столь же разнообразны, сколь и встречающиеся условия.

Поверхностное водоотведение. — Метод водоотведения, который является наиболее универсальным по своему применению, использует открытые канавы, и систему, применяющую такие канавы, обычно называют поверхностным водоотведением. Все возможности этого метода минимизации воздействия ливневых вод редко задействуются в дорожном строительстве в полной мере. Очень часто разрушение дорожного покрытия напрямую объясняется неспособностью обеспечить адекватное отведение ливневых вод, вод от таяния выпавшего на дороге снега или вод, стекающих на дорогу с прилегающих земельных участков. Поверхностные воды обычно можно отвести наиболее дешевым и быстрым способом с помощью открытых канав, хотя иногда возникают особые условия, требующие применения дополнительных трубчатых дренажей. Поперечный профиль, обычно принимаемый для дорог, естественным образом располагает к устройству водоотводных канав по бокам проезжей части, и они обычно служат основным средством отвода ливневых вод.

Сток. — Требуемая пропускная способность боковых канав для обеспечения удовлетворительного поверхностного водоотведения зависит от количества и характера осадков в регионе, где строится дорога. Годовое количество осадков в регионе может составлять несколько футов, но при этом быть хорошо распределенным по году при отсутствии чрезмерных осадков в течение коротких периодов, то есть условия паводка могут возникать редко. В других районах годовое количество осадков может быть сравнительно малым, но осадки выпадают с очень высокой интенсивностью, то есть паводковые условия могут быть обычным явлением, либо они могут выпадать с небольшой интенсивностью в течение значительного периода времени. Эти особенности должны быть известны до того, как можно будет спланировать адекватную систему водоотведения.

Практически повсеместно в Соединенных Штатах осадки очень высокой интенсивности имеют относительно небольшой срок продолжительности, и в течение этих коротких периодов, которые обычно не превышают тридцати минут, часть воды, падающей на прилегающие к дороге участки и стекающей в дорожные канавы, впитывается в грунт и поэтому не доходит до канав вдоль дороги. Степень поглощения воды грунтом зависит от пористости и уклона местности, а также характера растительного покрова на ней. Обрабатываемая земля впитывает почти всю воду от ливней продолжительностью до пятнадцати или двадцати минут; луговина — несколько меньший процент; а сильно уплотненный или иной непроницаемый грунт поглощает сравнительно небольшое количество. Каменистая местность и крутые склоны поглощают очень мало ливневых вод.

Поверхность дороги спроектирована так, чтобы быстро отводить воду в канавы, однако, когда материалом служит естественный грунт, всегда происходит значительное впитывание ливневых вод. Такие покрытия, как гравийно-глинистые, гравийные и макадамные, поглощают не более 10 процентов осадков во время коротких ливней. Битумные покрытия, кирпичные и бетонные мостовые не поглощают заметного количества ливневых вод.

Как правило, лучше исходить из того, что если дождь идет в течение сорока пяти минут или дольше, вся вода стечет, поскольку за это время грунт достигнет состояния насыщения. Это не относится к глубоким пескам, но справедливо почти для всех остальных грунтов.

Таким образом, необходимая пропускная способность канавы будет зависеть от дренируемой площади, характера грунта, уклонов и особенностей выпадения осадков в регионе, а также от характера дорожного покрытия.

При требуемой пропускной способности площадь поперечного сечения канавы будет изменяться обратно пропорционально уклону, поскольку скорость течения возрастает с увеличением уклона канавы. Если поверхностные воды необходимо отводить вдоль дороги на расстояние, превышающее пять или шесть сотен футов, канава должна строиться с возрастающей по направлению к выпуску пропускной способностью для того, чтобы вместить накопившийся объем воды.

Скорость течения изменяется не только в зависимости от уклона, но и от формы поперечного сечения, чистоты русла, глубины воды в русле, плана трассы русла и вида материала, в котором сформировано русло. Нет необходимости вдаваться в излишние тонкости при проектировании боковых канав для обычного случая, когда вода отводится вдоль дороги всего на несколько сотен футов. Канавам придают достаточную пропускную способность за счет использования общепринятого поперечного профиля дороги, который будет рассмотрен в последующем абзаце. Но там, где дорожные канавы должны дренировать большие площади, боковые канавы желательно тщательно проектировать. Основы этого проектирования слишком обширны, чтобы приводить их здесь, и следует обратиться к стандартному руководству по этому вопросу.

Обычное проектирование канав. — Для уклонов в один процент или менее на дорогах во влажном регионе дно канавы должно находиться по крайней мере на три с половиной фута ниже проезжей части дороги, за исключением очень песчаного грунта. Для уклонов более одного процента эта глубина может быть уменьшена на один фут, а для уклонов в четыре процента и выше глубина может быть еще меньше. Эти общие правила для глубины допускают вариации, но считаются минимальными, за исключением засушливого или полузасушливого климата. Гораздо лучше проявить излишнюю щедрость при расчете параметров канавы, чем излишнюю консервативность. В засушливых или полузасушливых регионах проектирование канав будет основано на необходимости обеспечить пропуск паводковых вод и предотвратить повреждения в результате эрозии. Для обычных требований водоотведения будет достаточно канавы глубиной около одного фута.

Если топография такова, что очевидно поступление значительного количества ливневых вод с прилегающих земельных участков в дорожные канавы, проект должен быть изменен с учетом этого обстоятельства. Иногда такую воду можно отвести с помощью канав, расположенных значительно дальше от дороги, и тем самым предотвратить ее попадание в боковые канавы вдоль проезжей части. Особенно желательно отводить воду, которая в противном случае стекала бы по откосу выемки, с помощью канавы на косогоре выше верхней кромки откоса выемки.

Канавы неэффективны, если они не обеспечивают свободного течения на всем своем протяжении и не имеют выпуска в дренажное русло достаточной пропускной способности. Поэтому уклоны канав должны устанавливаться путем изысканий, особенно если градиент составляет менее одного процента, а строительные работы должны проверяться с целью убедиться, что канава действительно построена согласно проекту. Несколько возвышенных мест в канаве существенно снизят ее эффективность, хотя во время строительства они могут показаться незначительными. Суженных мест, которые могут образоваться из-за небольшого количества рыхлого грунта, оставленного в канаве, всегда следует избегать.

Там, где боковая канава переходит из выемки на берму вдоль насыпи, канаву следует разрабатывать полностью в нетронутом естественном грунте, в пяти футах или более от подошвы откоса насыпи, а вдоль насыпного участка дороги между подошвой откоса насыпи и близлежащим краем канавы должна быть берма шириной три или четыре фута.

Грунтовые воды. — В предыдущем абзаце упоминалось о том, что лишь часть ливневых вод стекает по поверхности земли, а большая часть поглощается грунтом. Вода, поглощенная таким образом, течет вниз через поры в грунте до тех пор, пока не отклонится вбок под влиянием какой-либо физической особенности структуры грунта. Движение грунтовых вод зависит от многих обстоятельств, но здесь необходимо рассмотреть только два условия.

Грунтовые воды, подобно поверхностным, стремятся достичь горизонтальной поверхности, но при этом им может потребоваться пройти большие расстояния через поры грунта, и для преодоления сопротивления, связанного с этим, потребуется некоторый напор. Иными словами, в одних местах уровень воды будет выше, чем в других. Если при планировке дороги делается выемка, уровень дороги может оказаться ниже уровня грунтовых вод в прилегающей к дороге местности. В результате вода будет просачиваться сквозь боковые откосы в выемке и поддерживать канавы во влажном состоянии или даже обеспечивать достаточный приток воды для создания течения в канаве. Аналогичным образом более высокий напор грунтовых вод вблизи вершины холма может привести к тому, что грунтовые воды подойдут довольно близко к поверхности на некотором расстоянии вниз по склону. Средством защиты в обоих случаях являются трубчатые дренажи вдоль дороги, понижающие уровень грунтовых вод настолько, чтобы они не могли повлиять на дорожное покрытие.

Иногда грунтовые воды при течении вниз сквозь грунт встречают на своем пути водоупорный пласт или пласт, менее проницаемый, чем поверхностный грунт. В таком случае вода будет двигаться вдоль этого пласта, и при наличии выхода этого плотного пласта на поверхность в этом месте образуется родник. Это может случиться на шоссе. Водоупорный пласт может не выходить непосредственно на поверхность, а залегать всего в нескольких футах под полотном дороги, и тогда дорожное покрытие окажется настолько пропитанным водой, что потеряет устойчивость. Так называемые «мокрые места», так часто наблюдаемые вдоль дороги, обычно являются результатом именно этого состояния. Данное явление можно устранить с помощью труб, уложенных так, чтобы перехватить поток на глубине, исключающей повреждение дороги. Обычно трубы укладывают по диагонали поперек дороги на некотором расстоянии выше участка, где заметно воздействие воды, а затем поворачивают параллельно дороге вдоль линии канавы и выводят под одной из боковых канав к месту сброса.

Трубчатые дренажи. — Там, где грунтовые и климатические условия таковы, что дорожное полотно периодически теряет устойчивость из-за подъема грунтовых вод до уровня, находящегося на небольшой глубине под поверхностью дороги, уровень грунтовых вод понижают с помощью трубчатых дренажей. Функция трубчатых дренажей в таких случаях точно такая же, как и при их использовании в мелиорации земель: понижение уровня грунтовых вод.

Укладка труб. — Линии труб обычно укладываются в траншеи параллельно осевой линии дороги вблизи линии канавы на глубине не менее 4 футов, чтобы поддерживать уровень грунтовых вод на достаточной глубине. Они должны быть тщательно уложены по оси и уклону. Необходимо обеспечить хороший водовыпуск, причем последние несколько стыков труб должны представлять собой раструбные канализационные трубы со стыками, заполненными цементным раствором. Отверстие трубы должно быть закрыто крупной сеткой, чтобы предотвратить гнездование животных внутри трубы.

Часто возникает необходимость проложить линию труб у подошвы откоса в выемках для перехвата воды, которая будет просачиваться под дорогу из боковых откосов. В некоторых случаях желательно засыпать траншею трубы обратной засыпкой из гравия или щебня для обеспечения быстрого проникновения поверхностных вод к трубе. В других случаях целесообразно устанавливать водоприемные колодцы примерно каждые триста или четыреста футов. Они могут быть выполнены из бетона или установленных вертикально труб, либо представлять собой глухие водоприемные колодцы, образованные путем заполнения участка траншеи щебнем. Когда используется глухой водоприемный колодец, его верхнюю часть следует выполнить в виде холмика, а для бетонных или трубчатых водоприемных колодцев следует использовать решетку ульевого типа, чтобы поступление воды в трубу не перекрывалось сорняками и прочим мусором, приносимым к колодцу.

Водопропускные трубы. — Водопропускные трубы и мосты являются частью системы водоотведения, и различие между ними заключается исключительно в размерах. Как правило, сооружения с пролетами менее восьми футов классифицируются как водопропускные трубы, однако эта практика не является единообразной. В данном обсуждении водопропускные трубы определяются как сооружения с пролетами 8 футов или менее.

Для пропуска ливневых вод и небольших ручьев поперек дороги требуется множество водопропускных труб, и их совокупная стоимость составляет крупную статью расходов на улучшение дороги. Размер поперечного сечения водопропускной трубы, необходимый в любом конкретном месте, оценивается путем осмотра водотока и существующего сооружения, а также путем определения площади и физических характеристик водосборного бассейна. Иногда на месте имеются достаточные данные для весьма точной оценки требуемого размера, но ее всегда следует проверять путем расчетов стока. Водосборная площадь, питающая водой ручей, проходящий через рассматриваемую водопропускную трубу, вычисляется по контурным картам или по результатам наземной съемки, а размер трубы определяется по одной из эмпирических формул, применимых для этой цели. В этих формулах решение зависит от правильного выбора коэффициента «C», который варьируется в соответствии с характером водосборной площади. Две из них, получившие довольно широкое распространение, приведены ниже:

Формула Майерса: a = CA

Где a = площадь поперечного сечения водопропускной трубы в квадратных футах. A = площадь водосборного бассейна выше водопропускной трубы в акрах. C = коэффициент, изменяющийся от 1 для равнинной местности до 4 для горной местности или каменистого грунта, причем точное значение выбирается после осмотра водосборной площади.

Формула Тэлбота: Площадь живого сечения водопропускной трубы в квадратных футах =

C = √

(Drainage area in acres)3

При этом C меняется в зависимости от обстоятельств следующим образом:

«Для крутой и каменистой местности C изменяется от 2/3 до 1. Для холмистой сельскохозяйственной местности, подверженной паводкам в период таяния снега, с длиной долины, в три-четыре раза превышающей ее ширину, C составляет около 1/3; если ручей длиннее по отношению к площади, уменьшайте C. В районах, не подверженных накоплению снега, и там, где длина долины в несколько раз превышает ее ширину, можно использовать 1/5, 1/6 или даже меньше. C следует увеличивать при крутых боковых откосах, особенно если верхняя часть долины имеет значительно больший пад, чем русло у водопропускной трубы. Значение C, используемое в любом конкретном случае, определяется после осмотра водосборной площади».

Fig. 2. Design of Pipe Culvert and Bulkhead

Длина водопропускной трубы. — Чистая длина между торцевыми стенками водопропускной трубы должна быть по крайней мере равна ширине проезжей части между канавами. Это составляет минимум 20 футов для второстепенных дорог и колеблется от 24 до 30 футов для главных дорог. Оголовки водопропускной трубы не должны служить архитектурным излишеством, а должны быть не выше, чем требуется для предотвращения съезда транспортных средств с проезжей части в месте расположения водопропускной трубы.

Водопропускные трубы на съездах к фермам. — На съездах к фермам водопропускные трубы необходимы для того, чтобы провести подъездные пути через боковую канаву дороги. Эти водопропускные трубы обычно имеют длину около 16 футов и должны иметь размер, достаточный для пропуска стока боковой канавы. Водопропускная труба на съезде к ферме должна иметь такую конструкцию, при которой ее можно легко демонтировать для обеспечения возможности очистки канав с помощью дорожного грейдера.

Типы водопропускных труб

Водопропускные трубы, изготовленные из бетона и залитые по месту, называются прямоугольными (коробчатыми) водопропускными трубами из-за прямоугольной формы поперечного сечения. Водопропускные трубы из сборных труб известны как трубчатые водопропускные трубы. В широком применении находится несколько форм трубчатых водопропускных труб.

Fig. 3.—Typical Concrete Box Culvert

Металлические трубы. — Они могут быть изготовлены из чугуна, стали или ковкого железа. Чугунные трубы весьма долговечны, но дороги и тяжелы в обращении, поэтому они не получили широкого распространения в дорожном строительстве. Стальные трубы применялись в ограниченных объемах, однако их долговечность вызывает сомнения. По крайней мере, известно, что трубы, изготовленные из неоцинкованной тонколистовой стали, не отличаются высокой долговечностью. Листовое железо и листы из сплавов железа с цинковым покрытием нашли широкое применение и представляются долговечными, особенно при укладке на глубину, исключающую возможность повреждения от тяжелых нагрузок. Для обеспечения достаточной стойкости к коррозии металлические листы должны быть покрыты цинком из расчета не менее полутора унций на квадратный фут листа, а толщина листов должна быть не тоньше 16-го калибра для малых размеров и более тяжелой для крупных размеров.

Глиняные и цементобетонные трубы. — Обычные раструбные трубы из обожженной глины, используемые в канализации, иногда применяются для водопропускных труб. Их необходимо укладывать с особой тщательностью, предпочтительно на бетонное основание (люльку), а стыки заполнять цементным раствором. Водопропускные трубы этого типа склонны ломаться под воздействием необычных нагрузок, таких как локомобили или грузовики. Они могут быть повреждены давлением замерзающей воды, в особенности когда чередование заморозков и оттепелей приводит к заполнению водопропускной трубы кашеобразной снеговой массой, которая впоследствии замерзает.

Бетонные трубы. — Трубы из железобетона являются удовлетворительным материалом для водопропускных труб при условии их правильного проектирования. Трубу следует тщательно укладывать на прочное земляное основание с аккуратной обратной засыпкой грунта и его трамбованием вокруг трубы. Стыки в трубах должны быть заполнены цементным раствором или иметь конструкцию, обеспечивающую герметичность.

Оголовки водопропускных труб. — На каждом конце звена водопропускной трубы устраивается мощная подпорная стенка, независимо от ее типа. Это делается для предотвращения засорения конца водопропускной трубы грунтом и для удержания дорожного полотна у трубы. Она также указывает водителям на расположение конца водопропускной трубы. Оголовки выступают на фут или более ниже лотка водопропускной трубы для предотвращения размыва воды под звеном трубы. Для оголовков водопропускных труб чаще всего используется монолитный бетон или каменная кладка.

Fig. 4.—Two Types of Drop Inlet Culvert

Железобетонные прямоугольные водопропускные трубы. — Сфера применения трубчатых водопропускных труб ограничена небольшими водотоками. Железобетон широко используется для водопропускных труб всех размеров, но особенно для крупных. Они обычно строятся с оголовками, составляющими одно целое со звеном водопропускной трубы. Водопропускные трубы этого типа должны проектироваться с учетом предполагаемых нагрузок для обеспечения надлежащей прочности и устойчивости, а также должны изготавливаться из бетона высокого качества. На рис. 2 и 3 показаны конструкции трубчатых и прямоугольных водопропускных труб.

Fig. 5.—Drop Inlet Culvert

Водопропускные трубы с шахтным (падающим) входом. — В некоторых местах на полях, прилегающих к водопропускной трубе, началась эрозия, и она, вероятно, будет продолжаться до тех пор, пока ручей выше водопропускной трубы не размоется примерно до уровня лотка водопропускной трубы. Это служит основанием для установки водопропускной трубы настолько высоко, насколько позволяет дорожное полотно, до тех пор, пока площадь выше водопропускной трубы будет должным образом дренироваться. Значительное восстановление земель возможно, если водопропускная труба построена с камерой на входе, как показано на рис. 4. Площадь выше по течению от водопропускной трубы не будет размываться ниже уровня верха камеры на входном конце.

Там, где пересекающий дорогу ручей размылся на значительную глубину или имеет большой уклон, как это иногда бывает на дорогах на косогорах, звено водопропускной трубы следует укладывать по общему уклону канавы, но с шахтным входом. Этот тип водопропускной трубы показан на рис. 5.

Глава IV

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ДОРОГ

Необходимость планирования. — Иногда улучшение автомобильных дорог является результатом судорожных и небрежно направляемых работ, выполняемых время от времени на различных участках дороги, что в конечном итоге приводит к тому, что худшие места хотя бы временно улучшаются. Уклон на крутейших холмах, вероятно, несколько уменьшается, а некоторые из наиболее проблемных низинных участков отсыпаются и тем самым поднимаются. Короткие участки покрытия, такие как гравий или щебень, могут укладываться здесь и там. С точки зрения ответственного должностного лица, дорога «улучшена», но слишком часто такая работа не приносит долговечного улучшения, а иногда не дает даже никакой существенной непосредственной выгоды тем, кто пользуется дорогами. Почти во всех случаях такая работа обходится дороже деньгами и трудом, чем она того стоит.

Долговечное улучшение общественных дорог может быть достигнуто только посредством систематического и согласованного строительства, осуществляемого в течение ряда лет. Иными словами, должна существовать политика улучшения дорог, которая реализуется через некоторую структуру, организованную таким образом, чтобы ее принципы преемственно сохранялись, и наделенную достаточными полномочиями, позволяющими обеспечивать соблюдение существенных требований качественного проектирования и добиваться надлежащего выполнения строительных улучшений.

Детали дорожного строительства и проектирования должны варьироваться в зависимости от множества местных условий и типов покрытий. Пределы уклонов и многие другие детали проектирования могут обоснованно применяться для конкретного объема работ только после надлежащего исследования местных требований и в свете обширного опыта руководства дорожными улучшениями.

В искусство дорожного строительства постоянно внедряются новые идеи, однако они распространяются сравнительно медленно, так что ценные технические приемы и усовершенствования методов долгое время остаются неизвестными никому, кроме сравнительно немногих людей, имеющих средства для получения информации обо всех подобных разработках.

Отсюда следует, что логичной системой проведения дорожных улучшений является использование организации с постоянным персоналом, которая будет руководить подготовкой надлежащих проектов и направлять строительство в соответствии с новейшим опытом.

Дорожные проекты (планы). — Информация, отображаемая на проектах, подготовленных для улучшения дороги, несколько варьируется в зависимости от проектных решений и представлений инженера о том, что составляет необходимую информацию, однако в целом проекты показывают существующую дорогу и планируемое новое строительство с детальностью, зависящей главным образом от характера строительных работ. Простые проекты достаточны для уменьшения уклонов или переформирования поверхности грунтовой дороги, в то время как для строительства дорог с усовершенствованным покрытием проекты должны быть разработаны с достаточной детальностью. Существенным требованием является наличие в проектах всей информации, необходимой для выполнения строительства в соответствии с замыслом инженера, обеспечения стыковки всех частей работы, соответствия водопропускных труб надлежащим размерам и их расположения в нужных местах, обеспечения должного дренирования канав, снижения уклонов до заранее определенных величин, использования вынутого грунта и сохранения точного отчета о проделанной работе. Проекты абсолютно необходимы для экономичного дорожного строительства, а подготовка проектов является задачей эксперта в области дорожного проектирования, то есть инженера-дорожника.

Задача проектирования. — Задача дорожного проектирования заключается в подготовке проектов улучшения дороги с различными деталями, согласованными таким образом, чтобы обеспечить в построенной в соответствии с ними дороге максимум безопасности, удобства и экономичности для ее пользователей. Степень эффективности проекта будет в значительной степени зависеть от финансовых ограничений, наложенных на инженера, но мастерство и усилия, вложенные в проекты, во многом компенсируют финансовые ограничения, и при подготовке проектов нельзя жалеть сил. Кроме того, проекты должны предоставлять всю информацию, необходимую подрядчику при подготовке заявки на участие в торгах по выполнению работ.

Предварительные изыскания. — Первым шагом в деле улучшения дорог является получение адекватного представления о существующих условиях на рассматриваемой дороге или дорогах. Степень детализации этой информации будет полностью зависеть от цели предварительных изысканий, поскольку перед составлением окончательного плана может потребоваться выбрать лучший вариант из нескольких доступных маршрутов. Для этой цели не всегда обязательно проводить реальную инструментальную съемку нескольких маршрутов. Обычно достаточно быстрой рекогносцировки. Она выполняется путем пешего или конного прохода, а также поездки по дороге с фиксацией необходимой информации в специальном журнале или на подготовленных бланках. Записываемые пункты информации обычно включают в себя следующее: расстояния, уклоны, тип грунта на дороге и характер существующего покрытия, состояние водоотведения, расположение мостов и водопропускных труб с отметками об их состоянии, расположение железнодорожных переездов с отметками об их типе, расположение пересекающихся дорог, съездов к фермам и всех аналогичных элементов, имеющих отношение к выбору маршрутов. Эти данные могут быть получены за сравнительно короткое время квалифицированным наблюдателем, проезжающим по дороге на автомобиле. Иногда может возникнуть необходимость более тщательно изучить определенные участки дороги, что можно сделать пройдя по рассматриваемому участку пешком, чтобы провести более взвешенное обследование учитываемых особенностей, чем это возможно при поездке в автомобиле.

Очевидно, что стоимость улучшения и сравнительные достоинства улучшенных дорог будут определяться не только относительной протяженностью маршрутов. Какая-либо особая характеристика дороги, такая как опасные железнодорожные переезды или несколько крутых холмов, может исключить маршрут, либо наличие материалов вдоль маршрута может компенсировать недостатки плана трассы или продольного профиля.

В особых случаях для окончательного выбора наилучшего маршрута могут потребоваться полные изыскания трасс, но таких случаев немного.

Дорожные изыскания. — Когда дорога окончательно выбрана для улучшения, выполняется тщательное обследование для предоставления информации при подготовке проектов. Оно будет состоять из теодолитной (транзитной) и нивелирной съемок.

Теодолитная съемка выполняется путем проложения линии между установленными углами поворота по зафиксированному маршруту дороги, либо, если записи отсутствуют или дорога имеет нерегулярный план трассы, путем установления произвольных опорных точек и проложения линии вдоль оси существующей дороги или параллельно ей. Топография привязывается к этой линии с такой полнотой, которая позволяет воспроизвести ее на планах. Нивелирная съемка заключается в определении высот на поперечных профилях дороги через стофутовые интервалы, а при резких изменениях уклона — чаще. Специальные высотные определения выполняются у водотоков, железнодорожных переездов, пересекающихся дорог или проездов и везде, где это представляется необходимым для фиксации особых особенностей рельефа.

На основе изысканий и другой собранной по проекту информации подготавливается план, воплощающий проектное решение, которое призвано обеспечить улучшение в соответствии с передовой дорожно-строительной практикой.

Задача проектирования

Будет удобно рассмотреть компоненты дорожного проекта по отдельности, хотя в реальном проектировании рассмотрение этих элементов неотделимо, поскольку все части плана должны стыковаться между собой.

План трассы. — План трассы дороги в значительной степени определяется существующей полосой отвода, которая может следовать по линиям землепользования (секций) независимо от топографии, как это имеет место со многими дорогами в штатах прерий, либо она может проходить по долинам, гребням или другим благоприятным местам в холмистой местности. Во многих местах дороги по необходимости петляют среди холмов во избежание чрезмерных уклонов. При проектировании улучшений в целом желательно по возможности следовать существующей полосе отвода. Но нельзя упускать из виду элемент безопасности, и кривые в плане не должны исключать видимость впереди на расстоянии, достаточном для обеспечения безопасности транспортных средств. Необходимая длина видимости впереди обычно принимается равной 250 футам, однако 200 футов, вероятно, являются удовлетворительным компромиссным расстоянием, когда большее расстояние не может быть получено при разумных затратах. Для обеспечения подходящего расстояния видимости кривые должны иметь большие радиусы, и там, где это возможно, полосу отвода с внутренней стороны кривой следует расчищать от деревьев или кустарника, закрывающих обзор. Там, где топография не позволяет устроить кривую большого радиуса и обзор загорожен насыпью, сельскохозяйственными культурами или другой растительностью, желательно разнести полосы движения на кривой для исключения возможности аварий на повороте. Это легко осуществимо при наличии дорожного покрытия, но если покрытие отсутствует, та же цель достигается путем устройства грунтовой дороги достаточной ширины на кривой.

К перетрассировке следует прибегать всякий раз, когда она сокращает расстояния или уменьшает уклоны в степени, компенсирующей затраты.

Пересечения. — На пересечениях дорог всегда трудно спроектировать кривую, полностью отвечающую требованиям безопасности, поскольку в полосе отвода недостаточно места, и необходимо получить дополнительную полосу отвода для обеспечения правильного проектирования. При пересечении главных дорог не обязательно обеспечивать пересечение, приспособленное для движения на высокой скорости, напротив, проектное решение, автоматически заставляющее транспорт снижать скорость, имеет явные преимущества.

Там, где главный маршрут с усовершенствованным покрытием пересекает второстепенные дороги, вполне удовлетворительным решением является продолжение мощеного покрытия через пересекающуюся дорогу в нормальной ширине без каких-либо мероприятий для движения по пересекающейся дороге, помимо надлежащим образом спланированного сопряжения на пересечении.

Вираж. — На всех участках дорог с кривыми в плане, за исключением пересечений, принимается во внимание тенденция автомобилей к заносу в сторону внешней стороны кривой. Эта тенденция противодействуется путем проектирования поперечного профиля с виражом.

Fig. 6

На рис. 6 F представляет тангенциальную силу, которая стремится вызвать занос. W представляет вес транспортного средства в фунтах, θ = угол наклона поверхности виража c-d к горизонтали c-a. R представляет радиус кривой, по которой движется транспортное средство. w является составляющей веса, параллельной поверхности c-d, v = скорость транспортного средства в футах в секунду. m = масса транспортного средства = W ⁄ g

θ w = W tan θ

F = mv2 = wv2

R gR

Если F = w, тенденции к заносу не будет; следовательно, необходимый в каждом конкретном случае коэффициент виража выглядит следующим образом:

W tan θ = Wv2

gR

tan θ = v2

gR

Таким образом, требуемая величина виража изменяется прямо пропорционально квадрату скорости и обратно пропорционально радиусу кривой.

Теоретически величина виража должна увеличиваться с уменьшением радиуса кривой, а также должна возрастать пропорционально квадрату скорости транспортного средства. Из-за различий в скоростях транспортных средств вираж на кривых автодороги может быть спроектирован только с расчетом на среднюю скорость. На поворотах, приближающихся к девяти градусам, кривая может иметь столь малый радиус, что поддержание обычной дорожной скорости на повороте невозможно даже при максимальном допустимом вираже. Хорошей практикой является устройство теоретического виража на всех кривых с радиусами более 300 футов для максимальных скоростей транспортных средств, разрешенных законом, что обычно составляет около 25 миль в час. Там, где радиусы меньше 300 футов, теоретический вираж для максимальных скоростей движения дает уклон, слишком крутой для грузовых автомобилей и гужевых повозок, и обычно величина виража для радиусов менее 300 футов не изменяется, а все такие кривые устраиваются с тем же виражом, что и кривая радиусом 300 футов.

Диаграмма на рис. 7 показывает теоретический вираж для различных радиусов кривых.

Fig. 7. Curves showing Theoretical Superelevation for Various Degrees of Curve for Various Speeds of Vehicle

На пересечениях важнейших автомобильных дорог задача осложняется необходимостью обеспечивать транзитное движение в обоих направлениях, а также движение транспорта, который может поворачивать в любом направлении, и инженер обязан предусмотреть безопасные проезжие части для каждого класса движения.

Сопротивление движению. — Принятие политики в отношении уклонов на дороге подразумевает понимание влияния изменения характера покрытия и крутизны уклона на энергию, необходимую для перемещения груза по дороге. Силы, противодействующие движению гужевой повозки, изучены довольно хорошо, и их величина измерена несколькими исследователями, однако о силах, препятствующих перемещению самоходных транспортных средств на шинах с пневматическими шинами, известно сравнительно мало.

Сопротивление перемещению транспортного средства состоит из трех элементов: сопротивления дорожного покрытия качению колеса, сопротивления воздуха движению транспортного средства и внутреннего трения в самом транспортном средстве.

Сопротивление качению. — Когда колесо транспортного средства катится по дорожному покрытию, деформируются как колесо, так и покрытие. Если колесо имеет стальные шины, а дорожное покрытие пластично, будет происходить значительная деформация дорожного покрытия и очень малая деформация колеса. Мягкая резиновая шина будет сильно деформироваться при движении по кирпичному дорожному покрытию. Между этими крайностями встречается бесчисленное множество комбинаций шин и дорожных покрытий, однако всегда имеет место определенная деформация дорожного покрытия, колеса или того и другого вместе, которая оказывает на силу, необходимую для перемещения, такое же воздействие, как небольшой подъем. Когда и шина, и дорожное покрытие сильно сопротивляются деформации (как стальные шины на мостовой из клинкерного кирпича), сопротивление перемещению низко, но может возникать фактор ударного воздействия. Там, где присутствует ударное воздействие, энергия расходуется на удары и перемалывание колес о поверхность, и этот фактор возрастает со скоростью перемещения, составляя значительную величину. Ударное воздействие особенно существенно на неровных дорогах с моторными транспортными средствами, в особенности грузовиками, движущимися на высокой скорости. Эти два фактора (ударное воздействие и сопротивление качению) в совокупности составляют основную часть сопротивления перемещению для гужевых повозок.

Внутреннее сопротивление. — Для гужевых повозок внутреннее сопротивление состоит из трения в осях, величина которого невелика. Для самоходных транспортных средств внутреннее сопротивление состоит из трения в осях и трения в трансмиссии, причем значительную долю здесь составляют трение в шестернях и взбалтывание масла в коробках передач. Внутреннее сопротивление имеет значение для всех самоходных транспортных средств, особенно на высоких скоростях.

Сопротивление воздуха. — На малых скоростях сопротивление неподвижного воздуха перемещению невелико, но по мере увеличения скорости сопротивление воздуха быстро возрастает и при обычной скорости легкового автомобиля на дороге становится весьма значительной частью общего сопротивления перемещению. Этот фактор не имеет значения для гужевых повозок, однако его следует учитывать при работе с самоходными транспортными средствами на скоростях, превышающих пять миль в час.

Многократные определения сопротивления движению для гужевых повозок проводились в разное время, и их результаты демонстрируют вполне согласованные значения, если принимать во внимание неизбежные вариации покрытия одного и того же типа. Таблица 4 представляет собой сводные данные, составленные из значений, выбранных из различных надежных источников, а таблица 5 составлена на основе экспериментов профессора Дж. Б. Дэвидсона на дорогах Калифорнии.

Таблица 4

Среднее сопротивление движению дорожных покрытий для транспортных средств со стальными шинами

SurfaceTractive force per ton Earth packed and dry100 Earth dusty106 Earth muddy190 Sand loose320 Gravel good51 Gravel loose147 Cinders well-packed92 Oiled road—dry61 Oiled road—wet108 Macadam—very good38 Macadam—average46 Sheet asphalt38 Asphaltic concrete40 Vitrified brick—new56 Wood block—good33 Wood block—poor42 Cobblestone54 Granite tramway27 Asphalt block52 Granite block47

Таблица 5

Сопротивление движению для транспортных средств со стальными шинами [1]

Test No.Kind of RoadCondition of RoadTractive

Total lb.Resistance

per ton lb. 29-30-31Concrete (unsurfaced)Good, excellent83.027.6 [2]11-12Concrete (unsurfaced)Good, excellent90.030.0 26-27-28Concrete 3/8-in. surface asphaltic oil and screeningsGood, excellent147.649.2 13-14Concrete 3/8-in. surface asphaltic oil and screeningsGood, excellent155.051.6 9-10Macadam, water-boundGood, excellent193.064.3 22-23Topeka on concreteGood, excellent205.568.5 8GravelCompact, good condition225.075.0 [3]45-48Oil macadamGood, new234.578.2 [4]46-47Oil macadamGood, new244.081.3 38GravelPacked, in good condition247.082.3 18-19-20Topeka on plankGood condition, soft, wagon left marks265.088.3 34Earth roadFirm, 1½-in. fine loose dust276.092.0 24-25Topeka on plankGood condition, but soft278.092.6 1-2-5Earth roadDust ¾ to 2 in.298.099.3 3-3EarthMud, stiff, firm underneath654.0218.0 6-7GravelLoose, not packed789.0263.0

[1] Проф. Дж. Б. Дэвидсон (J. B. Davidson) в «Инжиниринг Ньюс-Рекорд» (Engineering News-Record), 17 августа 1918 г.

[2] Графическая запись указывает на то, что в момент начала испытания происходило ускорение нагрузки.

[3] Буксировалось грузовым автомобилем со скоростью 2½ мили в час.

[4] Буксировалось грузовым автомобилем со скоростью 5 миль в час.

Имеется сравнительно немного данных, показывающих сопротивление движению моторных транспортных средств, однако следующие таблицы основаны на достаточном объеме данных для иллюстрации общей тенденции.

Эти данные о сопротивлении движению электрического грузовика на сплошных резиновых шинах по асфальтовым и битулитовым, деревянным, кирпичным и гранитным брусчатым мостовым, щебеночным дорогам на водном вяжущем и на дегтемакадаме, а также по шлаковым и гравийным дорожным покрытиям были получены А. Э. Кеннелли (A. E. Kennelly) и О. Р. Шуригом (O. R. Schurig) в научно-исследовательском отделе электротехнического факультета Массачусетского технологического института и опубликованы в Бюллетене № 10 этого отдела.

Электрический грузовик прогонялся по измеренным участкам длиной от 400 до 2600 футов с покрытиями из этих различных материалов с определенными скоростями движения в диапазоне примерно от 8 до примерно 15,5 миль в час. Результаты наблюдений за скоростями, сопротивлением движению, состоянием покрытий и т. д. были собраны и изучены в различных комбинациях.

Таблица 6

Type of SurfaceCondition of SurfaceTractive

Resistance

in lbs.

per ton

10 miles

per hr.Tractive

Resistance

in lbs.

per ton

12.4 miles

per hr. AsphaltGood20.4 AsphaltPoor22.625.5 Wood blockGood24.225.3 Brick blockGood24.626.6 Granite blockGood40.345.75 Brick blockSlightly worn25.128.0 Granite block with cement jointsGood25.530.2 Macadam, water bondedDry and hard23.325.8 Macadam, water bondedFair, heavily oiled35.938.7 Macadam, water bondedPoor, damp, some holes36.341.6 Tar macadamGood25.728.0 Tar macadamVery soft36.838.7 Tar macadamMany holes, soft, extremely poor52.460.6 CinderFair, hard27.530.6 GravelFair, dusty30.433.0

Fig. 8

Влияние уклонов. — Уклоны увеличивают или уменьшают сопротивление перемещению в силу того, что составляющая веса транспортного средства, параллельная дорожной поверхности, направлена противоположно движению, когда груз поднимается в гору, и в том же направлении, когда транспортное средство спускается. На рис. 8 W представляет вес транспортного средства, действующий вертикально вниз, w является составляющей веса, перпендикулярной дорожной поверхности, а W2 — составляющей, параллельной дорожной поверхности.

W2=W tan θ. tan θ=0.01 × per cent of grade. W2=0.01 W × per cent grade. W2=0.01 × 2000 × per cent of grade, for each ton of weight of vehicle. Hence W2=20 lbs. per ton of load for each one per cent of grade.

Следовательно, сила тяжести, действующая на транспортное средство параллельно поверхности на уклоне, составляет 20 фунтов на тонну на каждый процент уклона, и эта сила стремится либо замедлить, либо ускорить движение транспортного средства.

Пусть F — сумма всех сил, противодействующих перемещению транспортного средства.

F = fr + fi + fp + fa + fg (1)

где

fr = сопротивление дорожного покрытия катящимся колесам. fi = сопротивление за счет внутреннего трения в транспортном средстве. fp = сопротивление от ударов о дорожное покрытие. fa = сопротивление воздуха. fg = сопротивление от уклона, которое является положительным при подъеме и отрицательным при спуске.

Все вышеперечисленное — в фунтах на тонну весом 2000 фунтов.

Пусть T — сила тяги, приложенная к транспортному средству любым способом.

T должна быть больше F для того, чтобы сдвинуть транспортное средство с места.

При анализе выражения (1) можно заметить, что для данного транспортного средства и любого типа дорожного покрытия все члены постоянны, за исключением fa и fg. fa изменяется в зависимости от скорости транспортного средства, и водитель может существенно уменьшить fa путем снижения скорости. fg изменяется в зависимости от крутизны уклона. Для любого транспортного средства, загруженного для удовлетворительной работы на ровной дороге при имеющейся мощности, ограничивающим условием является фактор fg. Если нагрузка такова, что движение на ровной дороге едва возможно, любой подъем приведет к остановке транспортного средства. Поэтому на практике нагрузка всегда регулируется так, чтобы на ровной дороге имелся избыток мощности. Если используются тягловые животные, нагрузка обычно составляет около одной четвертой от той, которую животные могли бы реально переместить при максимальном усилии в течение короткого периода времени. В случае с механическими транспортными средствами избыток мощности обеспечивается за счет передач.

Если предположить, что по ровной дороге тягловыми животными перемещается груз удобного размера, существует предел крутизны уклона, в который этот груз может быть втащен за счет максимального усилия животных.

Испытания показывают, что лошадь способна тянуть со скоростью 2½ мили в час груз, равный 1/8–1/10 ее массы, а в течение коротких промежутков времени — 3/4 своей массы. Таким образом, максимально возможное усилие в шесть раз превышает среднюю тягу, однако это возможно лишь на короткие очень малые интервалы времени. Очень короткий крутой холм представлял бы собой условие, при котором такое усилие могло бы быть задействовано. Но для холмов любой протяженности, то есть сто футов или более, но не превышающих пятьсот футов, можно смело рассчитывать на то, что тягловое животное при устойчивом усилии будет тянуть с силой, втрое превышающей его нормальную тяговую мощность.

Следовательно, предельным уклоном для конной повозки является уклон, требующий для преодоления влияния уклона (fg) тягового усилия, превышающего в три раза усилие, развиваемое на горизонтальном участке.

Пара тягловых животных весом по 1800 фунтов каждая может развивать постоянную тягу, равную примерно 1/10 их массы, то есть 360 фунтов. Если предположить, что характеристики транспортного средства и дорожного покрытия таковы, что fr + fi + fp + fa = 100 фунтов на тонну полной массы на ровном участке дороги, то общая масса груза для этой пары животных составит 3,6 тонны. Та же пара животных может в течение короткого времени развивать дополнительное тяговое усилие, равное трем по 360 фунтов, то есть 1080 фунтов. На каждый 1 процент уклона потребуется тяговое усилие в 20 фунтов на тонну, или fg для нагрузки в 3,6 тонны составит 72 фунта на каждый процент уклона. При такой норме предельный уклон для данной пары животных составит пятнадцать процентов.

Если же характеристики транспортного средства и дорожного покрытия таковы, что fr + fi + fp + fa = 60 фунтов на тонну полной массы на ровном участке дороги, то общая масса груза для пары животных на ровном участке составит 6 тонн, а предельный уклон — 9 процентов.

Приведенное выше обсуждение служит иллюстрацией того, насколько желательно устанавливать низкий руководящий или предельный уклон для дорог с покрытием из материала с низким сопротивлением движению, и сколь неэкономично устанавливать низкий руководящий уклон для грунтовых дорог или дорог с покрытием из материала с высоким сопротивлением движению.

Можно поставить под сомнение вопрос о том, должно ли гужевое движение быть определяющим фактором для магистральных шоссе, но несомненно, что в течение ряда лет гужевое движение будет оставаться фактором на дорогах местного значения.

В случае механических транспортных средств избыток мощности обеспечивается с помощью передач, и никаких трудностей при движении транспортных средств на уклонах до 12 или 15 процентов не возникает, поэтому любой уклон, который обычно допускается на магистральной дороге, не создаст препятствий для механических транспортных средств, однако экономичность такого проектирования еще предстоит исследовать.

Потери энергии из-за уклонов. Независимо от того, является ли транспортное средство конным или механическим, при его движении в гору затрачивается энергия. Часть этой энергии расходуется на преодоление различных сопротивлений, отличных от уклона, и она рассеивается, однако энергия, необходимая для перемещения транспортного средства против сопротивления, обусловленного уклоном, преобразуется в потенциальную энергию и может быть частично или полностью возвращена при спуске транспортного средства по уклону, если физические условия позволяют ее использовать. Если уклон настолько крут, что вызывает быстрое ускорение транспортного средства, необходимо задействовать тормоза, что приводит к потерям энергии. Уклон, при котором возможно движение накатом, зависит от характера покрытия и типа транспортного средства. В случаях, рассмотренных в предыдущем абзаце, уклоны для движения накатом составили бы пять и три процента соответственно. Следовательно, для гужевых транспортных средств экономичными уклонами были бы три и пять процентов, что еще раз подчеркивает необходимость более пологих уклонов на дорогах с покрытием по сравнению с дорогами, не имеющими иного слоя износа, кроме естественного грунта.

Теория уклонов выглядит несколько иначе при рассмотрении механических транспортных средств, поскольку допускается значительно большая скорость, чем у конных повозок, прежде чем применять тормоза, и влияние уклона может быть использовано не только при движении транспортного средства вниз по уклону, но также и для преодоления сопротивлений, вызванных механическим трением и воздухом. На затяжных уклонах может развиться скорость, потребовавшая бы применения тормоза, либо то же условие может иметь место на очень крутых коротких уклонах. В настоящее время данных о сопротивлении движению и сопротивлении воздуха для механических транспортных средств недостаточно для установления правил, касающихся уклонов, однако опыт указывает на несколько общих принципов, которые можно принять.

Если крутизна и протяженность холма таковы, что нет необходимости использовать тормоз, можно считать, что потери энергии для механических транспортных средств отсутствуют. Там, где в нижней части холма нет поворота и физическое состояние дороги позволяет развивать скорость до тридцати пяти или сорока миль в час, допускаются уклоны в пять процентов при длине не более пяти футов, а также допускаются уклоны в три процента длиной в одну тысячу футов. Среди инженеров-дорожников бытует устойчивое мнение, что на магистральных шоссе максимальный уклон должен составлять шесть процентов, если только для достижения такого уклона не требуется производить земляные работы в очень больших объемах.

Волнистые дороги. На шоссе имеется множество холмов, уклон которых значительно ниже максимально допустимого. Если имеются уклоны в диапазоне от 0 до 4 процентов с несколькими холмами, на которых нецелесообразно добиваться уклона менее шести процентов, уменьшение уклонов, которые и так ниже допустимого максимума, является сомнительной экономией. Особенно неоправданно нести расходы по уменьшению уклона с двух процентов до полутора процентов на дороге, где также имеются уклоны, превышающие эту величину. Волнистая дорога не является неэкономичной, если только уклоны не превышают допустимый максимум, не отличаются исключительной протяженностью или если трасса не проложена по кривым малого радиуса.

Вопросы безопасности. На холмах особенно желательно обеспечивать безопасность, причем кривые на холмах всегда опаснее, чем на равнинных участках дороги. Поэтому желательно делать уклоны на кривых как можно более пологими и срезать обочину сбоку дороги так, чтобы обеспечить видимость впереди примерно на три. Независимо от того, является ли дорога ровной или проходит на холме, безопасность должна учитываться всегда, и важнейшей мерой предосторожности является обеспечение достаточной видимости впереди на расстояние, позволяющее водителям механических транспортных средств избегать аварий.

Fig. 9.—Types of Guard Rails

Ограждения. Когда участок дороги располагается на насыпи, по верху откоса устанавливаются ограждения, которые служат предупреждением об опасности и предотвращают съезд транспортных средств с насыпи в случае заноса или если водитель по какой-либо причине теряет управление. Они обычно имеют прочную конструкцию, но вряд ли смогут удержать транспортное средство, ударившееся на высокой скорости. Тем не менее они достаточны для защиты водителя, проявляющего разумную осторожность. Типичное ограждение показано на рис. 9, однако применяются и многие другие конструкции аналогичного характера. На особо опасных поворотах иногда сооружают сплошную досчатую стену высотой шесть или восемь футов столь прочной конструкции, что она способна выдержать самые сильные удары без смещения.

Деревья, кустарники и обочины по краю дороги в выемках особенно склонны загораживать видимость, поэтому их следует расчищать или срезать на необходимое расстояние для обеспечения надлежащей видимости.

Ширина проезжей части. Для дорог с интенсивным смешанным движением требуется ширина 9 футов для одной полосы движения транспортных средств и 18 футов для 2 полос движения. В соответствии с изложенным, дороги местного значения, по которым проезжает, возможно, от 25 до 50 транспортных средств в день, могут иметь доступную проезжую часть шириной 18 футов. Дороги с более интенсивным движением могут потребовать места для разъезда трех транспортных средств в любом месте и поэтому иметь доступную проезжую часть шириной 30 футов. Большая ширина на сельских дорогах требуется редко, а преобладающая ширина для главных магистральных дорог составляет 20 футов.

Поперечный профиль. Поперечный профиль дороги проектируется таким образом, чтобы обеспечить необходимую ширину проезжей части, а также предусмотреть водоотводные канавы, которые могут потребоваться. В регионах с малым количеством осадков боковые канавы будут иметь небольшую пропускную способность или могут полностью отсутствовать, но обычно устраивается какая-либо канава. Переход от проезжей части к канаве должен быть плавным откосом во избежание опасностей, связанных с резким изменением формы поперечного профиля. Глубина канавы может изменяться без изменения ширины или уклона проезжей части дороги, как показано на рис. 10.

Fig. 10

Борьба с эрозией. Строительство шоссе может в определенной степени использоваться для контроля общей эрозии, особенно когда автомобильные дороги общего пользования проходят каждые милю или две и спроектированы по сетчатой схеме, как это имеет место во многих штатах прерий. Ручьи пересекают дороги через частые интервалы, и водопропускные трубы могут быть установлены таким образом, чтобы эффективно предотвращать увеличение глубины ручья. Это в некоторой степени ограничит эрозию выше водопропускной трубы, и если такие трубы будут строиться вдоль ручья каждый милю или две, это принесет значительный эффект.

Там, где истоки небольших ручьев находятся на небольшом расстоянии от водопропускной трубы, под которой они проходят, иногда целесообразно использовать керамические трубы для пропуска воды под дорогой вместо водопропускной трубы и, продолжая укладку труб в водосборную площадь водопропускной трубы, исключить поверхностный сток и осушить значительные площади земель.

Эрозию в канавах вдоль дороги можно предотвратить путем возведения запруд через каждые короткие интервалы по длине канавы, что эффективно предотвращает увеличение глубины канавы.

Везде, где вода течет со скоростью, достаточной для возникновения эрозии, или где водоотводный канал резко меняет свой уровень с более высокого на более низкий, для предотвращения эрозии следует применять укрепленные лотки, желоба или трубчатые каналы.