Алматы - один из крупнейших мегаполисов Казахстана. Естественно, что он, как и другие крупные города развитых стран, сталкивается с необходимостью решать проблему дорожных развязок. Сегодня при проектировании автомобильных дорог предпочтение отдают современным технологиям и методам производства изысканий, основанным, прежде всего, на использовании высокопроизводительных методов сбора информации о местности: использованию ГИС - технологий при изысканиях автомобильных дорог и сооружений на них, методам наземной и аэрокосмической цифровой фотограмметрии, системам спутниковой навигации « GPS », методам электронной тахеометрии, наземного лазерного сканирования местности и геофизическим методам инженерно - геологических изысканий. Транспортная развязка -- комплекс дорожных сооружений (мостов, туннелей, дорог), предназначенный для минимизации пересечений транспортных потоков и, как следствие, для увеличения пропускной способности дорог. Преимущественно под транспортными развязками понимаются транспортные пересечения в разных уровнях, но термин используется и для специальных случаев транспортных пересечений в одном уровне. На сегодняшний день при строительстве используются новейшие современные технологии при строительстве автотранспортных развязок для улучшения качества и безопасности развязок.

В нашем городе чаще используют такие приборы как Leica TC 407 производство Швейцария, а так же они выпускаю разные электронные рулетки и системы GPS.

Так же при строительстве развязок используются новейшие программы ГИС, такие как Credo mix и AutoCAD. Эти программы специально предназначены для решения задач при строительстве разных видов и сложностей.

Виды автомобильных развязок

Транспортные развязки на пересечениях и примыканиях автомобильных дорог в разных уровнях являются сложнейшими узлами автомобильных дорог с точки зрения проектирования плана соединительных рамп, продольного и поперечных профилей, вертикальной планировки, организации поверхностного водоотвода. Развязки в разных уровнях, устраиваемые прежде всего на автомобильных дорогах высоких категорий, призваны для исключения пересечения транспортных потоков разных направлений в одном уровне с соответствующим увеличением пропускной способности дорог, скоростей движения, уровней удобства и безопасности движения. На примере сложной транспортной развязки, представленной на рисунке 1, показаны основные их элементы: пересекающиеся автомагистрали, лево-поворотные, правоповоротные съезды, директивные лево-поворотные съезды, путепроводы.

Тип и принципиальные схемы транспортных развязок движения определяются множеством факторов: категориями пересекающихся дорог, перспективной интенсивностью транспортных потоков по направлениям; рельефом и ситуационными особенностями местности в районе пересечения или примыкания и т. д. Из всего многообразия разработанных схем транспортных развязок на пересечениях и примыканиях автомобильных дорог на рисунке 2 представлены некоторые из них, находящие применение в практике транспортного строительства.

Рисунок 1. Схема сложной транспортной развязки в разных уровнях:

1 - пересекающие автомагистрали; 2 - левоповоротные съезды;

3 -правоповоротные съезды; 4 - директивные лево поворотные съезды; 5 - путепроводы

Со стороны действующих строительных норм и правил проектирования к развязкам движения предъявляют следующие требования:

Схемы развязки движения в разных уровнях на дорогах I - II категорий не должны допускать пересечений лево-поворотного движения с транспортными потоками основных направлений;

Пересечения и примыкания на дорогах I - II категорий предусматривают не чаще, чем через 5 км, а на дорогах III категории - не чаще, чем через 2 км;

Выезды с дорог I - III категорий и въезды на них осуществляют с устройством переходно-скоростных полос;

Рисунок 2 - Схемы развязок движения на пересечениях и примыканиях автомобильных дорог разных уровнях:

а- развязка «клеверный лист»; б, в, г, д - комбинированные клеверообразные развязки с директивными левоповоротными съездами; е - развязка «обжатый клеверный лист»; ж - развязка «обжатый не полный клеверный лист»; з - ромбовидное пересечение; и - Примыкающие с директивными левоповоротными съездами; л - Примыкающие по типу «трубы»; м - Примыкающие со смежными левоповоротными петлями

На участках ответвлений и примыканий съездов развязок движения используют особые типы переходных кривых, характеризуемых параболическим либо S-образным законами изменения кривизны и наилучшим образом отвечающих условиям движения по ним автомобилей с переменными скоростями. Ширину проезжей части на всем протяжении левоповоротных съездов принимают равной 5,5 м, а на правоповоротных съездах - 5,0 м.

Ширина обочин с внутренней стороны закруглений на съездах должна быть не менее 1,5 м, а с внешней стороны - 3,0 м. Продольные уклоны на съездах развязок движения в разных уровнях не должны быть более 40.

Один из видов сложных транспортных развязок это клеверообразная. В конце 1960-х за рубежом клеверообразные накопительные развязки стали преобладать перед классическими клеверообразными. При такой конструкции развязки, съезды стали длиннее, соответственно увеличился радиус поворота, что позволяет повысить скорость передвижения по ней. В некоторых случаях для удлинения коротких петлевых съездов используют третий уровень развязки.

Преимущества этой развязки в том что дешевая по сравнению с другими видами развязки и используется только 2 уровня для 2-х шоссе, выезд расположен перед въездом, количественно снижается необходимость перестроения потоков перед выездами с шоссе. Высокая пропускная способность развязки.

Недостатки развязки в том что необходимо преобладание одного из потоков над другим. Если потоки сравниваются, то становится невозможным движение общественного транспорта через светофорную зону, при росте потока может закупориться и тоннель, необходимо большее расстояние перед следующим перекрёстком.

Рисунок 3. Схема клеверообразной развязки

Другая альтернатива четырехуровневой накопительной развязки - это турбинная развязка (также ее называют «Вирпул», в переводе - "завихрение"). Обычно, турбинной развязке требуется меньше (обычно два или три) уровня, съезды развязки по спирали сходятся к её центру. Особенностью развязки являются съезды с большим радиусом поворота, позволяющие повысить пропускную способность развязки в целом.

Преимущества этой высокая пропускная способность и выезд расположен перед въездом, так же снижается необходимость перестроения потоков перед выездами с шоссе.

Недостатки заключаются в том что требует много места для строительства, требует сооружения 11 мостов, резкие перепады высот на эстакадах съездов.

Рисунок 4. Схема развязки

Рисунок 5 - Развязка в натуре (аэрофотоснимок)

Светофорная развязка образуется путём пересечения под произвольным углом (обычно прямым) двух и более дорог. Термин «развязка» употребляют только при сложном светофорном цикле, наличии других дорог для поворотного движения или запрете следования в одном из направлений.

Преимущества:

2. Возможность выделить отдельный цикл для пешеходов.

Недостатки

1. Проблема левого поворота при интенсивном движении на одной из дорог;

2. При интенсивном движении время ожидания зелёного может достигать 10 минут;

3. При большом трафике есть большой риск возникновения дорожных «пробок».

Светофорная с карманом для разворота и левого поворота устраивается в случаях, когда на одной из улиц уже есть разделение потоков.

Преимущества:

1. Простота светофорных циклов;

2. Используется имеющееся место на старом перекрёстке.

Недостатки:

1. Перегруз дороги, на которой устроены «карманы», может создать «пробки»;

2. При левом повороте (а иногда и при развороте) необходимо стоять на минимум двух «красных» (для решения этой проблемы обычно разрешают правый поворот на красный);

3. Ухудшается положение для пешеходов за счёт сокращения цикла или ликвидации фактически бессветофорного перехода. Такую развязку часто строят вместе с подземным переходом;

4. Необходимо убирать помехи для видимости пешеходов, либо создаётся опасность правого поворота.

Круговой перекрёсток в действии основан на том, что вместо перекрёстка строится круг, на который можно въезжать и съезжать в любом месте.

Преимущества:

1. Количество светофорных циклов снижается до минимальных двух (на пешеходный переход и проезд машин), иногда светофоры упраздняются вообще;

2. Нет проблемы левого поворота (при правостороннем движении);

3. Возможно ответвление и более четырёх дорог;

Недостатки:

1. Не может дать приоритет какой-либо (главной) дороге; применяется, как правило, на дорогах сходной загруженности;

2. Высокая аварийная опасность;

3. Необходимость чётко учитывать потоки пешеходов;

4. Требуется много лишнего места;

5. Пропускная способность ограничена длиной окружности;

6. Не более 3 полос движения.

Нетипичные решения. К-элемент. Одна из дорог обязательно состоит из трёх сегментов, два из которых представляют собой дороги для движения каждый в свою сторону, а третий -- выделенную полосу, при этом на перекрёстке центральная полоса «меняется» с одной боковой. Также есть частные случаи ухода выделенной полосы на второстепенную дорогу с выделением бульвара

Преимущества:

1. Выделенный цикл для ОТ совмещён с левым поворотом из двух полос;

2. Левый поворот проходит с оттянутым разворотом далее через центральную полосу.

Недостатки:

Необходимо учитывать строение окрестных улиц.

Виды развязок для пересечения шоссе и второстепенной дороги Parclo (Неполного развёртывания). Пример «полуромашки» или частичная клеверообразная.

Преимущества:

1. Больше скорость, чем на типичной клеверообразной за счёт более длинных полос;

2. Дешевле за счёт строительства меньшей длины мостов;

3. Задействованы все направления;

4. Часто проектируется именно под преобладание левого поворота.

Недостатки:

1. Выделяется только часть полос для съезда/выезда. Выделить все полосы невозможно;

2. Разворот с второстепенной дороги невозможен в принципе.

Светофорно-туннельная. На главной дороге для движения прямо строится туннель (или эстакада), для остальных сохраняется светофорное движение

Преимущества

2. Практически нет препятствий для движения общественного транспорта;

3. Зачастую можно сделать верхнюю зону преимущественно пешеходной;

Недостатки:

1. Необходимо преобладание одного из потоков над другим. Если потоки сравниваются, то становится невозможным движение общественного транспорта через светофорную зону, при росте потока может закупориться и тоннель;

2. Необходимо большее расстояние перед следующим перекрёстком по сравнению со светофорной;

Ромбовидная развязка с изменением сторонности. Ромбовидная развязка с изменением сторонности -- Diverging diamond interchange.

Один из построенных вариантов в США.

На главной дороге для движения прямо строится туннель (или эстакада), для второй сохраняется светофорное движение. Причем на второстепенной дороге меняется сторонность движения в пределах развязки.

Преимущества:

1. Позволяет выделить преобладающий поток без ущерба для второстепенной дороги;

2. Две фазы для светофоров вместо трех в классической ромбовидной развязке;

3. По сравнению с классическим вариантом робмовидной развязки большая пропускная способность;

4. Увеличена безопасность движения за счет снижения скорости движения по второстепенной дороге и меньшему количеству конфликтных точек;

5. Есть возможность разворота для главной дороги.

Недостатки:

1. Непривычная организация дорожного движения может сильно путать водителей. Необходима хорошо видная разметка.

2. Не может работать без светофорного регулирования.

Кольцевая с выделением прямого направления.

Развязка отличается от кругового перекрестка тем, что прямое направление на главной дороге выделено с помощью туннеля или эстакады, для левых поворотов и разворотов используется кольцевое движение. Такие развязки часто строятся на основе круговых перекрестков выделением главной дороги -- такое решение часто применяют на площадях.

По сравнению с обычной кольцевой такая развязка позволяет организовать бессветофорное движение на прямом направлении.

Уже при возникновении идей о строительстве скоростных дорог ставились вопросы о пересечении нескольких таких дорог друг с другом. В виду малого количества участников дорожного движения задумывались лишь об усовершенствовании обычных пересечений, устраиваемых в одном уровне. Подобные схемы можно наблюдать в немецком журнале «Der Strassenbau» 1929 года.

Необходимо сознавать, что в 1929 году под «высокими интенсивностями движения» понимался транспортный поток 1800 автомобилей в сутки. В настоящее время такие интенсивности движения считаются очень низкими. Для сравнения — это пропускная способность одной полосы (а не дороги) в час (а не в сутки). Но проектировщики, думающие на перспективу — в основном в США из-за бурного развития автомобильного транспорта — предусматривали, что в будущем придется работать с более высокими интенсивностями движения.

При повышении интенсивности движения на пересекаемых дорогах автомобилям приходилось снижать скорость или вовсе останавливаться. Поэтому было необходимо расположить такие дороги на разных уровнях. Для того чтобы съехать с одного уровня и попасть на другой были предложены многочисленные решения.

До 1930 года во Франкфурте были сформулированы следующие соображения по поводу транспортных пересечений:
«Перпендикулярные пересечения создают большую неразрешимую проблему. Эта проблема возникает в связи с необходимостью формирования сети автобанов. Эта транспортная сеть приводит к появлению перпендикулярных пересечений двух дорог. Подобное пересечение позволяет реализовать 12 направлений – по прямому направлению, а также поворачивающие. То есть обычное пересечение подразумевают под собой 8 точек слияния потоков (в конце правых и левых поворотов), 4 точки пересечения под прямым углом (на пересечении прямолинейных направлений) и 12 точек пересечения под тупым углом (на пересечении левых поворотов друг с другом и с прямолинейным направлением). То есть в сумме 8 точек повышенного внимания и 16 точек повышенной аварийности. Необходимо найти способ избежать появления этих конфликтных точек пересечения потоков».

Также во Франкфурте появилось следующее сравнение различных пересечений:

Готическое пересечение — это наиболее дорогое сооружение. На 1931 год — 1.431.000 немецких марок. Обеспечивает полностью безостановочное движение. Большие радиусы. Но в этом решении прямолинейные участки автобанов приходится разрывать кривыми. Площадь — 17 гектар. 8 малых мостов.

Кольцевое пересечение — самое примитивное решение, но в тоже время наиболее дешевое. Стоимость в 1931 году составляет 291.000 немецких марок. Малая потребность в площади. Нет мостов. Для современных автобанов не применима, только в качестве распределительных колец на второстепенных дорогах в составе транспортной развязки.

Пересечение Барокко требует около 13 га и не имеет пересечений транспортных потоков под острым углом. 4 петли лежат на земле. 4 моста. Стоимость в ценах 1931 году — 694.000 немецких марок.

Пересечение Ренессанс (развязка по типу Клеверный лист). Оба автобана могут быть проложены без искривления. 1 мост. Стоимость на 1931 год — 1.220.000 немецких марок.

Разработка транспортной развязки типа клеверный лист

Наиболее популярный вид пересечений представляет собой так называемый клеверный лист. Впервые в мире подобная развязка появилась не далеко от Нью-Йорка в 1928 году.
Не смотря на этот факт можно утверждать, что транспортные развязки подобного типа примерно в одно и то же время были разработаны в различных местах, не зависимо друг от друга.

Первый патент в США, 1916 год

Самый первый патент на пересечение в виде клеверного листа был получен 29 февраля 1916 года инженером Артуром Хале из Мериленда (США). Хале на 9 страницах своего патента описал три варианта развязки по типу клеверного листа. Отображенный эскиз показывает основную форму. Другие 2 варианта представляют более компактную форму, которую Хале предлагал для городских условий.

Один из вариантов компактной формы был использован в Чикаго в 1927 году на пересечении двух главных дорог на берегу озера Мичиган.

Нью-Джерси, первая половина 1920-х годов

История клеверного листа в Вудбридже недалеко от Нью-Йорка указывает на совершенно другие источники вдохновения. Сначала нужно указать на то обстоятельство, что хайвей US-1 между Нью-Йорком и Филадельфией уже к середине 1920-х годов был наиболее загруженной магистралью США. Интенсивности транспортных потоков по нему достигали 60.000 автомобилей в сутки. В местах въезда на US-1 и съезда на оживленные улицы присутствовали регулярные пробки и многочисленные аварии. Требовалось креативное решение. Едвард Делано из строительной фирмы Рудольф и Делано из Филадельфии увидел заметку в специализированном строительном журнал, как Аргентине на пересечениях достигается эффективная организация движения.

Скорее всего, это было решение, которое в настоящее время является типичным для Буэнос-Айреса. В Буэнос-Айресе часто на улицах со встречным движением левый поворот запрещен. Вместо этого необходимо трижды повернуть направо. То есть объехать квартал и пересечь дорогу в месте, в котором был необходим левый поворот. Подобное решение, скомбинированное с мостом для разделения пересечения на разные уровни, как раз и создает клеверный лист. Таким образом, аргентинские идеи организации дорожного движения повлияли на создание клеверного листа в Вудбридж и в последующем многих других местах.

Первый официальный клеверный лист США в Вудбридже в Нью-Джерси США (построен в 1928г). Этот клеверный лист входит в список охраняемых памятников. Однако в 2004 году в целях повышения уровня безопасности движения и увеличения пропускной способности был реконструирован в ромбовидное пересечение.

Патент в Швейцарии, 1928 год

Отдельно можно рассматривать получение патента на изобретении клеверного листа в Швейцарии в 1928 году. Изобретателем был учеником слесаря и даже подготовил макет своего решения.

Решение в виде клеверного листа имело преимущество перед другими предложениями. Этими преимуществами являлись:

1. Возможность проложения главных направлений без искривления
2. Потребность только в 1 мосте

Первый клеверный лист в Европе был введен в эксплуатацию 21 Ноября 1936 года недалеко от Лейпцига (Германия). Однако полностью движение по нему открылось только 5 ноября 1938 года.

Не смотря на успешное решение задач, связанных с пересечением транспортных потоков в начале 20 века, клеверный лист не является особо удачным решением при высоких поворачивающих интенсивностях. На правых полосах внутри развязки образуются конфликтные точки переплетения потоков, которые провоцируют аварийные ситуации и уменьшают пропускную способность левоповоротних съездов. Для решения этой проблемы были придуманы многочисленные решения по улучшению клеверного листа.

Серьезные проблемы со строительством высокоскоростных магистралей появились при увеличении уровня автомобилизации. В США это 1940-ые годы, в Европе — 1960-е годы.
На застроенных территориях предложенные выше решения не являлись оптимальными. «Креативные» предложения по этому вопросу появлялись, прежде всего, в США. Однако их реализация требовала огромных площадей.

Пересечение в Нью-Йорке, построенное в 1939 году, являлось уникальным во всем мире из-за своего размера.

Первая четырехуровневая транспортная развязка в мире была введена в эксплуатацию между 1949 и 1952 годом в Лос-Анжелесе (США). С ежедневными интенсивностями почти в 500.000 автомобилей она относится к трем наиболее загруженным пересечениям мира.

В настоящее время вопросы проектирования транспортных развязок охватывают намного больше факторов влияющих на движение. Подробнее об этом можно прочитать в серии статей .

Согласно СП 34.13330.2012 пересечения и примыкания в разных уровнях (транспортные развязки) надлежит принимать в следующих случаях:

• – на дорогах IA и 1Б категорий – с автомобильными дорогами всех категорий;
• – IВ категории – с дорогами, расчетная интенсивность движения на которых превышает 1000 авт./сут;
• – IB категории с числом полос движения шесть и более – с автомобильными дорогами всех категорий;
• – II и III категорий – между собой при суммарной расчетной интенсивности движения более 12000 авт./сут.

Пересечения и примыкания дорог в плане располагают на прямых участках или на кривых с радиусами не менее 2000 м на дорогах IA, 1Б, № и II категорий и с радиусами не менее 800 м – на дорогах III и IV категорий.

Пересечения и примыкания на дорогах IA категории вне пределов населенных пунктов предусматривают не чаще чем через 10 км, на дорогах 1Б и II категорий – 5 км, а на дорогах III категории – 2 км с учетом конкретных условий (застройка, начертание существующей сети дорог и т.д.).

Транспортные развязки на автомобильных дорогах в разных уровнях классифицируются по начертанию в плане и способам организации движения на них .

По начертанию в плане транспортные развязки можно разделить на следующие группы:

• – клеверообразные;
• – кольцевые;
• – крестообразные;
• – сложные пересечения с полупрямыми и прямыми левоповоротными съездами;
• – примыкания.

По способу организации левого поворота (рис. 5.19):

• – непрямые;
• – по кольцу;
• – полупрямые;
• – прямые.

В практике отечественного проектирования наибольшее распространение получили клеверообразные пересечения автомобильных дорог с непрямыми левыми поворотами (рис. 5.20).

При этом различают развязки типа:

• – полный клеверный лист, обеспечивающий полную развязку движения по всем направлениям (рис. 5.20, а);
• – обжатый клеверный лист, устраиваемый в стесненных условиях городской застройки (рис. 5.20, б).

Рис. 5.19.

а – непрямые; б – по кольцу; в – полупрямые; г – прямые.

Рис. 5.20.

а – с восемью однопутными сьездами; б – с четырьмя двухпутными съездами

При пересечении по типу клеверного листа в центре устраивают путепровод. Пересекающиеся дороги соединяют между собой съездами – однопутными или двухпутными (см. рис. 5.20).

В первом случае число съездов равно восьми. При этом четыре съезда служат для поворотов вправо и четыре – влево. Съезды, служащие для поворотов влево, напоминают листья клевера – отсюда и название транспортной развязки.

Во втором случае число съездов равно четырем, при этом каждый съезд служит для поворота как направо, так и налево.

Предпочтение следует отдавать клеверному листу с восемью однопутными съездами, а не с четырьмя двухпутными, так как на каждом двухпутном съезде имеется встречное движение, что снижает безопасность движения по транспортной развязке.

При пересечении дороги I категории с дорогами более низких категорий (III–V), а также на дорогах II–IV категорий применяют пересечения по типу неполного клеверного листа, допускающие пересечения в одном уровне левоповоротных транспортных потоков на второстепенных направлениях (рис. 5.21).

Рис. 5.21.

а – неполный клеверный лист с четырьмя однопутными съездами; 6 – с двумя двухпутными съездами, расположенными в соседних четвертях; в – то же в накрест лежащих четвертях; г – неполный клеверный лист на берегу реки

Возможны следующие разновидности неполного клеверного листа:

• – с четырьмя однопутными съездами (рис. 5.21, а);
• – двумя двухпутными съездами, расположенными в соседних четвертях (рис. 5.21, б);
• – двумя двухпутными съездами, расположенными в накрест лежащих четвертях (рис. 5.21, в);
• – в условиях плотной застройки в целях экономии площадей, отводимых под развязку, при расположении развязки параллельно реке, автомобильной или железной дороге (рис. 5.21, г).

Все съезды клеверного листа вливаются в проезжие части пересекающихся дорог с правой стороны, что находится в полном соответствии с основным принципом проектирования автомагистралей, согласно которому ответвления и присоединения дорог на автомагистралях должны устраиваться с правой стороны (по ходу движения).

К достоинствам полных клеверных пересечений относят обеспечение развязки движения транспортных потоков по всем направлениям без пересечения потоков при двух пересекающихся магистралях.

Стоимость строительства развязок типа клеверного листа невысока, поскольку они имеют один путепровод. Однако клеверообразным узлам пересечений автомобильных дорог присущи и недостатки, ограничивающие сферу их применения:

• – большая площадь, занимаемая развязкой;
• – повороты налево автомобили совершают с малыми скоростями (не более 50 км/ч) со значительными перепробегами (до 0,5-0,9 км), при этом увеличивается время проезда узла;
• – вследствие значительной длины съездов относительно высокими оказываются объемы и стоимости земляных работ и дорожной одежды;
• – необходимость дополнительных мероприятий для обеспечения безопасного движения пешеходов.

Следует отметить, что автомобили, съезжающие с одной из пересекающихся дорог по левоповоротному съезду № 1, не могут свободно и беспрепятственно включаться в поток движения на другой дороге, так как они встречаются с автомобилями, направляющимися на соседний левоповоротный съезд № 2 (рис. 5.22). По мере увеличения интенсивности движения на петле левоповоротного съезда № 1 увеличивается количество автомобилей на межпетлевом участке 1мп. В результате скорость движения на нем не превышает 50–60 км/ч.

Рис. 5.22. :

1 – дорога; 2 – левоповоротный съезд № 1; 3 – левоповоротный съезд № 2;

V 1 – скорость на основной дороге; Vих – скорость на входе на съезд № 2

На клеверном листе имеется четыре узких места, называемых горловинами. Наличие их приводит к снижению пропускной способности левоповоротных съездов и увеличению дорожно-транспортных происшествий. В результате этого применение клеверного листа оказывается целесообразным только в тех случаях, когда интенсивность левоповоротного движения сравнительно небольшая.

На автомагистралях при наличии одного или нескольких мощных левоповоротных транспортных потоков, когда строительство обычного петлевого (непрямого) съезда вызывает неоправданные потери, связанные с перепробегом автомобилей, сокращение или исключение перепробегов достигается путем устройства полупрямых или прямых левоповоротных съездов.

При применении полупрямых левоповоротных съездов (рис. 5.23, а и 6) автомобиль проходит значительно меньший путь, чем при непрямых поворотах и совершает сначала поворот вправо, а затем влево.

На развязке (рис. 5.23, а) движение потока на полупрямой левоповоротном съезде ВС происходит частично за пределами развязки с большей скоростью, чем на петлевых съездах, так как радиус кривой значительно больше. Недостатком этого типа съезда является наличие на нем двух коротких обратных круговых кривых малого радиуса.

На рис. 5.23, б движение левоповоротного потока ВС осуществляется в пределах развязки. Этот вариант предпочтительней предыдущего, так как на съезде отсутствуют короткие обратные кривые малых радиусов.

Левоповоротное движение (рис. 5.23, в) производится непосредственно влево. Поворот осуществляется по кратчайшему направлению с высокой скоростью, как на правых поворотах. Однако для осуществления прямого левого поворота пересекающиеся дороги должны разветвиться на две части, что приводит к необходимости движения прямых потоков по кривым.

Рис. 5.23.

а – с одним полупрямым левоповоротным съездом ВС. б – с одним прямым левоповоротным съездом ВС. в – с двумя прямыми левоповоротными съездами ВС и СВ

Полупрямые и прямые левоповоротные съезды встречаются более чем на 50% схем транспортных развязок и позволяют увеличить скорость движения на этих съездах до 80 км/ч.

Достигаемое при применении полупрямых и прямых левоповоротных съездов уменьшение перепробегов транспорта приводит к существенному увеличению строительной стоимости транспортной развязки в связи с необходимостью строительства для каждого левоповоротного направления двух путепроводов.

Кольцевые пересечения автомобильных дорог характеризуются наибольшей простотой организации движения, однако требуют строительства от двух до семи путепроводов, а также большой площади отчуждения земель.

Распределительное кольцо с пятью путепроводами (рис. 5.24) возможно при пересечениях дорог I и II категорий с большой интенсивностью движения и значительным удельным весом поворачивающих налево автомобилей.

!!!

Рис. 5.24.

Кольцо с двумя путепроводами (рис. 5.25, а и б) применяется при пересечении дорог высокой категории (I–II) с дорогами низкой категории (III–V), при этом прямые потоки на второстепенной дороге движутся по кольцу. В стесненных условиях устраивают вариант "вытянутое кольцо" (рис. 5.25, б).

Рис. 5.25.

а – обычное; б – вытянутое в стесненных условиях

На улучшенном типе распределительного кольца левоповоротное движение направляется на кольцо не по правоповоротным съездам, а по специальным левоповоротным съездам, расположенным внутри кольца (рис. 5.26, а).

Рис. 5.26.

а – улучшенное; б – турбинное

Переход левоповоротного движения с кольца на основную дорогу происходит по правоповоротным съездам. Недостаток этого типа пересечения – наличие на левоповоротных съездах коротких обратных кривых малого радиуса.

В турбинном типе пересечения (рис. 5.26, б) левоповоротные потоки также направляются по специальным спиральным съездам – подобно тому, как происходит протекание воды через турбину, отсюда и название транспортной развязки. На этой развязке четыре левоповоротных потока имеют собственный съезд с дополнительными двумя косыми путепроводами, который вливается в соответствующие правоповоротные съезды. На кольце левоповоротные потоки не смешиваются с правоповоротными потоками, как на развязке типа распределительного кольца. Однако смешение потоков наблюдается на участках правоповоротных съездов. Турбинный тип пересечения имеет семь путепроводов.

Улучшенный и турбинный типы пересечения имеют более высокую строительную стоимость по сравнению с обычным типом распределительного кольца.

Если при пересечении автомобильных дорог в разных уровнях имеется один или два мощных левоповоротных потока, то целесообразно для этих потоков создать лучшие условия по сравнению с остальными, т.е. устроить для них полупрямые и прямые левоповоротные съезды (рис. 5.27).

На рис. 5.27, а приведена схема развязки по типу расширенного распределительного кольца с одним полупрямым левоповоротным съездом, расположенным за пределами кольца. На развязке семь путепроводов, причем два из них – косые (для осуществления левого поворота).

Грушевидный тип развязки, получаемый комбинацией элементов клеверного листа и турбинного типа пересечения, показан на рис. 5.27, б. Условия движения на левых поворотах по направлениям ВС и DB значительно лучше, чем на поворотах по направлениям AD и С А. Развязка имеет всего четыре путепровода, один из которых является косым.

На рис. 5.27, в приведена транспортная развязка с двумя непрямыми (по петлям) левыми поворотами по направлениям AD и СА и двумя прямыми – по направлениям ВС и BD. Недостаток этой развязки в том, что потоки на прямых направлениях разветвляются и движутся по криволинейным траекториям. Пересечение имеет пять путепроводов, причем четыре из них – косые.

Рис. 5. 27.

а – расширенное распределительное кольцо с одним полупрямым левоповоротным съездом; б – грушевидный тип пересечения с двумя прямыми левоповоротными съездами; в – расширенный клеверный лист с двумя прямыми левыми поворотами

При мощных четырех левоповоротных потоках используются схемы с прямыми левоповоротными съездами: ромбовидные пересечения и по типу криволинейного четырехугольника (рис. 5.28).

На ромбовидном пересечении (рис. 5.28, а) каждый поворачивающий поток влево и вправо имеет свой съезд, поэтому отсутствует смешивание левоповоротных и правоповоротных потоков в пределах развязки. Все левоповоротные съезды прямые – поворот осуществляется непосредственно налево, скорости движения на всех съездах высокие, перепробеги отсутствуют. Развязка простая по конфигурации и легкая для ориентировки водителей. Недостаток: большое количество путепроводов – 9, из них 8 – косые.

На схеме по типу криволинейного четырехугольника (рис. 5.28, 6) путепроводы устраиваются для каждого пересекаемого направления на основных дорогах и на левоповоротных съездах. Всего пересечение имеет 16 путепроводов, из них 12 – косые. У этого пересечения наибольшее количество путепроводов из всех возможных вариантов пересечений в двух уровнях. Развязка, как и предыдущая, простая по конфигурации. У нее прямые левоповоротные съезды, нигде не пересекающие правоповоротные направления.

Рис. 5.28.

а – ромбовидного типа; б – по типу криволинейного четырехугольника

Пересечение типа крест с пятью путепроводами (рис. 5.29) применяют в стесненных условиях, например городской застройки, при пересечении равнозначных магистралей с мощными транспортными потоками. Кроме минимальной площади занимаемых земель такой тип пересечения характеризуется минимальными перепробегами для лево- и правоповоротного движения, однако требует сооружения пяти путепроводов (правда, меньшей ширины, чем для развязки типа клеверного листа) и исключает возможность разворота в пределах транспортного узла.

Примыкания автомобильных дорог в разных уровнях разделяют на полные, обеспечивающие развязку движения по всем направлениям, и неполные, имеющие зоны пересечения транспортных потоков в одном уровне или зоны переплетения.

В практике отечественного проектирования автомобильных дорог наибольшее распространение получили примыкания в разных уровнях по типу трубы (рис. 5.30).

Рис. 5.29.

Рис. 5.30.

а – с расположением левоповоротного съезда справа от путепровода; 6 – слева от путепровода

Этот тип примыкания получен на основе использования элементов клеверного листа. Каждый поворачивающий поток имеет собственный съезд, но поскольку у левоповоротных потоков на большом протяжении общее земляное полотно с правоповоротными потоками, съезд на этом участке двухпутный с движением транспорта в противоположных направлениях.

Условия движения левоповороных потоков на этой развязке различаются для потоков, идущих налево с основной дороги, и потоков с примыкающей дороги.

В зависимости от размеров левоповоротного движения на основной дороге и примыкающей дороге левоповоротные съезды могут располагаться справа (рис. 5.30, а) или слева от путепровода (рис. 5.30, б).

Если интенсивность левоповоротного движения с основной дороги на примыкающую больше, чем левоповоротного движения, идущего на основную дорогу, то следует принимать схему, показанную на рис. 5.30, а.

Примыкание по типу трубы обеспечивает развязку движения во всех направлениях при отчуждении сравнительно небольшой площади земель и невысокой строительной стоимости.

Листовидный тип примыкания (рис. 5.31) представляет собой половину клеверного листа. На этом примыкании, как и на примыкании по типу трубы, каждый поворачивающий поток имеет свой собственный съезд. Данный тип примыкания обеспечивает бо́льшую безопасность движения, чем примыкание по типу трубы, так как на всем протяжении левоповоротных съездов отсутствует встречное движение. По сравнению с примыканием по типу трубы эта развязка занимает бо́льшую площадь.

На примыкании по типу половины неполного клеверного листа (рис. 5.32) каждый поворачивающий поток имеет свой собственный съезд, все потоки вливаются в проезжие части дорог с правой стороны. Левоповоротные потоки движутся путем поворота сначала налево, затем направо. Недостаток: имеется одна точка пересечения потоков в одном направлении.

Рис. 5.32.

а – при угле примыкания 90° (Т-образное примыкание); б

Кольцевой тип примыкания получается на основе использования элементов распределительного кольца (рис. 5.33). Все съезды вливаются в кольцо и проезжую часть основной дороги с правой стороны, кольцо примыкает к правоповоротному съезду с левой стороны. На кольце левоповоротные потоки смешиваются между собой. Транспортная развязка имеет

Рис. 5.31.

а – при угле примыкания 90" (Т-образное примыкание); б – при остром угле примыкания (Х-образное примыкание)

простую форму и является легкой для ориентации водителей. Примыкание имеет два путепровода.

Рис. 5.33.

а – при угле примыкания 90” (Т-образное примыкание); б – при остром угле примыкания (Х-образное примыкание)

Примыкания с параллельным расположением право- и левоповоротных съездов проектируют по типу Т-образного примыкания или Х-образного криволинейного треугольника (рис. 5.34). Эти примыкания аналогичны ромбовидному типу пересечения (см. рис. 5.28). Левоповоротные потоки поворачивают непосредственно влево. На развязке отсутствует смешение лево- и правоповоротных потоков. Относительно удобства и безопасности движения эти развязки являются наилучшими из всех возможных. Транспортные развязки имеют по три косых путепровода.

Рис. 5.34.

а – по типу Т-образного треугольника; б – по типу Х-образного криволинейного треугольника

• Гохман В.А. Пересечения и примыкания автомобильных дорог. М.: Высшая школа. 1989.

10 транспортных узлов, по которым не каждый решится проехать

Развязка Кеннеди, Луисвилл, США © kyinbridges.com

Дорожные развязки бывают очень и очень сложными. Мы часто жалуемся на дороги и транспортные узлы в наших городах, но существуют и такие удивительно запутанные дороги, по которым не каждый готов проехаться! Однако местным жителям приходится это делать. Ты можешь познакомиться с десятью наиболее сложными и запутанными транспортными развязками в мире. Сюда попали крупные узлы, странные перекрестки и даже пропускной пункт, где автомобилисты платят за дорогу.

• "Волшебная карусель" (Суиндон, Англия)

Волшебная карусель, Суиндон, Англия © flickr.com/pyed_p1per

Развязка была построена в 1972 году и стала одной из самых запутанных в мире. Большое кольцо состоит из пяти маленьких с особой разметкой на каждом из них. На развязке — 16 стоп-линий и нет светофоров. Мини-кольца обозначены исключительно разметкой, что добавляет трудностей в преодолении данной развязки. Водители двигаются по этой знаменитой связке колец по часовой стрелке. Местные жители привыкли к движению по этой "карусели", но приезжие не всегда с первого раза понимают, как проехать по этой связке колец.

• Развязка имени судьи Гарри Преджерсона (Лос-Анджелес, США)

Развязка имени судьи Гарри Преджерсона, Лос-Анджелес, США © flickr.com/badfysh99

Если вы ездили по крупным незнакомым городам по навигатору, то наверняка знаете ситуацию, когда случайно пропускаешь нужный поворот на большом транспортном узле. На развязке имени Гарри Преджерсона в Лос-Анджелесе пропустить свой съезд — это потерять полдня. Четырехуровневое сооружение было построено в 1993 году на пересечении крупных автострад I-105 и I-110. Также через развязку проходит ветка метро (на втором уровне). Данное пересечение дорог считается самым сложным в мире. По задумке водители должны проезжать эту развязку без остановок и необходимости уступать кому-либо дорогу, независимо от того, откуда они едут и куда направляются. Данная развязка оказалась запечатлена в одной из сцен фильма "Скорость". Киану Ривз и Сандра Буллок совершали свой прыжок на автобусе с бомбой именно здесь.

• Кольцевая развязка вокруг Триумфальной арки (Париж, Франция)

Кольцевая развязка вокруг Триумфальной арки, Париж, Франция © flickr.com/rhoadeecha

В самом сердце Парижа находится одна из самых загруженных кольцевых развязок в мире. Речь идет о кольце вокруг Триумфальной арки. Аварии здесь — дело обычное. Некоторые французские страховые компании отказываются возмещать ущерб, если ДТП случилось на этой развязке (соответствующий пункт прописывается в договоре). Здесь пересекаются сразу 12 улиц (в том числе односторонних), включая центральную улицу Парижа — Елисейские поля. Усложняет ситуацию отсутствие разметки (условно здесь около 8—9 полос). Кольцо не является главной дорогой, и водители фактически сами решают, кто в какой очередности поедет.

• Площадь Мескель (Аддис-Абеба, Эфиопия)

Площадь Мескель, Аддис-Абеба, Эфиопия © flickr.com/andrewheavens

Во всем мире автомобилисты поражаются, как можно проехать этот нерегулируемый перекресток, не задев ни машину, ни велосипедиста, ни мотоциклиста, ни пешехода. На самом деле во многих азиатских странах схожая манера езды — посигналил, махнул рукой и поехал. Так ездят в Афганистане, Вьетнаме и даже Турции. Но эфиопский перекресток поражает своим масштабом. Восемь полос в одном направлении!

• Взлетная полоса, пересекающая проезжую часть (аэропорт Гибралтара)

Взлетная полоса, пересекающая проезжую часть, аэропорт Гибралтара © flickr.com/nickherber

Но вряд ли рядовой водитель хоть раз стоял в заторе из-за приземляющегося самолета! Аэропорты, где взлетная полоса пересекается с обычной, "гражданской" проезжей частью — большая редкость. Один из них находится на Гибралтаре. Когда самолеты взлетают или приземляются, движение машин и пешеходов здесь останавливается с помощью светофоров и шлагбаумов. Правда, это не является большой проблемой: аэропорт обслуживает всего около трех десятков рейсов в неделю. Причина такого странного решения — крошечные размеры самого Гибралтара, который занимает территорию небольшого полуострова площадью 6,5 кв. км.

• Регулируемый перекресток в центре города (Хошимин, Вьетнам)

Регулируемый перекресток в центре города, Хошимин, Вьетнам © flickr.com/63051465@N08

Во вьетнамском городе Хошимин есть регулируемый перекресток. Даже для того, чтобы просто проехать на зеленый прямо, здесь нужно постараться, ведь поворачивающие налево не намерены ждать, когда закончится поток транспорта (он, по сути, бесконечен). Проще всего тут поворачивать направо, но и это не гарантирует того, что какой-нибудь скутерист не выедет вам прямо под колеса. Когда видишь такую дорожную обстановку, понимаешь, почему вьетнамцы любят мопеды.

ЧИТАЙ ТАКЖЕ:

• Развязка Кеннеди (Луисвилл, США)

Развязка Кеннеди, Луисвилл, США © kyinbridges.com

Для того чтобы соединить автострады I-64, I-65 и I-71 в американском городе Луисвилл, в 1964 году была построена сложнейшая развязка, названная в честь Джона Кеннеди (рядом находится его мемориальный мост). Местные жители называют этот транспортный узел "спагетти-перекрестком". Если посмотреть на развязку с высоты птичьего полета, становится понятно, откуда взялось такое название. В 1958 году началось проектирование, а первый кирпич "спагетти-перекрестка" был заложен весной 1962-го. Позже стало ясно, что развязка оказалась большой ошибкой. Она находится в самом центре города, что наносит серьезный ущерб его экологии. К тому же узел рассчитан на поток в 100 тыс. автомобилей в сутки, а сегодня здесь проезжает до 300 тыс. машин. Из-за запутанной системы съездов и заездов тут часто случаются аварии. Власти США уже выделили 1,1 млрд долларов на реконструкцию этого сложного объекта. Работы должны начаться в 2017 году.

• Развязка Южной бухты (Бостон, США)

Развязка Южной бухты, Бостон, США © wikipedia.org

Данная эстакада является частью Большого бостонского тоннеля, который представляет собой 8-полосную магистраль (самый дорогой проект в истории строительства США). К проектированию развязки приступили в начале 1990-х, но завершили объект лишь в 2003 году. Хотя благодаря грамотной последовательности строительства работы велись без серьезного ущерба для трафика. Развязка соединяет четыре крупных направления и одну железнодорожную ветку. Ежедневно тут проезжает около 200 тыс. автомобилей. В случае пропуска поворота можно хорошенько заплутать.

• Развязка Синь Чжуан (Шанхай, Китай)

Развязка Синьчжуан, Шанхай, Китай © flickr.com/lowcola

Из-за постоянного роста числа автомобилей дорожные развязки в Китае испытывают огромную нагрузку. Для того чтобы соединить три крупные трассы A4, A8 и A20 в пригороде Шанхая, пришлось потратить миллиарды долларов и почти пять лет. Эта 4-уровневая эстакада позволяет обойтись без больших заторов при трафике до полумиллиона машин в сутки. Каждое утро тысячи людей проезжают эту развязку, добираясь на работу в Шанхай. Ночью поток автомобилей уменьшается, но трафик есть всегда. Это усложняет процесс ремонта дороги.

• Сужение дороги с 50 полос до трех (Пекин, Китай)

Сужение дороги с 50 полос до трех, Пекин, Китай © bilmagasinet.dk

После пропускного пункта (там взимается плата за проезд) количество полос для движения сокращается с 50 до четырех! А одна из них часто ремонтируется, поэтому автомобилисты вынуждены "просачиваться" в три полосы. Здесь постоянно устанавливаются новые рекорды по количеству машин в одном дорожном заторе.

Безопасность дорожного движения является наиважнейшей характеристикой автомобильной дороги. Германия является одной из передовых стран по развитию автодорожной инфраструктуры, а также норм проектирования. По основному закону скорость движения по автобанам не ограничена, за исключением некоторых участков из-за старого покрытия, ремонта или особенностей прохождения дороги (город). Однако статистика утверждает, что в Германии в 2011 году на дорогах погибло 4 002 человек (1 человек из 22 500 жителей) [статистика ДТП в Германии ], в России же 27 953 человек (1 человек из 5 700 жителей) [статистика ДТП в России ].

Существенную часть аварий можно избежать, правильно выбирая сочетание геометрических элементов автомобильной дороги и узлов, предупредительных элементов, элементов оснащения автомобильных дорог и т.д.

Важным условием проектирования дорог является то, что водитель имеет право на ошибку, но последствия этой ошибки должны быть минимальными.

Соответственно, задачей проектировщика с точки зрения безопасности является:

1. Предоставить комфортные условия проезда, исключающие ошибку водителя;
2. В случае возникновения ошибки водителя, минимизировать ее последствия.

Регулирование поведения водителя на дороге

Геометрия дороги и окружающая ситуация влияет на скорость транспортного средства. Чем шире проезжая часть, тем выше выбираемая скорость одиночного транспортного средства. Чем прямее дорога и меньше поворотов, тем выше скорость транспортного средства. Более того водитель часто теряет контроль расстояния и скорости. Ему постоянно кажется, что он едет медленно.

На наших дорогах очень часто можно встретить протяженные прямые участки дорог связанные кривыми малого радиуса. Такая геометрия с одной стороны позволяет водителю развить максимальную для автомобиля скорость, с другой стороны водителю приходится резко тормозить перед поворотом. Дорожный знак, предупреждающий о повороте, может быть не замечен водителем.

Еще одним отрицательным фактором долгих прямых участков является монотонность, которая приводит к потере внимания и сонливости.

По опыту эксплуатации дорог в Германии выявлено, что, не смотря на выгодность прямых с точки зрения кратчайшего расстояния между пунктами, они являются и наиболее опасными элементами автомобильных дорог для водителей. Например, самый аварийно опасный автобан в Германии – это А2 Берлин-Ганновер, который состоит из протяженных прямых участков. На основе исследований в Германии принят норматив максимальной длины прямого участка L=20V расчетная. То есть при расчетной скорости 120км/ч максимальная длина прямой составит 2400м.

Снизить максимальную скорость на участке возможно разнообразным сочетанием геометрии и окружающей ситуации. Плавные последовательные кривые не дают водителю разогнаться. А замкнутое пространство, например, плотная застройка или частые насаждения также передают водителю ощущение опасности, и на больших скоростях в таких условиях водитель чувствует себя не комфортно.

Соответствие геометрических элементов ожиданиям водителя

Геометрические элементы дорог и транспортных развязок должны соответствовать ожиданиям водителя. Ожидания водителя в свою очередь формируются привычками и предыдущими элементами. Если предыдущие элементы позволили развить высокую скорость, то устраивать вслед за такими элементами резкий поворот будет очень опасно. Для того чтобы плавно снизить скорость водителя необходима последовательность элементов с постепенным изменением параметров. Например, не безопасно после затяжного прямого участка вставлять радиус 200 метров. Однако если вставить между прямой и малым радиусом несколько последовательных кривых – с радиусом 2000, 1200, 800, 400 метров в порядке уменьшения – то водитель сам постепенно снизит скорость и будет безопасно подготовлен к крутому повороту.

Рассмотрим пример примыкания в разных уровнях по типу Труба. В ВСН 103-74 говорится, что в зависимости от местных условий и транспортной ситуации может применяться зеркальная схема. В учебнике «Пересечения и примыкания автомобильных дорог» утверждается, что одним из основных определяющих факторов для выбора схемы примыкания типа Труба являются интенсивности левоповоротных потоков.

Но в данном случае упущен тот факт, что съезжающий по левоповоротнему съезду на примыкающую дорогу водитель уже подготовлен к малому радиусу наличием переходно-скоростной полосы, на которой по привычке снижается скорость. А въезжающий по левоповоротнему съезду с примыкающей дороги водитель как находился на главной дороге, так и остался на ней, ничто кроме знаков не указывает ему о приближении малого радиуса. Именно основываясь на этом доводе, в Германии рекомендуют устраивать примыкание по типу Труба со съездами с левой стороны от путепровода, так как только в этом случае можно использовать максимально возможные радиусы для данного съезда с обеспечением наиболее высокого уровня безопасности. Кроме того необходимо самой геометрией примыкания указывать водителю наличие опасности. На следующем рисунке указана типовая схема развязки по типу Труба в Германии.

Несмотря на все эти условия, в последних немецких нормах (2008г) рекомендуют по возможности рассматривать варианты устройства более безопасного типа примыкания — Треугольник.

Конфликтные точки

Конфликтные точки – это места пересечения, схождения и расхождения транспортных потоков. Наиболее опасными конфликтными точками для транспортных развязок являются места параллельного пересечения транспортных потоков. Они связаны с перестроением двух параллельных потоков. При этом их траектории пересекаются.

При высоких интенсивностях эти конфликтные точки влияют не только на безопасность движения, но, также могут привести к образованию заторов (см рис. ниже). Водителю нужно перестраиваться и в тоже время контролировать ситуацию в соседней полосе, интервалы до транспортных средств в обеих полосах и скорости транспортных средств в обеих полосах, а также постоянно проверять слепую зону. Особой проблемой в этом случае являются медленно разгоняющиеся большегрузные автопоезда, которым просто не позволяют перестроиться юркие легковые автомобили, и которые тормозят весь транспортный поток.

Предусмотреть данную ситуацию на стадии проекта можно экспертным путем, зная необходимые интенсивности движения. В Германии такую оценку производят с помощью специальной методики (будет освещена в последующих статьях).

Самым дешевым улучшением может быть удлинение области перестроения потоков за счет вытягивания левоповоротнего съезда вдоль основной дороги. Более дорогим решением является устройство прямого или полупрямого левоповоротнего съезда, который позволит совсем избежать области пересечения потоков.

Уменьшению количества опасных зон на транспортных развязках также служат различные усовершенствования форм. Например, наиболее удобные условия движения по главной дороге и в области переплетения потоков создаются, когда на основной дороге съезд находится перед въездом. Для этого предусматривается отделение съезжающих и въезжающих потоков от основной дороги отдельным проездом.

В результате вместо двух съездов и двух въездов на основном ходу находится только один съезд, вслед за которым расположен один въезд. Таким образом, область пересечения потоков переносится с основной дороги на съезд и уменьшается общее количество конфликтных точек для основного транспортного потока. Пересечение потоков на съездах происходит на меньших скоростях. Это в свою очередь увеличивает пропускную способность транспортной развязки и безопасность для водителей.