Autoceļa projektēšana

Autoceļa izbūves process

Autoceļa projektēšana ir inženierdisciplīna, kuras uzdevums ir izstrādāt autoceļu ģeometrisko formu, slodzes nestspēju un drošības risinājumus, lai nodrošinātu satiksmes plūsmu dažādos ekspluatācijas apstākļos. Projektēšanas process aptver ceļa plāna, garenprofila un šķērsprofila izveidi, līkņu rādiusu un pārejas līkņu noteikšanu, kā arī brauktuves seguma struktūras izvēli atbilstoši transporta intensitātei un klimatiskajiem apstākļiem.

Autoceļu projektēšanas galvenie mērķi ir drošība, efektivitāte un komforts, ņemot vērā dažādu transportlīdzekļu kustības īpašības un vadītāja uztveri. Atšķirībā no dzelzceļa vai gaisa transporta, autotransporta kustība nav piesaistīta fiksētai trajektorijai, tāpēc ceļa ģeometrijai jānodrošina gan brīva manevrēšana, gan precīza trajektorijas vadība, it īpaši līkumos un krustojumos.

Salīdzinājumā ar dzelzceļa projektēšanu, autoceļiem ir lielāka kustības brīvība, bet arī mazāka dinamiskā stabilitāte. Atšķirībā no sliežu transporta, autotransportā transportlīdzekli vada auto vadītājs, kurš kustības laikā brauc ar piemērotu braukšanas ātrumu atbilstoši faktiskajiem ceļa apstākļiem, vienlaikus viņam jāievēro braukšanas joslas robežas. Tādēļ ceļa ģeometrijai jābūt projektētai tā, lai tā plūstoši virzītu transportlīdzekli pa noteikto trajektoriju un raisītu auovadītājiem drošu lēmumu pieņemšanu. Autoceļu projektēšanā būtiska ir transportlīdzekļu daudzveidība — no vieglajiem auto līdz traktortehnikai un autobusiem —, kā arī mainīgi vides apstākļi, kas ietekmē braukšanas apstākļus.

Latvijā autoceļu projektēšana tiek reglamentēta, piemēram, ar Autoceļu un ielu būvnoteikumiem, kā arī citiem saistītajiem normatīvajiem aktiem. Dažādu ceļu kategoriju projektēšanā tiek ņemti vērā satiksmes intensitātes rādītāji, teritorijas tips (pilsētvide, lauki, mežs), un inženierģeoloģiskie apstākļi.

Ceļa uzbūve

Autoceļš kā inženierbūve sastāv no vairākiem būtiskiem slāņiem un konstruktīviem elementiem, kas kopā nodrošina ceļa nestspēju, ilgmūžību un lietošanas komfortu.

Ceļa uzbūves izpratne ir pamats kvalitatīvam autoceļu projektēšanas un būvniecības procesam. Katra ceļa daļa — sākot no zemes klātnes līdz augstas sarežģītības inženierbūvēm — ir daļa no kopējas sistēmas, kas nodrošina drošu un ilgtspējīgu satiksmes infrastruktūru.

Zemes klātne

Zemes klātne ir autoceļa pamats, kas veidojas dabīgā grunts reljefa apstrādes rezultātā, uz kura uzbērta un sablīvēta grunts vai izveidotas ieraktnes. Tā nodrošina pamatnes nestspēju un izturību pret satiksmes un klimatiskajām slodzēm. Būtiska ir zemes klātnes noteces sistēma, lai novērstu ūdens uzkrāšanos, kas var novājināt pamatni.

Ceļa virsbūve

Ceļa virsbūves slāņi ar norādītiem relatīvajiem biezumiem (kataloga vienībās): trīs asfaltbetona kārtas, nesaistītais virsējais balasta slānis un balasta apakšslānis.

Virsbūve ir autoceļa seguma daļa, kas tieši saistās ar transportlīdzekļu kustību. Tā parasti sastāv no:

• balasta slāņa (šķembu, grants vai cita minerālmateriālu slānis),
• saistes slāņa (Bituminēts grants maisījums (bituminizēta grants); Karsti ieklāts asfaltbetons (ar rupjāku frakciju nekā dilumkārtā); Retāk — cementa stabilizēts slānis (dažos gadījumos pie betona segumiem)),
• dilumkārtas (asfalta, betona vai citi materiāli).

Virsbūves konstrukcija tiek izvēlēta atbilstoši transporta intensitātei, slodzes raksturam un klimatiskajiem apstākļiem. Katram ceļa veidam tiek izstrādāts specifisks konstrukcijas modelis jeb "pīrāgs", kas sastāv no precīzi definētiem materiāliem un slāņu biezumiem, lai nodrošinātu seguma noturību un novērstu priekšlaicīgu plaisāšanu.

Inženierbūves

Ceļa sastāvā ietilpst arī dažādas inženierbūves, kas nodrošina ceļa funkcionalitāti sarežģītos reljefa vai satiksmes apstākļos. Tās ietver:

• tiltus — lai šķērsotu upes, gravas vai citas barjeras,
• caurtekas — ūdens plūsmas nodrošināšanai zem ceļa klātnes,
• viaduktus — pārvadi pār citiem ceļiem vai šķēršļiem,
• tuneļus — cauri kalniem vai blīvi apbūvētām teritorijām
• un citas inženierbūves (galerijas, grumšļu pārvadi u.c.).

Šīm būvēm ir īpašas projektēšanas prasības, kas ņem vērā ne tikai satiksmes slodzi, bet arī dinamiskās un klimata ietekmes, grunts apstākļus un ekspluatācijas drošību.

Projektēšanas principi

Autoceļu projektēšanā tiek ievēroti vairāki principi, kas balstās uz satiksmes drošību, transporta efektivitāti un ceļa ilgmūžību. Projektēšana ietver ceļa ģeometrijas, konstrukcijas, redzamības un citu būtisku parametru noteikšanu, ņemot vērā gan cilvēkfaktoru, gan transportlīdzekļu fiziskās īpašības un kustības likumsakarības.

Projekta satiksmes ātrums

Projektēšanas satiksmes ātrums (V_p) ir teorētisks lielums, uz kura pamata tiek aprēķināti ceļa līkņu rādiusi, garenprofila pieļaujamie slīpumi, pārejas līkņu garumi, redzamības attālumi un citi ģeometriskie rādītāji. Tie ne vienmēr ir līdzvērtīgi atļautajam braukšanas ātrumam, bet nosaka ceļa ģeometrisko struktūru tā, lai nodrošinātu vienmērīgu, drošu un komfortablu kustību.

Parasti tiek izvēlēti tipiskie projektēšanas ātrumi (piemēram, 20 — 120 km/h), un tie atkarīgi no ceļa kategorijas, reljefa, apdzīvotas vietas rakstura un paredzamās satiksmes intensitātes. Augstāks projektēšanas ātrums nozīmē lielāku ceļa šķērsprofila platumu, garākas pārejas līknes un lēzenākus pagriezienus.

Projekta ātrums ir cieši saistīts ar:

• redzamības prasībām,
• bremzēšanas ceļa garumu,
• centrbēdzes spēku līknēs,
• nepieciešamo ceļa klātnes paplašinājumu līknēs.

Transportlīdzekļu īpašības

Projektēšanā būtiski ņemt vērā dažādu transportlīdzekļu ģeometriskos un kinētiskos parametrus, kas ietekmē kustības trajektoriju, redzamības vajadzības un iznesumus.

Svarīgākie parametri:

• kopējais garums — piemēram, kravas transportlīdzekļu sastāviem tas var sasniegt 18—19 metrus,
• platums — standarta transportlīdzekļu maksimālais platums ir 2,55 m, ar nelielām novirzēm atkarībā no veida,
• virsbūves iznesums līkumos — būtisks ceļa paplašinājumu un gabarītu noteikšanā,
• līknes rādiuss — atšķiras vieglajiem un kravas auto; smagākiem transportlīdzekļiem tas ir lielāks,
• masa un ass slodze — ietekmē nestspējas prasības virsbūves konstrukcijai.

Projektēšanā tiek izmantoti tipveida transportlīdzekļu modeļi (piemēram, "projektēšanas transportlīdzeklis"), kas atbilst noteicošajiem kritiskiem parametriem. Piemēram, pilsētās tas var būt autobuss, uz reģionāliem ceļiem — kravas automašīna ar piekabi vai neliels autobuss.

Projektētājam jānodrošina, ka ceļa ģeometrija atbilst transportlīdzekļu manevrēšanas spējām un to kustība nepārsniedz ceļa fiziskās robežas, tostarp jāņem vērā iespējamais iznesums gan iekšējais, gan ārējais, kas prasa paplašināt brauktuvi līknēs.

Vadītāja psiholoģiskie aspekti

Projektēšanā būtiska loma ir cilvēkfaktoram — kā autovadītājs uztver, interpretē un reaģē uz ceļa apstākļiem. Vadītāja lēmumu pieņemšanas laiks, reakcijas ātrums, redzamības uztvere un stresa slieksnis ietekmē ne tikai kustības drošību, bet arī to, kā ceļš tiks ekspluatēts praksē.

Projektējot ceļu, jāparedz:

• pietiekama redzamība bremzēšanai, apdzīšanai un manevriem,
• skaidra un paredzama trajektorija, kas neveicina pēkšņu vai pārsteidzošu situāciju,
• ceļa elementu vienkāršība un secība, lai vadītājs spētu saprast apkārtējo vidi,
• izvairīšanās no pārmērīgas informācijas slodzes (piemēram, liekām ceļa zīmēm vai mainīgiem joslu platumiem).

Vadītājs intuitīvi izvēlas braukšanas ātrumu un trajektoriju, balstoties uz redzamo informāciju un uztveri. Tādēļ ceļa ģeometrijai jābūt projektētai tā, lai tā virzītu šo izvēli atbilstoši plānotajai kustības drošībai.

Satiksmes intensitātes un veida ietekme

Projektējot ceļu, būtiski ņemt vērā satiksmes intensitāti (transportlīdzekļu skaitu diennaktī) un sastāvu (vieglie, smagie, sabiedriskais transports, traktortehnika u.c.). Šie rādītāji ietekmē:

• brauktuves platumu un joslu skaitu,
• seguma konstrukciju (slāņu biezumu un materiālu izvēli),
• manevru zonas (pārejas joslas, paplašinājumus),
• gājēju un velosipēdistu infrastruktūras nepieciešamību.

Augsta intensitāte ar lielu kravas auto īpatsvaru prasa robustākas ceļa konstrukcijas un plašākus šķērsprofila risinājumus. Savukārt mazākas nozīmes ceļos ar zemāku intensitāti var piemērot vienkāršotus risinājumus, taču joprojām jāievēro projektēšanas drošības principi.

Satiksme ietekmē arī projektēšanas transportlīdzekļa izvēli, jo atsevišķos posmos (piemēram, pie zīmes "Kravas automobiļiem braukt aizliegts") ceļu var projektēt tikai vieglāku transportlīdzekļu satiksmei.

Ceļa ģeometrija

Ceļa plāns

Autoceļa plāns — tā ir ceļa projekcija plaknē no augšas. Plānā ietilpst taisnes, loka līknes un pārejas līknes, kas veido nepārtrauktu, loģiski uztveramu maršrutu cauri reljefam un apbūvei.

Taisnes ir ceļa posmi bez līknēm. Tās nodrošina augstu braukšanas komfortu, labu redzamību un mazāku transportlīdzekļu nodilumu, taču pārāk garas taisnes var būt monotonas un samazināt uzmanību.

Loka līknes tiek ieviestas, lai savienotu taisnes. Tām jābūt pietiekami lēzenām, lai nodrošinātu drošu pārvietošanos noteiktā projektēšanas satiksmes ātrumā. Līknes rādiuss tiek izvēlēts, ņemot vērā braukšanas ātrumu, transportlīdzekļu īpašības, reljefu un apbūves ierobežojumus.

Lai transportlīdzeklis varētu raiti veiktu pagrieziena manevru krustojumā bez uzbraukšanas uz apmales, ir jāparedz pietiekami liels rādiuss gan kustības trajektorijai, gan iekšmalas rādiusam. Ieteikumu tabula balstās uz dažādu garumu tipu transportlīdzekļiem.

Ieteicamie minimālie rādiusi krustojumos un apgriešanās vietās

Transportlīdz. garums L (m)	Minimālais pagrieziena rādiuss pa garenasi R (m)	Minimālais iekšējais rādiuss (iekšmalas trajektorija) Ri (m)
≤ 2,5	5,0	3,5
≤ 4,8	7,5	5,5
≤ 6,0	10,0	7,5
≤ 8,0	12,5	9,5
≤ 10,5	15,0	11,0
≤ 12,0	17,5	12,5
≤ 13,5	20,0	14,0
≤ 15,0	22,5	15,5

Pārejas līknes (parasti klotoīdas vai kubiskas parabolas) tiek ieviestas starp taisni un loka līkni, lai nodrošinātu vienmērīgu pāreju starp dažādām kustības trajektorijām un izvairītos no pēkšņām virziena izmaiņām. Tās uzlabo komfortu, drošību un transportlīdzekļu stabilitāti.

Rādiusi un to izvēles kritēriji ir atkarīgi no projektēšanas satiksmes ātruma, ceļa kategorijas, reljefa un platuma ierobežojumiem. Jo lielāks ātrums, jo lielāks nepieciešams līknes rādiuss. Praktiski izmanto rādiusus, kas nepārsniedz centrbēdzes paātrinājuma vērtības.

Līkņu neizbēgamība izriet no nepieciešamības pielāgot ceļu reljefam, īpašumiem, dabas objektiem un esošajai infrastruktūrai. Pat mazākās nozīmes ceļos jāievēro pamatprincipi — līkņu rādiusi nedrīkst radīt bīstamas situācijas, un pārejas jāveido pietiekami plūstošas, lai samazinātu iznesumus un uzlabotu redzamību.

Pārejas līkne

Pārejas līknēm jānodrošina vienmērīgi izkliedēta centrbēdzes paātrinājuma palielināšanās visā pārejas līknes garumā. Ja pārejas līknes rādiuss tās beigās ir vienāds ar pamatlīknes (loka) rādiusu R, tad tās vidusdaļā — t.i. starp sākumu un beigām R būs vienāds ar 2R, attālumā 1/4 no sākuma — 4R, bet 1/8 — 8R, bet pārejas līknes sākumā R ir bezgalīgi liels, kas atbilst taisnei.

Dažādi garuma skatījumi:

• s — attālums pa pašas līknes trajektoriju (t.s. "lokgarums"). To izmanto klotīdas un precīzās dinamiskās aprēķinu metodēs.
• X — horizontālā projekcija (līdzīgi kā katete taisnleņķa trijstūrī). To bieži izmanto kubiskas parabolas vienkāršotajā formulā.
• Hipotenūza — ja līkni uztver kā ieliektu posmu starp diviem punktiem, tad līknes garums aptuveni atgādina hipotenūzu starp šiem punktiem.
• $l_{0}={\frac {\pi R_{e}\Theta }{180^{\circ }}}$ — līknes garumu pēc pietuvinājuma aplēsēs var izteikt, kā loka garumu ar "efektīvo rādiusu" (salīdzinot ar pamatlīknes (loka) rādiusu R), un ar to saistīto leņķi θ (grādos).

Šie skatījumi nav savstarpēji pretrunīgi — tie vienkārši ļauj pārejas līknes garumu uztvert no dažādām perspektīvām atkarībā no aprēķinu vajadzībām un precizitātes prasībām.

Klotoīda (Eilera spirāle)

Eilera spirāle

Pārejas līkni aprēķina ar Fresnela integrāļiem vai — vienkāršoti — izmanto tuvinātas formulas (kubiskās parabolas pieņēmumā, kas ļoti labi līdzinās klotoīdai).

$X\approx s-{\frac {s^{5}}{40A^{4}}}$; $Y\approx {\frac {s^{3}}{6A^{2}}}$

Kur s — attālums no pārejas līknes sākumpunkta pa klotīdi.

A — klotoīdas parametrs, jeb "spirāles konstante".

$A=}{\sqrt {R\cdot l_{0}}$

Kur R — loka rādiuss, m.

l₀ — pārejas līknes garums, m.

Leņķis līknes beigās radiānos $\Theta ={\frac {s^{2}}{2A^{2}}}$, izteikums grādos θ = radiāni ×(180/ π).

Kubiska parabola

Kubiskas parabolas ordinātu aprēķina $Y={\frac {X^{3}}{6Rl_{0}}}$.

Kubiskas parabolas pārejas līknes pilnais leņķis, kas savieno taisni ar loku (vai otrādi), un tās pamatā ir ģeometriskie principi, kas izriet no pārejas līknes matemātiskā modeļa, proti, ka šāda līkne pakāpeniski maina tās liekumu no nulles (taisnē) līdz vēlamajam liekumam (lokā).

Piemērs: R=600 m, l₀=60 m. Cik grādus paveiks kubiska parabola?

Pilnu kubiskas parabolas leņķi aprēķina pēc formulas:

θ=l₀/2R = 60/2 × 600 = 0.05 radiāni = 0.05 ×(180/π) ≈ 2.86⁰

kur:

• θ — leņķis radiānos,
• l₀ — pārejas līknes garums, m
• R — loka rādiuss, m.

Kubiskai parabolai ir cits vienādojums, salīdzinājumā ar radiālo spirāli. To lietot ir vienkāršāk. Kubiskā parabola atšķiras ar to, ka tās liekums mainās nevis proporcionāli līknes loka garumam, kā tas nepieciešams, bet proporcionāli abcisai X. Starpība nav liela un gadījumos, kad nav nepieciešama liela precizitāte, tā ir pieļaujama.

Kubiskas parabolas ordinātu aprēķina, kur l₀ — pārejas līknes garums, m.

Transportlīdzekļu un būvju vai ierīču gabarīti

Transportlīdzekļu gabarīti

Transportlīdzekļu maksimālie atļautie gabarīti Latvijā paredz, ka garākais atļautais transportlīdzeklis ar stingro (neelastīgo) virsbūvi ir līdz 15 metriem garš autobuss ar vismaz trim asīm. No šāda "ziloņa" garuma pakāpeniski nonākam līdz "skudrām" — velosipēdistiem un motociklistiem.

Maksimālais atļautais transportlīdzekļa platums, neskaitot atpakaļskata spoguļus, sānu apgaismes ierīces, pagaidu uzstādāmos elementus un sānu drošības ierīces, ir 2,55 m (vai 2,60 m izotermiskām virsbūvēm), bet maksimālais augstums — līdz 4,00 m.

Atpakaļskata spoguļi tipiski izvirzās no 0,15 līdz 0,25 m katrā pusē , kopumā palielinot transportlīdzekļa platumu par aptuveni 0,30 līdz 0,50 m . Šis faktiskais platums ar spoguļiem var sasniegt 2,85 līdz 3,00 m . Lai gan šie izvirzījumi netiek iekļauti normatīvajā regulējumā, projektēšanā tie jāņem vērā, jo ietekmē faktisko samainīšanās spraugu (intervālu) un joslai nepieciešamo platumu.

Transportlīdzekļu iznesumi līknē

Stingra (neelastīga) virsbūve, kas ietekmē iznesumus līknē

Iznesumi veidojas tāpēc, ka transportlīdzekļa stingrā (neelastīgā) virsbūve neapraksta tieši ceļa garenass trajektoriju. Tas nozīmē, ka virsbūve daļēji izspraucas ārpus ceļa garenass trajektorijas, ko apraksta transportlīdzekļa riteņi. Rezultātā attiecībā pret būvēm vai ierīcēm un joslas malu rodas gan iekšējie, gan ārējie iznesumi.

Iznesumu apmēru būtiski ietekmē asu izvietojums, jo aizmugurējā ass reti kad atrodas pašā transportlīdzekļa galā. Lai vienkāršoti aprakstītu šo uzbūves loģiku, tiek izmantoti šādi lielumi:

• L — transportlīdzekļa virsbūves kopējais garums, kas piedalās iznesumu veidošanā.
• X un Y — skaitliskas konstantes, kas attiecīgi raksturo priekšējās un aizmugurējās pārkares proporciju konkrētā transportlīdzekļu grupā (noteiktas pēc vidējām ražotāju prakses vērtībām, ar iespējamu ±10 % novirzi).

No šiem lielumiem aprēķina pārkares šādi:

• Priekšējā pārkare: n₁ = L / X;
• Aizmugurējā pārkare: n₂ = L / Y;
• Bāze (starp pulku asīm): l_b = L — (n₁ + n₂).

Šie aprēķini ļauj iegūt reprezentatīvu priekšstatu par transportlīdzekļa ģeometrisko statisko uzvedību līknē. Iznesumus virzienā uz līknes iekšpusi (uz rādiusa centru) nosaka bāzes (l_b), savukārt virzienā uz ārpusi izšķirošais ir lielākais no galējo pārkares posmu garumiem: MAX(n₁, n₂).

Minimālais ceļa platums

Transportlīdzekļu samainīšanās drošība un komforta līmenis ir cieši saistīts ar brauktuves platumu, ko normatīvi nosaka atkarībā no ceļa kategorijas. Atkarībā no satiksmes intensitātes un funkcionālās nozīmes, projektējamais ceļa šķērsprofils atšķiras. Tabulā norādīti minimālie braukšanas joslu un divjoslu brauktuves platumi taisnos posmos (bez paplašinājumiem līknēs), kā arī papildu platums nomaļu veidošanai abās pusēs:

Ceļa kategorija	Joslas platums (m)	Brauktuves platums (2 joslas) (m)	Papildu platums abām nomalēm (m)
A, E (galvenie ceļi)	3,75	7,5	+ 2,0 (1+1)
P (reģionālie)	3,50	7,0	+ 2,0 (1+1)
V (vietējie), ielas	3,00—3,25	6,00—6,50	+ 2,0 (1+1)
Pagalmu ceļi*	≥2,75	≥5,5	+ 1,5** (0,75+0,75)
Kopīgs gājēju un velosipēdu ceļš	3,00—4,00***	—	—
Velosipēdu ceļš	2,00—3,00***	—	—
Gājēju ceļš	1,50—2,50***	—	—
Vienvirziena velojosla apdzīvotā vietā uz brauktuves malas	1,50—2,00****	—	—

Tabulas piezīme: * — pašvaldību ielu projektēšanas noteikumi (piemēram, Rīgas domes saistošie noteikumi, Liepājas un Jelgavas vadlīnijas).

** — papildu platums (nomales joslas) ne vienmēr tiek izveidots; tā vietā projektā var būt apmale ar bortakmeni vai tikai minimāla atkāpe līdz ceļmalas konstrukcijai.

*** — balstīts uz velo un gājēju infrastruktūras vadlīnijām (Satiksmes ministrija, Velo attīstības plāni, Rīgas attīstības departaments u.c.), ņemot vērā intensitāti un vietējos apstākļus.

**** — attiecas uz velojoslām, kas iezīmētas tieši uz brauktuves malas apdzīvotās vietās. Platums atkarīgs no intensitātes, transportlīdzekļu un velobraucēju sadarbības un apkārtējās telpas ierobežojumiem. Minimālais platums: 1,5 m. Ieteicamais platums: 1,8—2,0 m. Ja velojosla atrodas starp brauktuvi un stāvvietām vai blakus sabiedriskā transporta joslai — vēlams papildu drošības rezervi 0,3—0,5 m (sauktu arī par buferzonu).

Psihofiziskie apsvērumi un projektēšanas kompromisi

Lai gan minimālie braukšanas joslu platumi Latvijas normatīvajos aktos tiek noteikti kā fiksētas vērtības, inženiertehniskajā literatūrā un starptautiskajās vadlīnijās pastāv psihofiziskie modeļi, kas skaidro vadītāju rīcību pie dažādiem braukšanas ātrumiem. Pie lielāka ātruma samazinās vadītāja redzes leņķis un palielinās spontāna trajektorijas svārstību amplitūda, kas teorētiski palielina nepieciešamo sānu rezervi. Dažos avotos tiek izmantota empīriska formula b_j = 0,015·v + B_tl + 0,3, kur b — ir teorētiskais nepieciešamais joslas platums (m), v ir ātrums (km/h), bet B_tl ir izmantotā aprēķina transportlīdzekļa platums (m). Šādi modeļi nav iekļauti Latvijas normatīvajos noteikumos, taču tie ilustrē vadītāju reakcijas un komforta līknes pie dažādiem ātrumiem.

Praksē minimālie joslu platumi ir kompromiss starp drošību, būvniecības izmaksām, ceļa kategoriju un tipisko transportlīdzekļu sastāvu. Smagais transportlīdzeklis braukšanas joslu piepilda ievērojami pilnīgāk nekā vieglais auto tāpēc noteikti normatīvie platumi faktiski tiek noteikti ņemot vērā tieši smagā transporta ģeometriju un sānu attālumu. Tāpēc psihofiziskie modeļi noder, kā skaidrojošs papildinājums, bet normatīvo projektēšanu tie neaizstāj.

Izņēmumi

Apdzīvotās vietās, īpaši pagalmu ceļos vai maznozīmīgas nozīmes teritorijās, iespējama situācija, kad brauktuves platums ir starp vienas un divu pilnvērtīgu joslu platumiem, starp joslām saglabājot minimālu spraugu starp transportlīdzekļiem, — kas atsevišķos gadījumos ļauj lēni samainīties transportlīdzekļiem, īpaši, ja tiek izmantotas minimālas nomales vai daļēji uzbraucama apmale.

Šādi risinājumi nav pieļaujami A, E un P kategorijas ceļos, jo šajās kategorijās tiek prasīts pilns joslas platums ar atbilstošu nomali.

Izņēmuma gadījumi ir iespējami V kategorijas ceļos un pagalmos, kur:

• satiksmes intensitāte ir ļoti zema,
• ātrums ir mazāks par 30—40 km/h,
• ir fiziski šķēršļi platuma paplašināšanai,
• ir nodrošināta labā redzamība un pietiekama malējā telpa, lai izvairītos vai apbrauktu pretimbraucošo,
• transportlīdzekļu samainīšanās manevrs ir reāli iespējams, nodrošinot starp tiem vismaz minimālu intervālu.

Šajos gadījumos iespējama "pusotras joslas" koncepcija, bet netiek izslēgta īslaicīga daļēja nobraukšana uz apmales, lai ļautu pretējās plūsmas transportlīdzekļiem izbraukt. Tā nav optimāla, taču praktiski sastopama un noteiktos apstākļos pieļaujama ar nosacījumu, ka nav apdraudēta satiksmes drošība. Negatīvās sekas šādam risinājumam ir:

• zema komforta līmeņa samainīšanās (prasa stresa noturību),
• bojājumu risks apmalēm un segumam (apmaļu nosēdumi, bedres) ja tā ir no atšķirīga seguma, kā pats ceļš,
• apgrūtināta pārvietošanās ārkārtas transportam.

Tādēļ šādu risinājumu vajadzētu skaidri pamatot jau projektā un to neattiecināt kā vispārpieņemtu normu.

Papildpaplašinājuma aprēķins

Papildpaplašinājums ir būtiska ceļa projektēšanas sastāvdaļa, kas nodrošina kustības drošību un komfortu transportlīdzekļiem, braucot caur horizontālu līkni ar noteiktu rādiusu. Tas netiek ieviests, lai kompensētu transportlīdzekļa ģeometriskos iznesumus, bet gan kā drošības rezerve, ņemot vērā transportlīdzekļa vadības neprecizitātes, centrbēdzes paātrinājumu, nestabilitāti līknēs.

Atšķirībā no ģeometriskajiem iznesumiem, kas balstās uz statisku virsbūves uzbūvi un asu izvietojumu, papildpaplašinājums apraksta dinamisku ietekmi un nepieciešamību pēc lielākas manevru brīvības, ko raksturo šādas likumsakarības $e={\frac {v^{2}\cdot h}{3,6^{2}\cdot g\cdot R}}={\frac {v^{2}\cdot h}{127,1376\cdot R}}$,

kur:

e — katras joslas papildpaplašinājums metros (m), ko jāpieskaita ceļa platumam taisnā posmā un maksimālā garuma transportlīdzekļa ģeometriskajiem iznesumiem;

h — transportlīdzekļa smagumcentra augstums (m);

v — kustības ātrums (km/h);

3,6² — saucējs, kas pārvērš km/h metros sekundē;

g — brīvās krišanas paātrinājums (9,81 m/s²);

R — horizontālā līknes rādiuss metros (m).

Piemēram, braucot ar 60 km/h pa 200 m rādiusa līkni, katras joslas papildpaplašinājums pie smagumcentra 1,5 m ir apmēram 0,212 m.

Centrbēdzes paātrinājums

Centrbēdzes spēki un to kompensācija līknē

Centrbēdzes paātrinājums raksturo transportlīdzekļa tieksmi virzīties uz līknes ārpusi, braucot pa horizontālu līkni. Projektējot ceļu nodrošina, lai šis paātrinājums neapdraudētu stabilitāti, it īpaši slapjos vai slidena grunts seguma apstākļos.

Seguma tips	Reālais centrbēdzes paātrinājums (m/s²)	Ieteicamā projektēšanas vērtība (m/s²)
Asfalts vai betons	0,7—1,0	0,85
Grants	0,5—0,7	0,6

Centrbēdzes paātrinājumu iespējams kompensēt, to līdzsvarojot, ceļā konstrukcijā iestrādājot ārējā riteņa paaugstinājumu (šķērskritumu, ko sauc arī par virāžu, kas var sastādīt līdz 6—8 % šķērsslīpuma, bet faktiski nosaka reālā nepieciešamība kompensēt paātrināumu, lai turētu līdzsvaru). Šādā gadījumā reālā sānu paātrinājuma lielums aprēķināms pēc formulas

$a_{n}={\frac {v_{max}^{2}}{3,6^{2}R}}-n_{gs}\cdot h$

aₙ — reālais sānu paātrinājums (a/s²),

vₘₐₓ — kustības ātrums (km/h),

R — līknes rādiuss (m),

n_gs — gravitācijas paātrinājuma aprēķins pret riteņu šķērsatbalstu, ko nosaka, kā ${\frac {g}{b}}$, kur g = 9,81 m/s², bet b— attālums starp riepu asīm (tipiski ap 2,0 m), tātad n_gs = 9,81 / 2 = 4,905,

h — ārējā riteņa paaugstinājums (m), piemēram, 0,10 m,

No iepriekšējās formulas izsaka ātrumu $v_{max}=3,6{\sqrt {R(a_{n}+4,905\cdot h)}}$

Ceļu projektēšana blakus dzelzceļam

Šie ieteikumi paredzēti ceļu būvniecībai paralēli dzelzceļa sliežu ceļam. Tie neaizstāj normatīvos aktus, bet apkopo minimālos attālumus un organizatoriskos risinājumus, lai samazinātu savstarpējos traucējumus starp abām infrastruktūrām.

Punkts	Elements	Attālumi
A	Kontakttīkla balsta (pamatu vai papildaprīkojuma) ārējā šķautne	Pēc faktiskā vai 4,3 m no ceļa ass*
B	Atstatums līdz žoga asij no balsta ārmalas (A-B)	1,25 m līdz žoga asij
C	Žoga ass	Biezums un augstums pēc projekta
D	Josla starp žoga asi un projektējamā ceļa malu (C-D)	1,25 m

* Neelektrificētās līnijas: gadījumi, kad nav elektrifikācijas vai balstu, par atskaites punktu pieņem 4,3 m no tuvākā sliežu ceļa ass taisnos ceļā posmos kā iedomātu balsta malu. Līknēs pievieno C gabarīta iznesuma attālumu (mm) $\Delta \geq {\frac {36000}{R}}+4300{\frac {h*}{1600}}$, kur R — ceļa ādiuss metros; 4300 — C gabarīta augstums līdz horizonātā attāluma sašaurinājumam; h — ārējās sliedes paaugstinājums (konstrukcijām no līknes iekšpuses var pieņemt projekta normu — 160 mm, konstrukcijām no līknes ārpuses — 0 mm); 1600 — attālums starp platsliežu sliedēm, kēc kura nosaka ārējās sliedes paaugstiājumu, mm.

Minimālie attālumi žoga nepieciešamība vienmēr jāsaskaņo ar konkrētu līniju un pārvaldītāju. Projektēšanā jāievēro attiecīgie būvnormatīvi un standarti, tai skaitā LVS 282, LVS 190-9 un EN 50122-1 .