МОДИФИЦИРОВАННЫЙ МОСТОВОЙ ПОДХОД ПЛАТНОГО АВТОДОРОЖНОГО МОСТОВОГО СООРУЖЕНИЯ С УВЕЛИЧЕННЫМ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫМ УЧАСТКОМ

Полезная модель относится к области дорожного строительства, а именно, к созданию искусственных дорожных сооружений, в частности к вариантам конструкции мостовых подходов для размещения на них объектов инфраструктуры взимания платы за проезд, а также к эксплуатации платных участков автомобильных дорог, платных мостов, путепроводов и эстакад.
В описании полезной модели используются следующие термины:
Подход к мостовому сооружению (мостовой подход) - участок насыпи земляного полотна автомобильной дороги, примыкающий к мостовому сооружению и служащий для въезда на него и съезда транспортных средств.
Автодорожное мостовое сооружение - сооружение, состоящее из опор и пролетных строений, предназначенное для перевода транспортного пути через различные препятствия. К этой группе сооружений относятся: мосты, путепроводы и эстакады.
Платное мостовое сооружение - участок автомобильной дороги, включающий пролетное строение мостового сооружения и рабочую зону пункта взимания платы и эксплуатируемый на платной основе;
Длина мостового сооружения - расстояние между началом и концом мостового сооружения, измеренное по его оси. При этом, начало мостового сооружения - первая по ходу отсчета километража точка пересечения линии, соединяющей концы открылков устоя или других видимых конструктивных элементов устоя или пролетного строения с осью мостового сооружения, без учета переходных плит, а конец мостового сооружения - последняя по ходу отсчета километража точка пересечения линии, соединяющей концы открылков устоя или других видимых конструктивных элементов устоя или пролетного строения с осью мостового сооружения.
Полная длина мостового сооружения - расстояние вдоль оси мостового сооружения между наиболее удаленными друг от друга точками элементов пролетных строений или опор мостового сооружения. Длина переходных плит не учитывается.
Пункт взимания платы (ПВП) - элемент обустройства платной автомобильной дороги (платного участка автомобильной дороги), через который осуществляется проезд транспортных средств, который состоит из пропускных пунктов и включает в себя сооружения для размещения персонала, инженерное оборудование, инженерные коммуникации и технические средства взимания платы за проезд, а также переходно-разгонные полосы движения и островки безопасности, другие элементы обустройства и может включать охраняемую стоянку для транспортных средств.
Рабочая зона (ПВП) - часть платной автомобильной дороги (платного участка автомобильной дороги), предназначенная для размещения инфраструктуры взимания платы за проезд и включающая пешеходные тротуары, островки безопасности, ограждения, защитные ограждения и другие элементы обустройства, строения, инженерные сооружения, инженерные сети и коммуникации, технические средства и оборудование, обеспечивающие взимание платы за проезд.
Длина рабочей зоны ПВП определяется по расстоянию между началом уширения дороги перед ПВП и до конца уширения дороги после ПВП (в границах длины участка автомобильной дороги).
Из уровня техники известны технические решения, направленные на создание различных инженерно-технических сооружений, таких как мосты, путепроводы, эстакады, которые предназначены для эксплуатации в качестве платных участков автомобильной дороги, например, описанные в следующих патентах: RU 98196 (E01C 1/02) - опубликован 10.10.2010, RU 98421 (E01C 1/02) - опубликован 20.10.2010, RU 111143 (E01C 1/04) - опубликован 10.12.2011, RU 111142 (E01C 1/04) - опубликован 10.12.2011, RU 111144 (E01C 1/04) - опубликован 10.12.2011 и др.
Известны действующие дорожные сооружения, функционирующие в сети автомобильных дорог России и зарубежных стран, такие как платные путепроводы и мосты, например частный путепровод в г. Рязани (Россия) ("В Рязани заработал первый в России платный частный путепровод", "Российская газета" - Экономика Центрального округа №6028(52) от 12.03.2013, "Проблемные "узлы": развязка близится" Рязанские ведомости №163 (4465) от 04 сентября 2013 г., www.tollroad.ru), Эресуннский платный мост через пролив Эресунн между Г. Копенгаген (Дания) и Мальме (Швеция) (www.oresundsbron.com), платный мост ”Хамбер Бридж” через реку Хале (Англия) (www.hamberbridge.co.uk), платный мост через пролив ”Золотые ворота” между г. Сан-Франциско и южной частью округа Марин (Сан-Франциско, США) (www.goldengatebridge.org), платный мост Сан Матео-Хейуорд между округами Сан-Матео и Аламеда (Сан-Франциско, США) (www.bata.mtc.ca.gov/bridges/sm-hayward.htm), платный мост “Амбассадор Бридж” между Детройтом (Мичиган, США) и Виндзором (Онтарио, Канада) (www.ambassadorbridge.com), платный мост "25 Апреля" (Лиссабон, Португалия) (http://en.wikipedia.org/wiki/25_de_Abril_Bridge). Указанные автодорожные сооружения содержат в своем составе пролетные строения мостовых сооружений, мостовые подходы к ним и пункты взимания платы, расположенные непосредственно на мостовом подходе (Россия) или перед мостовым подходом (США и другие страны).
Прототипом заявленной полезной модели является «Модифицированный мостовой подход платного автодорожного путепровода (варианты)», охраняемый патентом на полезную модель RU 98421, зарегистрированный 20.10.2010 года и реализованный в платном автодорожном путепроводе в г.Рязани (Фиг. 1 и Фиг. 2).
Мостовой подход к указанному платному автодорожному мостовому сооружению, служащий для въезда на мостовое сооружение и съезда с него транспортных средств, выполнен в виде насыпи земляного полотна дороги и соединен с пролетным строением моста переходными плитами. Пункт взимания платы (ПВП), относящийся к данному мостовому сооружению, расположен на дополнительном горизонтальном участке насыпи в верхней части одного их мостовых подходов.
Применительно к платному путепроводу в Рязани, недостатком конструкции модифицированного мостового подхода по патенту RU 98421 является ограниченная длина дополнительного горизонтального участка насыпи земляного полотна дороги, соединяющего проезжую часть мостового сооружения и проезжую часть основного участка мостового подхода. Длина мостового сооружения путепровода в Рязани составляет 39,6 м, длина рабочей зоны ПВП - 39,0 м. При этом мостовой подход с ПВП имеет на границе островков безопасности 6 полос движения (6 полос на ПВП), которые переходят в двухполосное мостовое сооружение.
В соответствии с формулой вышеуказанной полезной модели длина дополнительного участка меньше или равна полной длине мостового сооружения. На указанном дополнительном участке размещается ПВП, а профиль проезжей части на дополнительном участке выполнен с продольным уклоном не более 5% по отношению к горизонтали. Однако такое решение не обеспечивает благоприятные условия для «старт-стоп» движения транспортных средств в условиях заторов на проезжей части дорог. Дело в том, что для оплаты проезда транспортные средства совершают полную остановку в рабочей зоне ПВП, что с увеличением транспортного потока в часы пиковой нагрузки приводит к образованию дорожного затора на полосах движения, при этом большая часть транспортных средств, ожидающих въезда в рабочую зону ПВП и оплаты проезда, располагается на подъеме основного участка мостового подхода, имеющего уклон 5-8%. В указанных условиях транспортные средства, ожидающие въезда в рабочую зону ПВП, вынуждены начинать движение с места на подъем, в том числе, в ходе "старт-стоп" движения. В результате, с ухудшением сцепления с дорогой (гололед, интенсивный снегопад) порожний большегрузный транспорт пробуксовывает при подъеме на мостовой подход, что ограничивает скорость подъезда к ПВП и пропускную способность путепровода, снижает безопасность дорожного движения (Фиг. 3.).
С другой стороны, в летний период в результате "старт-стоп" движения большегрузного транспорта при движении на подъем прикладывается сравнительно больший крутящий момент и происходит ускоренный износ дорожного покрытия с образованием сильной колейности на подъеме модифицированного мостового подхода (Фиг. 4). По итогам уже первого года эксплуатации платного путепровода в г. Рязани проводились работы по замене верхнего слоя дорожных одежд модифицированного мостового подхода.
Аналогичным недостатком обладают конструкции модифицированного мостового подхода по патентам RU 98196, RU 101045, RU 101046, RU 111142, RU 111143 и RU 111144.
Заявленная полезная модель направлена на решение задачи повышения безопасности дорожного движения на подъезде к ПВП, расположенному выше уровня земли на насыпи земляного полотна мостового подхода платного мостового сооружения (моста, путепровода, эстакады), платной автомобильной дороги (платного участка автомобильной дороги), начинающейся (заканчивающейся) мостовым сооружением.
Техническим результатом полезной модели является повышение безопасности дорожного движения на подъезде к ПВП платного мостового сооружения и повышение пропускной способности ПВП за счет создания благоприятных условий для "старт-стоп" движения транспортных средств, ожидающих въезда в рабочую зону ПВП со стороны модифицированного мостового подхода, а также снижение износа верхней части дорожных одежд.
Для решения поставленной задачи предложен модифицированный мостовой подход платного автодорожного мостового сооружения, служащий для въезда на мостовое сооружение или съезда с него транспортных средств, выполненный в виде насыпи земляного полотна дороги, включающего в себя дополнительный участок, на котором размещен пункт взимания платы (ПВП), имеющий в рабочей зоне проезжую часть с продольным уклоном не более 5% относительно горизонтали. При этом, указанный дополнительный участок насыпи земляного полотна дороги выполнен длиной L2, большей длины L1 проезжей части рабочей зоны ПВП: L2>L1.
Удлиненный дополнительный участок заявленного модифицированного мостового подхода может либо примыкать к пролетному строению мостового сооружения, либо он может отстоять от пролетного строения мостового сооружения на расстояние не более длины переходных плит.
Предпочтительно удлиненный дополнительный участок насыпи земляного полотна модифицированного мостового подхода выполняют при соблюдении условия L2-L1≤100 м, где L2 - длина дополнительного участка насыпи земляного полотна дороги; L1 - длина проезжей части рабочей зоны ПВП.
Более предпочтительно дополнительный участок насыпи земляного полотна модифицированного мостового подхода выполнить при соблюдении условия L2-L1=(30÷100) м, где L2 - длина дополнительного участка насыпи земляного полотна дороги; L1 - длина проезжей части рабочей зоны ПВП.
Верхний слой дорожных одежд проезжей части модифицированного мостового подхода может быть выполнен армированным, по меньшей мере, на участке подъема. То есть при строительстве модифицированного мостового подхода асфальтовое покрытие верхнего слоя дорожных одежд армируют, например, геосеткой.
Удлиненный дополнительный участок, преимущественно, располагается с одной стороны автодорожного мостового сооружения, однако, возможен случай, когда такие участки, примыкающие к пролетному строению моста, целесообразно разместить с обеих сторон мостового сооружения на встречных направлениях движения транспорта.
Удлиненный дополнительный участок модифицированного мостового подхода может быть выполнен с односторонним или с двухсторонним продольным уклоном проезжей части и может иметь уширение проезжей части от 3 до 12 полос движения.
При реализации заявленной полезной модели повышение безопасности дорожного движения на подъезде к ПВП платного мостового сооружения достигается даже при плотном транспортном потоке за счет создания благоприятных условий для "старт-стоп" движения транспортных средств, ожидающих въезда в рабочую зону ПВП со стороны модифицированного мостового подхода. Кроме того, достигается уменьшение длины дорожного затора на подъеме модифицированного мостового подхода за счет перемещения его на дополнительный горизонтальный участок увеличенной длины.
При свободном движении транспорта размещение ПВП в верхней части мостового подхода приводит к сокращению тормозного пути транспортных средств на подъезде к рабочей зоне ПВП за счет движения на подъем и ускорения разгона транспортных средств, покидающих рабочую зону ПВП за счет движения под уклон, поскольку ПВП поднят на насыпь дополнительного участка мостового подхода.
Заявленное решение обладает новизной, оно не известно из уровня техники.
Строительные нормы и правила не содержат требований о создании удлиненного дополнительного участка проезжей части на мостовом подходе.
Предложенная конструкция мостового подхода, модифицированного за счет удлинения дополнительного горизонтального участка насыпи земляного полотна (как было показано выше) является универсальной конструкцией и может использоваться со всеми разновидностями автодорожных мостовых сооружений. При этом основная часть мостового подхода может быть прямолинейной, либо иметь повороты (кривые в плане), допустимые по требованиям безопасности движения транспортных средств. Ось пролетного строения путепровода может быть расположена под углом 30°…90° (угол пересечения преграды) к оси пересекаемой транспортной магистрали.
Полезная модель иллюстрируется фигурами 1-7.
На фигурах 1 и 2 показан модифицированный мостовой подход платного путепровода в Рязани, выполненный в соответствии с патентом RU 98421.
На фигуре 3 показаны большегрузные транспортные средства, буксующие на подъеме модифицированного мостового подхода путепровода в Рязани в сильный снегопад 04 февраля 2013 года.
На фигуре 4 показано образование сильной колейности на выполненном по патенту RU 98421 модифицированном мостовом подходе в результате "старт-стоп" движения большегрузного транспорта, движущегося на подъем.
На фигурах 5 и 6 показан продольный профиль участка платной автомобильной дороги с предложенным модифицированным мостовым подходом, расположенным справа (Фиг. 6) или слева (Фиг. 5) по отношению к автодорожному путепроводу.
На фигуре 7 показана функция удлиненного дополнительного участка, создающего комфортные условия для "старт-стоп" движение транспортных средств, ожидающих въезда в рабочую зону ПВП.
Как показано на фиг. 5 и 6 справа или слева от пролетного строения мостового сооружения (1) размещается модифицированный мостовой подход (2), включающий удлиненный дополнительный участок насыпи земляного полотна (3) с продольным уклоном профиля проезжей части не более 5% по отношению к горизонтали и протяженностью, которая больше полной длины мостового сооружения. Другой мостовой подход (4) может не иметь удлиненного дополнительного участка, т.е. может не являться модифицированным.
На фигуре 7 показан модифицированный мостовой подход платного автодорожного мостового сооружения, служащий для въезда на мостовое сооружение транспортных средств. Он выполнен в виде насыпи земляного полотна дороги, включающего в себя дополнительный участок, на котором размещен ПВП, имеющий в рабочей зоне, практически, горизонтальную проезжую часть с небольшим продольным уклоном не более 5% относительно горизонтали (для стока воды). Протяженность затора на модифицированном мостовом подходе при подъезде к ПВП обычно представляет собой очередь из 3-5 легковых машин на полосе, которая полностью умещается на удлиненном дополнительном участке мостового подхода. Снижение износа верхнего слоя дорожных одежд на модифицированном мостовом подходе достигается за счет переноса участка "старт-стоп" движения при везде в рабочую зону ПВП на создаваемое удлинение дополнительного горизонтального участка, имеющее относительно меньший уклон в сравнении с уклоном основной части модифицированного мостового подхода.
Заявленное техническое решение способствует снижению вероятности образования дорожного затора на подъеме модифицированного мостового подхода за счет увеличения длины дополнительного горизонтального участка. Как показала практика эксплуатации платного путепровода в Рязани, протяженность затора на модифицированном мостовом подходе при подъезде к ПВП, как правило, составляет 30…35 метров и редко превышает 100 метров.
Таким образом, исходя из опыта эксплуатации платного автодорожного мостового сооружения, наиболее предпочтительно дополнительный участок насыпи земляного полотна модифицированного мостового подхода выполнить при соблюдении условия L2-L1=(30÷100) м, где L2 - длина дополнительного участка насыпи земляного полотна дороги; L1 - длина проезжей части рабочей зоны ПВП.