г. Мытищи, ул. Колпакова
д.2, к.1, оф. 313
г. Мытищи, ул. Колпакова
д.2, к.1, оф. 313
Дорожно-климатическая зона и ее роль в проектировании дорог
Поделиться
В статье рассказывается:
Понятие «дорожно-климатическая зона» введено в обиход не просто так. При проектировании автомобильных трасс на их прочность и длительность времени эксплуатации сильно влияют различные природные факторы: от количества выпадающих осадков до глубины промерзания грунта.
Только если принимать во внимание эти, а также некоторые другие показатели вроде скорости колебания температур, степени испарения влаги и толщины снежного покрова, можно спроектировать и построить качественную дорогу, удовлетворяющую всем многочисленным к ней требованиям.
Климатические зоны России
Чтобы разобраться с понятием «дорожно-климатические зоны», стоит подробнее остановиться на распределении территорий по особенностям климата. Обширные пространства на поверхности Земли с примерно одинаковыми метеорологическими особенностями, которые наблюдаются на протяжении года, называют климатическими зонами. На нашей планете их выделено четыре: полярная, тропическая, субтропическая и умеренная. Основным фактором, который приводит к формированию климатических зон, является солнечная активность. Границы принято проводить вдоль меридианов. На территории РФ они проходят по 20, 40, 60 и 80 меридианам.
- Арктическая климатическая зона.
В этой зоне преобладают арктические пустыни и северные вечномерзлые территории без растительности – тундры. Климат здесь очень суровый и почва никогда не прогревается. Лучи солнца только вскользь проходят по поверхности земли, совершенно ее не нагревая. Особенно ухудшаются климатические условия в период полярных ночей, когда столбик термометра опускается до – 60 °C.
- Субарктический зона.
Зимние холода здесь длятся довольно долго, но все же климат уже не такой суровый, как в арктической зоне. Летом температура на короткий период поднимается лишь на 5–7 °C. Для субарктического климата, в сравнении с более морозным, характерны менее обильные осадки. Нередко погодные условия определяют арктические циклоны.
- Умеренная климатическая зона.
Это самая большая по площади и протяженности климатическая зона России. Здесь находятся наиболее заселенные территории. Для умеренного пояса характерна яркая выраженность сезонов (зима, весна, лето, осень). В свою очередь данная зона разделяется еще на пять областей, которые существенно отличаются по своему климату:
- В области морского климата находятся Магадан и Охотское море.
- В регионе муссонного климата протекает первая половина р. Амур (которая впадает в Охотское море) и построен Владивосток.
- В области с резко континентальным климатом находятся оз. Байкал, а также такие города, как Якутск и Чита.
- В континентальной расположены Красноярск и Тобольск.
- Область умеренного континентального климата представлена столицей, а также Санкт-Петербургом и Астраханью.
- Умеренно континентальная зона.
Для климата этого пояса характерны высокие летние температуры (до +30 °С) и сильные зимние морозы зима (до –30 °С). Среднегодовой температурный перепад достигает 60 °С. На климатические характеристики умеренно континентальной зоны влияют воздушные потоки, перемещающиеся из Атлантики. Осадки неравномерно распределяются по всей территории, поэтому здесь можно встретить широкое разнообразие природных зон: от тайги до степи.
- Континентальная зона.
Характеристика этой климатической зоны определяется влиянием воздушных масс, которые идут с западной стороны. А движущиеся навстречу друг другу с севера и юга потоки воздуха встречаются, что приводит к большему количеству осадков (в трехкратном размере), нежели на юге. В июле средняя температура может составлять до +26 градусов по Цельсию, а в январе она доходит до -25. Природные зоны здесь значительно диверсифицированы по всей протяжённости: от степей с зелёной растительностью до морозной тайги.
- Резко-континентальная зона.
В этой зоне распростерлась Восточная Сибирь. На погодные условия существенное влияние оказывают континентальные воздушные массы и удаленность от океанов. Такие особенности способствуют сильному повышению температур в летнее время и значительному остыванию зимой. В сравнении с территориями, которые находятся западнее или восточнее, на климат резко-континентальной зоны практически никак не влияют воздушные массы, формирующиеся над Ледовитым и Атлантическим океанами.
В середине января морозы здесь могут достигать отметки -64 °С. Зима в этом климатическом поясе даже более суровая, чем в арктической или субарктической зонах. Лето здесь короткое, но воздух в июле прогревается до +25 °С. Сильных ветров здесь практически не бывает, а период максимального выпадения осадков приходится на летние месяцы.
- Муссонная и морская климатические зоны.
Повышение атмосферного давления в этом поясе в зимние месяцы приводит к перемещению сухого и охлажденного воздуха в направлении океана, где более высокая температура, что обусловлено медленным остыванием воды. Летом материк прогревается быстрее океана, поэтому холодные атмосферные потоки меняют свое направление в сторону континентальной части.
Все эти процессы способствуют сильным ветрам – муссонам, которые и дали название климатической зоне. В этом поясе в теплое время встречаются тайфуны и проливные дожди, которые приводят к наводнениям. Летом здесь не так жарко – воздух прогревается до 15–20 °С, а зимой морозы достигают -40 °С, но в среднем термометры показывают около -25 °С. Ближе к морю погодные условия уже менее переменчивы на протяжении всего года.
- Субтропическая зона.
На территории нашей страны практически отсутствуют субтропики. В этот пояс попадают лишь несколько городов, расположенных на Черноморском побережье со стороны гор Кавказа, закрывающих узкую полосу вдоль теплого моря от холодных воздушных потоков, формирующихся над Восточно-Европейской равниной.
Температура в самом холодном месяце не падает ниже 0 °С. С учетом субтропического климата, можно сказать, что лето здесь не очень жаркое, но тепло держится довольно долго. Обильные осадки, равномерно распределенные по всем сезонам года, обусловлены близостью горных массивов.
Тропические и экваториальные климатические зоны на территории нашей страны не представлены.
Дорожно-климатические зоны России и ближайших государств
Приведем определение дорожно-климатической зоны: это территориальная часть страны, характерной особенностью которой являются однотипные технологии постройки автодорог, приблизительно похожий климат, соответственные показатели промерзания грунта и уровня грунтовых вод.
Карта России содержит 5 дорожно-климатических зон и несколько подзон:
- I — вечная мерзлота;
- II — избыточное увлажнение или лесная зона;
- III — существенное увлажнение в разные периоды года;
- IV — недостаточное увлажнение (степи);
- V — засушливые (пустыни).
Некоторые зоны состоят из подзон. Все эти части представлены в таблице:
| Номер дорожно-климатической зоны/подзоны | Ориентировочные границы зон/подзон |
| I | К северу от линии, которая проходит через Нивский – Сосновку – Новый Бор – Щельябож – Сыню – Суеватпуль – Белоярский – Ларьяк – Усть-Озерное – Ярцево – Канск – Выезжий Лог -Усть-Золотую – Сарыч – Сеп – Новоселово – Иню – Артыбаш – государственную границу РФ – Симоново – Биробиджан – Болонь – Многовершинный. Сюда входят территории тундры, лесотундры и северо-восточная лесная зона с вечномерзлой почвой |
| I 1 | К северу от линии, которая проходит через: Нарьян-Мар – Салехард – Курейка – Трубка Удачная – Верхоянск – Дружина – Горный Мыс – Марково |
| I 2 | К востоку от линии: устье р. Нижней Тунгуски – Ербогачен, Ленск – Бодайбо – Богдарин и к северу от линии, которая проходит через: Могоча – Сковородино – Зая – Охотск – Палатка – Слаутсткое. На севере граничит с I 1 подзоной |
| II | От пределов I зоны до линии, которая соединяет Львов – Житомир – Тулу – Н. Новгород – Ижевск – Томск – Канск. В Дальневосточном регионе проходит между границей I зоны до государственной границы РФ. Включает лесную зону с избыточно увлажненными почвами грунтов |
| II 1 | В северном и восточном направлении граничит с I зоной, в западном – с подзоной II 3, в южном ограничена линией Рославль – Клин – Рыбинск – Березники – Ивдель |
| II 2 | На севере граничит с подзоной II 1, в западном – с подзоной II 4, с юга – с III зоной, в восточном и южном – с I зоной |
| II 3 | В северной части соседствует с государственной границей РФ, в западном – с границей подзоны II 5, в южном направлении ограничена линией Рославль – Клин -Рыбинск, в восточном – линией Псков – Смоленск – Орел |
| II 4 | В северном направлении граничит с подзоной III 3, в западном – с подзоной II 6, в южном – границей с III зоной, в восточном – с линией Смоленск – Орел – Воронеж |
| II 5 | В северном и западном направлении ограничена государственной границей РФ, в восточном – линией Минск – Бобруйск – Гомель, в южном ограничена линией Барановичи – Рославль – Клин – Рыбинск |
| II 6 | В северном направлении граничит с подзоной II 5, в западном – с государственной границей РФ, в южном – с границей III зоны, в восточном ограничена линией Минск – Бобруйск – Гомель |
| III | Тянется от южной границы II зоны до линии, которая соединяет Кишинев – Кировоград – Белгород – Самару – Магнитогорск – Омск – Бийск – Туран. Включает лесостепную географическую зону со значительным увлажнением почв в определенные годы |
| III 1 | Граничит в северной части с зоной II, в западном – с подзоной III 2, в южном – с IV зоной, в восточном – с I зоной |
| III 2 | Граничит в северной части с зоной II, в западном – с подзоной III 3 в южном – с зоной IV, в восточном ограничена линией Смоленск – Орел – Воронеж |
| III 3 | Граничит на севере с зоной II, на западе – с государственной границей РФ, на юге – с зоной IV, на востоке ограничена линией Бобруйск – Гомель – Харьков |
| IV | Находится в пределах от границы III зоны до линии, которая соединяет Джульфу – Степанакерт – Кизляр – Волгоград и далее проходит на 200 км южнее вдоль линии, которая соединяет Уральск – Актюбинск – Караганду. Входит степная зона с недостаточным увлажнением почвы |
| V | Находится в юго-западном и южном направлениях от границы IV зоны. Входят пустынная и пустынно-степная зоны с сухим климатом и распространением засоленных почв |
Для каждой дорожно-климатической зоны карта дорог включает 3 типа местности в зависимости от увлажнения:
I тип — сухие территории с необходимым поверхностным стоком, грунтовые воды не оказывают значительного влияния на увлажнение верхнего почвенного слоя.
II тип — участки с чрезмерной увлажненностью почвы в различные сезоны года, с недостаточным стоком поверхностных вод; подземные воды здесь не так сильно влияют на влажность верхнего почвенного слоя.
III тип — мокрые участки с устойчивым переувлажнением почвы; грунтовые или сохраняющиеся более тридцати дней поверхностные воды способствуют высокой увлажненности верхнего слоя почвы, которая преимущественно является торфяной.
Параметры дорожно-климатического районирования
С учетом климатической зоны выбирают направление автомобильных дорог, определяют конструкционные особенности их элементов, объемы дорожно-транспортных работ, рассчитывают стоимость асфальтирования, а также составляют бюджет на строительство новой трассы.
Перечислим характеристики дорожно-климатической зоны, которые влияют на проектирование, строительство и эксплуатацию автодорог. К ним можно отнести: объем осадков, направление и силу ветра, температуру воздуха, глубину промерзания грунтов, высоту слоя снега, число дней в году с обледенением, метелями, оттепелями и др.
Природно-географические (геофизические) характеристики включают в себя: рельеф территории, растительный состав, тип грунта, инженерные и геологические, гидрологические и гидрогеологические особенности.
Специфика ландшафта участка влияет на величину используемых для автомагистрали продольных уклонов, предопределяет необходимость обхода мест возвышенности или низин и формирование линии по склону. Выбор способа производства земляных работ и расположение возможных вариантов трассы также напрямую зависят от окружающего рельефа местности. В процессе эксплуатации магистрали рельефность территории оказывает влияние на формирование цены на перевозки.
Качества почвы и ее характеристики также следует учитывать для выбора оптимального направления автотрассы. Грунт и особенности растительного слоя должны оцениваться в контексте возможности применения для укрепления откосов земляного полотна и восстановления земель, которым нанесен урон в ходе строительных работ. Заболоченные и засоленные участки, территории с сыпучими песками чаще всего проектировщики дорог стараются обходить, если эти возможные решения не приводят к существенному удлинению магистрали.
Сложность земельных работ во время строительства дорог определяется видом почвы на участке. Необходимо учитывать пучинистость грунта и возможность размыва откосов водоотводных сооружений и земляного полотна. Кроме того, почва представляет собой материал для обустройства комплекса сооружений, лежащих в основе дороги, поэтому оказывает влияние на его размеры и форму. При разработке проекта дорожного полотна учитывают модуль упругости почвы.
Инженерные и геологические особенности местности, где прокладывается автотрасса, определяются геологическим строением земельного участка и степенью устойчивости горных пород.
Свою роль играет и уровень сложности мероприятий по разработке грунтов для сооружения автодороги, наличие/отсутствие местных материалов для дорожного строительства (песок, камень, гравий), которым необходимо отдать предпочтение перед привозными материалами.
Гидрологические и гидрогеологические условия характеризуются годовым объемом осадков, условиями стока и испарения воды, толщиной слоя снега и интенсивностью весеннего таяния, уровнем грунтовых вод и особенностями их сезонного режима, поведением рек и ручьев.
Особенности увлажнения верхнего слоя грунта поверхностными водами определяют количество и размеры водопропускных сооружений, а также влияют на выбор системы водоотвода, формы и объемы земляного полотна.
Значение дорожно-климатического районирования
Выделение отдельных дорожно-климатических зон необходимо для того, чтобы собирать, анализировать и обобщать исходную информацию по инженерно-геологическим и природно-климатическим условиям местности, а также рассчитывать нормативные и расчетные дорожно-строительные показатели.
Такое зонирование может существенно снизить расходы на получение требуемой для проведения работ информации, которую получают в ходе проведения изысканий и определения оптимального варианта прокладки дороги.
Наиболее значимыми вопросами определения дорожно-климатических зон на момент сооружения автотрассы являются проблемы расчета разумных сроков производства ключевых работ (земляные, мероприятия по разработке слоев дорожного основания и укладке покрытия). Кроме того, важно выделить ареал предполагаемого снабжения дорожно-строительными материалами. В перечень задач, которые решает определение дорожно-климатических зон, входит и разделение территорий по погодным условиям, которые негативно влияют на организацию дорожного движения. Это важно для планирования мероприятий по обслуживанию автомагистралей.
Данные комплексного районирования, включающие нормативные дорожно-климатические показатели, физические и механические свойства почв, погодные карты и графики динамики изменений, заносятся в таблицы, которые могут использоваться для решения задач, возникающих на разных этапах изысканий. Табличные показатели особенно важны для разработки проектов, ведения строительных работ и эксплуатации автомагистралей.
Их использование позволяет:
- сократить трудовые затраты на сбор и систематизацию материалов по оценке природно-климатических и физико-географических условий в ходе инженерно-строительных изысканий;
- сформировать региональные нормы для составления проектов дорог с учетом инженерно-геологических и климатических условий местности;
- снизить уровень сложности и сократить длительность проектно-изыскательских работ, повысить качество документации, обеспечить экономичность сметы и надежность конструкций;
- разработать эффективную технологию обустройства земляного полотна и покрытий на дорогах с учетом доступных материалов;
- повысить качественный уровень содержания и эксплуатации существующей сети дорог;
- улучшить планирование капитальных инвестиций на строительство, реконструкцию и эксплуатацию автотрасс.
В заключение отметим, что выделение дорожно-климатических зон позволяет с максимальной эффективностью изучать природные, географические и климатические характеристики территорий, необходимые для проектирования, строительства и эксплуатации магистралей разных категорий.
Роль мониторинга транспортных потоков в ИТС
СПО «ТРАССА» - ведущая платформа для интеграции, сбора и обработки данных от объектов ИТС
Дорожно-климатическая зона и ее роль в проектировании дорог
Безопасность дорожного движения в разных погодных условиях: советы по управлению автомобилем
Зимнее содержание дорог: подготовка, технологическая база
Метеорологическое оборудование: использование для безопасности на дорогах
Позвонить
