Kapitola IV. Projektování silničních staveb (ČÁST 4)

4.8        Příčné uspořádání silniční komunikace

Příčné uspořádání pozemní komunikace je dáno tzv. technickou kategorií (nezaměňuj s rozdělením pozemních komunikací na kategorie dálnice, silnice, místní komunikace a účelové komunikace podle zákona 13/1997 Sb.) .

4.8.1       Kategorie silnic a dálnic

Kategorií komunikace rozumíme označení pro soubor technických rozlišujících znaků společných pro určité silniční komunikace téhož příčného uspořádání, stanovené návrhové rychlosti a režimu provozu. Příčné uspořádání silniční komunikace představuje šířkové a výškové členění jejího příčného řezu.

Návrhová rychlost je rychlost, pro níž jsou stanovovány minimální hodnoty návrhových prvků silniční komunikace, a jsou jimi geometrické a konstrukční prvky pro projektování nebo charakteristiku komunikace.

Geometrické prvky pro projektování silniční komunikace rozdělujeme na:

  • směrové návrhové prvky, které vytváří osu silniční komunikace
  • výškové návrhové prvky, tj. niveleta komunikace.

Ve směrovém oblouku silniční komunikace o poloměru menším než 320 m se provádí rozšíření jízdního pásu tehdy, je-li základní šířka jízdních pruhů 3,50 m nebo 3,00 m. Celková hodnota rozšíření jízdního pásu dvoupruhové silnice je dvojnásobkem rozšíření připadajícího na jeden jízdní pruh podle tab. 4.22.

Tab. 4.22 Rozšíření jízdního pruhu ve směrovém oblouku

Poloměr směrového oblouku

v ose jízdního pásu v m

Rozšíření jízdního pruhu v m

  menší než      320, ale ≥ 250

250,       ≥ 200

200,       ≥ 170

170        ≥ 141

141        ≥ 125

125        ≥ 110

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

0,40

(Vnitřní jízdní pruh se rozšiřuje na vnitřní stranu a vnější jízdní pruh na vnější stranu směrového oblouku. Předepsané rozšíření a jeho opětovné zrušení se provádí náběhovým klínem lineárně na délku přechodnice.)

Při volbě kategorie rozhoduje především výhledová intenzita dopravního proudu vozidel, která nemá přestoupit návrhovou intenzitu, odpovídající prostorovému uspořádání silnice, výhledové skladbě dopravního proudu vozidel a požadované jízdní rychlosti.

Bližší údaje a přesný postup stanovení kategorie silniční komunikace jsou uvedeny v ČSN 73 6101 Projektování silnic a dálnic.

4.8.2       Šířkové uspořádání silnic a dálnic

Koruna silniční komunikace se u směrově nerozdělených silnic člení na:

  • obousměrný jízdní pás, který se skládá ze dvou protisměrných jízdních pruhů,
  • vodicí proužky šířky 0,25 m
  • zpevněné krajnice
  • nezpevněné krajnice,
  • případně přídatné pruhy, postranní dělicí pásy apod.

Rozměry jednotlivých částí dvoupruhových silnic jsou uvedeny v tab. 4.23.

U směrově rozdělených silničních komunikací se koruna šířkově člení na:

  • dva jednosměrné jízdní pásy, které se skládají ze dvou, případně více stejnosměrných jízdních pruhů,
  • případně přídatné pruhy,
  • vnější vodicí proužky šířky 0,25 m,
  • vnitřní vodicí proužky šířky 0,50 m prováděné v šíři 0,25 m, ale s odsazením,
  • střední dělicí pás,
  • zpevněné krajnice.

Rozměry jednotlivých částí směrově rozdělených silničních komunikací jsou uvedeny v tab. 4.24.

Základní příčný sklon jízdních pruhů pO v přímé a v obloucích, které nevyžadují dostředný sklon, se bez ohledu na druh krytu provádí zpravidla střechovitý sklon. Sklon nezpevněné krajnice se provádí v hodnotě 8% vždy od vozovky, sklon zpevněné části krajnice pak obvykle stejný jako sklon jízdních pruhů.

4.9        Těleso silniční komunikace

Tělesem silniční komunikace rozumíme stavební část silniční komunikace vytvořenou její spodní a vrchní stavbou. Patří sem tedy zemní těleso, odvodňovací zařízení, objekty, vozovka, vodicí proužky a zpevněná i nezpevněná část krajnic a dopravních ploch. Pod pojmem příčný řez tělesem silniční komunikace rozumíme kolmý řez na osu silniční komunikace. Šířkové a výškové členění příčného řezu silniční komunikace tvoří příčné uspořádání komunikace. Tvar a rozměry tělesa jsou určeny šířkou koruny, sklony a členěním povrchu komunikace, výškou nivelety vzhledem k povrchu terénu, sklony svahů zemního tělesa, tvarem příkopů a tvarem terénu. Vzorový příčný řez (viz obr. 4.4) se kreslí obvykle jednobarevně černě s tím, že

  • obrys povrchu terénu v řezu se vyznačuje tenkou plnou čarou,
  • obrys tloušťky odstranění ornice, odhumusování tenkou čárkovanou čarou,
  • osa navrhované komunikace tlustou čerchovanou čarou,
  • obrysy navrhovaného silničního tělesa tenkou plnou čarou, stejně tak jako bezpečnostní zařízení, jednotlivé vrstvy vozovky, krajnic apod., ohraničení silničního pozemku apod.,
  • srovnávací rovina tlustou plnou čarou s popisem,
  • v popisu se vyznačí kategorie podle ČSN 73 6101 a staničení příčného řezu pozemní komunikace s rozsahem platnosti a jiné důležité údaje – vodorovně nad osou, kóta terénu – vodorovně, kóta nivelety  svisle, doplněná o relativní výšku 0,00 m, výškové kóty povrchu vozovky a lomových bodů pláně – v relativních výškách od 0,00 m, kóta dna příkopu, kóta drenáže a další kóty a popisy jednotlivých detailů technického řešení příčného řezu. Ve vyšších stupních dokmentace se popisují i požadované hodnoty kvality materiálů, požadované hodnoty hutnění, druh silničního vybavení apod.

Krajnice na zemním tělese při výšce násypu od 1,0 m do 4,0 m, kdy v přímé není předepsáno osazení záchytného bezpečnostního zařízení, ale uplatňuje se jen vodicí bezpečnostní zařízení, tj. v tomto případě směrové sloupky, je řešena s ohledem na skutečnost, že vnitřní líc směrového sloupku je jen 0,25 m od hrany silniční koruny. V případě, kdy je osazeno záchytné bezpečnostní zařízení, tj. v přímé při výšce násypu větší než 4,0 m, je nutno počítat s tím, že svodidlo musí jednak zachytit havarované vozidlo a navíc musí být za svodidlem i dostatek volného prostoru pro deformaci svodidla. Z důvodu zakotvení svodidla i potřebné deformační zóny musí proto být vnitřní líc svodidlové pásnice osazen 1,0 m od hrany silniční koruny. Tyto zmiňované případy jsou na obr. 4.22 .

Řešení krajnice na vnější straně směrového oblouku při osazení směrového sloupku a při osazení svodidla je na obr. 4.23, kde je nutno si povšimnout, že nezpevněná část krajnice má skon od vozovky v hodnotě 8% a že při úzké nezpevněné krajnici, tj. při osazení jen směrového sloupku, se ochranná vrstva ukončuje jen s nutným minimálním přesahem pod pokladní vrstvou, zatím co při široké nezpevněné krajnici, tj. při osazení záchytného bezpečnostního zařízení, je nutné s ohledem na prosáklou vodu touto nezpevněnou krajnicí vyvést ochrannou vrstvu protisklonem min. 3% do svahu. Protisklon začíná již 1,0 m před ukončením krytové zpevněné vrstvy.

4.9.1       Zemní těleso

Zemní těleso vyrovnává nepravidelnosti na povrchu terénu, kterým je vedena daná komunikace, a to tak, aby vozovka položená na jeho povrch, nebo-li pláň, odpovídala plně směrovými i výškovými prvky dané kategorii komunikace. Dále upravuje výšku nivelety tak, aby konstrukce vozovky byla dostatečně chráněna před účinky povrchových a podzemních vod.

Zemní těleso je součást tělesa silniční komunikace vytvořená zemními pracemi a rozeznává se:

  • násyp, tj. zemní těleso vytvořené nasypáním a hutněním zeminy nebo horniny do předepsaných rozměrů, včetně úpravy svahů a pláně;
  • zářez, tj. zemní těleso vzniklé vytěžením a odstraněním rostlé zeminy (horniny) do úrovně pláně;
  • odřez, tj. zemní těleso, které je v příčném řezu po jedné straně zářezem a po druhé násypem.
  • pláň zemního tělesa je jeho upravená povrchová plocha určená ke zřízení vozovky, krajnicového nebo jiného zpevnění apod., vyrovnaná do požadované rovnosti a zhutněná na požadovanou míru zhutnění a vykazující předepsanou únosnost.

Šířka zemního tělesa v zářezuje určena šířkou koruny, otevřených odvodňovacích zařízení a sklonem svahů. Ve směrovém oblouku může šířku zemního tělesa v zářezu ovlivnit i mez nutného uvolnění pro zajištění potřebného rozhledového pole.

Šířka zemního tělesa v násypuje určena šířkou koruny silnice a sklonem svahů. Při osazování svodidel je nutno pamatovat na potřebné rozšíření tělesa, aby bylo zajištěno dostatečné zakotvení svodidel.

Pod označení zemní práce zahrnujeme všechny druhy srovnávání terénu, kopání rýh, přesun zemin a všechny další vykopávky související s výkopy, zásypy, obsypy a násypy včetně hutnění v průběhu stavebních prací a technologií výstavby.

Vykopávky zahrnují rozpojení horniny, odebrání výkopku s jeho odhozením nebo naložením na dopravní prostředek. Horniny ve vykopávkách se třídí do sedmi tříd podle obtížnosti jejich rozpojování a odebírání, tzv. tříd těžitelnosti. Např. do 1. třídy jsou zařazeny sypké horniny, které se dají nabírat přímo lopatou nebo nakládačem, do 4. třídy jsou zařazeny drobivé pevné horniny rozpojitelné klínem a rýpadlem a konečně do 7. třídy jsou zařazeny pevné horniny velmi těžce trhatelné, které jsou rozpojitelné trhavinami.

Před vlastním zahájením zemních prací na staveništi se nejprve vytyčí osa zemního tělesa a jeho šířka. Body osy se zajišťují i kolíky umístěnými mimo těleso.

Plochy mezi násypy, rovněž tak plochy v budoucích zářezech a plochy zemníků musí být zbaveny všech stromů, kmenů, křovin, pařezů, trávy, plevele, zdí, budov a jiných nevhodných materiálů. Musí se provést skrývkahumus a ornice s obsahem organických látek větším než 5%. Teprve po provedení uvedených může být zahájena těžba zeminy  vhodných vlastností pro násypy. Tloušťky snímaných vrstev, místo jejich trvalého nebo dočasného umístění, jakož i ochranu před jejich znehodnocením určuje dokumentace pro zhotovovací práce.

Z podloží násypu musí být rovněž odstraněny organické zeminy, bahna a rašelina, humus a ornice s obsahem organických látek větším než 5% a zdravotně závadné zeminy a zeminy nevhodné z hlediska ČSN 72 1002.

Bez úpravy nelze v podloží násypu ponechat zeminy zařazené do skupiny „nevhodné“ podle ČSN 72 1002 Klasifikace zemin pro dopravní stavby, zasolené zeminy, objemově nestabilní zeminy a horniny, jíly a jílovité zeminy s mezí tekutosti větší než 60% a zeminy s číslem konzistence IC menším než 0,5. Od sypaniny násypu musí být odděleno jeho podloží tvořené stlačitelnými a vodou nasycenými zeminami, např. geosyntetiky, které zabrání vzájemnému proniknutí obou druhů materiálů.

Jedná-li se o podloží násypu vyššího než 6,0 m, které je tvořeno ze stlačitelných, vodou nasycených a pomalu konsolidujících zemin, je nutné stanovit časový průběh sedání a jestliže by v době dokončení stavby mohlo dosáhnout méně než 75% celkového sednutí, musí se navrhnout opatření k omezení velikost sedání a k urychlení konsolidace podloží, aby nemohlo dojít zejména k deformacím napojení jednotlivých objektů.

V místech, kde je zemní těleso zakládáno na terénu se sklonem větším než 10%, je nutné v příčném řezu navrhnout ve svahu stupně o šířce 2,5 m až 3,5 m se sklonem 3% až 5% po svahu (viz obr. 4.24). Na terénu, jehož sklon je větší než 30%, se navrhují nejčastěji opěrné zdi nebo speciální zemní konstrukce (viz obr. 4.25).

Všechny výkopy se musí chránit před zaplavením vodou způsobenými povodněmi, průtržemi mračen apod. tak, aby stavební práce mohly být prováděny v optimálních podmínkách. Musí být vybudovány ochranné hrázky, záchytné příkopy nad úrovní výkopu, drenáže nebo odvodňovací příkopy v úrovni než je úroveň realizovaného výkopu.

Zemní těleso může být obecně vytvořeno z přirozených zemin včetně spraší a sprašových hlín, z vátého písku, ze zemin zlepšených, z kamenité sypaniny, z druhotných surovin, z hlušinové sypaniny i z recyklovaných materiálů a vysokopecní strusky. V některých shora uvedených případech se však jedná o zeminy málo vhodné až nevhodné do násypů a proto je třeba respektovat podmínky jejich použití a zpracování.

4.9.2       Návrh zemního tělesa

Návrh zemního tělesa musí odpovídat z hlediska jeho rozměrů, tvaru apod. požadavkům uvedeným v ČSN 73 6101 a musí respektovat ČSN P ENV 1997-1 Navrhování geotechnických konstrukcí. Část 1 Obecná pravidla.

Geotechnické poměry staveniště a složitost stavby ovlivňují geotechnické kategorie i stanovení geotechnických parametrů. Tyto vzájemné vazby jsou uvedeny v tab. 4.25. Podle geotechnické kategorie a stupně zpracovávané dokumentace stavby se posouzení návrhu zemní tělesa provede:

  • výpočtem,
  • použitím vzorových řešení,
  • experimentálními modely,
  • observační metodou,
  • odborným odhadem.

Důležitým poznatkem je to, že při návrhu zemního tělesa ve fázi zpracování studie a dokumentace pro územní rozhodnutí a dále pak i ve vyšších fázích dokumentace v jednoduchých geotechnických poměrech při výšce zemního tělesa do 6 m výšky lze aplikovat vzorová řešení.

Tab. 4.25 Geotechnické poměry staveniště, složitost stavby, geotechnické kategorie a stanovení geotechnických parametrů

Stavba zemního tělesa

Nenáročná                                             Náročná

Geotechnické poměry

Jednoduché

Složité

Jednoduché

Složité

Geotechnické kategorie

1

2

3

4

Stanovení geotechnických poměrů

Podle zkušeností ze staveb v okolí1/

 

Geotechnickými zkouškami

Geotechnické poměry se považují za jednoduché, není-li území uvažovaného staveniště členité, vlastnosti zemin, hornin a druhotných materiálů se podstatně nemění, jednotlivé vrstvy podloží mají stálou mocnost a jsou uloženy přibližně vodorovně. Hladina podzemní vody neovlivňuje návrh zemního tělesa. Současně musí být splněny alespoň tři z uvedených podmínek, přičemž jedna se týká hladiny podzemní vody. Ostatní geotechnické poměry se považují za složité. Poddolované území a území se sesuvy je považováno vždy za složité, i když jsou splněny dříve uvedené tři podmínky.

Stavba zemního tělesa se považuje za nenáročnou, je-li výška násypu nebo hloubka zářezu menší než 3,0 m a sklon původního terénu nepřesahuje 10%. V ostatních případech se stavba zemního tělesa považuje za náročnou, rovněž tak jako v případech kdy zemní těleso o výšce nebo hloubce do 3,0 m svým vybudováním může ohrozit stabilitu přilehlého území, nebo kdy mohlo vyvolat nepřiměřené deformace staveb v okolí.

Svahy násypů lze obvykle navrhnout ve sklonu odstupňovaném ustanovení ČSN 73 3050 nebo jiné důvody, např. bezpečnost silničního provozu, úspora svodidel, údržba a využití svahů, vhodnější začlenění do krajiny apod. nevyžadují mírnější násypové svahy:

v pásmu do 3,00 m ..............................................1 : 2,5

v pásmu 3,0 m až 6,0 m

a) při výšce násypu do 6,0 m .............................. 1 : 1,5

b) při výšce násypu přes 6,0 m ........................... 1 : 1,75

v pásmu od 6,0 m výše ....................................... 1 : 1,5

Násypu z kamenité sypaniny mohou mít v pásmu nad 3,0 m jednotný sklon 1: 1,5 bez ohledu na jejich výšku.

Přechod paty násypu do okolního terénu se doporučuje zaoblit tak, aby vzhled svahu a jeho začlenění do krajiny bylo plynulé. Za výšku násypu se považuje výškový rozdíl mezi hranou koruny pozemní komunikace a patní čarou násypového svahu před provedením zaoblení nebo hranou patního příkopu. Hloubku příkopu je nutné stanovit podle podélného spádu a odtokového množství výpočtem, minimální hloubka je 0,40 m.

Svahy zářezů se zpravidla navrhují v následujících jednotných sklonech, pokud ustanovení ČSN 73 3050 nebo geotechnické poměry, hledisko údržby, využití svahu, získání výkopku, vhodnější začlenění do krajiny, zajištění rozhledového pole ve směrovém oblouku apod. nevyžadují mírnější sklony zářezových svahů:

  • při hloubce zářezu do 2,0 m včetně jednotný sklon ne strmější než..1 : 2,
  • při hloubce zářezu větší než 2,0 m do 6,0 m včetně ................... 1 : 1,75,

při hloubce zářezu větší než 6,0 m, popřípadě u zářezů mělčích, ale zařazených do 3. geotechnické kategorie musí být sklon svahu navržen na základě výpočtu.

Tvary zářezových svahů při hloubce zářezu do 0,85 m a při hloubce zářezu 0,85 m až 2,0 m jsou na obr. 4.27.

Sklon svahů skalních zářezů závisí na sklonu diskontinuit, na kvalitě vylamované horniny, na způsobu těžby a určí se podle výsledků geotechnického průzkumu. Sklony svahů v poloskalních a rychle zvětrávajících horninách se navrhují jako svahy v zeminách, nejsou-li opatřeny ochranným přísypem takové tloušťky, která zabrání namrzání původní horniny. V případě zdravých skalních hornin je možno ponechat vyčnívat zdravou skálu nad úroveň svahu.

Lze-li předpokládat, že i po očištění skalní stěny se z ní budou postupně odlupovat a padat úlomky, navrhuje se odsazení vyšších částí svahů nejméně o 1,0 m širokými vodorovnými lavičkami (viz obr. 4.29). Použije-li se k ochraně před padajícími kameny jiné zabezpečení, např. drátěné sítě, navrhuje se vždy mezi patou skalního svahu a vnější hranou příkopu nebo rigolu patní lavička o šířce nejméně 1,0 m.

Za hloubku zářezu se považuje výškový rozdíl mezi patní a temenní čarou zářezového svahu před provedením zaoblení. Svah zářezu má patní čáru ve vnější hraně příkopu nebo rigolu, pokud šířka rozhledové pole nevyžaduje jeho další odsun. Horní hrana zářezu se doporučuje zaoblit na délku tečny 2,0 m a v zářezu o hloubce menší než 2,0 m pak na největší dosažitelnou délku tečny.

Svahy zářezů i násypů se musí chránit před erozivními účinky vody zatravněním. Zatravnění je možné provést s ohledem na agrotechnické podmínky prostředí některým z následujících způsobů:

  • osetím semenem nízkorostoucích travin do vhodné zeminy o tloušťce 0,10 m až 0,20 m, tzv. ohumusování a osetí, a to okamžitě po provedení předepsaných sklonů svahů,
  • hydroosevem v případě nedostatku vhodné zeminy nebo z technologických důvodů, nelze-li jinak zeminu na svah nanést,
  • stabilizační zatravňovací rohoží

Prakticky u všech uvedených způsobů je pochopitelně nutné o provedenou úpravu dále pečovat a to zejména jejím kropením při nedostatku přírodní vláhy a vzrostlé traviny pak i kosit. Vlastní zatravnění se má provádět v příhodných ročních obdobích.

Ve skalních zářezech může být provedena ochrana proti padání kamene i ocelovým galvanizovaným pletivem uchyceným do ocelových trubek opět silně galvanizovaných a zachycených za ocelové kolíky.

4.9.3       Hmotnice

Při řešení zemních prací se velmi často uplatňuje i hmotnice, kterou můžeme definovat jako součtovou čáru zemních hmot určených k podélnému rozvozu. Nezahrnuje tedy zeminy, které se např. nedají využít pro budování násypového tělesa nebo zase naopak materiály, které se dají využít do podkladních vrstev apod. Postup při zpracování hmotnice je takový, že nejprve po zjištění přebytku výkopu nebo nedostatku násypu v jednotlivých profilech, kde se vyskytuje výkop i násyp zároveň, musíme odečíst tzv. příčný přehoz, tj. množství zeminy, které v tomtéž profilu spotřebujeme.

Po odečtení příčného přehozu, případně kubatury materiálu, který není určen k podélnému rozvozu, dostáváme celkové přebytky výkopu nebo nedostatky násypu v jednotlivých profilech. Přebytky výkopu v jednotlivých úsecích přemisťujeme pak při stavbě podélným rozvozem do míst, kde je nedostatek násypového materiálu, anebo odvážíme na skládku, je-li v celé trase přebytek výkopových hmot. V opačném případě dovážíme zeminy ze zemníku. V některých případech, zejména zjistíme-li z celkového množství zemních prací značný přebytek nebo nedostatek zeminy, musíme opravit např. některou část trasy tak, že např. změníme výšku nivelety. Jedná-li se o skutečně velká množství nedostatku nebo přebytku zeminy, můžeme návrh poopravit i posunutím osy komunikace v situaci.

Závěr

Po prostudování této kapitoly byste měli být schopni navrhovat a vyhledávat trasu silnice nebo dálnice, počítat a vytyčovat směrové řešení. Musíte si však stále uvědomovat, že to co jste zde nastudovali, je pouhý základ, který musíte dále rozvíjet dalším vzděláváním a rovněž sbíráním zkušeností. Na druhé straně můžete přinášet nová netradiční a progresivní řešení.

Seznam použité literatury

1)      Krajčovič m. a kol Dopravní stavby I., VUT v Brně, 1998

2)      Krajčovič M., Jůza P. Dopravní stavby I. – návody na cvičení, VUTI-UM, 1998

3)      Kaun M., Lehovec F. Pozemní komunikace 20, ČVUT v Praze, 2000

4)      Česká technická norma, ČSN 73 6101 Projektování silnic a dálnic, Český normalizační institut, říjen 2004

5)      ČSN 73 6133 Navrhování a provádění zemního tělesa pozemních komunikací

6)      Veselý, V., Kašpárek, J.: Klotoida. Vytyčovací tabulky přechodnicových oblouků, VUT  Brno, 1971

There are currently no posts in this category.