Table of Contents

إن تقدير بارامترات الطرق السريعة هو جانب أساسي من جوانب هندسة النقل، يؤثر تأثيرا مباشرا على سلامة وكفاءة وطول البنية التحتية للطرق البرية، وتشمل هذه العملية الشاملة تحليل الأبعاد الأرضية، والممتلكات المادية، وخصائص المرور، والعوامل البيئية اللازمة لخلق طرق تخدم الاحتياجات الحالية مع الحفاظ على النمو في المستقبل، وسواء كان تصميم خط مرتفع ذي خطين ريفيين أو طريق حضري معقد، فإن المهندسين يجب أن يستوفوا بعناية معايير متعددة فعالة من حيث التكلفة.

فهم العناصر الشاملة للقطاعات

والتصميم على الطرق السريعة هو التصميم الجغرافي والوظيفي لطرق الطرق - الارتحال، والقطع، والمسافات البصرية، والسمات - حتى يمكن لسائقي الطرق السفر بأمان وراحة في سرعة تصميم مختارة، ويشمل قطاع الطرق السريعة جميع العناصر التي تظهر عند رؤية الطريق من زاوية من الوصلات العمودية، بما في ذلك الطرق المسافرة، والأكتاف، والوسطاء، والمنحدرات الجانبية، وملامح السلامة،

طريق النقل أو الطريق المسافر

فالطريقة المسافرة التي تستخدم لنقل المركبات تأخذ الحمل المكثف، وهي عموما الجزء المركزي من إجمالي عرض الأرض، والمنشقة والسطحية مع الخرسانة المرنة لخدمة مستخدمي الطرق، ويحدّد أسلاك النقل مباشرة عدد الممرات التجارية والقدرة العامة على الطرق، ويُقدّر أن الاعتبار الرئيسي في عرض تصميم ممر النقل إلى آخر هو حجم السير الحالي والمستقبلي، الذي يُحدد فيه نطاقه 15 عاما.

الأكتاف

فالأكتاف سمات أمان حرجة توفر حيزا للمركبات المعاقة، والتوقف في حالات الطوارئ، وعمليات الصيانة، والدعم الأفقي لهيكل الرصيف، وينبغي أن تكون أكتافات الطرق مستمرة على طول الطريق، وتوفر مناطق لملاجئ السائقين، وتعزز الأمن الحركي، وتهيئ منطقة للسيارات ذات الدراجات، حيث ينبغي تجنب الأجزاء المتقطعة الكتف نظرا لأن استخدامها يمكن أن يؤدي إلى توقف السائقين في الطريق المسافر وزيادة فرص الحصول على أقل المستويات الممكنة من حيث ينبغي أن تكون هناك أربعة مستويات ثقة.

الوسطاء

ويخدم الوسطاء مهاماً بالغة الأهمية في تصميم الطرق السريعة، ويفصلون في المقام الأول تدفقات حركة المرور المتعارضة للحد من مخاطر الاصطدام الرأسي، ويقاس الاستطلاع الوسيط من الطرف الداخلي للطرقتين المسافرتين، ويضمون الكتف و/أو كتلة المسافات المتوسطة، ويحتاج الوسطاء إلى توسيع نطاقين على الأقل لتلبية الاحتياجات الوظيفية الدنيا، وفي المناطق الريفية، تكون وسائل الإعلام أوسع من المناطق الحضرية الضيقة.

Side Slopes and Drainage Features

Z slopes, which slope gently away from the edge of the pavement, provide for safety, drainage, snow storage, sign placement, and rockfall containment. Side slopes must balance multiple considerations including soil stability, drainage efficiency, maintenance access, and roadside safety. Depressed medians with typical sideslopes of 1V:6H are normally used for freeways due to drainage efficiency, with any drainage inlets needing to be flush with the ground.

معايير التصميم الأساسية ومراجعها

ويُعتمد معظم الممارسين على مجموعة صغيرة من المراجع الأساسية، ثم يكملونها بأدلة التصميم المحلية، ومع أن الاحتياجات الدقيقة تختلف حسب البلد والوكالات، فإن فهم هذه المعايير أمر أساسي لأي مهندس يشارك في تقدير التقاطعات السريعة.

كتاب أخضر

والكتاب الأخضر " آساتشو " (التصميم الجغرافي للطرق السريعة والشارع) هو المرجع الرئيسي للتصميم الجغرافي في العديد من الولايات القضائية، الذي يشمل اختيار سرعة التصميم، والمسافة الأفقية والرأسية، والتصميم عبر الشق، والتصميم على جانب الطريق، ويوفر هذا الدليل الشامل الأساس لمعظم معايير التصميم الحكومية والمحلية في الولايات المتحدة، وتعتمد وكالات النقل الفردية معايير تصميمها الخاصة بها، وتحيل السياسات المعتمدة في هذا النظام إلى معظم الولايات.

دليل القدرات على الطرق السريعة

ويوفر دليل القدرات على الطرق السريعة أساليب لتحليل القدرة ومستوى الخدمة والأداء في الطرق السريعة والطرق الشريانية المتعددة الألوان والقطع والتبادلات، مع كثرة استخدام نواتج المرور والقدرات في قرارات تصميم الطرق السريعة، ويساعد هذا المورد المهندسين على فهم كيفية تأثير القرارات المتعلقة بالمقاييس الجغرافية على الأداء التشغيلي وتدفق حركة المرور.

كتيبات التصميم الحكومية والمحلية

وتحتفظ معظم إدارات النقل التابعة للدولة بأدلة تصميمها الخاصة بها التي تكيف معايير المنظمة مع الظروف المحلية والمناخ وأولويات السياسات، وتوفر هذه الأدلة إرشادات محددة بشأن العناصر المشتركة، والمواصفات المادية، وتصمم استثناءات تعكس الاحتياجات والقيود الإقليمية.

عملية التقدير عبر القطاع

ويتطلب وضع قطاع مناسب للطرق السريعة نهجا منهجيا ينظر في عوامل متعددة ويكرر من خلال بدائل للتصميم، وتوفر الخطوات التالية إطارا شاملا لتقدير البارامترات الشاملة.

الخطوة 1: تحديد سياق المشروع وتصنيفه الوظيفي

الخطوة الأولى هي تحديد التصنيف الوظيفي للطريق بشكل واضح سواء كان طريقاً بين الولايات أو الشريان أو جامعاً أو محلياً، وهذا التصنيف يؤثر تأثيراً أساسياً على معايير التصميم وتوقعات المستعملين، وسيتوقف التصميم على الدرجة الوظيفية للطريق السريع، وسرعة التصميم، ونوع إدارة الدخول المقترحة، وتوافر تكاليف البناء، والاعتبارات المتعلقة بالنفقة، والتطور النهائي المتوقع للمرفق، والعمليات في فترات الشحن العالية، والظروف الحضرية المنخفضة.

الخطوة 2: جمع وتحليل بيانات المرور

ويشكّل جمع البيانات الشاملة عن حركة المرور أساس التصميم الشامل لعدة قطاعات، ويجب على المهندسين جمع المعلومات عن أحجام حركة المرور الحالية والمتوقعة وتصنيفات المركبات (سيارات السفر والشاحنات والحافلات) وخصائص ساعات الذروة والتوزيع الإتجاهي ومعدلات النمو، وتشمل هذه البيانات عادة متوسط حركة السير اليومي السنوية، وحجم ساعة التصميم، والنسب المئوية للشاحنات، وتستوعب فترة التصاميم في المستقبل بالنسبة للطرق الرئيسية -

الخطوة 3: سرعة التصميم

إن سرعة التصميم هي مواصفات حرجة تؤثر على كل عنصر من عناصر التضاريس الأرضية تقريبا من المقاطع المعبر، وهي تمثل أقصى سرعة آمنة يمكن الحفاظ عليها على قطاع معين من الطرق السريعة عندما تكون الظروف مواتية، وتؤثر سرعة التصميم على متطلبات المسافات المرئية، ومعدلات الأشعة المكشوفة، والطابع الجغرافي العام للمرفق، وتستلزم سرعة التصميم العالية عموما أبعادا أكثر سخاء وخصائص قياسية جيولوجية من النوع.

الخطوة 4: تحديد متطلبات لاين ويدث

الطريق الأدنى على طريقين ممتدين ومتعددي الأطنان، منحدرات، طرق جامعية، طرق مجهزة أخرى، طرق مُتطوّرة، ستكون 12 قدماً، مع وجود 12 قدماً في الممر المفضل، ومع ذلك، فإن نهج التصميم المراعي للسياق قد تعترف بأن الطريق ينبغي أن يتفاوت على أساس تحديد الموقع والمهمة.

أما الباروكة القصوى المسموح بها للسيارة فهي 2.44 متراً، أما التطهير الجانبي المستصوب لحركة المرور الوحيدة فهو 0.68 متراً، مما يتطلب حداً أدنى من عرض 375 متراً لطريق وحيد، أما بالنسبة للمرافق المتعددة الأطنان، فإن الطريق الذي يمتد إلى طريقين يتطلب 3.5 متراً كحد أدنى لكل الممر، ويجب أن ينظر اختيار البارود في مزيج المركبات وسرعة التشغيل ووجود ملامح متاخية مثل هذه الملامح.

الخطوة 5: تحديد الأرملة والنوع

ويشمل تصميم الكتف اختيار أسلاك وأنواع سطحية مناسبة تستند إلى التصنيف الوظيفي، وحجم حركة المرور، والاستخدامات المتوقعة، وينبغي أن يكون الكتف الخارجي على نطاق 8 أقدام (10 أقدام على الطرق السريعة) على النحو المنصوص عليه في معايير التصميم، وينبغي أن تكون الكتف السطحي المزود بالآلات أو المجموع أو المحركات المطاطية على حد سواء متطلبات الأداء والصيانة، وفي مشاريع التشييد والتعمير الجديدة، ينبغي أن تكون الكتف المسطحة على أساس الترددات الكاملة.

وقد تتطلب الظروف الخاصة كتفين أوسع، حيث أن الأكتاف المتاخمة لأسوار القذف، والاحتفاظ بجدران في مواقع القطع، والحواجز الضوضاء لا تقل عن 10 أقدام، كما يجب أن يستوعب الكتفي حركة السير على الدراجات، حسب الاقتضاء، مع تمهيد الأكتاف المستخدمة في السيركات والآداب، ومواد متسقة مع مسارات السفر المتحركة.

الخطوة 6: تشكيلة وسيطة للتصميم

أما بالنسبة للطرق السريعة المقسمة، فإن التصميم الوسيط يؤثر تأثيرا كبيرا على السلامة والعمليات والجماليات، فالاستعراض الوسيط الأمثل للممرات ذات الاتجاهين اليسرى يتراوح بين 10 و 16 قدما، ويزيد الوسطاء من الفصل بين تدفقات حركة المرور المتضاد وحيز لنظم الهروب أو الحواجز، ولكن يستهلكون أكثر من أي مكان، ويستخدم الوسطاء المكتظون الذين يتجهون إلى اتجاه واحد هو 6:

ويجب أيضا أن ينظر اختيار الأسلاك الوسيطة في الاحتياجات المستقبلية، وينبغي النظر في زيادة استخدام الأسلاك الوسيطة في مقاطع غير موقوفة على الطرق السريعة والمقسمة بغية توفير منطقة ملاذ، مع اختيار الأسلاك الوسيطة وفقا للمعايير المعمول بها.

الخطوة 7: وضع شروط للمنحدرين من الصليب الأحمر والماء

والمنحدرات المتقاطعة السطحية مطلوبة لتصريف مسارات السفر على نحو سليم على الأقسام ذات السمعة، مع وجود منحدر كاف يقلل من مخاطر الرصفة الرطبة عن طريق إزالة المياه من السطح بسرعة، وتتوقف المنحدرات المناسبة على نوع الرصيف والخصائص السطحية، وتستخدم المواصف العالية (أي الخرسانة، الخرسانية) منحدراً من 1.5 في المائة إلى 2.0 في المائة وتوج الطريق.

وفي الأقسام العادية للدبابات، تُنخفض الكتف إلى حق المرور بنسبة 2 في المائة إلى 5 في المائة بعيدا عن الطريق المسافر، وتحتاج أنواع مختلفة من الكتف إلى منحدرات مختلفة: ينبغي أن تُنخفض الكتف التجميعي من 4 في المائة إلى 6 في المائة، بينما ينبغي أن تُنخفض الكتف من 5.0 في المائة إلى 8.0 في المائة.

الخطوة 8: تحديد المنحدرات المتخلفة

ويجب أن تستوعب المنحدرات الجانبية الواقعة خارج الكتف الضواحي أو القطعات مع توفير الصرف الصحي الكافي والحفاظ على السلامة على جانب الطرق، وتتوقف قطع الصخور على المواد وقد تنطوي على بناء مقاعد للقطع العميقة، حيث تتراوح هذه المنحدرات بين 2 في:1 حاء (الشكل) و 6 في: 1 حاء (الصخرة الجيدة النوعية)، ويؤثر كل من نوع التربة وارتفاع حجم القطع أو عمقها، والمناخ، والاعتبارات المتعلقة بالنفقة على التصميم الجانبي.

وتحسن المنحدرات الجانبية المشتعلة عموما السلامة بتوفير مساحة أكثر قابلية للاسترداد للمركبات المرتدة، ولكنها تتطلب مزيدا من الحق في الوصول، وقد تكون المنحدرات من الطوابق الصلبة ضرورية في المناطق الحضرية المحدودة أو حيث يكون الحق في الوصول محدودا، ولكنها قد تتطلب حماية الحراسة أو الحاجز.

الخطوة 9: حساب متطلبات حق الحرب

الحق في الوصول (الرويد) أو الأرض المستعار هو عرض الأرض التي تم الحصول عليها من أجل الطريق على طول مواءمتها، وينبغي أن يكون كافياً لاستيعاب جميع العناصر المتقاطعة للطريق السريع، ويمكن أن ينص بشكل معقول على التنمية في المستقبل، ويحكم الأسلاك الأرضية بحجم التكوين أو ارتفاع التقلبات الحادة أو عمق القطع، وقطع الأنقاض الجانبية، ونظم الصرف، وحجمها، والاعتبارات الأفقية،

الخطوة 10: التحقق من التصميم مع السلامة والتحليل التشغيلي

وتشمل الخطوة الأخيرة التحقق من أن الشطرين المقترحين يستوفيان معايير السلامة والاحتياجات التشغيلية، ويشمل ذلك التحقق من مسافة البصر، وملاءمة المناطق بوضوح، وتحليل أوامر الحاجز، وتحليل القدرات باستخدام إجراءات دليل القدرات على الطرق السريعة، وقد يلزم تعيين استثناءات حيثما لا يمكن تحقيق أبعاد موحدة بسبب القيود، ويجب توثيقها والموافقة عليها على النحو المناسب.

البارامترات الرئيسية في الديتيل

ففهم مواهب كل بارامتر من المقاطع المختلفة يتيح للمهندسين اتخاذ قرارات مستنيرة توازن بين الأهداف المتنافسة، وتستكشف الأقسام التالية بارامترات حاسمة بقدر أكبر من العمق.

سلك الطريق: آثار القدرات والسلامة

ويحدّد استخدام طريقة كاريغواي مباشرة قدرة الطرق ويؤثر على سلوك السائق، وقد يؤثر اختيار شبكة الطرق على تكلفتها وأدائها، وقد تحدّت البحوث الافتراضات التقليدية بشأن الحيتان والسلامة، وافترض أن تقلّص من 12 قدماً تخفض من تدفق الحركة والقدرة، وتدحض البحوث الجديدة، وأظهرت البحوث أنّ الطرقات الأضيق نطاقاً يمكن أن تدار بسرعة أكبر دون أن تتناقص.

وتؤثر هذه الفرضيات على سلوك القيادة والسلامة: فالمرنات الأضيق يمكن أن تؤدي إلى انخفاض السرعة وزيادة إمكانيات الاصطدام، في حين أن الممرات الأوسع قد تشجع على زيادة السرعة، حيث تؤثر مباشرة على إدارة المرور وسلامة المرور، فالكونتكاس هو أمر حاسم، حيث أن العمل على مقاطع ريفية قد يكون غير ملائم لرسم الشريان الحضري، وفي الممرات التي تبلغ سرعة الـ 30 إلى 35 متراً لم تؤثر على السلامة، على أي حال،

أرملة الكتف: وصول الطوارئ والتطهير اللاحق

ويعمل الأكتاف على أداء مهام بالغة الأهمية تتجاوز المناطق البسيطة التي توقف فيها الطوارئ، ويوفر تطهيراً جانبياً يحسن من راحة السائقين، وحيزاً لمركبات الصيانة، والدعم الهيكلي لحواف الرصيف، والإقامة للدراجات والمشاة في العديد من السياقات، ويرتبط الأكتاف الأوسع عموماً بتحسين نتائج السلامة، ولا سيما في الطرق السريعة الريفية التي تكون فيها حوادث التحطم خارج الطرق أمراً شائعاً.

ويؤثر تزلج الأكتاف على احتياجاتها من حيث الفائدة والصيانة، إذ توفر الأكتاف المأكولات أفضل أداء في جميع الأحوال الجوية، ويمكن أن تدعم المركبات الثقيلة أثناء حالات الطوارئ، ويوفر التصفح على الكتف دعما أفضل من جميع أنواع الرطوبة مقابل التربة، غير أنه يمكن استخدام الكتف في المناطق التي توجد فيها ظروف ملائمة من المناخ والتربة، حيث أن هذه الأكتاف جيدة لتحديد الطريق المسافر، مما يحول دون استخدامه كمر سفر.

الأنواع والمهام الوسيطة

ويوفر الوسطاء فصلاً حرجاً بين تدفقات حركة المرور المتضادية، ويقلل من حدة وتواتر عمليات الاصطدام بالرأس، كما يوفرون حيزاً للممرات اليسرى، وقلبات المركبات الطارئة، والعلامات، والركاب، والمرافق، ونوع الاختراقات الوسيطة أو التي ترتفع أو التي تفصل بين الحواجز بشأن التصنيف الوظيفي، وحجم حركة المرور، واستراتيجية إدارة الدخول، والطريق المتاح.

ويمكن النظر في الوسطاء غير القابلين للتداول (الكبح المبسط والحواجز الوسيطة الملموسة) في المواقع التي لا يكون فيها الممرات اليسرى ذات الاتجاهين غير مناسب، وقد يتطلب التصميم الوسيط مقايضة من جانب المهندس، كما قد لا يكون من الممكن بالنسبة للمواقع ذات الهياكل الأساسية المحدودة، إذا اقتضى الأمر تخفيض المناطق المتاخمة للطريق المتنقل، بينما يكون استخدام أسلاك حدودية معقولة بمثابة عائق بين قنوات التنمية الخاصة والنقاط البرية اللازمة.

المنحدر: الوقاية من الجفاف والهيدرو

ويعد معدل منحدر الطرق عنصرا حاسما في تصميم المقاطعتين، وبالنسبة للمواقع المكشوفة، فإن الطرف الخارجي للطريق يرتفع فوق خط الوسط، حيث يُصرف الطريق نحو داخل المنحنى بحيث يُجبر الجاذبية المركبة على الوصول إلى داخل المنحنى ويوفر بعض القوة المؤقتة اللازمة للسير حول المنحنى.

ويمنع المنحدر المائي من التكتل على سطح الرصيف، مما قد يؤدي إلى الزراعة المائية بسرعة أعلى، غير أن المنحدرات المتقطعة المفرطة يمكن أن تخلق عدم ارتياح للسائقين وقد تسبب في انجراف مركبات إلى جانبي، ويلزم استخدام معدلات كفاءة أكبر في الموازين غير المعبدة للطرق، نظراً إلى المواد السطحية، وزيادة معدلات المنحدرات المتقطعة على أفرع من نوع الدبابنة، لمنع حدوث ذلك.

Side Slopes: Stability and Roadside Safety

ويجب أن توازن المنحدرات الجانبية بين الأهداف المتعددة المتنافسة: استقرار التربة، وكفاءة تصريف المياه، والوصول إلى الصيانة، والجماليات، والسلامة على جانب الطرق، وعموماً تكون المنحدرات ذات المسطحات (4:1 أو 6:1) أكثر قابلية للتأثر بالمركبات المتعثرة، وتقليص احتمال حدوث تحطمات، وقد تكون المنحدرات السائلة (2:1 أو 3:1) ضرورية بسبب القيود على الطريق أو ظروف التربة، ولكنها تتطلب عادة حماية حاجزات.

وقد يحد من حدة الانحسار المتخلف من استقرار التربة، والتشييد، والصيانة، والاعتبارات المتعلقة بالطرق، بينما يشكل الحد من حدة التحطم في التقاطعات شاغلا رئيسيا للمصممين، مع حلول تصميمية محتملة تشمل المنحدرات المتسطحة بين حافة الكتف وقاع الخياطة، والمقابلة الأفقية الأطول من الطريق، ومرافق الصرف المغلقة.

الاعتبارات الخاصة المتعلقة بمختلف أنواع الطرق السريعة

وتتطلب مختلف التصنيفات والسياقات الوظيفية اتباع نهج مصممة خصيصا للتصميم الشامل لعدة قطاعات، ويكفل فهم هذه التباينات التطبيق المناسب لمبادئ التصميم.

الطريق السريع الريفي ذي الـ (Lane)

وعادة ما تخدم الطرق السريعة ذات العناوين الريفية أحجام حركة المرور الأقل، ولكنها تزيد سرعة المرور عن المرافق الحضرية، وهي تتطلب ممراً كافياً وشعراً كافياً لاستيعاب حركة المرور بالشاحنات وتوفير حيز للانتعاش للحوادث التي تقع خارج الطرق، والمناطق المسطحة نسبياً التي لا تتعرض للاختراق، وهي مناطق غير متوقفة على حافة الطريق المسافرة، وهي مهمة بوجه خاص في هذه المرافق، ويعالج الترميات الأرضية عادة من خلال المائل بدلاً من نظم التصاً.

الفنون الحضرية

ويجب أن توازن الشرايين الحضرية بين منافذ المركبات مع أماكن أخرى تشمل المرور العابر والدراجات والمشاة، وتُقيَّد عادة حق المرور، وتستلزم تخصيص مساحة محدودة، وتُخصص الأسلاك للمحركات والحافلات والشاحنات والدراجات والسيارات المتوقفة، وتُعتبر هذه المركبات جانباً حساساً وحساساً من جوانب تصميم الشوارع، مع مراعاة أن الأسلاك في إطار جدول زمني أوسع.

وتُعد نظم المناورة والمجاري معياراً على الشرايين الحضرية، مما يؤثر على تصميم الصرف الصحي ومعالجة الحواف، وقد تقترن القوارير بكبح عمودية أو منحدرة لنظم صرف الطرق، حيث تمتد أجزاء المهد النموذجية من 1 إلى 6 أقدام على منحدر من 5 إلى 8 في المائة لزيادة القدرة الهيدروليكية، وعادة ما تكون هذه المنحدرات المتقاطعة محدودة بـ 2 إلى 3 أقدام متاخمة للكبح.

الطرق السريعة والطرق السريعة

وتمثل الطرق السريعة أعلى تصنيف وظيفي مصمم لحركة المرور العالية السرعة والمرتفعة الحجم مع مراقبة الدخول الكاملة، وهي عادة تُظهر ممرات أوسع (12 قدما)، وأكتاف كريمة (10-12 قدما)، ووسطاء واسعين قد يستوعبون نظم الحاجز، ويجب أن يوفر القسم المشترك القدرة الكافية على تصميم ساعات العمل مع الحفاظ على مستويات عالية من الخدمة، كما أن الممرات الإضافية للحفر والدمج والحركات المتباينة تضيف تعقيدا إلى مجالات التقاطع.

المجمّعات والطرق المحلية

ويخدم المجمّعون والطرق المحلية أحجاما وسرعة أقل من حركة المرور، ويربطون حركة المرور المحلية بالشبكة الشريانية، ويمكن أن تكون القطع عبر الشرايين أكثر تواضعا، مع ضيق الممرات والأكتاف المناسبة للسياق، وينبغي إشراك الوسطاء في جمع الحضر بأربعة أو أكثر من الممرات المرورية، ويجب أن يكفل التصميم استخداما كافيا لمركبات الخدمات والحافلات المدرسية والشحن العرضي في الوقت نفسه، مع الحفاظ على نطاق ملائم لاستخدام الأراضي المحيطة.

هيكل اختيار المواد وإرساءها

ويمتد هذا القسم إلى ما دون السطح المرئي ليشمل طبقات متعددة للتمجيد، ويخدم كل منها أغراضا هيكلية ووظيفية محددة، ويعد فهم هذه الطبقات أمرا أساسيا للتصميم الشامل للقطع.

دورة سطحية

إنّ دورة المياه السطحية تُقدّم سطح الركب، ويجب أن تقاوم إرتداء الزحام، وتوفر الإحتكاك الكافي، ومياه الرفّاف بشكل فعّال، ممارسة (ديوت) للتصفيق الخرساني، مع تعريف الترميز بأنه سحب ظفر مصمم خصيصاً عبر السطح المنتهي غير المؤمن، لخلق طيور في الرصيف تساعد على الحدّ من الطائرات الهيدروجينية والتزلج، والزّة مطلوبة لتصميم 40 ميلاًاًاً أكبر.

القاعدة وخط الأساس

وتوفر هذه المواد، التي تتألف من مجاميع ومجمعات، قاعدة منفتحة ومقاومة للمياه تدعم الطبقات السطحية، وتوفر المرونة والقوة، وتوزيع الحمولات، وتدنية التشوهات تحت سطح الأرض، وتوزع هذه الطبقات الهيكلية حمولات حركة المرور على مستوى الإحلال وتوفر الصرف الصحي للمياه التي تخترق السطح، وتتوقف سميك هذه الطبقات وتكوينها على التحميل، وتغليب المناخ.

الإعداد دون المستوى

وينبغي أن يظهر عرض التصميم في القسم (الفرعات) العادي للطريق، حيث أن إجمالي المواسير الفرعية هو مجموع الأسلاك المطلوبة لممرات السفر، والأكتاف، والمنطقة الوسيطة، وأي منحدرات جانبية ضرورية لتلبية درجة التخريب، ويكفل الإعداد السليم للرتبة الفرعية أداء الرصيف على المدى الطويل، ويقلل إلى أدنى حد من التسوية أو التشوهات التي تخضع لتحميل حركة المرور.

اعتبارات تصميم المشغلات والمحاماة

وتشكل المناورات والحواجز عناصر هامة مشتركة بين القطاعات تخدم مهام الصرف والترسيم والسلامة، وتؤثر تصميمها وتنسيبها تأثيرا كبيرا على العمليات وعلى نتائج السلامة.

النوع والتطبيقات

وتتكون التشكيلات الرئيسية للكميات من الرصيف والهش، حيث يتم تصميم كبح منحدر (مرتفع) بسهولة عبر المركبات عند الحاجة، حيث أن هذه المركبات متجهة جيداً، ومخفضة ذات وجوه منحدر مسطحة، ويرمي كبح المنحدر إلى السماح لمركبات أن تعبرها بسهولة دون مزيد من فقدان السيطرة على المركبات، وتعاني من انخفاض في وجه منحدر مسطح.

وتستخدم كبحات عشوائية في المناطق الحضرية عادة لتحديد الطريق المسافر، ومراقبة الصرف، وتثبيط المركبات عن مغادرة الطريق، وهي عموما 6 بوصات في المرتفع، وخلق حافة متميزة تساعد السائقين على الحفاظ على موقع الممر، غير أنها قد تكون خطرة إذا ما ضربت بسرعة أعلى، مما قد يتسبب في فقدان السيطرة أو في أضرار في المركبات.

محاربو الحاجز والتنسيب

وتُبرر الحواجز التي تعترض المرور عندما لا يمكن إزالة المخاطر على جانب الطريق أو نقلها أو اختراقها، وعندما تكون حدة الآثار المحتملة للحاجز أقل من التأثيرات التي تنجم عن الخطر غير المهزوم، ويجب أن ينظر التمركز في المسافات الجانبية في العمل، ويمكن أن يُبطل الحاجز عند ضربه ويضمن التعويض الكافي عن طريق السفر، وينبغي وضع أي حواجز حركة المرور أمام الرصيف أو أمامه، مع تقديم توجيهات إضافية من جانب منظمة العفو الدولية.

النهج الحساسية والمكتملة للشارع

ويتزايد تصميم الطرق السريعة الحديثة ليشمل حلولاً تراعي السياقات وتعترف بأهمية تكييف الطريق مع محيطه وخدمة جميع المستعملين بأمان وكفاءة.

أماكن الإقامة المتعددة الوسائط

ويعرَّف الشارع الكامل بأنه وسيلة لتوفير الوصول الآمن لجميع المستعملين عن طريق تصميم وتشغيل شبكة شاملة ومتكاملة ومتواصلة متعددة النماذج من خيارات النقل، مثل الرصيف، وممرات الدراجات، وأكتاف المعبد، والمعابر الآمنة، ووسائل النقل العابر، وهذا النهج يتطلب تخصيصا دقيقا من عرض المقسم لاستيعاب المشاة، ومركبات السير، ومركبات السيارات في حدود المكان المتاح.

ولتحقيق طرق متعددة الوسائط وآمنة حقا، ينبغي لقادة المدن أن يبدأوا بتصميم شامل وشامل للطرق في المشاة، وراكبي الدراجات، واحتياجات المنطقة، عدا عن إعطاء الأولوية لسرعة القيادة وكفاءة حركة المركبات عند تحديد خطوط العرض.

المرونة في معايير التصميم

ويسلم التصميم الذي يراعي السياق بأن التطبيق الصارم للمعايير قد لا يؤدي إلى تحقيق نتائج مثلى في جميع الحالات، ففي المناطق الحضرية، يحدد مسارا قياسيا طوله 10 أقدام ويبرر المهندسون سبب ضرورة توسيع نطاقه، كما هو الحال حاليا في معظم الولايات، يبدأ المعيار عند 11 أو 12 قدما، ويحول هذا النهج عبء الإثبات، مما يتطلب تبريرا لعناصر أوسع بدلا من أن تكون أضيق نطاقا في البيئات الحضرية المقيدة.

اعتبارات علم الأحياء

ولدى النظر في عالم المشاة، تتسم قابلية المشاة للتحمل عبر الطريق بأهمية بالغة في المواقع الحضرية، حيث توفر الرصيف التنقل على طول الطريق السريع، ولكن توفير أماكن الإقامة الكاملة للمشاة يتطلب أيضاً فرصاً متكررة وآمنة ومناسبة للمرور، ويؤثر البارود عبر الشراع تأثيراً مباشراً على مسافة عبور المشاة ووقتها للتعرض، مما يجعلها تعتبر مسألة أمنية حاسمة في السياقات الحضرية.

الاعتبارات البيئية والاستدامة

ولتصميم الطرق السريعة آثار بيئية كبيرة تتجاوز آثار البناء الفورية، ويمكن أن يقلل التصميم الفكري من البصمة البيئية مع الحفاظ على السلامة والأداء التشغيلي.

الحد الأدنى من سطح المحيط

وتساعد الممرات الأكثر شدّة في معالجة القضايا البيئية الحرجة، حيث إنها تستوعب عددا أكبر من المستعملين في مساحة أقل، وتستخدم رصيفا أقل حزما، مع انخفاض استهلاك الأراضي وصغر المناطق السطحية غير المزروعة، ويقلل من حجم مياه الأمطار وحمولة الملوثات، مما قد يقلل من حجم وتكاليف مرافق إدارة مياه العواصف.

التدريب ونوعية المياه

ويؤثر التصميم عبر القطاعات تأثيرا مباشرا على إدارة مياه العواصف، والغرض من قنوات الطرق هو مراقبة تصريف المياه السطحية، حيث تُبنى عادة على أنها خنادق مفتوحة تُقطع في الأرض الطبيعية، حيث عادة ما تُفضل قنوات الطرق التي تحتوي على جوانب حادة بسبب كفاءتها في السحب، وتتزايد في تصميمات حديثة إدماج خصائص معالجة نوعية المياه مثل المشاعل النباتية، ومناطق الاحترار البيولوجي، وأجهزة الرش.

كفاءة استخدام الحق في الحياة

ويؤدي تقليل الاحتياجات إلى الحد الأدنى من الحق في الوصول إلى الحد الأدنى إلى الحد من استهلاك الأراضي، وتكاليف حيازة الممتلكات، والآثار البيئية، غير أنه يجب أن يكون ذلك متوازنا مع احتياجات السلامة ومتطلبات التوسع في المستقبل، ومن المقرر التخطيط مسبقا للأراضي الاحتياطية لتوسيع نطاقها في المستقبل استنادا إلى التطوير المتوقع في المستقبل وزيادة حركة المرور.

الاستثناءات من التعيينات وإجراءات التغيير

وكثيرا ما تحول القيود على العالم الحقيقي دون الامتثال التام لمعايير التصميم، فالفهم متى وكيف يمكن السعي إلى تحقيق استثناءات التصميم هي مهارة أساسية بالنسبة للمهندسين الممارسين.

عندما تكون الاستثناءات مناسبة

ويمكن تبرير الاستثناءات من التصميم عند تحقيق الأبعاد القياسية عند الحاجة إلى تكاليف غير متناسبة أو أثر بيئي أو اضطراب مجتمعي، وتشمل الحالات المشتركة عمليات الاسترداد الحضرية المحدودة، ومناطق الحفظ التاريخي، والمواقع التي تنطوي على قيود كبيرة على الطوبوغرافية أو الحق في الوصول، وحيثما تولد كميات كبيرة من الحفر أو عوامل أخرى تكاليف غير معقولة، يمكن اعتبار الكتف أربعة أقدام استثناء من التصميم، إلا إذا تم بناء أقسام تمر عبر أربعة أعالي على طريقين.

الاحتياجات من الوثائق

وتتطلب الاستثناءات من التصميم وثائق وافية تثبت أن التصميم المقترح يوفر السلامة والأداء التشغيلي المقبولين على الرغم من عدم استيفاء المعايير القياسية، ويشمل ذلك عادة تحليل تاريخ التحطم والتحليل التشغيلي والنظر في البدائل وتوثيق القيود التي تمنع الامتثال المعياري، ويلزم أن يكون هناك استثناء في التصميم لتبرير وتوثيق عدم استيفاء معيار ما، مع موافقة مهندس الطرق في الدولة، والموافقة على ذلك حسب الاقتضاء.

الأدوات العملية والبرمجيات للتصميم عبر القطاع

ويعتمد تصميم الطرق السريعة الحديثة على أدوات برمجيات متطورة تدمج التصميم الجغرافيامترات، وتحليل الصرف، وقدرات التصوير، ويعزز فهم هذه الأدوات كفاءة التصميم ودقة التصميم.

برامج التصميم الحاسوبية المعينة

وتوفر برامجيات التصميم الهندسي المدني مثل برنامج " أوتسيد " المدني 3D، وبنتلي للصناديق المفتوحة، والمنابر المماثلة، بيئات متكاملة لتطوير شقق الطرق السريعة، وتتيح هذه الأدوات للمصممين إنشاء فروع نموذجية، وتطبيقها على طول المواءم، وحساب كميات الأعمال الأرضية، ووضع خطط للبناء، كما أنها تيسر عملية التصفيق، مما يتيح التقييم السريع للبدائل، وتحقيق الاستخدام الأمثل للعناصر المتقاطعة.

أدوات تحليل الحبوب

وتساعد برامجيات التحليل الهيدروليكي المتخصصة في تصميم ملامح تصريف المياه في حجمها والتحقق من أن المنحدرات المتقاطعة والتشكيلات المزروعة توفر قدرة كافية على الصرف، وهذه الأدوات تتدفق المياه على نحو نموذجي عبر أسطح الرصيف، من خلال المزلاجات والكتيبات، وفي القنوات البرية، بما يكفل أداء المقاطعتين على نحو كاف أثناء أحداث تصاميم العواصف.

التبصر والمشاركة العامة

وتساعد أدوات التصوير المرئية الثلاثية الأبعاد أصحاب المصلحة على فهم الأجزاء المقترحة وآثارها على البيئة المحيطة، وهذه الأدوات ذات قيمة خاصة بالنسبة للمشاركة العامة، مما يتيح لأعضاء المجتمع المحلي تصور كيف سيظهر الطريق وسيؤدي وظيفته في سياقه، ويتزايد استخدام الواقع الافتراضي وتطبيقات الواقع المعززة لتوفير تجارب غير متجانسة في التصميمات المقترحة.

التحديات المشتركة والحلول

ويطرح تصميم الطرق السريعة تحديات عديدة تتطلب إصدار حكم خلاق لحل المشاكل وهندسية، ويساعد فهم القضايا المشتركة والحلول المثبتة المهندسين على نقل المشاريع المعقدة بنجاح.

الحق في الحياة

ولعلّ الحقّ في الوصول المحدود هو أكثر القيود شيوعاً في تصميم الطرق السريعة، ولا سيما في المناطق الحضرية المتقدمة، وتشمل الحلول تضييق الممرات عند الاقتضاء، والحد من استخدامات الكتفين مع تبرير مناسب، واستخدام الجدران المحفوظة في المنحدرات الجانبية، وتنفيذ نُهج تصميمية مراعية للسياق تعطي الأولوية للمهام الأساسية في الفضاء المتاح، كما أنّ تعديلات التواؤم الإلكترونية قد تحدّ من الاحتياجات الصحيحة عن طريق التقليل إلى أدنى حدّ من التخفيضات وتصفية المتطورات.

الموازنة بين الطرائق المتعددة

وتتطلب المركبات التي ترافقها، والمرور العابر، والدراجات، والمشاة في إطار عرض محدود للمقاطعات، تحديد الأولويات بعناية وتصميما خلاقا، وتشمل الحلول مسارات الاستخدام المشترك، وممرات الدراجات العازلة، والممرات العابرة فقط خلال فترات الذروة، ونظم تخصيص الممرات الدينامية، والعامل الرئيسي هو فهم احتياجات المستعملين وأنماط السفر لتخصيص الفضاء الذي يوفر فيه أكبر فائدة.

دارة في منطقة العلم

وتطرح التضاريس المشتعلة تحديات في مجال الصرف لأن تدفقها المدفوع بالجاذبية محدود، وتشمل الحلول اهتماماً دقيقاً بقطع المنحدرات ودرجات المديينة، واستخدام الأقسام المتاجة لتوجيه المياه إلى الحوافتين، والتنسيب الاستراتيجي للمزارع وأحواض الصيد، وفي الحالات القصوى، نظم الصرف المضخة، وقد يكون من الضروري تصريف المياه الجوفية لمنع ترفيه الرصيف والفشل المبكر.

الانتقال بين القطاعات العابرة

وكثيراً ما تتطلب الطرق السريعة تحولات بين مختلف القطاعات - مثلاً من منحتين إلى أربعة منح، أو من مناطق نموذجية ريفية إلى حضرية - ويجب تصميم هذه التحولات بعناية لتجنب حدوث تغييرات مفاجئة تخلط بين السائقين أو تخلق مشاكل تشغيلية - فالنقاشات المتخرجة والتوقيع الواضح والمنطق الثابت للتصميم يساعد على نقل العوامل المحركات بأمان.

الاتجاهات المستقبلية في تصميم الطرق السريعة

ولا يزال تصميم الطرق السريعة يتطور استجابة لتغير التكنولوجيا وأولويات السياسات وفهم السلامة والأداء التشغيلي، ومن المرجح أن تؤثر عدة اتجاهات ناشئة على التصميم الشامل للأقسام في المستقبل.

المركبات المستقلة ذاتيا والمتصلة

وقد يتيح ظهور المركبات المستقلة والمتصلة في نهاية المطاف منح منح أضيق نطاقا وتخفيض التصاريح الجانبية مع زيادة دقة مراقبة المركبات، غير أن الأساطيل المختلطة للمركبات المستقلة والقائمة على الإنسان ستتطلب قطعا شاملة تستوعب كلا المستقبل المنظور، وقد تظهر الممرات المخصصة للمركبات المستقلة على بعض المرافق، مما يزيد من تعقيد التصميم الشامل.

Climate Adaptation

ويقود تغير المناخ الاهتمام المتزايد إلى تصميم الهياكل الأساسية المرنة، إذ يجب أن تستوعب القطاعات المختلفة أحداثا أكثر كثافة في التهطال، مما يتطلب تعزيز القدرة على تصريف المياه، وقد يؤثر ارتفاع درجات الحرارة على أداء الرصيف واختيار المواد، ويحتاج ارتفاع مستوى سطح البحر وزيادة الفيضانات في المناطق الساحلية إلى وضعيات متطورة للطرق وتحسين الهياكل الأساسية للتصريف.

تكامل الهياكل الأساسية الخضراء

إن إدماج عناصر البنية التحتية الخضراء مثل التصريف الأحيائي والحدائق المطرية والرصفات القابلة للتداول في قطع الطرق السريعة يوفر فوائد نوعية المياه مع احتمال أن يقلل حجم البنية التحتية للتصريف التقليدي، وتتطلب هذه السمات مزيدا من الحق في المجرى، ولكنها توفر منافع متعددة تشمل إنشاء الموائل والتخفيف من حدة الحرارة الحضرية وتعزيز التركيب.

تصميم قائم على الأداء

وتتيح التحرك نحو معايير التصميم القائمة على الأداء مرونة أكبر في التصميم الشامل لعدة قطاعات مع ضمان تحقيق الأهداف المتعلقة بالسلامة والتشغيل، وبدلا من تحديد أبعاد محددة، تحدد النهج القائمة على الأداء النتائج المنشودة وتتيح للمصممين إثبات أن الأقسام المقترحة تحقق تلك النتائج من خلال التحليل والتقدير.

تطبيقات دراسة الحالات الإفرادية

ويوضح بحث تطبيقات العالم الحقيقي لمبادئ التصميم الشاملة كيفية ترجمة النظرية إلى الممارسة ويبرز أهمية الحلول الخاصة بالسياق.

الريف

وقد يشمل مشروع إعادة البناء بين الولايات الريفية 12 قدماً، و 10 أقدام من الأكتاف المعبدة، و 60 قدماً من الوسط مع فصل الحواجز، ويوفر الوسيط الواسع مساحة لتوسيع المركبات في المستقبل، وتحولها في حالات الطوارئ، والفصل بين تدفقات حركة المرور المتضاد، كما أن عمليات الاستنزاف الوسيطة المكتظة بكفاءة تُدير المنافذ، بينما توفر 6:1 من المنحدرات الجانبية مساحة يمكن استردادها للمركبات المرتبة.

Urban Arterial Complete Street

وقد يخصص مشروع شوارع مكتمل في المناطق الحضرية حق الوصول المحدود بين مراحيض السفر ذات الـ 11 قدما، وممرات الدراجات ذات الـ 5 أقدام، وممرات وقوف السيارات ذات الـ 8 أقدام، وطولها 6 أقدام مع منطقة تأثيث بطول 4 أقدام، ويعطي هذا المشروع الأولوية للدخول المتعدد الوسائط في الفضاء المقيد، ويستخدم مسارات سفر أضيق لاستيعاب مرافق الدراجات، ويخفض نطاق تمديدات المسافات في مسافات المقطعة المقطعة.

مجموعة الحضر مع الهياكل الأساسية الخضراء

وقد يُضم جامع ضواحي 11 قدماً، وأكتاف مُصففة طولها 4 أقدام، والزواحل الأحيائية في منطقة الفولفلت بين الرصيف والرصيف، وتوفر الحواجز الأحيائية معالجة نوعية المياه لمجرى الطرق، بينما تُنشئ حاجزاً جذاباً بين المشاة والحركة، ويُوازن بين حركة المركبات وبين الراحات والأداء البيئي، مما يُنشئ مساراً يلائم سياقه السكني.

مراقبة الجودة واستعراض الخطة

وضمان أن تستوفي التصميمات الشاملة لعدة قطاعات المعايير وأن تؤدي على النحو المتوخى يتطلب إجراء عمليات منهجية لمراقبة الجودة واستعراض شامل للخطة.

عمليات التحقق من التصميم والتحقق

وتتحقق عمليات التحقق الشاملة من تصميم جميع العناصر المشتركة بين القطاعات من استيفاء المعايير المنطبقة، ومن أن عمليات الانتقال مصممة تصميما سليما، ومن أن الصرف الصحي كاف، وأن البناء ممكن، وينبغي أن تحقق عمليات التحقق من الممرات والكتلة، والمنحدرات المتقاطعة، والمناطق الواضحة، ووضع الحواجز، والتنسيق مع المواءمة الأفقية والرأسية، ويساعد الاستعراض المستقل الذي يقوم به المهندسون ذوو الخبرة على تحديد المسائل قبل البناء.

استعراض القدرة على التكيف

ويكفل استعراض القدرة على التكيف بناء شقق مصممة بطريقة فعالة واقتصادية، ويشمل ذلك التحقق من إمكانية إنشاء عمليات انتقال مع المعدات المتاحة، ومن إمكانية الحفاظ على الصرف المؤقت أثناء التشييد، ومن إمكانية الحفاظ على حركة المرور بأمان من خلال مناطق العمل، ومن أن عملية تصميم البناء عملية، ويمكن للمساهمين من المتعاقدين ومفتشي البناء أثناء التصميم أن يحددوا القضايا المحتملة في وقت مبكر.

خاتمة

إن تقدير معايير الطرق السريعة عملية معقدة ومتعددة الجوانب تتطلب التوازن بين السلامة والكفاءة التشغيلية والمسؤولية البيئية وفعالية التكاليف والسياق المجتمعي، ويتطلب النجاح فهماً شاملاً لمعايير التصميم، وتحليلاً دقيقاً للظروف الخاصة بالمواقع، وحل المشاكل الخلاقة عند الحد من الحلول الموحدة، والاتصال الواضح مع أصحاب المصلحة في جميع مراحل عملية التصميم.

والمبادئ الأساسية الواردة في هذا التصنيف الوظيفي الذي لا يفي بالغرض، وتحليل طلبات المرور، واختيار المسار المناسب ومسح الكتفين، وتصميم الصرف الصحي الفعال، وتهيئة إطار شامل لجميع المستعملين، بحيث يخدم الغرض المنشود منها مع تكييف سياقها، ومع تطور التكنولوجيا وتحول الأولويات، ستظل الأبعاد المحددة وخصائص تصميمات النقل السريع الثابتة تتسم بالكفاءة، ولكن الهيكل الأساسي الأساسي الذي يقوم عليه.

EFW, will stay current with evolving standards, research findings, and best practices while exercising sound judgment in applying these resources to unique project conditions. By combining technical knowledge with creativity and attention to context, designers can develop highway cross-sections that serve communities effectively for decades to come. For additional guidance on geometric design standards, consult the American Association of State Highway and Transportation Officials (AASH1]