Пропускная способность дорог. Характеристики транспортного потока

Тема 1. Пропускная способность дорог. Характеристики транспортного потока Пропускная способность дороги – максимально возможное число транспортных средств, которое может пройти через сечение дороги (в одном или в двух направлениях) за единицу времени, с учетом определенных факторов. Факторы, учитывающие пропускную способность дороги: 1. дорожных условий (ширина проезжей части, продольный уклон, радиус кривых в плане, расстояние видимости и т.д.); 2. состава транспортного потока; 3. наличия средств регулирования движения; 4. погодно-климатических условий; 5. возможности маневрирования автомобилей по ширине проезжей части; 6. психофизиологических особенностей водителей; 7. конструкций автомобилей. Изменение любого из этих факторов может привести к существенным колебаниям пропускной способности в течение суток, месяца, сезона и года. При частых помехах на дороге происходят значительные колебания скорости, приводящие к появлению большого числа автомобилей, движущихся в группах, а также к снижению средней скорости всего потока. Пропускная способность является основным показателем функционирования транспортной системы, на которую оказывает влияние большое число факторов, зависящих от технических параметров дороги и автомобилей. Поэтому для получения достоверных данных о пропускной способности должны быть учтены показатели, характеризующие взаимодействие между автомобилями в потоке в различных дорожных условиях. Определение пропускной способности необходимо не только для выявления участков, требующих улучшения условий движения, но и для оценки экономичности и удобства движения всего потока автомобилей по маршруту, выбора эффективных средств организации движения. Различают теоретическую, практическую и расчетную пропускную способности. Теоретическая пропускная способность Pт – способность, которую определяют расчетом для горизонтальных участков дороги, считая постоянными интервалы между автомобилями и однородным состав транспортного потока (состоящим только из легковых автомобилей). Для одной полосы автомобильной магистрали Pт ≈ 2 900 ед/ч. Практическая пропускная способность – способность, которая обеспечивается на дорогах в реальных условиях движения. Различают два вида практической пропускной способности: максимальную наблюдаемую на эталонном участке Pmax (таблица 1.1), и практическую в конкретных дорожных условиях P. Таблица 1.1 – Максимальная практическая пропускная способность дорог Тип дороги Pmax, ед/ч Примечание Двухполосные 3 600 в обоих направлениях Трехполосные 4 000 в обоих направлениях Четырехполосные: без разделительной полосы с разделительной полосой 2 100 2 200 по одной полосе Шестиполосные: без разделительной полосы с разделительной полосой 2 200 2 300 по одной полосе Автомобильные магистрали, имеющие восемь полос 2 300 по одной полосе Эталонный участок с максимальной практической пропускной способностью обладает следующими характеристиками: 1. наличие горизонтальных прямолинейных участков; 2. расстояние между двумя соседними пересечениями не менее 5 км; 3. не менее двух полос движения, каждая шириной 3,75 м; 4. укрепленные обочины шириной 3 м; 5. расстояние видимости не менее 800 м; 6. асфальтовое покрытие ровное, сухое, шероховатое; 7. состав транспортного потока – только легковые автомобили; 8. на обочинах отсутствуют боковые препятствия, снижающие скорость; 9. погодно-климатические условия – благоприятные. Практическая пропускная способность соответствует пропускной способности участков, имеющих худшие условия по сравнению с эталонным участком. Расчетная пропускная способность Pрасч – показатель, характеризующий число автомобилей, которое может пропуститьучасток в единицу времени в рассматриваемых дорожных условиях при принятой схеме организации движения. Данный показатель рассматривается как проектный в совокупности с расчетной интенсивностью движения и является базовой основой для определения геометрических параметров дорог и должен обеспечивать оптимальные параметры работы дороги с учетом специфики погодно-климатических условий на 20-летнюю перспективу. Оценка пропускной способности автомобильных дорог осуществляется на основании ОДМ 218.2.020-2012 «Методические рекомендации по оценке пропускной способности автомобильных дорог». Пропускная способность дорог может быть повышена несколькими способами: 1. проектированием сочетания элементов плана и продольного профиля, не вызывающих резкого изменения скоростей; 2. назначением ширины проезжей части, позволяющей разделить поток автомобилей по составу (дополнительные полосы на подъемах, на пересечениях в одном уровне) и обеспечивающей оптимальную загрузку, при которой движение происходит с достаточно высокими скоростями; 3. повышением ровности покрытия и его сцепных качеств; 4. реконструкцией пересечений в одном уровне (например, устройство разных типов канализированных пересечений – поворотные полосы, островки безопасности и т.д.) или устройством пересечений в разных уровнях; 5. подбором средств регулирования, обеспечивающих рациональный режим движения; 6. снабжением водителей полной информацией об условиях движения по маршруту; 7. улучшением качества работы дорожно-эксплуатационных служб, особенно в тяжелых погодно-климатических условиях. Транспортные потокихарактеризуются рядом функционально связанных показателей: интенсивностью, составом, скоростью, интервалами между транспортными средствами, плотностью потока. Рассмотрим их подробнее. Интенсивность движения – это количество транспортных средств, проходящих через сечение дороги в единицу времени в обоих направлениях. Данный показатель характеризуется неравномерностью в течение временных интервалов: часа, суток, недели, месяца, сезона, года. Наиболее резкие колебания интенсивности наблюдаются на подходах к городам и населенным пунктам. Суточное колебание интенсивности является крайне неравномерным, особенно заметным это является в часы пик. Характер суточного колебания также может зависеть от дня недели. Для городов, а также въездов и выездов из них, можно выделить характерные часы пик в рабочие дни: с 7.30 до 10.00 и с 17.00 до 19.30. Указанные пиковые часы могут отличаться как в разных городах, так и на отдельных городских территориях. Факторы, которые могут повлиять на смещение пиковых интенсивностей движения и, как следствие, пиковых часов на конкретных сечениях дороги: 1. Регулярные: ◦ особенности расположения промышленных зон, крупных учебных объектов и режимы их работы; ◦ особенности расположения селитебных зон и количество проживающих в них; ◦ особенности размещения крупных объектов социально-культурного и бытового притяжения; 2. Нерегулярные: ◦ проведение спортивных и иных культурно-массовых мероприятий, определяющих интенсивный приток транспортных средств к месту их проведения; ◦ наличие больших скоплений дачных кооперативов и летних зон отдыха вблизи исследуемого сечения; 3. Случайные: ◦ возникновение дорожно-транспортных происшествий, повлиявших на интенсивность прибытия транспортных средств к исследуемому сечению; ◦ перекрытие движения и иные происшествия. Возникновение пиков интенсивности определяется тем, что основной объем суточных корреспонденций (около 85%) приходится на промежуток времени в 10-12 часов. Анализ изменения недельной интенсивности движения также показывает неравномерность данного показателя в разные дни недели. По статистике наибольшая величина интенсивности приходится на пятницу и составляет около 18% от суммарной недельной интенсивности движения. В летние месяцы вблизи крупных городов и агломераций наблюдается значительный рост интенсивности движения с преимущественным преобладанием легковых автомобилей в составе потока в субботу, воскресенье, в некоторых случаях в понедельник утром. Наименее существенны месячные колебания интенсивностей движения, за исключением небольшого увеличения в конце месяца и снижения – в начале. Значимые колебания интенсивности наблюдаются по сезонам года, что связано с рядом факторов: наличием периода массовых отпусков, изменение вида хозяйственной деятельности (дачные поездки), неравномерное использование личных автомобилей. Для обоснования мероприятий по организации дорожного движения, оценке уровня удобства движения, каких-либо инженерных мероприятий по повышению безопасности движения и пропускной способности используется показатель расчетнойчасовой интенсивности движения: Nр = 0,8 Nmax (1) или Nр = 0,8 Nc, (2) где Nmax – максимальная часовая интенсивность, ед/ч; Nc – среднегодовая суточная интенсивность движения в обоих направлениях, ед/сут. При разработке мероприятий, направленных на повышение пропускной способности элементов дорог с ярко выраженным различием условий движения по направлениям (например, подъемы, пересечения в одном уровне и др.), в обязательном порядке необходимо учитывать эту неравномерность. Коэффициент неравномерности распределения интенсивности движения по направлениям в среднем можно принять равным 0,6. Тогда расчетная часовая интенсивность движения для каждого направления будет рассчитываться по формуле: (3) При расчете и обосновании оптимальной загрузки дороги и планировании определенных мероприятий, повышающих пропускную способность, определение интенсивности движения необходимо проводить не только на начальный и конечный годы перспективного периода, но и динамику ее изменения по годам. Перспективная интенсивность движения прогнозируется по результатам анализа материалов экономических изысканий, данных мониторинга за последние 10-15 лет и хозяйственного значения местности вблизи исследуемой дороги. Используются следующие закономерности изменения интенсивности движения: 1. по закону прямой с постоянным коэффициентом прироста: (4) 2. по геометрической прогрессии с постоянными темпами роста в течение расчетного периода: (5) 3. по геометрической прогрессии с убывающими темпами роста: (6) где N1 – интенсивность движения в начальном году, ед./сут; ΔNi – ежегодный прирост интенсивности движения, ед./сут; PN  – средний ежегодный процент прироста интенсивности движения, установленный по данным мониторинга движения за предшествующий период не менее 10-15 лет; t – число лет до конца периода прогнозирования; q – коэффициент ежегодного роста интенсивности; Tc – срок прогнозирования, лет; a' и b' – эмпирические коэффициенты, зависящие от первоначального темпа относительного прироста интенсивности движения (таблица 1.2). Формулы (4) – (5) целесообразно применять для расчета интенсивностей на дорогах IV и V категорий, однако допускается прогнозирование интенсивностей для целей организации движения до 5 лет на дорогах II категории. Формула (6) используется в случае, когда загрузка дороги свыше 50% от величины ее пропускной способности. Таблица 1.2 – Значения коэффициентов зависимости от первоначального темпа относительного прироста % прироста 10 12 14 16 18 20 a' 3,7 3,1 2,5 1,9 1,3 0,7 b' 6,3 8,9 11,5 14,1 16,7 19,3 При известных законах роста интенсивности, расчетном периоде, исходной интенсивности и параметрах, характеризующих ежегодный прирост, перспективную интенсивность любого года целесообразно определять по соответствующим номограммам (рисунки 1.1-1.3). Рисунок 1.1 – Номограмма для определения перспективной интенсивности движения при линейном ежегодном приросте интенсивности Состав транспортного потока – показатель, характеризующий количество транспортных средств каждого вида в общем потоке, который значительно влияет на пропускную способность дороги и определение мероприятий по ее повышению. Состав потока учитывают при любых расчетах, связанных с оценкой уровней удобства и пропускной способности. Состав потока определяют на основе непосредственного учета движения, анализа хозяйственной деятельности местности,а также анализа парка автопредприятий, расположенных вблизи исследуемого сечения, и перспектив их развития. Для некоторых расчетов требуется детализация состава транспортного потока не только по видам транспорта и их габаритным размерам, но и их грузоподъемности. Рисунок 1.2 – Номограмма для определения перспективной интенсивности движения при ежегодном приросте интенсивности по геометрической прогрессии с постоянными темпами роста Рисунок 1.3 – Номограмма для определения перспективной интенсивности движения при ежегодном приросте интенсивности по геометрической прогрессии с убывающими темпами роста Количественно состав транспортного потока выражается в процентном (долевом) составе транспортных средств каждого типа от общего количества транспортных средств в потоке. Одним из основных факторов, из-за которых учет состава транспортного потока необходим при расчетах, является различие динамических и тормозных характеристик легковых и грузовых автомобилей. Именно поэтому в смешанном потоке вероятность возникновения опасных ситуаций выше. В зависимости от преобладания в потоке того или иного типа транспортного средства условно его относят к одной из трех групп: 1. смешанный поток (30-70% легковых автомобилей, 70-30% грузовых автомобилей); 2. преимущественно грузовой (более 70% грузовых автомобилей); 3. преимущественно легковой (более 70 % легковых автомобилей). Необходимость учета состава транспортного потока при расчетах привела к необходимости использования коэффициентов приведения к условному легковому автомобилю. Определение значений этих коэффициентов основано на сравнении динамических габаритов различных типов транспортных средств. Динамический габарит автомобиля D – отрезок полосы дороги, включающий длину автомобиля и дистанцию, необходимую для безопасного следования за впереди идущим автомобилем (рисунок 1.4). Рисунок 1.4 – Динамический габарит автомобиля Значения коэффициентов приведения к условному легковому автомобилю в соответствии с СП 34.13330.2012 «Автомобильные дороги» принимаются в соответствии с таблицей. 1.3. Таблица 1.3 – Значения коэффициентов приведения к условному легковому автомобилю Типы транспортных средств Коэффициент приведения Легковые автомобили, мотоциклы, микроавтобусы 1,0 Грузовые автомобили грузоподъемностью, т: до 2 включительно 2-6 6-8 8-14 свыше 14 1,3 1,4 1,6 1,8 2,0 Автопоезда грузоподъемностью, т: до 12 включительно 12-20 20-30 свыше 30 1,8 2,2 2,7 3,2 Автобусы: малой вместимости средней вместимости большой вместимости сочлененные 1,4 2,5 3,0 4,6 Троллейбусы 4,6 Еще одной немаловажной характеристикой транспортного потока является скорость движения. Различают следующие виды скоростей движения: расчетную, мгновенную (на конкретном участке дороги), эксплуатационную, техническую, свободного движения. Расчетная скорость – максимальная безопасная скорость одиночных легковых автомобилей, обеспечиваемая дорогой при условиях хорошей видимости, на ровном и шероховатом покрытии, в сухую погоду. Мгновенная скорость – скорость, наблюдаемая в конкретном сечении дороги. Различают три мгновенных скорости: 1. скорость 15% обеспеченности – скорость медленно движущихся автомобилей; 2. скорость 50% обеспеченности – средняя мгновенная скорость всех автомобилей в потоке; 3. скорость 85% обеспеченности – скорость, которую не превышает основная часть потока автомобилей (обычно используется при выборе средств организации движения и введении ограничения скоростей). Эксплуатационная скорость (скорость сообщения) – средняя на рассматриваемом маршруте или участке дороги скорость с учетом задержек, определяемая делением пройденного расстояния на время его проезда (время сообщения). Техническая скорость – средняя на рассматриваемом маршруте или участке дороги скорость, не учитывающая задержки и остановки в пути. Скорость свободного движения – скорость автомобиля при отсутствии взаимного влияния автомобилей между собой (сказывается влияние только дорожных условий). Скорости движения определяются следующими способами: 1. измерения на сечении (мгновенные скорости); 2. контрольные заезды в условиях реального движения с измерением в характерных местах дороги по тарированному спидометру или записью с помощью специальной аппаратуры. Интервалы между автомобилями могут в значительной степени изменяться, в том числе при высокой интенсивности движения. На их величину влияют скорости и интенсивности движения. Существенное перераспределение интервалов наблюдается при появлении в потоке грузовых автомобилей или автобусов, имеющих низкие скорости. Интервалы измеряют между передними бамперами двух последовательно идущих в потоке автомобилей. При оценке максимальной пропускной способности рассматриваются интервалы во времени, принимаемые большинством водителей при выполнении маневров (таблица 1.4). Таблица 1.4 – Интервалы во времени, принимаемые большинством водителей при выполнении маневров Участок Интервалы времени, с Среднее значение, с Пересечение потоков 9-14 12 Слияние потоков 3,5-6 5 Переплетение потоков 2-6 4 Плотность движения – число автомобилей на единицу длины дороги (как правило на 1 км). В общем виде соотношение между интенсивностью, плотностью и скоростью описывается основным уравнением транспортного потока: q = k v (7), где q – интенсивность движения, ед/ч; k – плотность транспортного потока, ед/км; v – скорость транспортного потока, км/ч. Графически эта зависимость представлена на рисунке 1.5. График зависимости между интенсивностью и плотностью обычно называют основной диаграммой транспортного потока. На этом графике прослеживаются основные закономерности изменения состояния транспортного потока. Первая граничная точка соответствует нулевой интенсивности и плотности и характеризует свободные условия движения. Первоначально увеличение плотности вызывает возрастание интенсивности движения, и этот процесс продолжается до достижения пропускной способности дороги. Дальнейшее увеличение плотности приводит к значительному ухудшению условий движения, возникновению заторовых ситуаций, снижению интенсивности движения. Вторая граничная точка соответствует полной остановке движения при максимальной плотности и нулевой интенсивности. Рисунок 1.5 – Зависимости интенсивности, плотности и скорости Состояние потока автомобилей и условия движения на дороге характеризуются уровнем удобства движения, являющимся комплексным показателей экономичности, удобства и безопасности движения. Основными характеристиками уровней удобства являются: • коэффициент загрузки движением: ; (8) • коэффициент скорости: ; (9) • коэффициент насыщения движением: , (10) где N – интенсивность движения, ед/ч; P – практическая пропускная способность, ед/ч; vz – средняя скорость движения при рассматриваемом уровне удобства, км/ч; v0 – скорость движения в свободных условиях при уровне удобства А, км/ч; qz – средняя плотность движения, ед/км; qmax – максимальная плотность движения, ед./км. Уровни удобства, характеризующие изменение взаимодействия автомобилей в транспортном потоке, следует использовать для обоснования числа полос движения как на всей дороге, так и на ее отдельных участках (в первую очередь на тех, где в дальнейшем будет затруднена реконструкция: большие мосты; участки, проходящие через плотную застройку; участки с высокими насыпями и др.); для обоснования ширины полосы отвода; для выбора средств регулирования движения. Характеристики уровней удобства движения в соответствии с СП 34.13330.2012 «Автомобильные дороги» приведены в таблице 1.5. Таблица 1.5 – Характеристики уровней удобства движения Уровень удобства движения Z C ρ Хар-ка потока автомобилей Состояние потока Эмоциональная загрузка водителя Удобство работы водителя Экономическая эффективность дороги А <0,2 >0,9 <0,1 Движение в свободных условиях, взаимодействие отсутствует Свободное Низкая Удобно Неэффективная Б 0,2-0,45 0,7-0,9 0,1-0,3 Движение в группах, большое кол-во обгонов Частично связанное Нормальная Мало удобно Малоэффективная В 0,45-0,7 0,55-0,7 0,3-0,7 В потоке еще имеются большие интервалы, обгоны затруднены Связанное Высокая Неудобно Эффективная Г-а 0,7-1,0 0,4-0,55 0,7-1,0 Сплошной поток, движение с малыми скоростями Насыщенное Очень высокая Очень неудобно Неэффективная Г-б до 1,0 до 0,4 1,0 Движение с остановками, возникают заторы Плотное насыщенное Очень высокая Очень неудобно Неэффективная Уровень удобства А соответствует условиям, при которых отсутствует взаимодействие между автомобилями. Водители свободны в выборе скоростей максимальные скорости на горизонтальном участке более 70 км/ч. Максимальная интенсивность движения не превышает 20% от пропускной способности. Скорость практически не снижается с ростом интенсивности движения. По мере увеличения загрузки число дорожно-транспортных происшествий несколько уменьшается, но практически все они имеют тяжелые последствия. При уровне удобства Б проявляется взаимодействие между автомобилями, возникают отдельные группы автомобилей, увеличивается число обгонов. При верхней границе уровня Б число обгонов наибольшее. Максимальная скорость на горизонтальном участке составляет примерно 80% от скорости в свободных условиях, максимальная интенсивность – 50% от пропускной способности. Скорости движения быстро снижаются по мере роста интенсивности. Число дорожно-транспортных происшествий увеличивается с ростом интенсивности движения. При уровне удобства В происходит дальнейший рост интенсивности движения, что приводит к появлению колонн автомобилей. Число обгонов сокращается по мере приближения интенсивности к предельной для данного уровня. Максимальная скорость на горизонтальном участке составляет 70% от скорости в свободных условиях; отмечаются колебания интенсивности движения в течение часа. Максимальная интенсивность составляет 75% от пропускной способности. С ростом интенсивности движения скорости снижаются незначительно. Общее число дорожно-транспортных происшествий увеличивается с ростом интенсивности движения. Уровни удобства Г характеризуют изменение движения плотного потока автомобилей при интенсивности, близкой и равной пропускной способности. При уровне удобства Г-а создается колонное движение с небольшими разрывами между колоннами. Обгоны отсутствуют. Между проходами автомобилей в потоке преобладают интервалы меньше 2 с. Наибольшая скорость составляет 50-55% от скорости в свободных условиях. Максимальная интенсивность движения равна пропускной способности; наблюдается значительное колебание интенсивности в течение часа. Скорости движения с ростом интенсивности меняются незначительно. Число дорожно-транспортных происшествий непрерывно увеличивается и начинает несколько снижаться при интенсивности движения, близкой к пропускной способности. При уровне удобства Г-бавтомобили движутся непрерывной колонной с частыми остановками; скорость в периоды их движения составляет 35-40% от скорости в свободных условиях, а при заторах равна нулю. Интенсивность меняется от нуля до интенсивности, равной пропускной способности. Число дорожно-транспортных происшествий уменьшается по сравнению с другими уровнями. Снижаются также их тяжесть и величина потерь. Тема 2. Регулирование работы пересечений. Светофорные циклы Понятие эффективной длительности фазы регулирования Условия для проектирования светофорного объекта Режимы работы светофорных объектов Понятие светофорного цикла Понятие эффективной длительности фазы регулирования Изучение процесса разъезда транспортных средств на перекрестке показало, что после включения зеленого сигнала автомобилям требуется определенное время для того, чтобы тронуться с места и развить нормальную скорость движения. Но после нескольких секунд очередь транспортных средств движется с более или менее постоянной интенсивностью, которая называется потоком насыщения. Поток насыщения достигается тогда, когда имеется бесконечная очередь транспортных средств, длительность зеленого сигнала для которой равна 100% времени цикла регулирования. 1. Средняя интенсивность движения меньше величины потока насыщения в течение нескольких первых секунд (автомобилям требуется время для разгона до нормальной скорости движения), а также в течение желтого сигнала (некоторые водители решают остановиться, в то время как другие водители продолжают движение). При этом для удобства следует заменить действительные длительности зеленого и желтого сигналов на две составляющие: эффективную длительность зеленого сигнала, в течение которой предполагается движение транспортных средств с интенсивностью потока насыщения; 2. потерянное время, в течение которого предполагается отсутствие всякого движения. В указанном случае пропускная способность будет прямо пропорциональна эффективной длительности зеленого сигнала. С графической точки зрения это означает замену кривой (рисунок 2.1) на прямоугольник равной площади, где высота прямоугольника равна среднему значению потока насыщения, а его основание – эффективной длительности зеленого сигнала. Потерянное время при этом определяется как разница между суммой действительных длительностей зеленого и желтого сигналов и эффективной длительностью зеленого сигнала. В течение фазы регулирования транспортные средствадвижутся в направлении, в котором включен разрешающий сигнал, в период основного такта t0. В период промежуточного такта tп интенсивность движения в сечении стоп-линий постепенно падает до нуля. В начале движения в период основного такта t0 происходит стартовая задержка (tст). Между теминтенсивность движения N в сечении стоп-линий постепенно нарастает идостигает через некоторое время приблизительно постоянного значения MН, равного пропускной способности данного направления. В конце фазы привключении мигающего зеленого сигнала наблюдается торможение и остановкаотдельных транспортных средств (tр). Эффективность разрешающей фазынесколько увеличивается за счет времени tр – «прорыва» на желтый сигналтранспортных средств, которые не смогли своевременно остановиться у стоп-линий. Рисунок 2.1 – Эффективная длительность фазы регулирования и поток насыщения Потерянное время в фазе tпт = tст + tп – tр, а длительность фазы (t0 + tп) будет равна сумме эффективной ее длительности и потерянного времени (tэф + tпт). Показатель MH является максимальной интенсивностью разъезда очередипри полностью насыщенной фазе и называется потоком насыщения. Для практических расчетов рекомендуется принимать tст ≈ tр и tпт ≈ tп. Поэтому потерянное время в цикле можно приближенно считать равным сумме промежуточных тактов, входящих в состав цикла. Содержание Закладки Лекционный материал Курсовая работа Практическая работа Поиск Условия для проектирования светофорного объекта Согласно ГОСТ Р 52289-2004 «Технические средства организации дорожного движения. Правила применения дорожных знаков, разметки, светофоров, дорожных ограждений и направляющих устройств (с Изменениями N 1, 2, 3)» светофорное регулирование на автомобильных дорогах рекомендуется применять при наличии хотя бы одного из четырех нижеприведенных условий. I условие. Интенсивность движения транспортных средств пересекающихся направлений в течение каждого из любых 8 ч рабочего дня недели не менее значений, указанных в таблице 2.1. Таблица 2.1 – Интенсивность движения транспортных потоков пересекающихся направлений Число полос движения в одном направлении Интенсивность движения транспортных средств, ед/ч Главная дорога Второстепенная дорога По главной дороге в двух направлениях По второстепенной дороге в одном, наиболее загруженном направлении 1 1 750 670 580 500 410 380 75 100 125 150 175 190 2 и более 1 900 800 700 600 500 400 75 100 125 150 175 200 2 или более 2 или более 900 825 750 675 600 525 480 100 125 150 175 200 225 240 II условие. Интенсивность движения транспортных средств по дороге составляет не менее 600 ед./ч (для дорог с разделительной полосой – 1000 ед./ч) в обоих направлениях в течение каждого из любых 8 ч рабочего дня недели. Интенсивность движения пешеходов, пересекающих проезжую часть этой же дороги в одном, наиболее загруженном, направлении в то же время составляет не менее 150 пеш./ ч. В населенных пунктах с численностью жителей менее 10 000 чел. значения интенсивности движения транспортных средств и пешеходов по условиям 1 и 2 составляют 70% от указанных. III условие. Значения интенсивности движения транспортных средств и пешеходов по условиям 1 и 2 одновременно составляют 80% или более от указанных. IV условие. На пересечении автомобильных дорог в одном уровне совершено не менее трех дорожно-транспортных происшествий за последние 12 месяцев, которые могли быть предотвращены при наличии светофорной сигнализации. При этом условия 1 или 2 должны выполняться на 80% или более. Необходимость введения светофорного регулирования в местах пересечения автомобильной дороги с велосипедной дорожкой должна рассматриваться в случае, если интенсивность велосипедного движения превышает 50 вел/ч. Режимы работы светофорных объектов Порядок чередования сигналов, их вид и значение, принятые в России, соответствуют международной Конвенции о дорожных знаках и сигналах. Сигналы чередуются в такой последовательности: красный – красный с желтым – зеленый – желтый – красный. При этом длительность сигнала «красный с желтым» рекомендуется устраивать не более 2 с, длительность желтого сигнала – 3 с. Если расчетная длительность промежуточного такта превышает указанные величины, то длительность красного сигнала рекомендуется увеличивать на время превышения. Допускается последовательность включения сигналов: красный — зеленый — желтый — красный, если светофорный объект не включен в систему координированного управления движением. Для информирования водителей и пешеходов о времени, оставшемся до окончания горения зеленого сигнала, допускается применение цифрового табло. На пешеходных переходах, которыми регулярно пользуются слепые и слабовидящие пешеходы, дополнительно к светофорной сигнализации рекомендуется применять звуковую сигнализацию, работающую в согласованном режиме с пешеходными светофорами. В период снижения интенсивности движения до значений менее 50% для условий 1 и 2 светофоры рекомендуется переводить на режим мигания желтого сигнала. По условиям обеспечения безопасности движения допускается оставлять эти светофоры в режиме трехцветной сигнализации в течение суток. Расчет режимов работы светофорного объекта (времени цикла, времени пофазных разъездов) рекомендуется проводить для трех программ для разных периодов суток (утро, день, вечер) и определяемых в ходе изучения условий движения на данном участке автомобильной дороги. Тема 2. Регулирование работы пересечений. Светофорные циклы Понятие эффективной длительности фазы регулирования Условия для проектирования светофорного объекта Режимы работы светофорных объектов Понятие светофорного цикла Понятие светофорного цикла Схему движения на регулируемом участке рекомендуется выполнять с учетом значения сигналов, определенного Правилами дорожного движения. Если эта последовательность сигналов не может быть осуществлена из-за ограниченных коммутационных возможностей аппаратуры, то, как исключение, может быть применена система с двумя желтыми сигналами. Пример структуры светофорного цикла приведен на рисунке 2.2. Рисунок 2.2 – Структура светофорного цикла: а – с одним промежуточным тактом в каждой фазе; б – с тремя промежуточными тактами; 1-6 – номера тактов Применение промежуточного такта в светофорном цикле рекомендуется для обеспечения безопасности движения в переходный период, когда движение предыдущей группы потоков уже запрещено, а последующая группа разрешение на движение через пересечение еще не получила. В период промежуточного такта движение запрещено за исключением транспортных средств, водители которых не смогли своевременно остановиться у стоп-линий (рисунок 2.3). Рисунок 2.3 – Пример использования основных и промежуточных тактов Длительность промежуточного такта должна быть такой, чтобы автомобиль, подходящий к пересечению автомобильных дорог назеленый сигнал со скоростью свободного движения, при смене сигнала с зеленого на желтый смог либо остановиться у стоп-линий, либо успеть освободить пересечение (миновать конфликтные точки пересечения с автомобилями, начинающими движение в следующей фазе). Остановиться у стоп-линии автомобиль сможет только в том случае, если расстояние от него до стоп-линий будет равно или больше остановочного пути. При назначении схемы светофорного регулирования рекомендуется стремиться к минимальному числу фаз и бесконфликтному пропуску пешеходов. Примеры пофазного разъезда приведены на рисунках 2.4-2.5. Рисунок 2.4 – Пример двухфазного светофорного регулирования на пересечении Рисунок 2.5 – Пример четырехфазного светофорного регулирования на пересечении Пропускная способность левого поворота зависит от интенсивности основного потока. Пропуск левого поворотного потока (количество машин) пропорционален интенсивности встречного направления. Левоповоротный поток рекомендуется пропускать на «просачивание» через встречный прямой поток, от которого зависит длительность основных тактов, если его интенсивность не превышает 120 авт/ч. Если интенсивность левого поворотного потока больше 135 ед/ч (120 авт/ч), то рекомендуется вводить III фазу или использовать другие методы организации дорожного движения по отнесению левого поворота из зоны пересечения автомобильных дорог (рисунок 2.6). Рисунок 2.6 – Примеры выноса левого поворота из зоны пересечения Рисунок 2.7 – Примеры светофорного регулирования на пересечении с обеспечением пропуска транспортного потока с частичным конфликтом через пешеходный поток Рисунок 2.8 – Светофорное регулирование с выделенной пешеходной фазой на пересечении Рисунок 2.9 – Светофорное регулирование с выделением пешеходных фаз на пересечении при наличии широкой разделительной полосы Пропускать транспортный поток на «просачивание» (с частичным конфликтом) через пешеходный поток возможно в случае, если интенсивность транспортного потока не превышает 120 авт/ч, а интенсивность пешеходного – 900 чел/ч (рисунок 2.7). На рисунках 2.8-2.9 приведены примеры организации движения с выделением отдельных фаз в светофорном регулировании для пропуска пешеходных потоков. При увеличении числа фаз регулирования пропускная способность полос снижается. При трехфазном регулировании максимально возможно пропустить по одной полосе 700 ед/ч, а при четырехфазном регулировании – 600 ед/ч. Тема 3. Элементы планировочной инфраструктуры и улично-дорожной сети Согласно Приказу Минфина России от 05.11.2015 № 171н «Об утверждении Перечня элементов планировочной структуры, элементов улично-дорожной сети, элементов объектов адресации, типов зданий (сооружений), помещений, используемых в качестве реквизитов адреса, и Правил сокращенного наименования адрес ообразующих элементов» утвержден ряд элементов планировочной структуры и улично-дорожной сети (УДС). Элементы планировочной структуры – части города, функциональные зоны его территории с организацией связи транспортной системы между местами работы населения и жилыми районами. Границами элементов являются красные линии, установленные в проекте планировки территории. Красные линии – линии, которые обозначают существующие, планируемые (изменяемые, вновь образуемые) границы территорий общего пользования и (или) границы территорий, занятых линейными объектами и (или) предназначенных для размещения линейных объектов. К элементам планировочной структуры относят: валы, зоны (массивы), кварталы, месторождения, микрорайоны, набережные, острова, парк, порт, районы, сады, скверы, территории, территории садоводческих некоммерческих товариществ, территории огороднических некоммерческих товариществ, территории дачных некоммерческих товариществ, территории садоводческих потребительских кооперативов, территории огороднических потребительских кооперативов, территории дачных потребительских кооперативов, территории садоводческих некоммерческих партнерств, территории огороднических некоммерческих партнерств, территории дачных некоммерческих партнерств, территории товариществ собственников недвижимости, юрты. К элементам улично-дорожной сети относят: аллеи, бульвары, магистрали, переулки, площади, проезды, проспекты, проулки, разъезды, спуски, тракты, тупики, улицы, шоссе. Согласно СП 42.13330.2016 Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений. Актуализированная редакция СНиП 2.07.01-89* (с Изменением N 2) при проектировании городских и сельских поселений следует предусматривать единую систему транспорта и улично-дорожной сети в увязке с планировочной структурой поселения и прилегающей к нему территории, обеспечивающую удобные, быстрые и безопасные транспортные связи со всеми функциональными зонами, с другими поселениями системы расселения, объектами, расположенными в пригородной зоне, объектами внешнего транспорта и автомобильными дорогами общей сети. Пропускную способность сети улиц, дорог и транспортных пересечений, число мест хранения автомобилей следует определять исходя из уровня автомобилизации на расчетный срок, автомобилей на 1000 чел.: 350 легковых автомобилей, включая 3-4 такси и 2-3 ведомственных автомобиля, 25-40 грузовых автомобилей в зависимости от состава парка. Число мотоциклов и мопедов на 1000 чел. следует принимать 50-100 единиц для городов с населением свыше 100 тыс. чел. и 100-150 единиц для остальных поселений.В региональных градостроительных нормативах указанный уровень автомобилизации допускается уточнять (уменьшать или увеличивать) в зависимости от местных условий. Улично-дорожную сеть населенных пунктов следует проектировать в виде непрерывной системы с учетом функционального назначения улиц и дорог, интенсивности транспортного, велосипедного и пешеходного движения, архитектурно-планировочной организации территории и характера застройки. В составе улично-дорожной сети следует выделять улицы и дороги магистрального и местного значения, а также главные улицы. Категории улиц и дорог городов следует назначать в соответствии с классификацией, приведенной в таблице 3.1. Расчетные параметры улиц и дорог городов следует принимать по таблице 3.2, сельских поселений – по таблице 3.3. В конце проезжих частей тупиковых улиц и дорог следует устраивать площадки с островками диаметром не менее 16 м для разворота автомобилей и не менее 30 м при организации конечного пункта для разворота средств общественного пассажирского транспорта. Использование поворотных площадок для стоянки автомобилей не допускается. На магистральных улицах регулируемого движения допускается предусматривать велосипедные дорожки, выделенные разделительными полосами. В зонах массового отдыха населения и на других озелененных территориях следует предусматривать велосипедные дорожки, изолированные от улиц, дорог и пешеходного движения. Велосипедные дорожки могут устраиваться одностороннего и двустороннего движения при наименьшем расстоянии безопасности от края велодорожки: 1. до проезжей части, опор, деревьев – 0,75 м; 2. тротуаров – 0,5 м; 3. стоянок автомобилей и остановок общественного транспорта – 1,5. Таблица 3.1 – Классификация дорог и улиц Категория дорог и улиц Основное назначение дорог и улиц Магистральные дороги скоростного движения Скоростная транспортная связь между удаленными промышленными и планировочными районами в крупнейших и крупных городах; выходы на внешние автомобильные дороги, к аэропортам, крупным зонам массового отдыха и поселениям в системе расселения. Пересечения с магистральными улицами и дорогами в разных уровнях регулируемого движения Транспортная связь между районами города на отдельных направлениях и участках преимущественно грузового движения, осуществляемого вне жилой застройки, выходы на внешние автомобильные дороги, пересечения с улицами и дорогами, как правило, в одном уровне Магистральные улицы общегородского значения непрерывного движения Транспортная связь между жилыми, промышленными районами и общественными центрами в крупнейших, крупных и больших городах, а также с другими магистральными улицами, городскими и внешними автомобильными дорогами. Обеспечение движения транспорта по основным направлениям в разных уровнях регулируемого движения Транспортная связь между жилыми, промышленными районами и центром города, центрами планировочных районов; выходы на магистральные улицы и дороги и внешние автомобильные дороги. Пересечения с магистральными улицами и дорогами, как правило, в одном уровне Магистральные улицы районного значения транспортно-пешеходные Транспортная и пешеходная связи между жилыми районами, а также между жилыми и промышленными районами, общественными центрами, выходы на другие магистральные улицы пешеходно-транспортные Пешеходная и транспортная связи (преимущественно общественный пассажирский транспорт) в пределах планировочного района Улицы и дороги местного значения улицы в жилой застройке Транспортная (без пропуска грузового и общественного транспорта) и пешеходная связи на территории жилых районов (микрорайонов), выходы на магистральные улицы и дороги регулируемого движения улицы и дороги в научно-производственных, промышленных и коммунально-складских зонах (районах) Транспортная связь преимущественно легкового и грузового транспорта в пределах зон (районов), выходы на магистральные городские дороги. Пересечения с улицами и дорогами устраиваются в одном уровне пешеходные улицы и дороги Пешеходная связь с местами приложения труда, учреждениями и предприятиями обслуживания, в том числе в пределах общественных центров, местами отдыха и остановочными пунктами общественного транспорта парковые дороги Транспортная связь в пределах территории парков и лесопарков преимущественно для движения легковых автомобилей проезды Подъезд транспортных средств к жилым и общественным зданиям, учреждениям, предприятиям и другим объектам городской застройки внутри районов, микрорайонов, кварталов велосипедные дорожки Проезд на велосипедах по свободным от других видов транспортного движения трассам к местам отдыха, общественным центрам, а в крупнейших и крупных городах - связь в пределах планировочных районов Таблица 3.2 – Расчетные параметры улиц и дорог в городах Категория дорог и улиц Расчетная скорость движения, км/ч Ширина полосы движения, м Число полос движения Наименьший радиус кривых в плане, м Наибольший продольный уклон, ‰ Ширина пешеходной части тротуара, м Магистральные дороги: скоростного движения 120 3,75 4-8 600 30 - регулируемого движения 80 3,50 2-6 400 50 - Магистральные улицы: общегородского значения: непрерывного движения 100 3,75 4-8 500 40 4,5 регулируемого движения 80 3,50 4-8 400 50 3,0 районного значения: транспортно-пешеходные 70 3.50 2-4 250 60 2,25 пешеходно-транспортные 50 4,00 2 125 40 3,0 Улицы и дороги местного значения: улицы в жилой застройке 40 3,00 2-3* 90 70 1,5 30 3,00 2 50 80 1,5 улицы и дороги научно- 50 3,50 2-4 90 60 1,5 производственных, 40 3,50 2-4 90 60 1,5 промышленных и коммунально-складских районов парковые дороги 40 3,00 2 75 80 - Проезды: основные 40 2,75 2 50 70 1,0 второстепенные 30 3,50 1 25 80 0,75 Пешеходные улицы: основные - 1,00 По расчету - 40 По проекту второстепенные - 0,75 То же - 60 То же Велосипедные дорожки: обособленные 20 1,50 1-2 30 40 - изолированные 30 1,50 2-4 50 30 - * С учетом использования одной полосы для стоянок легковых автомобилей. Примечания: 1. Ширина улиц и дорог определяется расчетом в зависимости от интенсивности движения транспорта и пешеходов, состава размещаемых в пределах поперечного профиля элементов (проезжих частей, технических полос для прокладки подземных коммуникаций, тротуаров, зеленых насаждений и др.), с учетом санитарно-гигиенических требований и требований гражданской обороны. Как правило, ширина улиц и дорог в красных линиях принимается, м: магистральных дорог - 50-75; магистральных улиц - 40-80; улиц и дорог местного значения - 15-25. 2. В условиях сложного рельефа или реконструкции, а также в зонах с высокой градостроительной ценностью территории допускается снижать расчетную скорость движения для дорог скоростного и улиц непрерывного движения на 10 км/ч с уменьшением радиусов кривых в плане и увеличением продольных уклонов. 3. Для движения автобусов и троллейбусов на магистральных улицах и дорогах в больших, крупных и крупнейших городах следует предусматривать крайнюю полосу шириной 4 м; для пропуска автобусов в часы «пик» при интенсивности более 40 ед/ч, а в условиях реконструкции - более 20 ед/ч допускается устройство обособленной проезжей части шириной 8-12 м. На магистральных дорогах с преимущественным движением грузовых автомобилей допускается увеличивать ширину полосы движения до 4 м. 4. В климатических подрайонах IА, IБ и IГ наибольшие продольные уклоны проезжей части магистральных улиц и дорог следует уменьшать на 10 %. В местностях с объемом снегоприноса за зиму более 600 м3/м в пределах проезжей части улиц и дорог следует предусматривать полосы шириной до 3 м для складирования снега. 5. В ширину пешеходной части тротуаров и дорожек не включаются площади, необходимые для размещения киосков, скамеек и т.п. 6. В климатических подрайонах IA, IБ и IГ, в местностях с объемом снегоприноса более 200 м3/м ширину тротуаров на магистральных улицах следует принимать не менее 3 м. 7. В условиях реконструкции на улицах местного значения, а также при расчетном пешеходном движении менее 50 чел/ч в обоих направлениях допускается устройство тротуаров и дорожек шириной 1 м. 8. При непосредственном примыкании тротуаров к стенам зданий, подпорным стенкам или оградам следует увеличивать их ширину не менее чем на 0,5 м. 9. Допускается предусматривать поэтапное достижение расчетных параметров магистральных улиц и дорог, транспортных пересечений с учетом конкретных размеров движения транспорта и пешеходов при обязательном резервировании территории и подземного пространства для перспективного строительства. 10. В малых, средних и больших городах, а также в условиях реконструкции и при организации одностороннего движения транспорта допускается использовать параметры магистральных улиц районного значения для проектирования магистральных улиц общегородского значения. Таблица 3.3 – Расчетные параметры улиц и дорог в сельских поселениях Категория сельских улиц и дорог Основное назначение Расчетная скорость движения, км/ч Ширина полосы движения, м Число полос движения Ширина пешеходной части тротуара, м Поселковая дорога Связь сельского поселения с внешними дорогами общей сети 60 3,5 2 - Главная улица Связь жилых территорий с общественным центром 40 3,5 2-3 1,5-2,25 Улица в жилой застройке: основная Связь внутри жилых территорий и с главной улицей по направлениям с интенсивным движением 40 3,0 2 1,0-1,5 второстепенная (переулок) Связь между основными жилыми улицами 30 2,75 2 1,0 проезд Связь жилых домов, расположенных в глубине квартала, с улицей 20 2,75-3,0 1 0-1,0 Хозяйственный проезд, скотопрогон Прогон личного скота и проезд грузового транспорта к приусадебным участкам 30 4,5 1 - На нерегулируемых перекрестках и примыканиях улиц и дорог, а также пешеходных переходах необходимо предусматривать треугольники видимости.В условиях сложившейся капитальной застройки, не позволяющей организовать необходимые треугольники видимости, безопасное движение транспорта и пешеходов следует обеспечивать средствами регулирования и специального технического оборудования. На магистральных улицах и дорогах регулируемого движения в пределах застроенной территории следует предусматривать пешеходные переходы в одном уровне с интервалом 200-300 м. На селитебных территориях и на прилегающих к ним производственных территориях следует предусматривать гаражи и открытые стоянки для постоянного хранения не менее 90 % расчетного числа индивидуальных легковых автомобилей при пешеходной доступности не более 800 м. Открытые стоянки для временного хранения легковых автомобилей следует предусматривать из расчета не менее чем для 70 % расчетного парка индивидуальных легковых автомобилей. На территории жилых районов и микрорайонов в больших, крупных и крупнейших городах следует предусматривать места для хранения автомобилей в подземных гаражах из расчета не менее 25 машино-мест на 1 тыс. жителей. Расстояния от наземных и наземно-подземных гаражей, открытых стоянок, предназначенных для постоянного и временного хранения легковых автомобилей, и станций технического обслуживания до жилых домов и общественных зданий, а также до участков школ, детских яслей-садов и лечебных учреждений стационарного типа, размещаемых на селитебных территориях, следует принимать не менее приведенных в таблице 3.4. Таблица 3.4 – Нормативные расстояния от мест хранения автомобилей до зданий Здания, до которых определяется расстояние Расстояние, м от гаражей и открытых стоянок при числе легковых автомобилей от станций технического обслуживания при числе постов 10 и менее 11-50 51-100 101-300 10 и менее 11-30 Жилые дома 10** 15 25 35 15 25 В том числе торцы жилых домов без окон 10** 10** 15 25 15 25 бщественные здания 10** 10** 15 25 15 20 Общеобразовательные школы и детские дошкольные учреждения 15 25 25 50 50 * Лечебные учреждения со стационаром 25 50 * * 50 * * Определяется по согласованию с органами Государственного санитарно-эпидемиологического надзора. ** Для зданий гаражей III-V степеней огнестойкости расстояния следует принимать не менее 12 м. Примечания: 1. Расстояния следует определять от окон жилых и общественных зданий и от границ земельных участков общеобразовательных школ, детских дошкольных учреждений и лечебных учреждений со стационаром до стен гаража или границ открытой стоянки. 2. Расстояния от секционных жилых домов до открытых площадок вместимостью 101-300 машин, размещаемых вдоль продольных фасадов, следует принимать не менее 50 м. 3. Для гаражей I-II степеней огнестойкости указанные в таблице 10 расстояния допускается сокращать на 25 % при отсутствии в гаражах открывающихся окон, а также въездов, ориентированных в сторону жилых и общественных зданий. 4. Гаражи и открытые стоянки для хранения легковых автомобилей вместимостью более 300 машино-мест и станции технического обслуживания при числе постов более 30 следует размещать вне жилых районов на производственной территории на расстоянии не менее 50 м от жилых домов. Расстояния определяются по согласованию с органами Государственного санитарно-эпидемиологического надзора. 5. Для гаражей вместимостью более 10 машин указанные в таблице 10 расстояния допускается принимать по интерполяции. 6. В одноэтажных гаражах боксового типа, принадлежащих гражданам, допускается устройство погребов. Гаражи ведомственных автомобилей и легковых автомобилей специального назначения, грузовых автомобилей, такси и проката, автобусные и троллейбусные парки, трамвайные депо, а также базы централизованного технического обслуживания и сезонного хранения автомобилей и пункты проката автомобилей следует размещать в производственных зонах городов. Автозаправочные станции (АЗС) следует проектировать из расчета одна топливораздаточная колонка на 1200 легковых автомобилей, принимая размеры их земельных участков для станций: 1. на 2 колонки – 0,1 га; 2. на 5 колонок – 0,2 га; 3. на 7 колонок – 0,3 га; 4. на 9 колонок – 0,35 га; 5. на 11 колонок – 0,4 га. Расстояния от АЗС с подземными резервуарами для хранения жидкого топлива до границ земельных участков детских дошкольных учреждений, общеобразовательных школ, школ-интернатов, лечебных учреждений со стационаром или до стен жилых и других общественных зданий и сооружений следует принимать не менее 50 м. Указанное расстояние следует определять от топливораздаточных колонок и подземных резервуаров для хранения жидкого топлива. Расстояния от АЗС, предназначенных для заправки только легковых автомобилей в количестве не более 500 машин в сутки, до указанных объектов допускается уменьшать, но принимать не менее 25 м. Назад Далее Содержание Закладки Лекционный материал Курсовая работа Практическая работа Поиск Тема 4. Транспортные развязки на улично-дорожной сети Простые пересечения и примыкания в одном уровне следует проектировать при суммарной перспективной интенсивности движения менее 1000 авт/сут. На пересечениях в одном уровне должна быть обеспечена боковая видимость, рассчитываемая из условия видимости с главной дороги автомобиля, ожидающего на второстепенной дороге момента безопасного выезда на главную дорогу. Значения расстояний для обеспечения боковой видимости приведены в таблице 4.1. Таблица 4.1 – Значения расстояний для обеспечения боковой видимости Интенсивность движения по главной дороге, авт./сут Минимальное расстояние видимости автомобиля по главной дороге Lгл, м Минимальное расстояние видимости поверхности дороги, м главной lгл второстепенной lвтп 1000 250 140 75 2000 250 140 75 3000 300 150 75 4000 400 175 100 5000 600 175 100 При эксплуатации дорог варианты планировочных решений пересечения следует выбирать по номограмме. Окончательное планировочное решение (рисунок 4.1) устанавливается технико-экономическим расчетом по размеру суммарных приведенных затрат. При этом следует учитывать строительную стоимость пересечения, затраты на ремонт и содержание, эксплуатационные и автотранспортные расходы по каждому варианту, потери народного хозяйства от дорожно-транспортных происшествий и от изъятия земельных угодий. Рисунок 4.1 – Схемы планировочных решений пересечений: а – простое необорудованное пересечение; б – частично канализированное пересечение с направляющими островками на второстепенной дороге; в, г – полностью канализированное примыкание и пересечение с направляющими островками на обеих дорогах, с переходно-скоростными полосами; д – кольцевые саморегулируемые пересечения. Элементы пересечений в одном уровне Все элементы пересечений в одном уровне должны обеспечивать возможность плавного выполнения маневров поворота, без помех и чрезмерного снижения скорости, в особенности при движению по главному направлению. Ширину полосы движения для главной дороги II и III категорий рекомендуется принимать равной 3,75 м в обе стороны от пересечения на длине не менее указанной в таблице 4.2. Таблица 4.2 – Зависимость ширины проезжей части от интенсивности движения Интенсивность движения по главной дороге, авт./сут < 2000 2000–3000 3000–4000 4000–5000 Наименьшая длина полосы шириной 3,75 м в обе стороны от пересечения по главной дороге, м 150 200 500 900 Ширину полосы движения на главной дороге IV категории принимают 3,5 м. Ширину проезжей части второстепенных дорог в пределах пересечения для всех категорий при двухполосном движении назначают не менее 7 м на длине не менее 50 м. Ширину полосы движения на съездах канализированных пересечений, считая от места примыкания к проезжей части основной дороги, принимают по таблице 4.3. Таблица 4.3 – Ширины полос движения на съездах канализированных пересечений Радиус съезда, м Ширина проезжей части съезда, м, при окаймлении ее скошенным бордюром высотой 15 – 20 см Ширина съезда без окаймления бордюром (или с бордюром высотой 6 – 8 см), м с двух сторон с одной стороны 10 5,8 5,5 5,0 20 5,2 4,8 4,3 25 5,2 4,8 4,3 30 5,2 4,7 4,2 40 5,0 4,5 4,0 50 5,0 4,5 4,0 60 4,7 4,2 4,0 Обочины в пределах пересечения желательно назначать на главной дороге шириной 3,75 м, навторостепенной не менее 2,5 м. Обочины должны быть укреплены на всю ширину. Длина их должна быть не менее значений, приведенных в таблице 4.4. Таблица 4.4 – Длины переходных кривых Радиус с круговой кривой, м Наименьшая длина переходной кривой, м входной выходной 30 17,0 15,0 25 17,5 16,5 20 18,5 17,0 15 20,0 18,5 Улучшение расположения и планировки пересечений Следует устранять примыкания дорог под очень острыми углами. Пересечения или сопряжения дорог под углом менее 25° характеризуются, как правило, повышенной аварийностью, а под углом менее 10° – опасны. Исправление таких пересечений возможно двумя путями – перестройка места сопряжения дорог, чтобы оси пересекались под оптимальными углами 50 – 75°, или устройством дополнительной полосы движения для автомобилей, осуществляющих поворот (рисунок 4.2). Рисунок 4.2 – Способы реконструкции примыканий дорог: а – неправильная планировка примыкания; б – улучшение условий движения путей смещения места примыкания; в – устройство дополнительной полосы В виде исключения на примыкании обходов населенных пунктов допускается уменьшение угла пересечения дорог до 30° при обязательном полном канализировании движения (рисунок 4.3). Рисунок 4.3 – Рекомендуемые схемы планировки пересечений в одном уровне на обходе городов: а, б – неправильная схема без разделения дорог на главную и второстепенную; в, г – рекомендуемые схемы при невысокой интенсивности движения на второстепенной дороге; д,е – то же, при высокой интенсивности; 1 – главная дорога; 2 – второстепенная дорога; 3 – распределительная полоса Раздвижка пересечений уменьшает опасность конфликтных точек (рисунок 4.4). Рисунок 4.4 – Перестройка пересечения на два смещенных примыкания: а – без переходно-скоростных полос; б – с переходно-скоростными полосами; в – схема изменения пересечения Канализированные пересечения Планировка канализированных пересечений должна удовлетворять следующим требованиям: 1. быть простой и понятной; 2. точки пересечения траекторий движения автомобилей по возможности должны быть удалены друг от друга; 3. в каждый момент времени водитель должен иметь выбор не более чем одного из двух возможных направлений движения; 4. островки и разграничительные линии на пересечениях канализированного типа должны разделять скоростные, транзитные и поворачивающие транспортные потоки. Расположение островков в плане должно как бы перекрывать возможность объезда островка слева (рисунок 4.5). Рисунок 4.5 – Зрительное перекрытие островками неправильного направления движения: а – водитель видит просвет между островками и может поехать по неправильному пути; б – возможное неверное направление движения перекрыто островком; 1 – зона видимости полосы движения; 2 – траектория движения; 3 – осевая линия Для улучшения условий движения на канализированных пересечениях (рисунок 4.6) применяют следующие виды островков: 1. центральные каплеобразные островки на второстепенной дороге; 2. направляющие островки на оси главной дороги для обеспечения левых поворотов с основной дороги на второстепенные; 3. треугольные вспомогательные островки на второстепенной дороге для разделения транзитного и поворачивающего направо потоков движения. Рисунок 4.6 – Направляющие островки на примыкании в одном уровне При определении длины участка торможения следует исходить из условия полной остановки автомобиля, движущегося с начальной скоростью, равной разрешенной максимальной, и с замедлением 1,5 м/с2. Длина участка накопления назначается по таблице 4.5. Таблица 4.5 – Длины участков накопления левоповоротного потока Интенсивность движения по главной дороге в одном направлении, авт./сут Длина участка накопления, м, при интенсивности левоповоротного движения на второстепенную дорогу, авт./сут 500-1000 1000-2000 4000 20 50 6000 20 50 8000 30 70 10000 55 130 Кольцевые пересечения Различают четыре типа пересечений с центральными островками: с малым D < 25 м (рисунок 4.7, а), с средним D = 30 – 60 м, с большим D > 60 м (рисунок 4.7, б) и с эллиптическим центральным островком, вытянутым по направлению более загруженной дороги (рисунок 4.7, в). Рекомендуемые области применимости таких пересечений приведены в таблице 4.6. Рисунок 4.7 – Планировочные схемы кольцевых пересечений Таблица 4.6 – Рекомендуемые области применения кольцевых пересечений Виды планировок кольцевых пересечений Категории пересекающихся дорог Условия применимости Кольцевые пересечения с малыми центральными островками и увеличенным числом полос движения Iб ´Iб Iб ´II Iб ´III 1) При реконструкции и капитальном ремонте автомобильных дорог 2) При новом строительстве: а) в пригородной зоне; б) в пределах малых населенных пунктов; в) в районах с высокой стоимостью сельскохозяйственных угодий и в других стесненных условиях на основе технико-экономического сравнения с вариантами пересечения в разных условиях Кольцевые пересечения с средним диаметром центральных островков III´III При ∑ N ≤5000 авт./сут на основе технико-экономического сравнения с вариантом кольцевого пересечения с средним диаметром центрального островка Кольцевые пересечения с большими центральными островками II´II II´III III´III При 5000 < ∑ N ≤ 9000 ÷ 10000 авт./сут и числе пересекающихся дорог n≥ 5 Кольцевые пересечения, обеспечивающие лучшие условия движения более загруженному направлению (с эллиптическими центральными островками) Iб ´II Iб ´III Iб ´IV II´III II´IV При Nгл ≥ 3Nвт на основе технико-экономического сравнения с вариантом пересечения в разных уровнях Фактические скорости движения по кольцевым пересечениям зависят от размеров островков (таблица 4.7): Таблица 4.7 – Зависимость скорости движения по кольцевому пересечению от диаметра островков Диаметр островков, м 15 30 60 Скорость, км/ч 18–20 25 30 Расчетная скорость движения на кольцевом пересечении должна быть не ниже 30 км/ч, составляя не менее 3/4 от средней скорости на подходе к пересечению по дороге наиболее высокой категории (таблица 4.8). Таблица 4.8 – Расчетные скорости движения на кольцевых пересечениях Категория дороги Расчетная скорость, км/ч из условия наименьших транспортных затрат из условия обеспечения безопасности движения минимальная для особо стесненных условий I 56 50 45 II 55 45 40 III 50 38 30 IV 40 30 25 Ширину полосы движения на кольцевой части пересечения назначают в зависимости от диаметра центрального островка (таблица 4.9): Таблица 4.9 – Ширины полос движения на кольцевых пересечениях Диаметр островка, м 60 80 100 и более Ширина одной полосы движения, м 5,5 5,0 4,5 Железнодорожные переезды Опасность железнодорожных переездов оценивают показателем: , где Nа – интенсивность движения по автомобильной дороге, авт./сут; Nп – интенсивность движения по железной дороге, поездов/сут; Коб – коэффициент оборудования переезда; S – расстояние видимости приближающегося к переезду поезда, м. Значения коэффициента оборудования Коб для различных технических средств приведены в таблице 4.10. Таблица 4.10 – Значение коэффициента оборудования ж/д-переезда Оборудование переезда Коэффициент Коб Дорожные знаки 4,0 Механический шлагбаум без сигнализации 11,0 То же, с оповестительной сигнализацией 18,0 То же, с оповестительной и светофорной сигнализациями 25,0 Автоматическая светофорная сигнализация 45,0 Автоматический шлагбаум с автоматической светофорной сигнализацией 61,0 Показатель Ка характеризует степень опасности на железнодорожном переезде: Ка <1,0 1,0 – 2,0 2,0 – 3,0 >3,0 Опасность переезда Неопасный Мало опасный Опасный Очень опасный При невозможности обеспечить требования видимости на подходах к переездам вводят ограничения скорости движения автомобилей. Значение допустимой скорости vдоп в зоне переезда устанавливают в зависимости от расстояния видимости приближающегося к переезду поезда: S, м < 50 50 – 100 100 – 200 200 – 400 vдоп, км/ч Знак 2.5 40 50 60 Классификация городских пересечений с развязкой движения в разных уровнях Пересечения классифицируют по полноте развязки поворачивающих потоков, по числу уровней пересечения потоков и по схеме организации левоповоротного движения. По полноте развязки поворачивающих потоков пересечения бывают полные и неполные (рисуноки 4.8 и 4.9). Пересечения в разных уровнях называют полными, если на них отсутствуют конфликтные точки пересечения потоков и каждый из поворачивающих потоков движений по отдельному съезду. При отсутствии хотя бы одного из левоповоротных съездов пересечение относится к неполным, так как на нем либо не обеспечивается движение по всем направлениям либо имеются конфликтные точки пересечения. Рисунок 4.8 – Неполные пересечения в разных уровнях: а, б – ромб; в – неполный «клеверный лист»; г, д – улучшенный «клеверный лист». Рисунок 4.9 – Полные пересечения в разных уровнях: а – «клеверный лист»; б – тo же, с переходно-скоростными полосами; в – обжатый «клеверный лист». По числу уровней пересечения потоков пересечения разделяют на развязки в двух, трех и четырех уровнях. Наиболее распространены развязки в двух уровнях. Транспортная развязка в трех уровнях в 2.5..3 раза дороже развязки в двух уровнях. По схеме организации левоповоротного движения пересечения в разных уровнях делят на развязки с петлеобразными левоповоротными съездами типа «клеверный лист», полупрямыми и прямыми левоповоротными съездами и съездами свободных очертании на сложных развязках с тремя и более пересекающимися направлениями. Городские неполные пересечения в разных уровнях Полные транспортные развязки требуют для своего размещения больших площадей, найти которые в городе, особенно в условиях сложившейся застройки, часто невозможно. Развязка типа «прокол» является простейшей неполной транспортной развязкой (рисунок 4.10). Рисунок 4.10 – Схема транспортной развязки типа «прокол» Такие развязки обеспечивают пропуск только транзитных потоков, конфликтные точки на них отсутствуют. При необходимости пропуск поворачивающих потоков обеспечивают за счет светофорного регулирования (рисунок 4.11). Рисунок 4.11 – Схема неполной транспортной развязки со светофорным регулированием (сплошные линии – непрерывное движение, пунктирные – регулируемое) На магистральных улицах шириной в красных линиях более 50 м возможно размещение транспортной развязки с левоповоротными съездами по наиболее загруженным направлениям. Прямое движение и левый поворот с второстепенного направления развязывают с помощью светофорного регулирования. Транспортные развязки типа «улучшенный неполный клеверный лист» часто применяются на предмостовых площадях. Пропускную способность на неполных транспортных развязках рассчитывают для прямых и поворачивающих направлений. По главному направлению, не имеющему помех от поворачивающего движения (рисунок 4.12, a), пропускная способность ограничиваете числом полос движения. Пропускную способность по этому направлению рассчитывают как для перегона улицы с учетом коэффициентов многополосности. Примыкания съездов к пересекающимся направлениям проектируют как канализированные пересечения, выбирая параметры коробовых кривых с ориентацией на расчетную скорость 25 км/ч (рисунок 4.12, б, г). Рисунок 4.12 – Планировочное решение неполного пересечения в разных уровнях: а – схема развязки; б – планировка узла А; в – планировка узла Б; г – планировка узла В; 1 – точки слияния потоков, 2 – конфликтные точки, образуемые левоповоротными потоками Полные пересечения в разных уровнях На полных транспортных развязках пересечения потоков устранены, но имеются конфликтные точки, возникающие при маневрировании поворачивающих потоков. Эти точки разветвления, возникающие перед началом съезда, слияния потоков после выхода со съезда и переплетения потоков на участке, который расположен между двумя съездами (рисунок 4.13). Рисунок 4.13 – Конфликтные точки на транспортных развязках: а–г – разделения; д – з – слияния; и, к – переплетения В зависимости от интенсивностей сливающихся потоков безопасность движения обеспечивается последовательным улучшением планировочного решения: уменьшение угла встречи потоков до 7..8°, устройством переходно-скоростных полос, устранением конфликтной точки слияния за счет выхода со съезда на отдельную полосу основного направления (рисунок 4.13, ж,з). Все левоповоротные съезды по характеру создаваемых ими конфликтных точек можно разделить на восемь типов (рисунок 4.14). Рисунок 4.14 – Типы левоповоротных съездов на транспортных развязках: 1 – съезд на неполных развязках; 2 – петлевой съезд на развязках типа «клеверный лист»; 3, 4 – съезды с использованием распределительного кольца; 5, 6 – полупрямые съезды; 7, 8 – прямые съезды. Транспортная развязка «клеверный лист». Развязки этого типа являются самыми распространенными как на автомобильных дорогах, так и на городских магистралях. Примыкания типа «труба». В транспортной развязке на таких примыканиях один из левых поворотов выполняется по петлевой схеме. Это позволяет развязать движение с помощью только одного путепровода. Транспортная развязка с распределительным кольцом. В развязках этого типа реализована схема организации левого поворота на кольцевых пересечениях (рисунок 4.15). Рисунок 4.15 – Транспортная развязка с распределительными кольцами: а – с двумя путепроводами; б – с пятью путепроводами; в – на пересечении нескольких дорог; г – в городских условиях Транспортные развязки левоповоротного типа. Такие развязки имеют один или несколько прямых или полупрямых левоповоротных съездов. Объединенные съезды требуют двух дополнительных путепроводов, раздельные – четырех. В городских условиях развязки левоповоротного типа требуют больших площадей и применяются, как правило, в незастроенной части города. При необходимости размещения развязки в пределах красных линии левый поворот может быть организован по кратчайшему направлению за счет перемены направления движения на пересекающихся улицах. Транспортные развязки линейного типа. Их применяют главным образом в городских условиях на скоростных магистралях. Левые повороты организуют в основном по схеме полного поворота, а при раздельном трассировании по схеме прямого поворота. Обеспечение видимости на автодорогах, как в продольном профиле, так и в плане имеет весьма важное значение в обеспечении безопасности движения. Обеспечение видимости на пересечении автомобильных дорог и улиц Расстояние видимости для каждого автомобиля определяется по формуле:, где Lp – путь автомобиля за время реакции водителя, м; Lт – тормозной путь автомобиля, м; Lb – расстояние безопасности между автомобилями, м (для расчетов рекомендуется принимать Lb = 2 м). В окончательном виде формула для определения расстояния видимости примет следующий вид:, где v – скорость автомобиля, км/ч; tр – время реакции водителя (1,0 с); φ – коэффициент сцепления шин с покрытием (φ = 0,2 при скользкой дороге, φ = 0,6 в нормальных условиях); i – уклон дороги в долях единицы; Кэ – коэффициент эксплуатационных условий торможения. Рассчитанное значение  обеспечивает необходимое расстояние видимости с учетом тормозного пути автомобиля с полной его остановкой и с необходимым расстоянием безопасности. Расчеты расстояний видимости необходимы для выполнения планировочных решений транспортных узлов пересечений и примыканий дорог и улиц. Часто по результатам расчетов расстояний видимости строят треугольники видимости (рисунок 4.16). Рисунок 4.16 – Треугольник видимости на городском пересечении улиц: Тп – точка пересечения трасс движения автомобиля А и Б; LА и LБ – соответственно минимально необходимые расстояния для остановки автомобиля (минимальные расстояния видимости) Обеспечение видимости в продольном профиле, на кривых в плане участков дорог малых радиусов Расстояние видимости, равное безопасному расстоянию для допустимых скоростей движения, должно быть выдержанным по всей длине автомобильной дороги. Видимость дороги существенно влияет на скорость движения и его безопасность на крутых поворотах в плане, особенно в ночное время. Для обеспечения расчетного расстояния видимости в ночное время радиус горизонтальной кривой должен быть не меньше вычисленного по формуле ,где α – угол раствора пучка света фар (для современных автомобилей равен примерно 20°). Для безопасного движения с высокими скоростями водителям должна быть обеспечена достаточная боковая видимость. Безопасное расстояние боковой видимости в населенных пунктах (рисунок 4.17) определяется по формуле: , где vа – расчетная скорость автомобиля, км/ч; vn – скорость пешехода или автомобиля, пересекающего дорогу или улицу (для бегущего человека vn = 10 км/ч). Рисунок 4.17 – Схема к определению боковой видимости Схема построения границ зоны видимости на криволинейном участке показана на рисунке 4.18. Пунктирной линией выделена граница зоны видимости. Определяя уровень срезки откоса, учитывают, что глаза водителя легкового автомобиля расположены над проезжей частью дороги на высоте 1,2 м. Рисунок 4.18 – Схема построения зоны видимости на криволинейных участках дороги: В – ширина полосы движения; Lв – расчетное расстояние видимости; 1 – траектория перемещения глаз водителя; 2 – граница зоны видимости Так как ограничение видимости в плане характерно для кривых малых радиусов, то, зная величину радиуса круговой кривой, можно расчетным путем установить расстояние Z от траектории перемещения глаза водителя до границы зоны видимости в середине кривой по биссектрисе, когда длина кривой К меньше, чем необходимое расстояние видимости (рисунок 4.19). , где R1– радиус траектории перемещения глаза водителя; d – центральный угол кривой (град.). , где α1 – угол, стягивающий дугу окружности, равную расстоянию видимости (град.): Рисунок 4.19 – Схема к приближенному определению зоны видимости : 1 – приближенная граница зоны видимости Вычислив Z и вычертив приближенную зону видимости, можно предварительно установить необходимость ее расчистки. Если нет возможности получить исходные данные, характеризующие криволинейные участки и углы поворотов из проектных материаловна автодорогу, то их получают натурными обследованиямисоответствующих участков. В этом случае в натуре по пересечениям прямых, примыкающих к криволинейному участку, находят положение и величину вершины угла поворота α (рисунок 4.20). Рисунок 4.20 – Схема к определению радиусов кривых в плане Радиус круговой кривой вычисляют по замеренным углам, тангенсам Т или биссектрисе Б ; . При недоступности вершин углов поворота, а также при значительных радиусах кривых следует пользоваться формулой , где l – половина длины измеренной хорды, δ – величина измеренной стрелки. Безопасность движения на сложных участках горных дорог Для улучшения условий движения на кривых в плане в конце спуска и повышения безопасности движения часто устраивают участки с гравитационным торможением. Рассчитать необходимую длину рабочей части аварийного задерживающего съезда можно по формуле , где v – скорость автомобиля, м/с; g – ускорение свободного падения, м/с2; i – уклон дороги; f – коэффициент сопротивления движению. Повышают безопасность движения на крутых поворотах горных дорог уширением проезжей части и ограничением скорости движения. Уширение проезжей части на крутых поворотах с обязательным нанесением горизонтальной разметки рекомендуется обеспечивать уже при уровне загрузки дорог движением Z = 0,2 – 0,45, особенно если в транспортных потоках регулярно движутся автопоезда. Необходимое уширение проезжей части на крутых поворотах зависит от величины максимального смещения задних колес автомобилей и определяется по следующей формуле: , где R – радиус криволинейного участка дороги, м; L – колесная база автомобиля, м. Ограничение скорости движения на криволинейном участке автодороги с ограниченной видимостью должно соответствовать расчету по формуле , где , м, R – радиус криволинейного участка, м; В – ширина проезжей части, м; Кэ – коэффициент эксплуатационных условий торможения (Кэ = 1,2-1,8); φ – коэффициент сцепления; i – уклон дороги; l0 = 5-10 м – запас пути. Тема 5. Воздействие автомобиля на дорогу и основные требования к ней по обеспечению безопасности движения При движении автомобиля по дороге происходит его пространственное перемещение, как поступательное, так и вращательное на криволинейных участках дороги. При этом возникают вертикальные силы, вызывающие деформацию дорожного покрытия, и касательные усилия в зоне контакта шины колеса с дорожным покрытием, вызывающие относительное смещение верхних слоев дорожного покрытия. Величины последних наиболее значительны при разгоне и торможении автомобиля. Особенно сложным является движение автомобиля на подходах к кривым в плане и на самих кривых. Для предупреждения возникновения значительных вертикальных усилий, оказывающих отрицательное воздействие на подвеску автомобиля и на дорожную одежду, вертикальные вогнутые кривые на дорогах проектируют по максимально возможным радиусам. Траектория и скоростной режим автомобиля во многом зависят от того, насколько детально учтены при проектировании элементов автомобильных дорог психофизиологические характеристики водителя. Ошибки в действиях водителя при управлении автомобилем, особенно при узкой проезжей части, приводят к тому, что автомобиль заезжает на обочину, тем самым разрушая кромку проезжей части, обочину и само дорожное покрытие. Наличие неровностей на проезжей части дороги вызывает колебания автомобиля, вредные для человека, дорожного покрытия и самого автомобиля. Неожиданный наезд автомобиля на большой скорости на неровность может привести к разрушению дорожного покрытия и поломке конструктивных элементов автомобиля. Особенно ухудшается взаимодействие колеса с дорогой при наличии водяной пленки на поверхности дорожного покрытия. Ухудшается сцепление шины колеса с дорожным покрытием, а при высоких скоростях (более 80 км/ч) возникает так называемое явление аквапланирования, заключающееся в образовании водяного клина между колесами автомобиля и поверхностью дорожного покрытия, при этом передние управляемые колеса автомобиля приподнимаются и автомобиль теряет управляемость. Воздействие автомобиля на дорогу усиливается при неблагоприятных погодных условиях и плохом обеспечении отвода воды от дороги. Силы, действующие от колеса автомобиля на дорожное покрытие При движении автомобиля по дороге в зоне контакта шины колеса с дорожным покрытием возникают динамические вертикальные, продольные и поперечные касательные силы, значение которых зависит от типа автомобиля, шины колеса, нагрузки, природно-климатических условий и т. п. На стоящее колесо действует только одна сила – вес автомобиля, приходящийся на это колесо. Особенностью автомобильного колеса является его эластичность. Под действием вертикальной силы колесо деформируется (рисунок 5.1, а), а в месте контакта радиус колеса меньше, чем в других частях колеса, не соприкасающихся с дорожным покрытием. Рисунок 5.1 – Схема сил, действующих на дорожное покрытие: а – стоящее колесо; б – ведущее колесо; в – ведомое колесо: D – размер пятна контакта колеса с дорожным покрытием; Рср, Ртах – соответственно средний и максимальный прогиб дорожного полотна; R — сила реакции; Gк – вес автомобиля, приходящийся на колесо; Мвр – вращающий момент; Т – сила трения; rк – расстояние от центра колеса до поверхности дорожного покрытия; r – радиус колеса; а – расстояние от мгновенного центра скоростей O до линии действия силы реакции R; Рк – окружная сила; v – скорость движения автомобиля Площадь следа колеса F меняется в пределах 250... 1000 см2. Для одного и того же автомобиля значение F, м2, зависит от нагрузки на колесо: , где Gк – вес автомобиля, приходящийся на колесо, Н; р – давление, Па. Значение р не должно превышать 0,65 МПа на дорогах I–II категорий и 0,55 МПа на дорогах III–V категорий. Различают площадь отпечатка по контуру в форме эллипса (рисунок 5.1, а) и по выступам рисунка протектора. При определении среднего давления в расчете принимают площадь отпечатка по выступам протектора. При расчете дорожной одежды для вычисления р условно принимают площадь отпечатка в виде круга диаметром D, м, равновеликую площади эллипса: . У большинства автомобилей имеются ведущие и ведомые колеса. К ведущим колесам подается вращающий момент Мвр, Нм, от двигателя автомобиля: где Мвр – вращающий момент на коленчатом валу двигателя, Нм; ик – передаточное число коробки передач; иr – передаточное число главной передачи; η – коэффициент полезного действия главной передачи. Действие вращающего момента Мвр вызывает появление в зоне контакта окружной силы Рк, направленной в сторону, обратную движению (рисунок 5.1, б). Сила Рк вызывает горизонтальную силу реакции Т, представляющую собой силу трения в плоскости контакта колеса с дорожным покрытием, при этом Т – Рк. При действии вертикальной силы Gк возникает сила реакции R, которая располагается на расстоянии a впереди по ходу движения автомобиля. • Значение Gк составляет: для грузовых автомобилей (0,65...0,7) G; • для легковых (0,5...0,55) G, • рузовых автомобилей (0,65...0,7) G; • для легковых (0,5...0,55) G, где G – общий вес автомобиля, Н. На ведомое колесо (рисунок 5.1, в) действует сила тяги. Горизонтальная реакция Т – Рк направлена в сторону, противоположную движению. Вертикальная сила реакции R так же, как и в случае ведущего колеса, смещена по ходу движения. Вращающий момент Мвр может быть определен также с учетом окружной силы Рк, Н, и радиуса качения пневматического колеса rк, м: ; , где λ – коэффициент уменьшения радиуса колеса в зависимости от жесткости шин; λ = 0,93...0,96; r – радиус недеформированного колеса, м. В точке О, мгновенном центре скоростей, приложена сила трения (сцепления) колеса с поверхностью дороги. Можно записать: R = Gк; Мвр = TrK + Ra, где а – расстояние от мгновенного центра скоростей до точки приложения силы реакции R. Откуда: , то . Поскольку: . Обозначим: . Тогда: Т = Рк - Рf. Для ведомого колеса можно записать: ; ; ; ; Сопротивление качению зависит от скорости движения, эластичности шины и состояния поверхности дорожного покрытия. Коэффициент сопротивления качению возрастает с увеличением скорости движения, так как кинетическая энергия колеса при наездах на неровности прямо пропорциональна квадрату скорости качения. Практически значениеостается постоянным до скорости движения 50 км/ч для определенного типа дорожного покрытия. При скорости движения более 50 км/ч коэффициент сопротивления качению определяют по формуле: , где ν – скорость движения, км/ч; f – коэффициент сопротивления качению при скорости движения до 50 км/ч. Движение автомобиля возможно при условии Т > Рк. Сила трения достигает наибольшего значения, когда: , где Gca – нагрузка на ведущее колесо (сцепной вес), Н; φ – коэффициент сцепления. Коэффициент сцепления φ – это отношение максимального значения силы тяги на ободе колеса к сцепному весу автомобиля. Различают следующие значения коэффициентов сцепления: • φ – при движении в плоскости качения без скольжения и буксования; • φ1 – при движении в плоскости качения при скольжении и буксовании (коэффициент продольного сцепления); • φ2 – при боковом заносе (коэффициент поперечного сцепления). Между этими коэффициентами сцепления имеются следующие зависимости: ; ; ; , где Yк – поперечная сила. Отсюда: . Результаты исследования показывают следующие количественные зависимости между φ, φ1, φ2: • φ1 = (0,7...0,8)φ; • φ2 = (0,85...0,90)φ1 или φ2= (0,6…0,7)φ. • φ1 = (0,7...0,8)φ; • φ2 = (0,85...0,90)φ1 или φ2= (0,6…0,7)φ. Значение φ зависит от типа и состояния дорожного покрытия, скорости движения и других факторов. При торможении колеса автомобиля часто возникают большие касательные усилия. Сила торможения составляет: , где GKT – вес автомобиля, приходящийся на тормозящие колеса, Н. Движение автомобиля по дороге с поперечным уклоном Статистика отмечает достаточно большое число ДТП, связанное с потерей автомобилем устойчивости при возникновении бокового скольжения колес. При этом при наезде какого-либо колеса на препятствие возможно опрокидывание автомобиля. Особенно опасными бывают поперечные скольжения при высоких скоростях движения. Основными причинами потери поперечной устойчивости автомобиля на прямых участках автодорог являются поперечные уклоны. Поперечное скольжение колес автомобиля на прямолинейных участках дорог, имеющих поперечный уклон, обычно происходит на мокрых, скользких и обледенелых дорогах. На рисунке 5.2 показана схема сил, действующих на автомобиль, движущийся по дороге с поперечным уклоном. Рисунок 5.2 – Схема сил, действующих на автомобиль, движущийся по дороге с поперечным уклоном: Gа – масса автомобиля; В – колея автомобиля; R1, R2 – соответственно силы реакции левого и правого колеса; hg – высота центра массы автомобиля; Yк – поперечная сила сцепления Сила Gasinβ стремится вызвать скольжение колес автомобиля по направлению поперечного уклона, а сила сцепления шин с поверхностью дороги Yк противодействует этому скольжению. Условием начала скольжения автомобиля в поперечном направлении будет: , где φ2 – коэффициент сцепления в поперечном направлении. Поперечный крен автомобиля перераспределяет массы между правыми и левыми колесами, нагружая тем самым колеса одной стороны и разгружая колеса другой стороны. В расчетах устойчивости автомобилей на автодорогах влияние крена учитывается коэффициентом предварительного поперечного крена подрессоренной его массы /гк. С учетом hк: Движение автомобиля по горизонтальному криволинейному участку дороги При движении автомобиля по криволинейным участкам дороги возникают центробежные силы инерции, часто являющиеся основными причинами бокового скольжения шин автомобилей в поперечном направлении и опрокидывания автомобилей. Помимо опрокидывающего и сдвигающего действия, влияние центробежной силы проявляется также в изменении условий управления автомобилем вследствие перераспределения нагрузки между колесами автомобиля. Центробежная сила, направленная горизонтально от центра поворота, может быть рассчитана по формуле , где ξ – радиус поворота центра масс автомобиля, м. Поперечная составляющая центробежной силы составит: , где γ – угол между радиусом ξ, траектории центра масс автомобиля и продолжением оси задних колес. Величину радиуса R берут из плана дороги или определяют инструментальной съемкой. Для малых углов можно принять ξ ≈ R, м. Обозначив через θ угол между продольной осью автомобиля и вектором скорости v y средней точки передней оси, заметим, что: . Так как угол θ сравнительно невелик, можно считать, что tg θ = 0, рад. ; . Скольжение шин в поперечном направлении начнется в тот момент, когда действующая на автомобиль горизонтальная сила сравнится по величине с силой сцепления. В тех, случаях, когда продольные силы на участках контакта шин отсутствуют или невелики, сила сцепления шин с дорогой практически используется только в поперечном направлении, составляя величину Приняв, что  , критическую скорость автомобиля при прохождении поворота дороги постоянного радиуса, исходя из условия поперечного скольжения, можно рассчитать по формуле: . В реальных условиях равномерное движение автомобиля по кривой постоянного радиуса наблюдается редко. Приведенная формула справедлива для дорог с постоянным радиусом закругления и при движении с неизменной скоростью. Опрокидывание автомобиля через одну из его сторон может произойти, если опрокидывающий момент центробежной силы Рц будет равен восстанавливающему моменту весовой нагрузки, т. е. , где В – колея автомобиля. В этом случае наступает состояние неустойчивого равновесия. Незначительное увеличение поперечной силы приведет к опрокидыванию автомобиля. Следовательно, условием, при котором начинается опрокидывание автомобиля на повороте дороги, будет:. Подставив вместо обозначения силы Рц ее значение, получим выражение для критической скорости по условиям опрокидывания:, где L – база автомобиля, м; θ – угол поворота управляемых колес, рад. Для определения критической скорости по условиям опрокидывания пользуются также формулой где g – ускорение свободного падения. Если автомобиль движется на повороте дороги с поперечным уклоном (характеризуемым углом Р), содействующим устойчивости, то предельная скорость, при которой опрокидывание уже исключается, составит . Из формулы следует, что критическая скорость по условиям опрокидывания зависит от многих причин: 1. от ширины В колеи автомобиля (чем шире колея, тем большей может бытькритическая скорость); 2. от расположения центра масс hg (чем ниже центр масс, тем выше критическая скорость); 3. от угла поперечного уклона дороги β (чем больше уклон дороги, тем выше критическая скорость); 4. от радиуса закругления R (чем меньше кривизна закругления, т. е. чем больше его радиус, тем выше критическая скорость). Если же поперечный уклон дороги направлен в сторону, противоположную центру закругления дороги, то он способствует опрокидыванию и предельная скорость составит: . Учет влияния поперечного уклона дороги позволяет получить более точные результаты расчета. Неправильно выполненный поперечный уклон, что нередко встречается на дорогах, значительно влияет на величину допустимой критической скорости. Критический угол косогора, при котором с учетом скорости движения начнется опрокидывание, равен: . Радиус поворота дороги, по которому автомобиль при равномерном движении может двигаться без заноса, рассчитывается по формуле: . Движение автомобиля на виражах Для обеспечения безопасности и удобства движения на закруглениях малых радиусов с допустимыми расчетными скоростями в конструкциях дорог предусматривают дополнительные элементы, называемые виражами, переходными кривыми и уширениями проезжей части. Вираж образуют путем плавного вращения внешней плоскости проезжей части вокруг оси дороги, а затем, при необходимости, – вокруг внутренней кромки проезжей части. Поперечные уклоны проезжей части на виражах назначают в зависимости от расчетной скорости движения автомобиля и радиуса горизонтальной кривой. Поперечный уклон виража определяется по формуле: , где v – скорость движения, м/с, при заданном радиусе кривых в плане виража, м; g – ускорение свободного падения, м/с2. В настоящее время при строительстве дорог виражи устраивают на всех криволинейных участках с радиусами менее 3000 м на дорогах I категории и на участках с радиусами менее 2000 м на всех дорогах остальных категорий. Уклоны виражей на кривых разных радиусов составляют: Радиусы кривых в плане, м >2000 1000 700 650 <600 Поперечные уклоны виража, %о 20 30 40 50 60 Аналогичное изменение кривизны обеспечивают и на выходе из виража. Благодаря переменному радиусу кривизны нарастание центробежной силы на таких кривых происходит плавно от нуля до расчетного значения в началекруговой кривой, что обеспечивает спокойное, без боковых толчков движение с высокими скоростями. Переходные кривые располагают на участках отгона виража. По действующим нормам на проектирование и строительство дорог всех категорий с радиусами закруглений менее 2000 м длина переходных кривых должна соответствовать значениям радиусов: Радиус круговой кривой, м 60 100 200 300 500 600-1000 1000-2000 Длина переходной кривой, м 40 50 70 90 110 120 140 Глоссарий Д Динамический габарит автомобиля D – отрезок полосы дороги, включающий длину автомобиля и дистанцию, необходимую для безопасного следования за впереди идущим автомобилем (рисунок 1.4). И Интенсивность движения – это количество транспортных средств, проходящих через сечение дороги в единицу времени в обоих направлениях. К Красные линии – линии, которые обозначают существующие, планируемые (изменяемые, вновь образуемые) границы территорий общего пользования и (или) границы территорий, занятых линейными объектами и (или) предназначенных для размещения линейных объектов. М Мгновенная скорость – скорость, наблюдаемая в конкретном сечении дороги. П Плотность движения – число автомобилей на единицу длины дороги (как правило на 1 км). Практическая пропускная способность – способность, которая обеспечивается на дорогах в реальных условиях движения. Пропускная способность дороги – максимально возможное число транспортных средств, которое может пройти через сечение дороги (в одном или в двух направлениях) за единицу времени, с учетом определенных факторов. Р Расчетная пропускная способность Pрасч – показатель, характеризующий число автомобилей, которое может пропуститьучасток в единицу времени в рассматриваемых дорожных условиях при принятой схеме организации движения. Расчетная скорость – максимальная безопасная скорость одиночных легковых автомобилей, обеспечиваемая дорогой при условиях хорошей видимости, на ровном и шероховатом покрытии, в сухую погоду. С Скорость свободного движения – скорость автомобиля при отсутствии взаимного влияния автомобилей между собой (сказывается влияние только дорожных условий). Состав транспортного потока – показатель, характеризующий количество транспортных средств каждого вида в общем потоке, который значительно влияет на пропускную способность дороги и определение мероприятий по ее повышению. Т Теоретическая пропускная способность Pт – способность, которую определяют расчетом для горизонтальных участков дороги, считая постоянными интервалы между автомобилями и однородным состав транспортного потока (состоящим только из легковых автомобилей). Техническая скорость – средняя на рассматриваемом маршруте или участке дороги скорость, не учитывающая задержки и остановки в пути. Транспортно-пересадочный узел (ТПУ) – пассажирский комплекс, выполняющий функции по перераспределению пассажиропотоков между видами транспорта и направлениями движения. ТПУ формируются при взаимодействии двух и более видов городского пассажирского транспорта в пересадочном процессе пассажиров.