Материал: Проектирование автомобильных дорог. Ч. 1

щая их вбок, не превысит значения, при котором проезд по кривой становится неприятным.

Данные опытов показывают, что при коэффициенте поперечной силы р=0,1 пассажир, не глядящий на дорогу, не может разли­ чить, движется ли автомобиль по кривой или на прямом участке дороги. При р=0,15 движение по кривой ощущается слабо, а при р=0,2, ясно ощущая движение, пассажир уже испытывает легкое неудобство. При р=0,3 въезд с прямого участка на кривую ощу­ щается как толчок, наклоняющий пассажира вбок. Потому счи­ тают, что для обеспечения удобства проезда по дороге для пас­ сажиров коэффициент поперечной силы р, на кривых не должен превышать 0,15, а в сложных условиях — 0,2.

Экономичность автомобильных перевозок на криволинейных участках связана с возникающим дополнительным сопротивлением движению из-за явления бокового увода шин. Поперечная сила вызывает боковую деформацию шин, в результате которой форма площадки контакта шины с покрытием изменяется, а ее продоль­ ная ось образует некоторый угол по отношению к направлению движения (явление бокового увода). Колесо, оставаясь в той же вертикальной плоскости, начинает смещаться по этому направле­ нию (рис. 4.3). Водитель должен компенсировать боковой увод соответствующим поворотом передних колес под углом к движе­ нию.

Экспериментальные исследования показали, что при углах бо­ кового увода, меньших 3—4° для шин легковых автомобилей и 4—5° для шин грузовых автомобилей, значение угла пропорцио­ нально боковой силе, приложенной перпендикулярно к плоскости качения колеса:

щий от упругости пневматической шины в поперечном направлении. Для шин легковых автомобилей Куп равен от 15 до 40 Н/рад, для шин грузовых авто­ мобилей — от 30 до 100 Н/рад.

С увеличением угла бокового увода возрастает затрата мощ­ ности двигателя на качение колеса и резко повышается износ шин. Опытные данные показывают, что если даже поперечная сила ограничена значением, при котором угол увода не превы­ шает 1°, износ шин увеличивается в 5 раз. При этом из-за возрас­ тания сопротивления движению дополнительные затраты мощности двигателя достигают 15%, что сопряжено с повышением расхода топлива.

Этим условиям для современных легковых автомобилей соот­ ветствует коэффициент поперечной силы, примерно равный

,х = Y / G = i K r J G « 0,1.

Таким образом, чтобы криволинейные участки дорог не яв­ лялись причиной существенного повышения себестоимости авто-

а — движение при отсутствии боковой силы; б — движение при наличии боковой силы; в — форма площадей контакта шины с покрытием при отсутствии и при наличии боковой силы; б —гугол бокового увода

мобильных перевозок, необходимо проектировать кривые с радиу­ сами, обеспечивающими при движении автомобилей с расчетной скоростью значения коэффициента поперечной силы, не превы­ шающие 0,1.

4.3. Назначение радиусов кривых в плане

Для безопасности, удобства и экономичности движения с рас­ четными скоростями следует назначать такие радиусы кривых в плане на автомобильных дорогах, при которых по возможности обеспечивается меньшее значение коэффициента поперечной

СИЛЫ (X.

В трудных условиях рельефа или в густонаселенной местно­ сти, когда увеличение радиуса ведет к резкому возрастанию объе­ ма земляных работ или к необходимости сноса ценных строений, приходится допускать меньшие значения радиусов, безусловно, обеспечивающие устойчивость автомобиля против заноса при дви­ жении с расчетной скоростью при благоприятном состоянии до­ роги, но вызывающие снижение удобства и экономичности поль­ зования дорогой на участке кривой.

Поскольку для обеспечения безопасности движения необходи­ мо, чтобы при проезде автомобиля по кривой имелся определен­ ный запас коэффициента сцепления для экстренного торможения, для погашения поперечной силы можно использовать только часть полного сцепления шины с покрытием. Поэтому расчетное значе­ ние коэффициента поперечной силы, назначаемое исходя из ком­ плексного учета требований устойчивости автомобиля, удобства управления, комфортабельности поездок и экономичности пере­ возок, всегда составляет лишь некоторую часть коэффициента продольного сцепления.

В табл. 4.1 сопоставлены установленные в предыдущем пара­ графе допустимые максимальные значения коэффициента попе-

68

речной силы для различных требований устойчивости и исполь­ зования автомобиля.

Расчетным случаем при разработке норм на проектирование дорог в СССР является движение по увлажненному незагряз­ ненному покрытию с коэффициентом продольного сцепления 0,6 Обеспечить движение с высокими скоростями при гололеде или по грязной поверхности покрытия невозможно, так как при ма­ лейшей неточности в регулировке тормозов и в результате влияния поперечного уклона проезжей части и различия в шероховатости покрытия под колесами автомобиля занос может возникнуть даже при торможении на прямом участке.

При относительно благоприятных условиях местности для расчетов наименьшего радиуса целесообразно ориентироваться на значения р = 0,05-^0,1, принимая его тем меньшим, чем выше расчетные скорости движения. В СНиП 2.05.02-85 при определе­ нии минимальных радиусов принято р,= 0,12 для расчетных ско­ ростей 150 р 120 км/ч и ц=0,18 для скорости 60 км/ч.

Отечественные нормы на проектирование автомобильных до­ рог устанавливают следующие значения допустимых в трудных

Если дорогу строят в открытой равнинной местности, увели­ чение радиуса сокращает ее длину и уменьшает строительные и транспортные издержки. Поэтому в благоприятных для проложе-

69

Изолюксы

Рис. 4.4. Освещенность дороги светом фар:

В — ширина земляного полотна

ния трассы условиях рекомендуется на дорогах всех категории назначать возможно большие радиусы кривых, не менее 3000 м, условия движения по которым практически не отличаются от условий на прямых участках.

На кривых малых радиусов часто не бывает обеспечена безо­ пасность движения с расчетной скоростью в ночное время, по­ скольку участок дороги, освещенный фарами, оказывается меньше

70

Современные фары дальнего света обеспечивают видимость на расстоянии около 175 м, максимум 250 м, что меньше расчет­ ных расстояний видимости. Однако при проектировании дорог, рас­ считанных на использование в течение длительного времени, необходимо ориентироваться на дальнейший прогресс техники автомобилестроения, предусматривая возможность видимости на расчетное расстояние.

Радиус Я, при котором видимость дороги на кривой будет соот­ ветствовать расчетному значению видимости S, может быть най­ дена из следующих соображений (рис. 4.5). Центральный угол р,

диус кривых, при которых свет фар освещает проезжую часть на расстояние видимости (100—300 м), составляет от 1500 до 4500 м.

4.4. Переходные кривые

В момент въезда автомобиля с прямого участка на кривую в плане условия движения изменяются. На автомобиль начинает действовать центробежная сила. Теоретически она прилагается мгновенно, практически же — в пределах короткого участка, на котором водитель поворачивает рулевое колесо. Как показали наблюдения, при въезде на кривые с радиусами менее 600 м во­ дители обычно снижают скорость движения. Чтобы изменение условий движения не происходило слишком быстро, что неприятно для пассажиров, а в неблагоприятных погодных условиях, когда снижается коэффициент сцепления, может привести к заносу ав­ томобиля, между прямым участком и кривой малого радиуса вво­ дят так называемую переходную кривую, в предела* которой кривизна оси дороги плавно изменяется от нуля на прямом участке до 1/Я в начальной точке круговой кривой (рис. 4.6).

Для вывода уравнения переходной кривой примем, что режим движения автомобиля и изменение действующих на него сил при проезде переходной кривой удовлетворяют следующим требова­ ниям, обеспечивающим удобство и безопасность движения.

1. Скорость автомобиля при въезде на кривую i>np снижается до скорости на кривой г>нр прямо пропорционально продолжитель­ ности проезда с постоянным допустимым отрицательным ускоре­ нием:

где Т — продолжительность проезда переходной кривой, имеющей длину L.

71