Рис. 4.13. Схема определения расстояния видимости из условия отгона
В первом случае используют формулу для определения расстоя ния (в метрах), на котором водитель может остановить автомо биль,
V |
+ |
Ksv* |
+ IQ, |
(4.27) |
5 = ЗЙ5 |
254(?пр ± t + J ) |
где v — скорость, км/ч.
В зависимости от исходных предпосылок может рассматривать ся остановка автомобиля перед препятствием или встречное дви жение двух автомобилей по одной полосе. В последнем случае рас стояние видимости складывается из суммы тормозных путей двух автомобилей и зазора безопасности между ними.
Многочисленные схемы для расчета видимости из условия об гона основаны на определении пути, необходимого для обгона ав томобиля, едущего с меньшей скоростью, более быстрым, и неиз бежно содержат ряд допущений о режимах и траекториях движе ния автомобилей. Наблюдаемые на практике режимы движения при обгоне зависят от многих факторов и не могут быть охвачены какой-либо одной схемой. Поэтому целесообразно исходить из схем, достаточно простых и обеспечивающих запас надежности, напри мер схемы, предложенной проф. М. С. Замахаевым (рис. 4.13), которая предусматривает следующий процесс движения при обгоне.
По этой схеме началом обгона считается момент, когда обгоняю щий автомобиль 1 приблизится к обгоняемому автомобилю 2 на расстояние, равное разности их тормозных путей (Si—S 2) и пути, который автомобиль проходит с момента принятия водителем ре шение об обгоне. По аналогии с процессом торможения это время можно принять равным 1 с. За этот период автомобиль проходит расстояние 1\. Поэтому заезд на полосу встречного движения на чинается на расстоянии от обгоняемого автомобиля:
/2 —/i+ (S i —52) = /I + п ,
82
где v 2— скорость переднего автомобиля, м/с; t>i — скорость заднего автомо биля, м/с; фПр — коэффициент продольного сцепления; /Са— коэффициент экс плуатационного состояния тормозов, принимаемый для обоих автомобилей оди наковым.
При разности скоростей автомобилей (ui—v2) задний автомо биль нагонит передний и поравняется с ним, пройдя путь
L |
_ |
{h+l*) V\ |
_ |
vi |
КЭУ1(«1 + v2) |
1 |
~ |
vl — v2 |
~ |
t / j — v2 |
2g<p„p |
где U — длина автомобиля.
После того как задний автомобиль поравняется с обгоняемым* он должен вернуться на свою полосу движения. По соображениям безопасности он должен опередить для этого обгоняемый автомо биль на расстояние, равное длине его тормозного пути 5 2, увели ченное на некоторое расстояние безопасности /0 = 5-^-10 м и на длину автомобиля /4. При этом
Ksv2
Отсюда путь, проходимый поравнявшимся автомобилем 1 ДО возвращения на свою полосу движения,
L2 = (h + ^4) vi |
К= 2^«p,п р + /о + IА |
«1 |
i / i — v2 |
t/1 —1/2 |
Предельный случай возможности осуществления обгона с вы ходом на полосу встречного движения соответствует возвращению обгоняющего автомобиля на свою полосу к моменту встречи со встречным автомобилем 3, идущим со скоростью v3, который за период обгона проходит путь
—|- Ln
£3 = — --------- «з- |
(4.28) |
Отсюда расстояние видимости из условия обгона |
|
|||||
S06r = |
( |
/1 |
+ 2/4 + |
\ |
V\ + Vo |
(4.29) |
+ L2 + Z,3 = I IQ + |
I |
. |
||||
|
V |
|
|
2gfnp / |
V' ~ V* |
|
В СССР при расчетах видимости «сходят из предпосылки, что |
||||||
глаза водителя |
расположены |
на |
высоте |
1,2 м над поверхностью |
||
покрытия посередине полосы движения, а препятствие на дороге имеет высоту 0,2 м. Для этих условий необходимые расстояния ви димости приведены в табл. 4.й.
Технические условия большинства стран также предусматрива ют обязательные расстояния видимости 200—300 м. Однако за ру бежом при проектировании дорог магистрального типа с высоки ми скоростями движения стремятся обеспечить видимость не менее
83
Т а б л и ц а 4.2
|
|
Минимальное расстояние видимости |
|
|
||||
Расчетная схема |
|
|
при расчетных скоростях, км/ч |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
видимости |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
150 |
120 |
100 |
80 |
60 |
50 |
40 |
30 |
Препятствие на дороге |
300. |
250 |
200 |
150 |
85 |
75 |
55 |
45 |
Встречный автомобиль |
|
450 |
350 |
250 |
170 |
130 |
110 |
90 |
600—750 м, так как это увеличивает уверенность водителей при уп равлении и повышает безопасность движения.
Для дорог в густо «застроенной местности, особенно в городских условиях, а также на пересечениях с автомобильными и железными дорогами в одном уровне обеспечение безопасности движения тре бует достаточной боковой видимости придорожной полосы. Води тель автомобиля должен иметь возможность заблаговременно уви деть на улице ребенка, выбежавшего со двора или с тротуара, а на пересечениях в одном уровне — приближающийся автомобиль или
поезд ц успеть остановиться. |
видимости |
|
Минимальное |
необходимое расстояние боковой |
|
(рис. 4.14) |
|
|
|
5б0к = - ^ - 5 , |
(4.30) |
|
Va |
|
где v a — расчетная |
скорость автомобиля; v n— скорость движения пешехода |
|
или транспортного средства по пересекающей дороге; для бегущего человека мо жет быть принята 10 км/ч; 5 — расчетное расстояние видимости из условия остановки перед препятствием [см. уравнение (4.27)].
Нормы1требуют обеспечивать боковую видимость от кромки проезжей части 25 м на дорогах I—III категорий и 15 м на дорогах IV и V категорий.
4.8. Обеспечение видимости на кривых в плане
бидимость на кривых в плане проверяют для автомобиля, сле дующего по крайней внутренней полосе движения. Принимается, что глаз водителя расположен посередине полосы движения и на высоте 1,2 м. Поскольку под видимостью подразумевается длина пути, который автомобиль проходит по дороге, расстояние видимо сти при проверке измеряют по траектории движения автомобиля.
Рис. 4.14. Схема определения расстоя ния боковой видимости:
В — ширина проезжей части
84
Рис. 4.15. Схема определения видимости на кривых в плане:
а — графическое |
построение границ срезки видимости; |
б — граница |
вырубки леса; в — гра |
|||||
ница срезки |
в |
выемке; В — ширина проезжей части; |
Я —<полоса |
движения |
автомобиля; |
|||
/ —.расчистка |
для обеспечения |
видимости в |
Лесу; 2 — граница |
зоны |
видимости; 3 — срезка |
|||
в выемке; 4 — минимальный |
необходимый |
уровень срезки; |
5 — наиболее целесообразный |
|||||
|
|
уровень срезки; 6 — положение глаз водителя |
|
|
||||
Исчерпывающий математический анализ |
видимости |
в плане |
||||||
(В. И. Ксенодохов, А. А. Белятынский) |
исходит |
из исследования |
||||||
уравнения кривой, огибающей систему лучей взгляда водителя при движении автомобиля по круговой кривой с переходными кривыми, и уширениями. На практике для построения границ срезки препят ствий в зоне видимости чаще всего применяют графический метод. На плане закругления, вычерченном в крупном масштабе (рис. 4.15), на траектории движения автомобиля намечают ряд точек, от которых откладывают расстояния видимости. Затем концы этих отрезков соединяют прямыми линиями, огибающая которых опреде
85
к
Рис. 4.16. Схема к определению срезки видимости:
1 — приближенная граница срезки видимости
ляет границу видимости. Намечая уровень срезки в выемках, не обходимо учитывать зарастание их в дальнейшем травой и выпа дение снега. Наиболее целесообразно доводить срезку в выемках до уровня поверхности дороги.
Для проверки обеспеченности видимости дороги в плане и упро щенного построения границ зоны видимости можно ограничивать ся установлением размера срезки в середине кривой по биссектри се. Рассмотрим наиболее общий случай, когда длина кривой К меньше, чем необходимое расстояние видимости 5.
Согласно рис. 4.16 необходимая срезка
ъ= Ш + ЕЯ.
Вэтом выражении D E= R\— ОЕ (где Ri — радиус траектории
автомобиля). Но O E=RyCos^ (где а — центральный угол кри
вой). Отсюда:
DE = ^1 — c o s - j j ;
ЕЯ = AF = ЕМ sin — ,
2
Отсюда
EH = AF = ~ ( s -
180
Общая ширина срезки
В частном случае, когда K > S, выражение (4.31) упрощается и принимает вид
|
«1 |
(4.32) |
|
|
|
где а ( — угол, стягивающий дугу |
окружности, равную расстоянию видимо |
|
сти, град.: |
|
|
а1 = |
S - 180° |
|
-----~--- • |
|
|
|
nRi |
|
В обоих случаях в пределах кривой величину срезки можно принять постоянной и провести границу срезки по концентриче ской окружности. Срезка должна начинаться на прямой или пере ходной кривой на расстоянии видимости 5 от начала и конца кри вой.
Если видимость ограничивается пролетными строениями мостов с ездой понизу или опорами путепроводов, для ее обеспечения не обходимо перетрассировать дорогу, устранив кривую или сущест венно увеличив ее радиус.
Глава 5
ТРЕБОВАНИЯ К ЭЛЕМЕНТАМ ДОРОГИ
ВПРОДОЛЬНОМ И ПОПЕРЕЧНОМ ПРОФИЛЯХ
5.1.Нормирование продольных уклонов на дорогах
При разработке технических условий на проектирование дорог и нормировании предельных продольных уклонов необходимо учи тывать, что поток движения по дорогам состоит из автомобилей разных типов, загруженных в разной степени и имеющих различ ное техническое состояние. Состав транспортных потоков может меняться в процессе службы дороги. Поэтому возможность норми рования требований к продольным уклонам на дорогах исходя из конкретных динамических характеристик какого-либо одного типа автомобиля, принятого за расчетный, может возникнуть только в ограниченном числе случаев, например в промышленном транспор те при открытой разработке полезных ископаемых в карьерах, когда заранее известен типаж используемых автомобилей.
При разработке технических условий на автомобильные дорсги общего пользования исходят из принципа наименьших суммарных
87
|
затрат |
для народного хозяйства, |
|
|
оценивая |
совокупно влияние ук |
|
N=1500 аВм/сум / |
лонов на стоимость строительства |
||
|
дорог и на эксплуатационные по |
||
|
казатели |
автомобильного транс |
|
2- |
порта— скорость движения, рас |
||
ход топлива и использование гру |
|||
|
зоподъемности автомобилей. |
||
|
В принципе подход к нормиро |
||
|
ванию |
продольных уклонов сво |
|
|
|
i при 1500 aBm.lcym |
дится к следующему. |
|
|||
i |
при N=5000 аВт./сум |
|
При преодолении какого-либо |
||||
Рис. 5.1. Схема к обоснованию значе |
участка подъема с разными про |
||||||
дольными уклонами на стоимость |
|||||||
ний продольных уклонов: |
строительства в основном влияют |
||||||
1 — строительные |
расходы на |
один авто |
|||||
объемы земляных работ, |
тем |
||||||
мобиль за |
срок |
окупаемости; |
2 — эксплуа |
||||
тационные |
расходы на |
один |
автомобиль; |
большие, чем меньший принима |
|||
3 — суммарные затраты |
на один автомо |
||||||
биль за |
срок окупаемости |
ют продольный уклон. Стоимость |
|||||
|
|
|
|
|
строительства, отнесенная |
к од |
|
ному прошедшему автомобилю за срок, в течение которого долж ны оправдаться затраты на строительство (директивный срок окупаемости, см. ч. 2 настоящего учебника), будет выражаться в зависимости от значения продольного уклона гиперболическими кривыми (рис. 5.1). Строительные расходы, отнесенные к одному автомобилю, будут тем меньше, чем выше интенсивность движе ния.
Эксплуатационные затраты автомобильного транспорта на проезд одного автомобиля, наоборот, возрастают с увеличением продольных уклонов (сплошная линия на графике), не меняясь в- зависимости от принятого срока окупаемости строительных рас ходов.
Оптимальное значение продольного уклона соответствует ми нимуму суммарных затрат. Оно тем меньше, чем выше расчетная интенсивность движения.
В СНиП 2.05.02-85 и СНиП 2.05.11-83 установлены следующие максимальные допустимые продольные уклоны при разных расчет ных скоростях:
Расчетная скорость, км/ч 150 |
120 |
100 |
80 |
60 |
50 |
40 |
30 |
|
Продольный уклон, %0 |
30 |
4Q |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
100 |
|
|
|
|
|
|
(70) |
(80) |
(90) |
П р и м е ч а н и е . Значения уклонов в скобках соответствуют нормам на внутрихозяй ственные дороги.
Рекомендуется, если это не связано с чрезмерным удорожа нием стоимости строительства, проектировать дороги всех катего рий с уклонами, не превышающими 30%о.
В особо трудных условиях горной местности ниже 3000 м над уровнем моря разрешается увеличивать продольный уклон на уча
88