Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Уфимский государственный авиационный технический университет

Расчет колонного пути подразделений по топографической карте

Методические указания

к курсовой работе по дисциплине «Топография»

Уфа, 2004

ВВЕДЕНИЕ

Полная моторизация подразделений РСЧС позволяет совершать передвижения на большие расстояния. Вместе с тем наличие в подразделениях большого количества разнообразной спасательной и транспортной техники, в том числе тяжелых крупногабаритных машин, значительно увеличивает их привязанность к дорогам.

Дорожная сеть оказывает большое влияние на выбор маршрутов в ходе выдвижения при совершении маршей. Поэтому при производстве инженерно-тактических расчетов на одно из первых мест выдвигается необходимость инженерной оценки дорог и учета проходимости местности.

Предварительные данные, необходимые для инженерной оценки дорог, выявляются путем изучения и анализа данных топографических карт, аэроснимков, географических и других описаний. По этим данным выбираются маршруты движения, которые должны отвечать следующим требованиям: проходить по лучшим дорогам в направлении перемещения и обеспечивать необходимую скорость движения, связывать конечные пункты кратчайшим путем, иметь удобные участки для привалов.

Возможность получения необходимых данных о характере рельефа, дорожной сети, водных преград и других элементах местности во многом зависит от масштаба рабочей карты. При выборе масштаба карты, прежде всего, следует исходить из содержания полученной задачи и характера местности района предстоящих работ по ликвидации последствий ЧС. При выполнении таких мероприятий и задач инженерного обеспечения как выбор места и оборудования переправ при форсировании водных преград, целесообразно использовать топографические карты масштаба 1: 25000, так как крупномасштабные топографические карты могут дать наибольшее количество необходимых сведений (ширине, глубине, скорости течения, наличии и состоянии бродов и т.д.).

При подготовке дорог и провешивании колонных путей, а также совершении марша следует пользоваться картами мелкого масштаба (1:100000, а в ряде случаев и 1:50000). На этих картах с необходимой точностью можно выявить характер естественных препятствий (рек, заболоченных участков, болот, оврагов и т.п.), дорожную сеть и дорожные сооружения, условия проходимости вне дорог и другие данные.

Для всестороннего изучения местности пользуются картами масштаба 1:200000, так как кроме графического изображения на них даются справки о местности, в которых отражается характеристика местных предметов, дорожной сети, рельефа, почвогрунтов, гидрографической сети, растительности и климатических условий, а также дается схема грунтов. Такие справки дополняют графическую часть карты и дают возможность более полно оценивать местность.

Для уточнения предварительных данных, полученных в результате изучения карт, аэроснимков и описаний, организуется инженерная разведка. Она должна установить тип, основные размеры и состояние дорожной одежды, основные характеристики и грузоподъемность мостов; возможные скорости движения и пропускную способность; наличие разрушений, завалов и заграждений; возможность устройства объездов разрушенных участков и условия производства дорожно-мостовых работ.

Разведываемый маршрут обычно разбивается на характерные участки, отличающиеся один от другого типом дорожного покрытия, его состоянием либо иными конструктивными элементами дороги (уклоны, радиусы поворотов, ширина проезжей части и г. п.).

На основе полученных данных осуществляется эксплуатационная оценка дороги, которая включает определение средней допустимой скорости движения, пропускной способности и срока ее службы.

В тех случаях, когда существующие дороги либо разрушены, либо сильно заражены, для обеспечения продвижения сил гражданской обороны и ввода их в очаг поражения прокладываются колонные пути. Основными видами работ при этом могут быть:

• инженерная разведка и «провешивание» направления колонного пути;

• устройство переездов через ручьи, овраги, канавы и другие препятствия;

• расчистка колонного пути от леса и кустарника;

• срезание неровностей и профилирование отдельных участков;

• усиление слабых участков колонного пути.

Инженерная разведка маршрутов выдвижения сил и средств РСЧС устанавливает:

• состояние дорожного покрытия, его проезжей части и возможность пропуска тяжелой техники;

• состояние дорожных сооружений (труб, мостов и др.), наличие бродов и подъездов к ним;

• возможность устройства объездов узких мест на дороге, разрушенных и зараженных ее участков;

• возможность движения гусеничных машин параллельно основным дорогам (маршрутам); характер, примерный объем и условия производства дорожно-мостовых работ;

• наличие местных дорожно-строительных материалов, условия их разработки и вывоза;

• наличие источников воды, складов горючего и смазочных материалов, ремонтных предприятий на маршрутах выдвижения.

В ходе разведки маршрута особое внимание обращается на узкие места, дороги, мосты и трубы, участки с высокими насыпями и глубокими выемками, заболоченные участки, а также на характер и размеры разрушений на дорогах и объем работ по их восстановлению.

1. Инженерная оценка дорог и методика расчета передвижения подразделений

1.1. Допустимая средняя скорость движения

Средняя скорость движения по дороге зависит от ее технических параметров, основными из которых являются: тип дорожного покрытия и его состояние, ширина проезжей части, грузоподъемность и ширина мостов, ве­личина продольных уклонов и радиусов поворотов. Возможная скорость движения зависит также от метеорологических условий, времени суток и года.

Тип дорожного покрытия — основной показатель возможной скорости движения. Дороги по характеру покрытия могут быть следующих типов:

• цементно-бетонные и асфальтобетонные;

• щебеночные и гравийные, обработанные вяжущими материалами;

• щебеночные и гравийные из камня, гравия, шлаков, кирпича и т п.;

• грунтовые с добавками, укрепленные вяжущими материалами. К ним относятся грунтощебеночные и грунтогравийные покрытия;

• естественные грунтовые дороги, покрытием в которых является грунт, вынутый из кюветов, отсыпанный с поперечным уклоном и уплотненный в процессе движения машин.

Дороги с твердым покрытием — цементно-бетонные и асфальтобетонные, из гравия и щебня, обработанные вяжущими материалами, достаточно устойчивы к износу и допускают интенсивное движение в любое время года. Однако движение гусеничных машин допускается в исключительных случаях, так как при их движении дорожное покрытие быстро изнашивается.

Возможность движения по естественным грунтовым дорогам зависит от характера грунта и метеорологических условий. По дорогам, построенным на глинистых, суглинистых и лёссовых грунтах, движение возможно только в сухое время года. В период осенне-весенней распутицы, а также в период дождей движение по таким дорогам становится невозможным. Дороги, проло­женные по супесчаным грунтам, практически доступны в любое время года, а проходящие по сыпучим песчаным грунтам, труднодоступны для всех видов транспорта, особенно в сухое время года.

Движение подразделений на дорогах осуществляется обычно в колоннах. При этом одна колонна от другой передвигается на значительном расстоянии. В то же время в колоннах между машинами сохраняется ди­станция в пределах от 25 до 50 м и более. Вследствие этого средняя скорость движения колонн ниже скорости движения одиночных машин. Так, если на шоссейных дорогах и автострадах скорость движения одиночных машин не ограничивается, средняя скорость движения колонн допускается не выше 50 км/ч, а на грунтовых дорогах, даже в сухое время года — не более 25 км/ч. Расчетная скорость движения на отдельных участках автомобильных дорог в зависимости от типа покрытия и его состояния показана в табл 1.

Т а б л и ц а 1

Расчетная скорость движения автомобильной колонны подразделения

Тип покрытия	Допустимая скорость движения, км/ч, при состоянии дорожного полотна
	Новое покрытие	Отремонтированное покрытие	Неотремонтированное покрытие
			До 10% всей площади	Более 10% всей площади
Цементобетонное	50	-	-	-
Асфальтобетонное	50	40-50	20-35	10-20
Щебеночное и гравийное, обработанное вяжущими веществами	50	40-45	20-30	10-20
Щебеночное и гравийное, без обработки вяжущими веществами	40	30-40	20-30	10-20
Грунтовые с добавками, обработанные вяжущими материалами	40	30-40	20-30	10-20
Грунтовые улучшенные (с добавками)	30	20-30	10-20	5-12
Естественные грунтовые дороги	25	15-25	8-15	5-10

Из таблицы следует, что расчетная скорость движения автомобильной колонны подразделения принимается не более 50 км/ч. Гусеничная техника в основном двигается по естественным грунтовым дорогам и вне дорог со скоростью, не превышающей 30 км/ч. Расчетная скорость движения их по дорогам принимается не более 45 км/ч.

Ширина дорожного покрытия определяет число рядов и скорость движения машин. При ширине дороги до 3 м осуществляется одностороннее движение, а дороги, имеющие ширину не менее б м, пригодны для двустороннего движения. Дороги, рассчитанные на встречное движение, обычно имеют ширину проезжей части от 6,5 до 8 м.

При двустороннем движении необходимо учитывать ширину проезжей части, так как она оказывает существенное влияние на возможную скорость движения колонн. Это видно из следующих данных:

Ширина проезжей части, м	Допустимая скорость движения, км/ч
8	50
7,5	45
7,25	40
7	35
6,75	30
6,5	25
6 – 6,5	20
5,5 - 6	10

Отсюда следует, что особо резко снижается скорость двустороннего движения колонны при ширине дороги менее 6,5 м.

Величина продольных уклонов влияет на скорость движения подразделений и возможность пропуска тяжелых крупногабаритных машин.

На подъемах скорость движения специальной и транспортной техники значительно снижается, так как водители вынуждены менять передачу. Например, грузовые автомобили без изменения передачи способны преодолевать подъемы только до 4%. Вместе с тем на дорогах высших категорий наибольшие продольные уклоны на равнинной местности составляют 3—4%, а на дорогах низших категорий — 6—7%. В горной местности наибольшие продольные уклоны соответственно составляют 6—7 и 9—10%. (Продольный уклон - отношение высоты подъема какого-либо участка дороги к его длине. Продольный уклон выражается относительным числом в процентах и в градусах. Так, цифра 0,01 обозначает, что на данном участке дороги протяженностью 1000 м подъем составляет 10м. Величина данного уклона соответствует 1%, а в градусах - 0°35').

При оценке возможной скорости движения транспортных машин продольными уклонами до 3% можно пренебречь. Вместе с тем участки дорог с более крутыми подъемами обычно учитываются. Для укрупненных расчетов при определении скорости движения часто прибегают к следующему приему. Максимально допустимая скорость рассматриваемого типа дорожного покрытия (табл. 1) уменьшается на 3—3,5 км/ч на каждый процент подъема пути.

Допустим, что колонне автомобилей типа ЗИЛ-130 при движении по дороге с щебеночным покрытием предстоит преодолеть подъем до 6%. Требуется определить возможную скорость движения колонны на участке дороги с подъемом.

Из табл.1 видно, что по новому щебеночному покрытию на участках слабопересеченной и равнинной местности колонна автомобилей может двигаться со средней скоростью 40 км/ч. При преодолении уклона 6% скорость движения колонны снизится на 18 км/ч (6×3 = 18 км/ч) и составит 22 км/ч (40 — 18 = 22 км/ч).

Кроме снижения скорости на подъемах для обеспечения безопасности движения увеличиваются дистанции между машинами. Если на уклонах до 6—7% сохраняются принятые дистанции, равные 50 м, то при увеличении подъема до 10% расстояния между машинами увеличиваются до 100 м, а при 15% —до 150 м и более.

Величина радиусов поворотов зависит от категории дороги и характера местности. На дорогах высшей категории наименьшие радиусы горизонтальных кривых на слабопересеченной и равнинной местности равны 1000 м, а на дорогах низшей категории — 125 м. Радиусы кривых на дорогах первой категории в сильнопересеченной и горной местности устраиваются не менее 250 м, а на дорогах низшей категории — в пределах 30—60 м.

Принятые минимальные радиусы горизонтальных кривых хотя и снижают скорость движения, но в то же время и обеспечивают движение техники и транспорта, в том числе и крупногабаритных машин с прицепами, так как наименьший радиус для разворота тягачей с большегрузными автоприцепами составляет 20 м.

При определении возможной скорости движения исходят из того, что повороты с радиусом закругления 300 м и более автомобили преодолевают без снижения скорости, а при меньших радиусах скорости существенно уменьшаются и, следовательно, должны учитываться. Так, на кривых без виража при нормальном состоянии дорожного покрытия скорость движения при радиусе горизонтальных кривых 200 м допускается 50 км/ч, 100 м — 40 км/ч, 60 м —30 км/ч, 40м - 25 км/ч, 25м - 20 км/ч, а при радиусе кривизны 15 м- 15 км/ч.

Метеорологические условия, время суток и года также влияют на скорость движения по дорогам. В сырую погоду при скользком покрытии, а также ночью и в туман скорости движения значительно снижаются, а дистанции между машинами увеличиваются. Зависимость между расстоянием видимости и допустимой скоростью движения показана в табл.2.

На допустимую скорость движения оказывает значительное влияние грузоподъемность и ширина мостов. На отдельных участках маршрута могут одновременно иметь место несколько признаков, ограничивающих скорость движения. В этих случаях при расчетах за основу принимается ограничение, при котором допускается минимальная скорость движения.

Средняя скорость движения определяется путем деления протяженности дороги на общее время, необходимое для совершения марша, по формуле

(1)

где V_c — средняя скорость движения, км/ч;

L —длина дороги, км;

Т — общее время движения по дороге, ч;

α_э—эксплуатационный коэффициент, учитывающий рельеф местности и дорожные условия.

Т а б л и ц а 2

Возможная скорость движения в условиях ограниченной видимости

Расстояние видимости, м	Допустимая скорость движения, км/ч
	при скользком состоянии покрытия	при нормальном состоянии покрытия
Более 100	50	50
100	45	50
90	40	50
80	37	50
70	35	45
60	30	40
50	25	35
40	20	30
30	15	20
20	10	15
10	5	8

Примечание. Кроме снижения допустимой скорости движения в целях безопасности дистанция между машинами увеличивается в 1,5—2 раза.

Общее время движения по дороге из одного пункта в другой определяется путем сложения времени, необходимого для перемещения по каждому характерному участку, в соответствии с типом и состоянием дорожного полотна. Для определения общего времени движения (Т) пользуются формулой, которая имеет следующий вид:

, (2)

где l₁, l₂, …, l_n — длины характерных участков, отличающихся один от другого типом и состоянием дорожного полотна, км;

V₁ V₂, ..., V_n — допустимые скорости движения на соответствующих характерных участках маршрута, км/ч.

Как отмечалось выше, при определении средней скорости движения кроме типа и состояния дорожного покрытия берутся во внимание и другие ограничения, которые в укрупненных расчетах учитываются путем введения так называемого эксплуатационного коэффициента (α_э).

На автомагистралях и дорогах, допускающих движение 50 км/ч и более, коэффициент а_э принимается равным 0,9; на автомобильных дорогах, проходящих по равнинной и слабопересеченной местности а_э - 0,85, а по сильнопересеченной и горной местности а_э = 0,75.

На конкретном примере определим среднюю скорость движения, в котором участки один от другого отличаются типом и состоянием дорожного полотна. Другие менее существенные ограничения учитываются путем введения в расчеты эксплуатационного коэффициента (а_э).

Пример. Маршрут движения, проходящий по слабопересеченной местности, по данным инженерной разведки, имеет пять характерных участков. Общая длина маршрута L = 250 км. Требуется определить среднюю допустимую скорость движения. Характеристика участков маршрута.

№ 1 — асфальтобетонное покрытие в хорошем состоянии. Ширина покрытия 8 м. протяженность 85 км;

№ 2 —- щебеночное неотремонтированное покрытие с повреждениями до 10% всей площади. Ширина покрытия 6,5 м, протяженность 55 км;

№ 3 -— отремонтированное щебеночное покрытие, обработанное вяжущими веществами, в хорошем состоянии. Ширина 7 м, протяженность 42 км;

№4 — грунтовое покрытие (улучшенное добавками), отремонтированное, в хорошем состоянии. Ширина покрытия 6,5 м. Протяженность 20 км;

№ 5 — щебеночное покрытие, обработанное вяжущими материалами, отремонтированное, в хорошем состоянии. Ширина 7.25 м. Протяженность 48 км.

Р е ш е н и е.

1. По табл.1 последовательно по участкам определяется допустимая скорость движения. Одновременно учитываются и другие ограничения скорости. В частности, ширина проезжей части ограничивает скорость движения на участках № 3 и 5.

Участок № 1 — скорость движения 50 км/ч.

Участок № 2 — скорость движения 25 км/ч.

Участок №3 — по состоянию дорожного полотна (табл.1) скорость движения 45 км/ч. Однако ширина проезжей части ограничивает скорость движения до 35 км/ч. Для расчета принимаем минимальную скорость, равную 35 км/ч.

Участок № 4 — скорость движения 25 км/ч.

Участок № 5 — по состоянию дорожного полотна (табл.1) скорость движения 45 км/ч. Однако при ширине проезжей части 7,25 м возможна скорость движения 40 км/ч. Поэтому для расчета принимаем наименьшую скорость, равную 40 км/ч.

2. По формуле (2) находим общее время движения по дороге:

3. По формуле (1) определяем среднюю скорость движения по всему маршруту. В нашем примере для слабопересеченной местности эксплуатационный коэффициент принимается равным 0,85.

В ы в о д. Средняя скорость движения по всему маршруту равна 30 км/ч.

При движении по маршруту, который пересекает действующую железную дорогу иди основную дорогу с преимущественным движением в одном уровне, средняя скорость движения будет меньше, так как к времени движения необходимо добавить и время ожидания на пересечениях. Для одного пересечения время ожидания прямо пропорционально длине колонны (поезда), вызывающего задержку движения (l_k), и обратно пропорционально скорости ее движения (V), т. е.

Если на маршруте движения несколько таких пересечений на одном уровне, то потери времени на ожидание суммируются и добавляются к общему времени. В подобных случаях средняя скорость движения по дороге определяется по формуле

Допустим, что в выше рассмотренном примере время ожидания на пересечениях составляет 30 мин. тогда средняя скорость движения по маршруту будет не 30, а 28 км/ч