3 Обґрунтування нормативів на проектування

3.1 Визначення найбільшого повздовжнього ухилу

Перспективна інтенсивність руху . У складі руху маємо автомобілі ВАЗ–2101 “Жигулі” ЗІЛ–130 та КАМАЗ-5320 з причепом ГКБ-8350.

Максимальний повздовжній ухил, який переборює автомобіль ВАЗ – 2101 на швидкості 120 км/год., визначаємо з виразу:

(3.1)

де i_max – найбільший повздовжній похил дороги;

D – найбільший динамічний фактор автомобіля (визначається по графіку динамічних характеристик у залежності від швидкості руху автомобіля) [2 c.106];

f – коефіцієнт опору гойдання (приймається у залежності від типу покриття) [1 табл. 8].

‰.

Силу опору повітряного середовища розраховуємо за формулою:

, (3.2)

де KF – фактор опору повітряної середи;

V – розрахункова швидкість для легкового автомобіля.

.

Динамічний фактор по зчепленню коліс автомобіля з покриттям визначають для умов руху на вологому і забрудненому покритті:

(3.3)

де  – коефіцієнт зчеплення коліс автомобіля з покриттям в залежності від стану покриття та умов руху [1, табл. 82], приймаємо 0,40;

G – маса автомобіля у завантаженому стані приймаються по [6 табл. 1], приймаємо 1355;

G_сц – зчіпна маса автомобіля [6], приймаємо 740;

Р_ – сила опору повітряного середовища

.

Так як D^φ > D_max, то зчеплення колеса з вологим і забрудненим покриттям на ухилі i_max=40‰ забезпечено.

Отримане значення максимального ухилу порівняємо з нормативним для даної категорії [1]. Нормативне значення ухилу складає 40‰. Оскільки i_н = i_max, на ухилі 40‰ буде забезпечено рухом легкового автомобіля з розрахунковою швидкістю.

Для визначення швидкості руху вантажного автомобіля ЗІЛ–130 на підйомі з ухилом 40‰ розраховуємо динамічний фактор із формули знаходимо:

, (3.4)

.

По величиною D з графіку динамічної характеристики ЗІЛ–130 визначаємо швидкість його руху на цьому ухилі [6] V=65км/год.

Сила опору повітряної середи руху вантажного автомобіля ЗІЛ–130 згідно з формули:

Динамічний фактор по зчепленню визначаємо з формули (2.11):

.

Враховуючи, що 0,29 > 0,055, зчеплення коліс автомобіля з вологим та забрудненим покриттям на ухилі i_max = 0,04 забезпечено.

3.2 Визначення найменшого радіусу кривої у плані

Особливість руху автомобіля на кривій обумовлено дією від центробіжної сили, яка впливає на зручність та безпеку руху. Тому мінімально допустиме значення радіуса кривої у плані визначається з двох умов:

1. З умови стійкості автомобіля проти бокового здвину та перекодування:

, (3.5)

де V – розрахункова швидкість руху легкового автомобіля для даної категорії [1], км/год;

і_в – ухил віражу в долях одиниць [6, табл. 8];

_П – використана доля коефіцієнта зчеплення в поперечному напрямку дороги [2, рис.VIII.21].

.

Величина коефіцієнту зчеплення залежить від стану покриття, швидкості руху, стану шин та ін. При розрахунку R_min розглядається рух автомобіля по вологому чистому покриттю.

2. З умови зручності руху найменший радіус кривої у плані визначають з урахуванням величини коефіцієнта поперечної сили , яка характеризує вплив на автомобіль та пасажирів відцентрової сили:

, (3.6)

де  – коефіцієнт поперечної сили, приймаємо 0,15.

.

По нормативам [1], приймаємо R_min = 800 м.

3.3 Визначення відстані видимості автомобільної дороги

На цей час в теорії проектування автомобільних доріг прийнято три основних схеми визначення відстані видимості:

1. Зупинка автомобіля перед перешкодою;

2. Гальмування двох автомобілів, які рухаються на зустріч один одному;

3. Обгін легковим автомобілем вантажного при наявності зустрічного руху.

Для автомобільної магістралі ІI-ї технічної категорії відстань видимості визначається виходячи із схеми 1.

Для двохсмугових автомобільних доріг без розділу проїжджих частин приймають схеми 1, 2 та 3 рис. 3.1.

а) Розрахункова відстань видимості поверхні дороги.

Для дороги ІІІ технічної категорії розрахункова швидкість легкового автомобіля V_р=120 км/год, максимально допустимий повздовжній ухил i_max=40‰.

Розраховуємо відстань видимості поверхні дороги на ділянці з максимальним ухилом на підйомі i_max=+40‰, виходячи з умов можливої зупинки автомобіля перед перешкодою визначається по формулі:

, (3.7)

де V_р – розрахункова швидкість руху для легкового автомобіля, км/год;

К_э – коефіцієнт, враховуючій ефективність дій гальм (для легкових та вантажних автомобілів приймають 1,21,3);

 – коефіцієнт повздовжнього зчеплення на чистому покритті, =0,4;

і – повздовжній ухил дороги;

l₀ – зазор безпеки (приймають 5–10м).

.

Визначаємо відстань видимості на ділянці з максимальним ухилом на спуску i_max=-40‰:

.

Порівняємо отримані значення робимо висновок, що найбільша розрахункова відстань видимості буде на ділянці з максимальним повздовжнім ухилом на спуску. Тому по розрахунку відстань видимості приймаємо рівним S = 232,3 м.

Цю відстань S = 232,3 м порівнюємо з нормативною [6, табл.10]. Оскільки нормативне значення відстані видимості поверхні дороги обмежене величиною S = 250м, то цю величину і приймаємо, як остаточне значення мінімальної відстані видимості для зупинки автомобіля.

б) Розрахункова відстань видимості зустрічного автомобіля

На двосмуговій автомобільній дорозі при обгоні можливе рух автомобілів на зустріч один одному. При цьому відстань видимості зустрічного автомобіля на деякій відстані один від одного при екстреному гальмуванні. Тому відстань видимості зустрічного автомобіля дорівнює сумі гальмових шляхів двох автомобілів, двох відстаней, які проходять ці автомобілі за час реакції водіїв, і зазору безпеки між автомобілями, що зупинилися:

, м, (3.8)

При повздовжньому ухилі i_max=+40‰:

;

При повздовжньому ухилі i_max=-40‰:

;

При порівнянні отриманих значень видно, що найбільша величина відстані видимості зустрічного автомобіля буде на ділянці дороги з ухилом, який дорівнює +40‰. Тому за розрахункову відстань видимості зустрічного автомобіля приймаємо S = 146,53 м. Порівнявши отримане значення з мінімально допустимою по [1], приймаємо S = 450 м.

в) Розрахункова відстань видимості на обгоні при наявності зустрічного руху

Для двосмугових автомобільних доріг розрахунок по цій схемі виконується із припущення, що легковий автомобіль, що рухається з розрахунковою швидкістю для даної категорії дороги Vл , обжене вантажний автомобіль, що рухається з розрахунковою швидкістю Vв, з виїздом на зустрічну смугу руху. По зустрічній смузі рухається автомобіль зі швидкістю Vз. Обгін починається, коли легковий автомобіль наближається до вантажного на відстань, яка дорівнює різниці шляхів гальмування і шляхові l1, який пройде легковий автомобіль за час прийняття рішення про обгін. В цьому випадку відстань між легковим і вантажним автомобілями на початку виїзду на смугу зустрічного руху.

, (3.9)

Швидкість легкового автомобіля приймаємо V_л = 100 км/год, вантажного V_в = 45 км/год, швидкість зустрічного автомобіля V_з = 30 км/год. Довжина вантажного автомобіля l_a = 6 м. Повздовжній ухил дороги i = 40‰.

.

Легковий автомобіль настигне вантажний і порівняється з ним, проїхавши шлях L₁ із швидкістю V_л, згаявши на це час:

, (3.10)

За цей час вантажний автомобіль пройде шлях L₁−(l₂−l_a) із швидкістю V_в, де l_a – довжина вантажного автомобіля. Прирівняємо значення часу i вирішимо рівняння відносно L₁. Отримаємо:

, (3.11)

.

Потім легковий автомобіль повинен повернутися на свою смугу руху, але на такій відстані перед вантажним автомобілем, щоб він міг гальмувати до остаточної зупинки і при цьому залишалася деяка відстань безпеки. При цьому припущені ця відстань:

, (3.12)

.

Прирівняємо час, необхідний легковому автомобілю для повернення на свою смугу руху і час, за який вантажний автомобіль пройде шлях по своїй смузі:

, (3.13)

.

Легковий автомобіль повинен завершити обгін і повернутися на свою смугу руху до часу зустрічі із зустрічним автомобілем, який рухається із швидкістю Vз і за період обгону проходить шлях:

, (3.14)

.

Відстань видимості з умов обгону:

, (3.15)

.

3.4. Визначення бічної видимості

Для забезпечення безпеки руху по дорогам у населених пунктах, а також на перехрестях з автомобільними та металевими дорогами. В одному рівні, слідує забезпечити достатню бокову видимість придорожньої смуги.

Рис. 3.1 Схема визначення бічної видимості

Відстань бічної видимості визначають за формулою:

, м, (3.16)

де V- розрахункова швидкість руху автомобіля, км/год;

V_n- швидкість руху пішохода , для людини, яка біжитьV_n=10 км/год ;

S- відстань видимості, м.

.