15. Динамический фактор автомобиля.

Динамический фактор автомобиля, является показателем его тягово-скоростных качеств.

Где:

Pk — тяговая сила на ведущих колёсах автомобиля; Pb — сила сопротивления воздуха движению автомобиля; VPa — сила тяжести автомобиля.

Динамический фактор, выражающийся обычно в %, характеризует возможность автомобиля развивать максимальную скорость, преодолевая сопротивление качению и подъёму, буксировать прицеп (полуприцеп) и разгоняться.

Зависимость динамического фактора от скорости движения на каждой из передач называется динамической характеристикой.

Поэтому динамическая характеристика должна быть ограничена величинами, предельными по сцеплению ведущих колес с дорогой, так же как и тяговая характеристика.

Динамическая характеристика позволяет определить основные параметры динамичности — максимальную скорость при заданном виде дорожного покрытия, предельное сопротивление дороги, которое можно преодолеть на любой из передач, и ускорения при разгоне.

Поскольку сила тяги автомобиля Рр и сила сопротивления воздуха Рw зависят от скорости, постольку и значение динамического фактора меняется с изменением скорости движения автомобиля. Зависимость динамического фактора от скорости движения при полной нагрузке (полностью открытом дросселе) и при различных передачах (I, II, III, IV) называется (по предложению Е.А. Чудакова) динамической характеристикой автомобиля (рис.3), используемой при тяговых расчетах.

Графики динамических характеристик автомобиля строятся применительно к случаю полной загрузки (полного веса) автомобилей, тогда

.                                                        (21)

При изменении загрузки (веса) автомобиля числитель формулы (21) при постоянной скорости не меняется. Поэтому при постоянной скорости соблюдается равенство

,                                             (22)

где Gполн и G1– соответственно, полный и частичный (с уменьшенной загрузкой) вес автомобиля; Dполн и D1 – соответственно, динамический фактор при полном и уменьшенном весе автомобиля.

С помощью динамического фактора можно определить величины максимальных подъемов пути, которые может преодолеть автопогрузчик при движении на разных передачах по дорогам с различным сопротивлением качению.

№16 Поперечные профили земляного полотна, требования СНиП

В соответствии с данными приложения 3 СНиП [1] и справочника инженера-дорожника [11] земляное полотно автомобильных дорог состоит из следующих элементов.

Верхняя часть земляного полотна, располагающаяся в пределах от низа дорожной одежды (До) на глубину до двух третей слоя сезонного промерзания (h_см) и не менее 1.5м от поверхности дорожного покрытия проезжей части, называется рабочим слоем (1).

Далее, земляное полотно состоит из откосных частей (2), оснований насыпи (3) и выемки (3`), а также – ядра насыпи (4) (рис.29).

Рис. 29. Элементы земляного полотна: а – насыпь; б – выемка; 1 – верхняя часть земляного полотна (рабочий слой); 2 – откосные части; 3 – основание насыпи; 3 – основание выемки; 4 – ядро насыпи; До – дорожная одежда; Об – обочина

Основание насыпи – массив грунта в условиях естественного залегания, располагающийся ниже насыпного слоя, а при низких насыпях – и ниже границы рабочего слоя [1].

Основание выемки – массив грунта ниже границы рабочего слоя [1].

В состав земляного полотна входит система поверхностного водоотвода, специальные удерживающие сооружения и другие конструкции.

Земляное полотно должно быть прочным, устойчивым и стабильным, для чего предусматриваются соответствующие конструктивные решения:

• геометрическое очертание;

• высота насыпи и глубина выемки;

• благоприятные физико-механические свойства грунтов;

• правильное расположение слоев и степень уплотнения грунта;

• защита грунта от источников увлажнения;

• защита от опасных температурных воздействий.

Конструктивные решения осуществляются комплексно с учетом местных природных условий, типа дорожного покрытия и категории дороги.

Наибольший эффект по обеспечению прочности и устойчивости земляного полотна достигается при совместном проектировании поперечных и продольного профилей.

Конструкция, геометрическое очертание и ширина по верху земляного полотна определяются:

• категорией дороги [1,п. 4 ];

• типом дорожной одежды;

• высотой насыпи, глубиной выемки;

• свойствами грунта, из которого возводится земляное полотно [1];

• особенностями инженерно-геологических условий;

• характером рельефа;

• условиями производства строительных работ.

Конструктивные особенности земляного полотна автомобильных дорог должны соответствовать дорожно-климатической зоне строительства [1, прил. 1] и типам местности по характеру увлажнения [1, прил. 2, табл.1].

Геометрическая форма земляного полотна должна обеспечивать снегонезаносимость, безопасность движения и эстетические качества [1].

Для типовых поперечных профилей форма и размеры земляного полотна определяются шириной по верху (количеством полос движения), уклонами откосов, зависящими от высоты насыпи и глубины выемки, условиями обеспечения снегонезаносимости.

Типовые поперечные профили, разработанные “Союздорпроектом” приводятся в альбоме “Земляное полотно автомобильных дорог общего пользования”, серия 503-0-48.87.

Индивидуальные решения для насыпей применяются в следующих случаях [1]:

• при высоте более 12 м;

• на участках временного подтопления;

• на участках слабых оснований;

• при пересечении болот глубиной более 4м и с поперечным уклоном их дна;

• при грунтах с повышенной влажностью;

• при недостаточной высоте;

• при применении в теле насыпи специальных прослоек (термоизолирующих, гидроизолирующих, армирующих).

Индивидуальные решения земляного полотна для выемок принимаются [1]:

• при глубине более 12м в нескальных грунтах;

• при наклоне пластов грунта в сторону проезжей части;

• при наличии водоносных горизонтов в основании выемки или вскрытых выемкой;

• в районах избыточного увлажнения;

• на участках со сложными инженерно-геологическими и морфологическими условиями (косогоры круче 1:3, оползни, обвалы, сели, подземный лед, наледи, снежные лавины, вечная мерзлота и т.д.).

Для общей оценки природных условий района строительства при проектировании земляного полотна [1] приводят дорожно-климатическое районирование страны, состоящее из пяти дорожно-климатических районов [1, прил. 1].

Для конкретизации особенностей гидрологических и гидрогеологических условий на различных участках трассы проектируемой дороги в СНиП [1] приводит классификацию типов местности по условиям увлажнения [1, прил. 2, табл.1].

Сложность инженерно-геологических условий оценивается по следующим данным:

• видам, свойствам и условиям залегания грунтов в пределах грунтовой толщи, которая будет подвергаться техногенному воздействию при строительстве и последующей эксплуатации автомобильной дороги;

• видам, характеру и интенсивности опасных геологических процессов;

• условиям залегания, особенностям режима и возможному влиянию на земляное полотно подземных вод;

• наличию, режиму и возможному влиянию на земляное полотно поверхностных вод;

• характеру и динамике развития форм рельефа.

При проектировании земляного полотна автодороги следует учитывать его водно-тепловой режим. Под водно-тепловым режимом понимается характер изменения во времени влажности и температуры грунта под воздействием погодно-климатических факторов, влияющих на рабочий слой земляного полотна автодороги.

17. Расчет и разбивка виража.

На кривых с радиусами менее 3000 м на дорогах I категории и менее

2000 м для дорог II-IV категорий предусматривают устройство виражей (односкатного поперечного профиля на кривых), обеспечивающего устойчивость движущегося по кривой автомобиля.

Расчет элементов виража и отгона виража для различных типов закруглений, состоящих из переходных кривых и круговой кривой, выполняется по приведенной ниже методике, расчет симметричных и несимметричных биклотоид, а также близко расположенных односторонних и S-образных кривых следует выполнять согласно Методическим указаниям [ ].

Проектирование виража выполняют в следующей последовательности:

1.Определяют уклон виража по формуле

,

где V – расчетная скорость, км/ч;

– коэффициент центробежной силы, который принимается равным 0,05 - 0,1 для дорог I и II категорий и 0,15 – для дорог III и ниже категорий.

Уклон виража, вычисленный по этой формуле, должен быть не более, чем уклон виража, рекомендуемый для данного радиуса.

В том случае, если уклон виража по расчету окажется меньше поперечного уклона проезжей части двухскатного профиля или отрицательным, вираж можно не устраивать. Однако в целях повышения безопасности движения, учитывая психологическое воздействие виража на водителя, целесообразно вираж устроить с уклоном, равным уклону двухскатного профиля или рекомендованным для данного радиуса нормативными документами.

2. Определяют длину отгона виража – участка перехода от двухскатного поперечного профиля к односкатному по формулам:

при вращении вокруг оси дороги

ил при вращении вокруг внутренней кромки

,

где В – ширина проезжей части с учетом кромочных полос. Для двухполосной проезжей части

B=(в+а)2,

где в – ширина полосы движения проезжей части, м;

а – ширина кромочной полосы, м;

– дополнительный к продольному уклону дороги уклон внешней кромки проезжей части на участке отгона виража, который не должен превышать для дорог I и II категорий 5 ‰, для других категорий – 10 ‰ (рис. ).

Участок отгона виража совмещается с переходной кривой, поэтому, если вычисленная длина отгона виража окажется меньше длины переходной кривой, то ее длина принимается равной длине переходной кривой, т. е., если >. , увеличивают длину переходной кривой.

При проектировании клотоидной трассы длина отгона виража принимается равной длине клотоиды. Участок виража имеет место только при наличии круговой вставки.

При выполняют вращение внешней полосы и внешней обочины производят вокруг оси дороги.

При разбивка отгона виража выполняется путем вращения проезжей части и обочин вокруг оси дороги или вокруг внутренней кромки проезжей части.

Во втором случае на участке, где уклон отгона виража меньше или равен уклону двухскатного профиля, вращение производится только внешней полосы проезжей части и внешней обочины вокруг оси дороги до придания им уклона внутренней полосы проезжей части. Далее вращение плоскости всей проезжей части производится вокруг внутренней кромки до придания проезжей части и внешней обочине требуемого уклона виража. Уклон внутренней обочины сохраняется таким как в пределах двускатного профиля до тех пор, пока выполняется условие На участке, где , уклон внутренней обочины изменяется вместе с уклоном внутренней полосы движения. Схема вращения отгона виража относительно оси дороги показана на рис. 5.

3. Определяют фактический дополнительный продольный уклон внешней кромки проезжей части по формулам:

При вращении вокруг оси дороги:

при отсутствии уширения проезжей части

при наличии уширения проезжей части

.

При вращении вокруг внутренней кромки

при отсутствии уширения проезжей части

при наличии уширения проезжей части

.

Если рассчитанная по приведенным формулам величина дополнительного уклона окажется меньше 3‰ (0,003) – минимально необходимого значения, при котором обеспечивается водоотвод с проезжей части, то необходимо принять = 0,003.

В этом случае длину участка вращения внешней полосы движения и внешней обочины вокруг оси дороги определяют по формуле

.

4. Поперечные уклоны в любом сечении в пределах отгона виража определяют по следующим формулам:

На участке длиной при S ≤

,

где S-расстояние от начала отгона виража до конца (S=0, 10, 20...м)

После этого на остальном протяжении отгона

.

Отрицательное значение величины уклона означает, что он направлен в сторону, обратную уклону виража.

5. Превышения всех характерных точек (внешней бровки земляного полотна, внешней кромки, оси, внутренней кромки и внутренней бровки) определяют относительно точки принятой за ноль. Поскольку на продольном профиле проектные отметки определяются для оси дороги, то удобней превышения определять относительно оси дороги. Например, превышения внешней и внутренней кромок относительно оси дороги

В приведенной формуле принимают «+» – для внешней кромки, «–» – для внутренней кромки.

Абсолютные отметки характерных точек поперечного профиля определяют по формуле

где – проектная отметка оси дороги на данном поперечнике с продольного профиля, м.