2.15.Скорость движения одиночных автомобилей и транспортных потоков в разных дорожных условиях

выражение для определения скорости

где υ_H - начальная (входная) скорость движения на участке дороги, м/с; S₁ = расстояние от начала участка, м;

R - радиус вертикальной кривой, м. где А, В - коэффициенты, получаемые при аппроксимации кривой вращающего момента двигателя; k - коэффициент сопротивления воздуха; F - площадь проекции автомобиля на плоскость, перпендикулярную направлению его движения, м²; υ - скорость движения автомобиля, м/с; G - вес автомобиля, Н; f - коэффициент сопротивления качению; i - продольный уклон дороги, отн. ед.; δ - коэффициент, учитывающий влияние вращающихся частей автомобиля; g - ускорение свободного падения, g = 9,8 м/с²; - ускорение автомобиля, м/с².

Эффективность использования метода расчета скорости движения автомобиля в проектировании автомобильных дорог зависит от того, насколько точно этим методом учитывается влияние элементов дорог на скорость движения.

Развитие и совершенствование методов расчета скорости движения, основанных на теории автомобиля, заключалось в более полном учете реальных условий движения, геометрических элементов плана и продольного профиля дороги.

Максимально возможная скорость движения на участках кривых в плане где R - радиус кривой в плане, м; γ₂φ₂ - используемая доля коэффициента поперечного сцепления, принимаемая в зависимости от скорости движения в пределах от 0,18 для скорости движения 20 км/ч до 0,11 для скорости движения 150 км/ч; i_в - поперечный уклон, ‰.

Максимально возможная скорость движения на вогнутых кривых в плане где а - центробежное ускорение, а ≈ 0,5...0,7 м/с².

Скорость движения на выпуклых вертикальных кривых определяют с учетом среднего уклона отдельных участков ломаной, которой заменяют вертикальную выпуклую кривую (в зависимости от длины кривой отдельные участки ломаной принимают равными 50; 100 или 200 м).

Скорость движения в конце участка где υ_н - скорость движения в начале участка, км/ч; L_p - длина участка ломаной, м;

D - средний динамический фактор для интервала скоростей; f - коэффициент сопротивления качению; i_ср - средний уклон на участке, отн. ед.; i_ср = i_н - Δi/2;

i_н - уклон в начальной точке участка, отн. ед.; Δi - изменение уклонов на участке, отн. ед.

Среднюю скорость движения на дороге определяют по средней скорости движения на отдельных элементах дороги:

где υ_cpi - средняя скорость движения на отдельных элементах, соответствующих S_i, км/ч; - длина всей дороги, км.

Особенно важна точность определения скорости движения при оценке безопасности дорожного движения по методу коэффициентов безопасности.

В этом случае необходимо иметь данные о допустимой скорости движения на отдельных элементах дороги. Значения скорости движения, получаемые по описанным выше методам, следует проверять по формулам расчета предельно допустимых скоростей движения:-на кривых в плане где R - радиус кривой в плане, м; μ - коэффициент поперечной силы, μ = 0,15; i_п - поперечный уклон, отн. ед;

-на кривых в плане при ограниченной видимости где φ₁ - коэффициент продольного сцепления; i - продольный уклон, на котором расположена кривая, отн. ед.; S - расстояние видимости, м, S = ; В - ширина земляного полотна, м; 5 - запас пути для остановки перед препятствием, м; k_э - коэффициент эксплуатационных условий торможения, для легкового автомобиля k_э = 1,45, для грузового автомобиля k_э = 1,8;

-на подъемах с уклоном i (до 20 ‰), заканчивающихся горизонтальным участком: -при выпуклом переломе с сопрягающимися уклонами i₁ и i₂

где S - расстояние видимости для уравнений, определяемое по формуле S = ; l₀ - запас пути, м.

Расчет скоростей движения транспортных потоков позволяет решать важные технико-экономические задачи, вопросы выбора средств и методов организации дорожного движения. Для оценки скорости движения транспортного потока можно использовать корреляционные уравнения, описанные в подразд. 4.2, 4.3. При этом средняя скорость движения транспортного потока на отдельном элементе дороги при 0,01 < z < 0,85: где v - коэффициент, учитывающий средневзвешенное влияние состояния дорожного покрытия на скорость движения потока в зависимости от природно-климатических условий; - коэффициент, учитывающий влияние геометрических элементов дороги, состава транспортного потока и средств организации дорожного движения; υ₀ - средняя скорость свободного движения однородного потока, состоящего из легковых автомобилей, на прямолинейном горизонтальном участке дороги с шириной проезжей части 7,5 м, краевыми полосами по 0,75 м и укрепленными обочинами шириной 3,5 м, υ₀ = 70 км/ч; α_л - коэффициент, учитывающий долю легковых автомобилей в составе транспортного потока; k_α - коэффициент, учитывающий наличие дорожной разметки; N - интенсивность движения, авт./ч.

На каждом характерном участке дороги (на протяжении которого основные элементы, параметры и характеристики дороги остаются неизменными) определяют значение фактически обеспеченной максимальной скорости движения, км/ч: где - комплексный показатель транспортно-эксплуатационного состояния дороги, который определяют по линейному графику оценки транспортно-эксплуатационного состояния дороги.

Снижение скорости при изменении интенсивности движения и состава транспортного потока-Δυ = 120ΔK_р.с, где ΔK_р.с - снижение коэффициента обеспеченности расчетной скорости движения при изменении интенсивности движения и состава транспортного потока (см. табл. 10.16, 10.17).

Средняя скорость транспортного потока на каждом характерном участке дороги

где t - функция доверительной вероятности, для доверительной вероятности 85 % t = 1,04; σ_υ - среднее квадратическое отклонение скорости движения транспортного потока, км/ч.

С редневзвешенная скорость транспортного потока по всей дороге, км/ч:

где υ_пi - средняя скорость транспортного потока на каждом характерном участке дороги, км/ч; l_i - протяженность каждого характерного участка дороги, км; п - число характерных участков; L - длина дороги, км.

Средняя скорость легковых автомобилей транспортного потока-

Средняя скорость грузовых автомобилей транспортного потока

Схемы наиболее распро­страненных пересечений - клеверный лист, распределительное кольцо, сложные пересечения левоповоротного типа.

Наиболее простым и распространенным в настоящее время ти­пом пересечений в разных уровнях является «клеверный лист» (рис. 13.9), в котором повороты налево осуществляются по лево-поворотным петлям путем поворота направо на 270° после проезда моста.

Недостатком пересечений по типу «клеверного листа» являет­ся значительное удлинение пути пробега автомобилей, поворачи­вающих налево, по сравнению с необходимым для автомобилей, сворачивающих направо .

Пересечение с распределительным кольцом (рис. 13.8 б) обеспе­чивает большие удобства для автомобилей, меняющих направление движения, так как кольцо имеет больший радиус, чем «левопово-

ротные съезды на пересечении по типу «клеверного листа». Однако стоимость этого пересечения зна­чительно выше в связи с необхо­димостью постройки пяти путе­проводов и выполнения больших объемов земляных работ. Возможны несколько типов размещения левоповоротных съездов по отношению к геометрическому центру пересечения (внутреннее, с обходом слева и внешнее, с огибанием справа) и к проезжей части для одностороннего движения — правосторонние и левосторонние ответвления и примыкания .

Смягчение переломов продольного профиля вогнутыми и выпуклыми вертикальными кривыми

Для обеспечения безопасности и плавности движения вогнутые и выгнутые изломы проектной линии на продольном профиле вписывают вертикальные выпуклые и вогнутые кривые. Делают это в том случае если разность уклонов отрезков проектной линии, образующих угол, превышает 20%0 для дорог низших категорий, 5-10 для дорог высоких категорий. При определении разницы принято, что уклон подъема имеет знак +, а спуска -.Для проектирование горизонтальной кривой нужно знать ее радиус и алгебраическую разность уклонов.

В соответствии со стандартом назначают радиусы выпуклых кривых в продольном профиле для дорог 1а категории –не менее 70 000 м, 1б,в,2,3,4- 25 000 м

Радиусы вогнутых кривых для всех категорий не менее 8 000 м.Длина кривых в продольном профиле должна быть непрерывно -выпуклых 300м, непрерывно- вогнутых 100м

Скорость автомобиля по вертикальным кривым

Максимальная возможная скорость движения на вогнутых кривых определяется по формуле

V=(13aR)½ ½-корень квадратный, а- центробежное ускорениеа=0,5-0,7

Скорость движения на выпуклых кривых определяется с учетом среднего уклона отдельных участков ломаной,которой заменяют вертикальную выпуклую кривую. При этом отдельные участки ломанной кривой принимают 50,100 или 200 м.

Скорость движения в конце каждого участка

Vk=( Vk*Vk-254Lсp(D-f-iср) )½

Lсp- длина участка ломанной линии

D-средний динамический фактор для интервала скоростей(ускорение)

f- коэф сопротивления качению

iср- средний уклон на участке

Средняя скорость на всем протяжении выпуклой кривой

Vср=∑Si*Viср/∑Si сумма от I=1 до n

Viср- средняя скорость движения на отдельных элементах

∑Si- длина всей дороги

т

Требования автомобильного транспорта к дорожным одеждам

К дорожным одеждам предъявляют ряд технических и санитарно-гигиенических требований: обеспечение безопасного проезда в любое время года; прочность, долговечность и устойчивость к воздействию атмосферных факторов (температуры, влажности и т. д.); ровность покрытия, чтобы возможно было движение с высокими скоростями, и шероховатость — для хорошего сцепления с шинами; низкая стоимость строительства, возможность использования местных дорожно-строительных материалов, а также устройства, ремонта и содержания механизированным способом; отсутствие пыления, возможность легко удалять пыль и грязь с поверхности; бесшумное движение

Технико-экономические показатели строительства дороги-показатели, характеризующие эффективность вложения средств в строительство или реконструкцию дороги и правильность их использования. К ним относятся: общая трудоемкость строительства, затраты ручного и механизированного труда, уровень механизации и автоматизации работ, стоимостная выработка на одного рабочего, сметная стоимость и сроки выполнения работ. 

При разработке практических мероприятий по повышению транспортно-эксплуатационных качеств автомобильных дорог основное внимание уделяется анализу скоростей движения на дороге. От установившегося на дороге скоростного режима зависят безопасность дорожного движения, пропускная способность и технико-экономические показатели транспортной работы дороги.

Наиболее детальная оценка условий движения на дороге может быть получена с помощью линейного графика скоростей движения.

Повышение технико - эксплуатационных показателей в основном осуществляется за счет капитального ремонта . Капитальным ремонтом достигается повышение прочности показателей одежды , что связано со значительными капиталовложениями . В условиях ограничения средств финансирования и производственных мощностей указанный ремонт не обеспечивает требуемых линейных объемов ремонтных работ и при высокой существующей прочности дорожных одежд нерационально обеспечивать восстановление или повышение эксплуатационных качеств покрытий проведением капитального ремонта . Поэтому более рациональным является обеспечение требуемых эксплуатационных качеств выполнением среднего ремонта путем устройства нового слоя износа методом поверхностной обработки или покрытия из тонкого слоя асфальтобетона