1.2 Понятие расчетного автомобиля в зарубежных нормах проектирования
В связи с повышением динамических характеристик автомобилей совершенствуются требование к строительству и проектированию автомобильных дорог. При проектировании дорог возникает необходимость введения понятия «расчетный автомобиль». Этот термин определяется по-разному:
«Расчетный автомобиль – термин, используемый для определения геометрических параметров автомобильных дорог (минимальные радиусы поворота пересечения в одном уровне, кольцевые пересечения), влияющий на безопасность, пропускную способность и стоимость пересечения. Это условная транспортная единица, параметры которой используют в расчетах дорожной одежды и ее элементов» [3].
«Расчетный автомобиль – это автомобиль, размеры и эксплуатационные характеристики которого используются для создания макета автомобильных дорог [89]».
«Расчетный автомобиль – это такой автомобиль массу, размеры и динамические качества которого используют при проектировании автомобильной дороги. Такие параметры расчетного автомобиля, как размеры и минимальный радиус поворота должны быть такими же, как и у большинства других автомобилей этого же класса, которые предположительно будут использовать для движения данную проектируемую дорогу» [4].
«За расчетный автомобиль принимается автомобиль в составе транспортного потока, имеющий наибольшие размеры и габариты, наибольший минимальный радиус поворота из большинства автомобилей этого класса (группы), а при расчетах минимального расстояния видимости - это автомобиль, имеющий минимальную высоту положения глаз водителя над проезжей частью» [39].
«Расчетный автомобиль – такой автомобиль масса, размеры и динамически характеристики которого, приняты при проектировании автомобильных дорог» [75].
Например, при конструировании дорожной одежды расчетный грузовой автомобиль используется как эталон нагрузки. Применительно к проектированию геометрических элементов пересечений расчетными являются легковые или грузовые автомобили, имеющие определенные размеры кузова, величины радиусов поворота управляемых колес и некоторые другие специфические параметры, характеризующие траекторию движения.
Динамические размеры расчётного автомобиля используются для оценки соответствия требованиям удобства и безопасности движения таких основных элементов планировки пересечений, как диаметр центрального островка и внешней кромки кольцевой проезжей части, радиусы съездов, ширина полос движения, длина полосы движения, длина переходно-скоростных полос и т.д.
Во многих зарубежных странах приняты «свои» расчетные автомобили. В Австралии, Австрии, Великобритании, Канаде, Германии, Новой Зеландии, Норвегии, Швейцарии и Швеции [88] используется понятие «расчетный автомобиль». В таблице 1.1 даны размеры расчетных автомобилей в разных стран.
Таблица 1.1
Расчетные автомобили зарубежных стран
Расчетный автомобиль |
Тип |
Длина (мм) |
Ширина (мм) |
1 |
2 |
3 |
4 |
Австрия |
|||
Легковой автомобиль |
Выпуск 502 |
5000 |
1900 |
Автобус |
Выпуск 502 |
12000 |
2500 |
Автобус |
Выпуск 502 |
15000 |
2500 |
Грузовик |
Выпуск 502 |
12000 |
2600 |
Грузовик |
Выпуск 502 |
9000 |
2300 |
Трактор |
Выпуск 502 |
16500 |
2600 |
Грузовик с прицепом |
Выпуск 502 |
18750 |
2600 |
Австралия |
|||
Легковой автомобиль |
проектный |
5000 |
1900 |
Автомобиль для обслуживания |
проектный |
8800 |
2500 |
Грузовой автомобиль/автобус |
проектный |
12500 |
2500 |
Одноместный сочлененной |
проектный |
19000 |
2500 |
Сочлененный автобус |
Ограниченный доступ |
25000 |
3000 |
Длинный автобус |
Ограниченный доступ |
14500 |
2500 |
Сочленённый автобус |
Ограниченный доступ |
19000 |
2500 |
Грузовик с двумя прицепами |
Ограниченный доступ |
25000 |
2500 |
Грузовик с двумя прицепами |
Ограниченный доступ |
26000 |
2500 |
Грузовик с двумя прицепами |
Ограниченный доступ |
36200 |
2500 |
Грузовик с тремя прицепами |
Ограниченный доступ |
36500 |
2500 |
Грузовик с тремя прицепами |
Ограниченный доступ |
53400 |
2500 |
Канада |
|||
Легковой автомобиль |
TAC (1999) |
5600 |
2000 |
Автобус |
TAC (1999) |
12200 |
2400 |
Сочленений автобус |
TAC (1999) |
18300 |
2400 |
Городской автобус |
TAC (1999) |
14000 |
2400 |
Грузовой автомобиль |
TAC (1999) |
6400 |
2600 |
Грузовой автомобиль |
TAC (1999) |
10000 |
2600 |
Грузовой автомобиль |
TAC (1999) |
11500 |
2600 |
Тягач с полуприцепом |
TAC (1999) |
20700 |
2600 |
Тягач с полуприцепом |
TAC (1999) |
22700 |
2600 |
Грузовик с двумя прицепами |
TAC (1999) |
24500 |
2600 |
Грузовик с двумя прицепами |
TAC (1999) |
25000 |
2600 |
Швеция |
|||
Легковой автомобиль |
Vagverket |
4900 |
1800 |
Легковой автомобиль с прицепом |
Vagverket |
13450 |
2300 |
Автобус (BB) |
Vagverket |
15000 |
2500 |
Автобус (Bbsa) |
Vagverket |
15000 |
2550 |
Расширенный автобус (Bf ) |
Vagverket |
13000 |
2500 |
Автобус (LBm) |
Vagverket |
7000 |
2200 |
Сочлененный автобус (BL) |
Vagverket |
18000 |
2500 |
Тяжелые грузовики и автобусы |
Vagverket |
12000 |
2550 |
Операционная на колесах |
Vagverket |
10950 |
4500 |
Грузовик с прицепом |
Vagverket |
24600 |
2600 |
Мусоровоз |
Vagverket |
9400 |
2550 |
Грузовик с полуприцепом или с тележкой |
Vagverket |
17450 |
2600 |
Лесовоз |
Vagverket |
23325 |
2550 |
Специальные транспортные средства |
Vagverket |
19000 |
2600 |
Транспорт экстренных служб |
Vagverket |
10000 |
2500 |
Трактор с тележкой |
Vagverket |
9200 |
2200 |
Германия |
|||
Легковой автомобиль |
FGSV 2001 |
4740 |
1760 |
Автобус |
FGSV 2001 |
12000 |
2500 |
Автобус |
FGSV 2001 |
13700 |
2500 |
Автобус |
FGSV 2001 |
15000 |
2500 |
Сочлененный автобус |
FGSV 2001 |
17990 |
2500 |
Грузовой автомобиль (3-х осный) |
FGSV 2001 |
10100 |
2500 |
Грузовой автомобиль (2-х осный) |
FGSV 2001 |
9460 |
2290 |
Грузовой автомобиль |
FGSV 2001 |
18710 |
2500 |
Мусоровоз (2-х осный) |
FGSV 2001 |
9030 |
2500 |
Мусоровоз (3-х осный с ведомой осью) |
FGSV 2001 |
9950 |
2500 |
Мусоровоз (3-х осный) |
FGSV 2001 |
9900 |
2500 |
Трактор |
FGSV 2001 |
16500 |
2500 |
Дом на колесах |
FGSV 2001 |
6890 |
2170 |
Нидерланды |
|||
Легковой автомобиль |
CROW 1998 |
4580 |
1750 |
Автобус |
CROW 1998 |
11800 |
2600 |
Грузовой автомобиль |
CROW 1998 |
9000 |
2450 |
Тягач с прицепам |
CROW 1998 |
18500 |
2600 |
Грузовик с прицепом |
CROW 1998 |
16170 |
2600 |
Норвегия |
|||
Легковой автомобиль |
Vegvesen |
4800 |
1800 |
Автобус |
Vegvesen |
12400 |
2500 |
Грузовой автомобиль |
Vegvesen |
11000 |
2500 |
Грузовой автомобиль |
Vegvesen |
8000 |
2500 |
Тягач с полуприцепом |
Vegvesen |
15500 |
2500 |
Автопоезд |
Vegvesen |
22000 |
2500 |
Северная Африка |
|||
Легковой автомобиль |
SANRAL |
4800 |
1800 |
Автобус |
SANRAL |
12 300 |
2600 |
Грузовой автомобиль |
SANRAL |
9100 |
2500 |
Тягач с полуприцепом |
SANRAL |
17 000 |
2500 |
Тягач с прицеп |
SANRAL |
18 600 |
2500 |
Швейцария |
|||
Легковые автомобили |
SN 640 198а |
5100 |
1900 |
Автобус |
SN 640 198а |
12 000 |
2500 |
Автобус |
SN 640 198a |
15000 |
2500 |
Грузовой автомобиль |
SN 640 198а |
9400 |
2600 |
Грузовой автомобиль (B) |
SN 640 271a |
11 000 |
2500 |
Грузовой автомобиль с прицепом |
SN 640 198а |
18 000 |
2500 |
Для установления расчётных величин анализируют размеры различных автомобилей и тенденции их изменения. Так, в США проводится статистическая обработка соответствующих размеров различных автомобилей, разделённых на группы (легковые, грузовые, автобусы). В нормах проектирования дорог США (ААSHTO, 1965 г.) [93] приводятся кумулятивные кривые распределения этих размеров, на основе которых выбираются расчётные значения. В качестве примера на рис. 1.7 представлено распределение величины минимального радиуса поворота и длины легковых автомобилей, выпускаемых промышленностью США (рис.1.8). Из приведённых графиков следует, что в качестве расчётных принимаются размеры 95-97% обеспеченности или максимальные. Подобный подход к назначению размеров расчётных автомобилей используется и для других типов автомобилей.
Минимальный
радиус поворота автомобиля, дюймы |
Длина
автомобиля, дюймы |
Рис.1.7 Кривая распределения минимального радиуса поворота легковых автомобилей: пунктир – принятая расчетная величина (7,3 м). |
Рис.1.8 Кривая распределения длин легковых автомобилей: пунктир – принятая расчетная величина (5,8 м). |
Для анализа расчетных автомобилей автором были изучены параметры с учетом изменения тенденцией. В таблицах 1.2-1.5 приведены размеры некоторых расчётных автомобилей согласно нормам, принятым в США в разные годы.
Таблица 1.2
Размеры расчётных автомобилей (США, 1965 г.) [93]
Расчётный автомобиль |
Тип |
Длина, м |
Ширина, м |
Минимальные радиусы, м |
||
левого переднего колеса |
правого заднего колеса |
|||||
Легковой автомобиль |
P |
5,8 |
2,13 |
7,3 |
4,7 |
|
Грузовой автомобиль |
SU |
9,15 |
2,6 |
12,8 |
8,7 |
|
Одиночный полуприцеп |
WB-40 |
15,2 |
2,6 |
12,2 |
6,1 |
|
Полуприцеп удлинённый |
WB-50 |
16,8 |
2,6 |
13,7 |
6,1 |
|
Таблица 1.3
Размеры расчётных автомобилей (США, 2001 г.) [94]
Расчётный автомобиль |
Тип |
Длина, м |
Ширина, м |
Минимальные радиусы, м |
||
левого переднего колеса |
правого заднего колеса |
по центру передней оси |
||||
Легковой автомобиль |
Р |
5,8 |
2,13 |
7,3 |
4,4 |
6,4 |
Грузовой автомобиль |
SU |
9,15 |
2,44 |
12,8 |
8,7 |
11,6 |
Одиночный междугородний автобус |
BUS-14 |
13,7 |
2,6 |
13,7 |
7,8 |
12,4 |
Междугородний автобус |
BUS-15 |
12,2 |
2,6 |
13,7 |
8,4 |
12,4 |
Полуприцеп |
WB-12 |
13,87 |
2,44 |
12,2 |
5,9 |
11,0 |
Полуприцеп |
WB-15 |
16,77 |
2,6 |
13,7 |
5,2 |
12,5 |
Полуприцеп с прицепом |
WB-20D |
22,05 |
2,6 |
13,7 |
5,9 |
12,5 |
Таблица 1.4
Размеры расчётных автомобилей (США, 2004 г.) [98]
Расчётный автомобиль |
Тип |
Длина, м |
Ширина, м |
Минимальные радиусы |
||
левого переднего колеса |
правого заднего колеса |
по центру передней оси |
||||
Легковой автомобиль |
Р |
5,8 |
2,13 |
7,3 |
4,4 |
6,4 |
Грузовой автомобиль |
SU |
9,15 |
2,44 |
12,8 |
8,6 |
11,6 |
Одиночный междугородний автобус |
BUS-14 |
13,7
|
2,6
|
13,7
|
8,4
|
12,4
|
Междугородний автобус |
BUS-12 |
12,2
|
2,6
|
13,7
|
8,4
|
12,4
|
Полуприцеп |
WB-12 |
13,87 |
2,44 |
12,2 |
5,9 |
11,0 |
В таблице 1.5 показаны принятые в настоящее время параметры расчетных автомобилей в США.
Таблица
1.5
Расчетные автомобили |
Типы |
Размеры (м) |
||||||||||
Общий |
Выступ |
Wb1 |
Wb2 |
S |
T |
Wb3 |
Wb4 |
|||||
высота |
ширина |
длина |
передняя часть |
задняя часть |
||||||||
Легковой автомобиль |
P |
1,3 |
2,1 |
5,8 |
0,9 |
1,5 |
3,4 |
|
|
|
|
|
Грузовой автомобиль |
SU |
4,1 |
2,4 |
9,2 |
1,2 |
1,8 |
6,1 |
|
|
|
|
|
Автобусы |
||||||||||||
Городские автобусы |
Bus-12 |
3,7 |
2,6 |
12,2 |
1,8 |
1,9 |
7,3 |
1,1 |
|
|
|
|
Bus-14 |
3,7 |
2,6 |
13,7 |
1,8 |
2,6 |
8,1 |
1,2 |
|
|
|
|
|
Транзитные автобусы |
CITY BUS |
3,2 |
2,6 |
12,2 |
2,1 |
2,4 |
7,6 |
|
|
|
|
|
Школьный автобус (65 пасс.) |
S-BUS 11 |
3,2 |
2,4 |
10,9 |
0,8 |
3,7 |
6,5 |
|
|
|
|
|
Большой школьный автобус (84 пасс.) |
S-BUS 12 |
3,2 |
2,4 |
12,2 |
2,2 |
4,0 |
6,1 |
|
|
|
|
|
Сочленённый автобус |
A-BUS |
3,4 |
2,6 |
18,3 |
2,6 |
3,1 |
6,7 |
5,9 |
1,9a |
4,0a |
|
|
Грузовые автомобили |
||||||||||||
Промежуточный полуприцепа |
WB-12 |
4,1 |
2,4 |
13,9 |
0,9 |
0,8 |
3.8 |
8,4 |
|
|
|
|
Большой полуприцеп |
WB-15 |
4,1 |
2,6 |
16,8 |
0,9 |
0,6 |
4,5 |
10,8 |
|
|
|
|
Межштатный полуприцеп |
WB-19 |
4,1 |
2,6 |
20,9 |
1,2 |
0,8 |
6,6 |
12,3 |
|
|
|
|
Межштатный полуприцеп |
WB-20 |
4,1 |
2,6 |
22,1 |
1,2 |
0,8 |
6,6 |
13,8 |
|
|
|
|
Двойной полуприцеп |
WB-20D |
4,1 |
2,6 |
22,4 |
0,7 |
0,9 |
3,4 |
7,0 |
0,9d |
2,1 |
7,0 |
|
Тройной полуприцеп |
WB-30Т |
4,1 |
2,6 |
32,0 |
0,7 |
0,9 |
3,4 |
6,9 |
0,9d |
2,1d |
7,0 |
7,0 |
Двойной магистральный полуприцеп/ прицеп |
WB-33D |
4,1 |
2,6 |
34.8 |
0,7 |
0,8 |
1,1 |
12,2 |
0,8 |
3,1 |
13,6 |
|
Кемпер (транспортные средства для досуга) |
||||||||||||
Дом на колёсах |
MH |
3,7 |
2,2 |
9,2 |
1,2 |
1,8 |
6,1 |
- |
- |
- |
|
|
Легковой автомобиль с автофургоном |
P/T |
3,1 |
2,2 |
14,8 |
0,9 |
3,1 |
3,4 |
- |
1,5 |
5,8 |
|
|
Легковой автомобиль с лодкой |
P/B |
- |
2,2 |
12,8 |
0,9 |
2,1 |
3,4 |
- |
1,5 |
1,6 |
|
|
Дом на колёсах с лодкой |
MH/B |
3,7 |
2,2 |
16,2 |
1,2 |
2,4 |
6,1 |
- |
1,8 |
4,6 |
|
|
Трактор |
TR |
3,1 |
3,1 |
4,9 |
- |
- |
3,1 |
2,7 |
0,9 |
2,0 |
|
|
Таблица 1.6
Минимальный радиус поворота расчетных автомобилей в США [75] Где ссылка???
Расчетный автомобиль |
Легковой автомо-биль |
Грузовой автомо-биль |
Городские автобусы |
Транзитные автобусы |
Школьный автобус (65 пасс.) |
Большой школьный автобус (84 пасс.) |
Сочленённый автобус |
Промежуточ-ный полуприцеп |
Большой полуприцеп
|
|||||||
Тип |
P |
SU |
BUS-12 |
BUS-14 |
CITY BUS |
S-BUS 11 |
S-BUS 12 |
A-BUS |
WB-12 |
WB-15 |
||||||
Минимальный радиус поворота |
7,3 |
12,8 |
13,7 |
13,7 |
12,8 |
11,9 |
12,0 |
12,1 |
12,2 |
13,7 |
||||||
Центральный линия радиус поворота |
6,4 |
11,6 |
12,4 |
12,4 |
11,5 |
10,6 |
10,8 |
10,8 |
11,0 |
12,5 |
||||||
Минимальный внутренний радиус |
4,4 |
8,6 |
8,4 |
7,8 |
7,5 |
7,3 |
7,7 |
6,5 |
5,9 |
5,2 |
||||||
Расчетный автомобиль |
Межштатный полуприцеп |
Двойной полупри-цеп |
Тройной полуприцеп |
Двойной магистраль-ный полуприцеп/прицеп |
Дом на колёсах |
Легковой автомо-биль с автофургоном |
Легковой автомобиль с лодкой |
Дом на колёсах с лодкой |
Трактор |
|||||||
Тип |
WB-19 |
WB-20 |
WB-20D |
WB-30Т |
WB-33D |
MH |
P/T |
P/B |
MH/B |
TR |
||||||
Минимальный радиус поворота |
13,7 |
13,7 |
13,7 |
13,7 |
18,3 |
12,2 |
10,1 |
7,3 |
15,2 |
5,5 |
||||||
Центральный линия радиус поворота |
12,5 |
12,5 |
12,5 |
12,5 |
17,1 |
11,0 |
9,1 |
6,4 |
14,0 |
4,3 |
||||||
Минимальный внутренний радиус |
2,4 |
1,3 |
5,9 |
3,0 |
4,5 |
7,9 |
5,3 |
2,8 |
10,7 |
3.2 |
||||||
Приведенные в таблицах данные показывают (см. табл. 1.2-1.5), что размеры расчётных легковых и грузовых автомобилей в нормах США за последние несколько десятилетий практически не изменились, что можно объяснить стабильностью требований к их основным конструктивным элементам.
Анализ геометрических размеров отечественных автомобилей показывает, что их габариты постепенно увеличивается. Например, длина одиночного грузового автомобиля марки ГАЗ-51А, выпускаемого в 1955-1975гг., составляла 5,73 м, начиная с 1976 г. – 6,4 м (ГАЗ-53А). Подобные изменения характерны и для конструкции других отечественных грузовых автомобилей и автобусов (таблица 1.7) [3].
Таблица 1.7
Размеров отечественных автомобилей
Заводы-производители грузовых автомобилей и автобусов |
Длина кузова, м |
|
Ранее выпускаемые |
Современная марка |
|
ЗИЛ |
6,7 |
7,93 |
КамАЗ |
8,53 |
8,64 |
ЛИАЗ |
10,45 |
11,4 |
В целом можно отметить, что тенденции изменения размеров отечественных автомобилей совпадали с зарубежными, но в связи с замедлением развития автомобильной промышленности в последние десятилетия не проявились полностью.
После присоединения России к ВТО не составит труда закономерно прогнозировать появление иностранных автомобилей на федеральных и региональных дорогах. В настоящее время в составе транспортного потока на дорогах России преобладают автомобили зарубежного производства. В связи с этим в качестве расчетного автомобиля при проектировании пересечений оправданно применять с учетом транспортного потока на российских автомобильных дорогах [3] расчетные (проектные) типы автомобилей, рекомендуемые нормами США.