31.3.2. Выбор коэффициентов сцепления
Для установления различных геометрических элементов пересечений и примыканий автомобильных дорог в одном и разных уровнях необходимо знать значение коэффициента сцепления шин с покрытием .
На значение коэффициента сцепления оказывают влияние следующие факторы:
тип покрытия;
ровность;
шероховатость;
состояние поверхности покрытия (сухое, мокрое, чистое, грязное и т. д.);
степень износа покрытия;
материал шины;
рисунок протектора;
внутреннее давление в шине
степень износа шин;
скорость движения.
При сухом и чистом состоянии поверхности покрытия коэффициент почти не зависит от скорости движения, очень мало зависит от типа покрытия и шероховатости его поверхности и колеблется в пределах 0,6-0,8. На сухом покрытии даже при гладких шинах коэффициент не бывает меньше 0,5. При влажном состоянии поверхности покрытия зависит от скорости движения, типа покрытия и характера его поверхности (ровности и шероховатости) и типа шин. На влажной дороге значение меньше, чем на сухой, и, как правило, снижается с увеличением скорости движения, причем при очень гладкой поверхности снижение происходит быстро, а с увеличением шероховатости снижение значительно уменьшается.
На цементно-бетонных покрытиях коэффициент при влажном состоянии поверхности покрытия снижается незначительно и составляет 0,6-0,7. На влажных покрытиях из горячего и холодного асфальтобетона, а также из щебеночных и гравийных материалов, обработанных органическими вяжущими, коэффициент снижается до 0,3-0,5. На мокрой и загрязненной поверхности покрытий переходного и низшего типов составляет 0,2-0,3.
Если автомобиль движется по кривой, то полную силу сцепления Q шин с покрытием можно разложить на две составляющие: продольную Q1 и поперечную Q2, поскольку в этом случае на колесо автомобиля действует поперечная сила Z и продольная сила F (тяговое или тормозное усилие) (рис. 31.22).
Рис. 31.22. Разложение полной величины силы сцепления на продольную и поперечную составляющие
Расчетные значения коэффициентов 1 и 2, которые рекомендуется принимать при проектировании пересечений и примыканий автомобильных дорог приведены в табл. 31.1.
Таблица 31.1. Значения коэффициентов сцепления
Типы покрытия |
Коэффициент полного сцепления |
Коэффициент продольного сцепления 1 |
Коэффициент поперечного сцепления 2 |
Цементно-бетонные |
0,60 |
0,48 |
0,36 |
Асфальтобетонные и обработанные органическими вяжущими материалами |
0,40 |
0,32 |
0,24 |
Переходного и низшего типов |
0,30 |
0,24 |
0,18 |
31.3.3. Выбор коэффициента поперечной силы
Для обеспечения устойчивости автомобиля на кривой необходимо, чтобы коэффициент поперечной силы , представляющий собой отношение поперечной силы Z к массе автомобиля Q, не превышал значения коэффициента поперечного сцепления 2, т.е. 2. При несоблюдении этого условия автомобиль сместится с полосы движения.
Кроме того, при большом значении коэффициента резко снижаются удобства движения, так как пассажир испытывает сильное воздействие центробежной силы.
Максимально допустимое значение коэффициента , с точки зрения удобства пассажиров, равно 0,30, но при этом поворот кажется опасным, угрожающим опрокидыванием. При значении коэффициента =0,15 кривая пассажирами ощущается слабо, а при =0,10 – не ощущается.
Практические исследования показали, что уже при коэффициенте =0,20 пассажир, ясно ощущая движение по кривой, испытывает некоторое неудобство, а при >0,25 проезд по кривой становится очень неудобным.
Следовательно, для обеспечения удобства движения пассажира по кривой величину коэффициента нужно принимать не более 0,20.
В результате изучения режимов движения транспортных потоков на кривых малых радиусов установлено, что наибольшие значения коэффициента поперечной силы , характерные для наблюдаемых средних скоростей движения автомобилей, равны 0,25-0,28. При этом коэффициент поперечной силы зависит от скорости движения автомобиля, уменьшаясь с увеличением скорости.
При проектировании съездов на пересечениях и примыканиях автомобильных дорог в одном и разных уровнях можно рекомендовать определение коэффициента поперечной силы по графику, представленному на рис. 31.23.
Рис. 31.23. График зависимости коэффициента поперечной силы от скорости