31.3.7. Определение длины отгона виража

Наименьшую или расчетную длину отгона виража для двускатного поперечного профиля съезда (рис. 31.26а) определяют по формуле

, (31.11)

где b – ширина проезжей части съезда, м; i_в – поперечный уклон виража, ‰; i₂ – наибольший продольный уклон отгона виража, ‰.

Рис. 31.26. Схемы отгона виража: а – двускатный съезд; б – односкатный съезд; в – односкатный съезд с возрастающим односторонним уклоном

Поперечный уклон виража принимают в зависимости от радиуса основной кривой, климатических условий и типа дорожного покрытия в соответствии со СНиП 2.05.02-85. Учитывая, что радиусы съездов на пересечениях и примыканиях автомобильных дорог обычно не превосходят 500 м, уклон виража на них следует назначать не более 40‰ в районах с длительными периодами гололедицы и 60‰ в остальных районах. Уклоны виража более 60‰ применять не следует, так как при пониженных скоростях движения создается опасность скольжения автомобиля во внутреннюю сторону кривой.

Продольный уклон отгона виража представляет собой превышение продольного уклона наружной кромки съезда над уклоном внутренней кромки. Максимально допустимый уклон отгона виража для съездов следует принимать равным 10‰ и лишь в исключительных случаях можно увеличить его, но не более чем до 20‰. Фактический уклон отгона виража обычно отличается от максимально допустимого вследствие того, что отгон виража приравнивается к длине переходной кривой, кратной 5 или 10 м. После изменения длины отгона виража необходимо соответственно пересчитать уклон отгона виража и установить его фактическое значение. Фактический уклон отгона виража определяют по формуле

, (31.12)

где i₂ – наибольший допустимый уклон отгона виража, ‰; – наименьшая длина отгона виража, м; L – принятая длина отгона виража, равная длине переходной кривой, м.

Если проектировать переходную кривую нет необходимости, то длина отгона виража может быть принята равной его расчетной длине или округлена незначительно (до целого числа метров).

Для пересечений и примыканий автомобильных дорог в одном и в разных уровнях более характерным является односкатный поперечный профиль съездов. При этом на съездах с обратными кривыми поперечный уклон может менять свое направление (см. рис. 31.26б). В этом случае расчетную длину отгона виража определяют по формуле

, (31.13)

где i_п – поперечный уклон проезжей части на прямом участке дороги или на прямой вставке между обратными кривыми. Остальные обозначения те же, что и в формуле (31.10).

На правоповоротных съездах с основной дороги часто приходится увеличивать поперечный уклон проезжей части при переходе с прямого участка на кривую (см. рис. 31.26в). В этом случае расчетную длину отгона виража определяют по формуле

. (31.14)

31.3.8. Определение длины путей разгона и замедления

Путь разгона определяют по формуле

, (31.15)

где V₁ – начальная скорость; V₂ – конечная скорость; V_a – переменная скорость, равная , откуда dS = V_adt.

Если нужно найти путь разгона S_р от скорости V₁ до V₂, то надо взять разность путей разгона

, (31.16)

где S₂ – путь разгона от V=0 до V₂; S₁ – путь разгона от V=0 до V₁.

Пути разгона определяют для каждой передачи, а затем их осредняют плавной кривой.

Средняя скорость V_ср= (V₁ + V₂)/2, а путь разгона

, (31.17)

где а_ср – среднее ускорение разгона на участке от V₁ до V₂.

Для каждой передачи

, (31.18)

где Р_ср – среднее тяговое усилие, кН; Q – масса автомобиля, кН; g – ускорение свободного падения (9,81 м/с²);  – коэффициент, учитывающий влияние вращающихся масс автомобиля (>1).

С учетом того, что динамический фактор определяется по формуле Д=(Р-W_в)/Q, среднее ускорение а_ср= (Д–)g/, где  – сумма дорожных сопротивлений, равная =f±i, где f – коэффициент сопротивления качению; i – продольный уклон дороги.

Коэффициент , где i_к – передаточное отношение в коробке передач.

Для определения длины пути разгона на прямой передаче можно воспользоваться формулой

, (31.19)

где S₁ – длина пути разгона от V=0 до V₁, м; V₁ –- скорость, с которой производится переключение на прямую передачу, км/ч; V₂ – конечная скорость, км/ч; а_ср – среднее ускорение автомобиля на прямой передаче, м/с².

Длину пути замедления от скорости V₂ до V₁ определяют по формуле

, (31.20)

где S_T2 –длина пути торможения от V₂ до V=0, м; S_T1 –длина пути торможения от V₂ до V=0.

Таким образом, путь замедления может быть найден как разность путей торможения.

Путь торможения определяют по формуле

, (31.21)

где t – время срабатывания тормозного привода и нарастания тормозного усилия на колесах автомобиля, с; V – начальная скорость движения автомобиля, м/с; К_э – коэффициент эффективности торможения;  – коэффициент сцепления шин с дорогой;  – угол продольного уклона дороги, град; f – коэффициент сопротивления качению (0,02-0,03); i –продольный уклон дороги, равный tg (знак плюс соответствует подъему, а знак минус – спуску); f_в – среднее удельное сопротивление воздуха за время торможения.

Время срабатывания тормозного привода t принимают равным 0,2 с для гидравлического привода и 0,6 с для пневматического. Коэффициент К_э учитывает несоответствие тормозных усилий на колесах приходящейся на них сцепной массе. Он зависит от конструктивных параметров тормозов, полезной нагрузки и технического состояния тормозных механизмов и изменяется в диапазоне от 1,1 до 2,0.

Длину пути торможения при проектировании пересечений и примыканий автомобильных дорог используют при определении:

– длины переходно-скоростных полос на участках снижения скорости движения автомобилей;

– расчетного расстояния видимости в плане и в продольном профиле;

– времени хода на участках замедления и торможения (при исчислении транспортных расходов);

– пропускной способности одной полосы движения;

– наименьших радиусов выпуклых вертикальных кривых.

При проектировании автомобильных дорог максимальные продольные уклоны не превышают 90‰, что соответствует углу наклона 5°. При этом угле cos=0,996, поэтому можно принять cos=.

Удельное сопротивление воздуха f_в в процессе торможения быстро падает и поэтому в расчетах путей торможения обычно не учитывается. В связи с этим формула (31.21) примет вид

. (31.22)

Полученная по этой формуле графическая зависимость пути торможения от V₁=0 до V₂>0 для различных коэффициентов сцепления  показана на рис. 31.27.

Рис. 31.27. Графики путей торможения легковых (а) и грузовых (б) автомобилей при различных коэффициентах сцепления

Для построения графиков на рис. 31.27 были приняты следующие численные значения входящих в формулу (31.22) величин: t=0,2с; f=0,02; i=0; К_э=1,5 для легковых автомобилей и К_э=2,0 для грузовых. Коэффициенты сцепления приняты в соответствии с данными табл. 31.1.