
- •Э.Д. Бондарева, м.П. Клековкина
- •Введение
- •Раздел Первый. ПРоектирование автомобильной дороги в плане, продольном и поперечном профилях
- •1.Общие сведения об автомобильных дорогах
- •1.1. История развития сухопутных путей сообщения
- •1.2. Роль автомобильного транспорта в транспортной системе народного хозяйства Российской Федерации
- •Основные параметры автомобильных дорог Российской Федерации
- •Плотность сети автомобильных дорог Российской Федерации
- •1.3. Главные направления научно-технического прогресса в области дорожного строительства и проектирования дорог
- •1.4. Классификация автомобильных дорог общего пользования
- •Категории автомобильных дорог
- •Коэффициенты приведения к легковому автомобилю
- •1.5. Основные элементы дороги
- •2. Закономерности взаимодействия автомобиля и дороги
- •2.1. Требования, предъявляемые автомобилем к дороге
- •2.2. Основы теории движения автомобиля. Сопротивления движению. Уравнение движения автомобиля
- •Коэффициенты качения в зависимости от типа покрытия
- •Коэффициент сопротивления воздушной среды
- •2.3. Динамическая характеристика автомобиля
- •2.4. Сцепление колес автомобиля с поверхностью дороги
- •Коэффициент сцепления φ
- •2.5. Торможение автомобиля
- •2.6. Особенности движения автопоездов
- •2.7. Обеспечение экономичности эксплуатации автомобилей
- •3. Проектирование дороги в плане
- •3.1. Рекомендации по трассированию дороги в плане
- •3.2. Назначение величин минимальных радиусов кривых в плане
- •Обеспечение устойчивости против опрокидывания
- •Обеспечение устойчивости автомобиля против бокового заноса
- •Обеспечение комфортабельности проезда
- •Обеспечение экономической эксплуатации
- •Заключение
- •Предельно допустимые значения коэффициента поперечной силы μ
- •3.3. Проектирование переходных кривых
- •Заключение
- •3.4. Проектирование виража
- •3.5. Уширение проезжей части на кривых
- •3.6. Обеспечение видимости. Расчетные схемы видимости
- •Нормативные значения расстояний видимости по госТу [3]
- •3.7. Обеспечение видимости на кривых в плане
- •3.8. Примеры сопряжения кривых в плане
- •4. Проектирование продольного профиля автомобильной дороги
- •4.1. Общая характеристика продольного профиля. Элементы продольного профиля
- •4.2. Назначение максимальных уклонов и минимальных радиусов вертикальных кривых
- •Нормативные значения максимальных продольных уклонов по госТу [3]
- •Предельные длины участков продольного профиля в зависимости от продольного уклона
- •4.3. Методы проложения проектной линии относительно поверхности земли
- •4.4. Методы нанесения проектной линии
- •4.5. Последовательность проектирования продольного профиля
- •4.6. Проектирование продольного профиля на эвм
- •5. Проектирование системы поверхностного и подземного дорожного водоотвода
- •5.1. Назначение системы дорожного водоотвода
- •5.2. Проектирование боковых канав (кюветов, резервов)
- •5.3. Проектирование водоотводных и напорных канав
- •5.4. Проектирование испарительных бассейнов и поглощающих колодцев
- •5.5. Укрепление канав
- •Продольные уклоны канав
- •5.6. Дорожные сооружения системы подземного водоотвода
- •6. Проектирование поперечного профиля автомобильной дороги
- •6.1. Назначение элементов поперечного профиля
- •Параметры автомобильных дорог в поперечном профиле
- •6.2. Обоснование размеров элементов поперечного профиля
- •6.3. Определение пропускной способности полосы движения
- •Перспективная интенсивность движения в зависимости от количества полос движения
- •6.4. Подсчет объемов земляных работ
- •7. Архитектурно-ландшафтное проектирование автомобильной дороги
- •7.1. Задачи архитектурно-ландшафтного проектирования
- •7.2. Обеспечение внешней гармонии трассы - вписывания в природный ландшафт
- •7.3. Обеспечение внутренней гармонии – пространственной плавности трассы
- •7.4. Обеспечение зрительной ориентации водителей (оптическое трассирование)
- •7.5. Учет при проектировании дорог восприятия водителями дорожных условий
- •Рекомендуемая литература
- •Оглавление
- •Эльвира Дмитриевна Бондарева
- •Мария Петровна Клековкина
- •Изыскания и проектирование
- •Автомобильных дорог
Обеспечение устойчивости против опрокидывания
Опрокидывание автомобиля происходит через центры площадей внешних колес. Устойчивость автомобиля против опрокидывания обеспечена, когда момент поперечной силы относительно центра отпечатка внешних колес меньше соответствующего момента составляющей веса автомобиля на плоскость, перпендикулярную движению
где h – расстояние от поверхности дороги до центра тяжести автомобиля;
b – расстояние между колесами.
Полагая, что cos α ≈ 1, разделив правую и левую часть на вес автомобиля G, получим:
.
В современных
автомобилях всех систем отношение
больше 0,7. Следовательно, из условия
обеспечения автомобиля против
опрокидывания коэффициент поперечной
силы не должен превышать 0,6–0,7.
Обеспечение устойчивости автомобиля против бокового заноса
Устойчивость против бокового скольжения обеспечивается за счет сцепления шин с поверхностью покрытия. Занос произойдет, если поперечная сила станет больше силы сопротивления автомобиля боковому сдвигу по покрытию.
При движении автомобиля в плоскости касания шин ведущих колес с покрытием действуют две взаимно перпендикулярные силы: сила тяги Рр (или тормозная сила Рт) и поперечная сила Y (рис. 2.6).
Равнодействующая этих сил Q направлена под углом к траектории движения
.
Для устойчивого движения автомобиля необходимо выполнение условия
φGсц,
где Gсц – вес автомобиля, приходящийся на ведущие колеса автомобиля.
Соответственно, сила тяги и поперечная сила должны уравновешиваться следующими силами:
Рк ≤ Gсцφ1,
Y ≤ Gсцφ2,
где φ1, φ2, – коэффициенты сцепления в продольном и поперечном направлениях.
Откуда
коэффициент
поперечной силы не должен превышать
коэффициента поперечного сцепления.
Общий коэффициент сцепления:
.
Из полученного выражения следует, что чем большая доля от общего коэффициента сцепления расходуется на сопротивление боковому скольжению на кривой в плане, тем меньшая доля сцепления может быть использована в случае необходимости экстренного торможения автомобиля, например, на крутом спуске, расположенном в пределах кривой в плане.
по предложению д-р техн. наук А.В. Макарова принимают φ2 = 0,6φ, φ1 = 0,8φ. Значения коэффициентов сцепления при различных состояниях поверхности покрытия приведены в табл. 2.3.
При обосновании
в СНиП [2] минимальных радиусов кривых
в плане исходили из следующих значений
при скоростиV
= 140 км/ч и
приV
= 40 км/ч.
Обеспечение комфортабельности проезда
Действие центробежной силы воспринимается пассажиром как толчок, наклоняя его в бок. При значительных значениях коэффициента поперечной силы μ движение по кривой становится неприятным для пассажира, а управление автомобилем затрудняется.
Опыты, проведенные в МАДИ, показали, что при:
μ = 0,05 – кривая не ощущается;
μ = 0,10 – кривая ощущается слабо;
μ = 0,15 – кривая ощущается, но не вызывает существенных неудобств у пассажиров;
μ = 0,20 – поворот кажется опасным.
Обеспечение экономической эксплуатации
Поперечная сила на кривых в плане вызывает дополнительную деформацию шин за счет движения (рис. 3.3) колеса под углом δк к направлению движения.
Рис. 3.3. Боковой увод колеса: а) – движение при отсутствии боковой силы;
б – движение при наличии боковой силы; δ – угол бокового увода.
При этом возрастает также расход топлива и усложняется управление автомобилем. Исследования показали, что при угле бокового увода δ = 1° расход топлива увеличивается на 15 %, а износ шин возрастает в 1,5–2 раза. Для того чтобы эти явления не были причинами существенного увеличения себестоимости перевозок должно соблюдаться условие
.