Проектирование автомобильных дорог

Обеспечение устойчивости против опрокидывания

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.

Принимая cos α ≈ 1, разделив правую и левую часть на вес автомобиля G, получим:

В современных автомобилях всех как правило отношение больше 0,7. Следовательно, из условия обеспечения автомобиля против опрокидывания коэффициент поперечной силы не должен превышать 0,6–0,7.

Проектирование автомобильных дорог

Сила тяги и поперечная сила должны уравновешиваться следующими

силами:

Рк ≤ Gсцφ1,

Y ≤ Gсцφ2,

где φ1, φ2, – коэффициенты сцепления в продольном и поперечном направлениях.

Общий коэффициент сцепления:

Чем большая доля от общего коэффициента сцепления расходуется на сопротивление боковому скольжению на кривой в плане, тем меньшая доля сцепления может быть.

По предложению д-р техн. наук А.В. Макарова принимают: φ2 = 0,6φ, φ1 = 0,8φ.

Проектирование автомобильных дорог

Обеспечение комфортности 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, и 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.

Проектирование автомобильных дорог

Обеспечение экономичной эксплуатации

Поперечная сила на кривых в плане вызывает дополнительную деформацию шин за счет движения колеса под углом δк к направлению

движения.

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

Проектирование автомобильных дорог

Заключение

Вблагоприятных условиях трассирования автомобильной

дороги общего пользования следует при назначении минимальных радиусов кривых в плане принимать μ = 0,05÷0,10.

Вэтом случае:

-движение по кривой мало отличается от движения на прямом участке,

-обеспечивается устойчивость против заноса на скользкой дороге при низком значении коэффициента сцепления φ.

При больших значениях μ для обеспечения безопасности движения на кривой устраиваются дополнительные мероприятия:

-переходные кривые,

-и виражи.

Проектирование автомобильных дорог

В городских условиях в качестве расчетного значения коэффициента поперечной силы рекомендуется принимать μ = φ2

= 0,15, что обеспечивает безопасность движения при скоростях порядка 60 км/ч.

Предельно допустимые значения коэффициента поперечной силы μ в зависимости от состояния покрытия

Проектирование автомобильных дорог

Везде, где это не вызывает существенного удорожания работ, следует трассировать дорогу с радиусами более 3000 м, причем тем большими, чем меньше угол поворота.

Условия движения автомобиля по кривым радиуса R ≥ 3000 м не отличается от условий движения по прямым участкам.

Радиусы порядка 3000–2000 м обеспечивают хорошие условия движения скорости с учетом перспективного развития транспортных средств.

Радиусы от 2000 до 600 м удовлетворительны для современного движения, но требуют устройства дополнительных мероприятий для повышения устойчивости автомобиля: переходных кривых и виража.

Радиусы от 600 до 200 м допустимы на дорогах только II

– III категорий в сложных условиях.

Радиусы менее 250–200 м применимы в исключительных случаях в пересеченной и горной местности.