Глава XII Учет требований безопасности движения и охраны природы при проектировании дорог

§ XII.1. Учет требований удобства и безопасности движения при проектировании трассы дороги

Изложенные выше в гл. IV и V требования к элементам плана и продольного профиля автомобильных дорог исходили из условий дви­жения по отдельным, рассматривавшимся изолированно от смежных, элементам дороги. Фактически каждая дорога является сочетанием участков с уклонами различной величины. На них имеются кривые в плане и продольном профиле с ограниченной видимостью, и, наконец, участки, где снижение скорости обусловливается правилами безо­пасности движения по дорогам (переезды через железные дороги, дороги в пределах населенных пунктов и др.). Скорость на разных участках дороги не остается одинаковой. На коротких участках с переменными уклонами автомобили не успевают развить скорость, соответствующую расчету по динамическим характеристикам.

Возможность реализации в полной мере динамических качеств автомобилей и движения с высокими скоростями должна предусматри­ваться при проектировании дорог любой категории. Для этого на до­роге нельзя допускать места, вызывающие необходимость снижения скорости по условиям безопасности движения (места с ограниченной видимостью дороги перед автомобилем, сочетание крутых спусков с поворотами в плане и др.). В продольном профиле дороги следует

21»избегать пилообразных участков — чередующихся коротких спусков и подъемов, вызывающих дополнительные затраты мощности двига­теля автомобиля. Не следует забывать, что расчетная скорость дви­жения одиночного автомобиля, присущая каждой категории дорог, относится к местам, где строительство дороги затруднено или обой­дется слишком дорого и не является пределом, превышение которого не допускается.

Рациональное сочетание между собой смежных участков дороги не может быть правильно решено без учета восприятия водителями условий движения по дороге. Этот вопрос очень важен, но пока еще изучен в недостаточной степени.

"Рассмотренные во втором разделе книги методы обоснования тре­бований к элементам плана и профиля автомобильных дорог относятся к наиболее трудным участкам дороги и предусматривают напряжен­ный режим управления автомобилем при возникновении сложной обстановки — полное использование тормозного усилия, минималь­ная продолжительность реакции водителя и т. д.

Изучение фактических скоростей движения автомобилей по до­рогам показало, что большинство водителей предпочитают более спокойный режим движения со скоростями, меньшими, чем предусмот­рены расчетом.

Водитель как бы выделяет мысленно на дороге полосу, необходи­мую ему для уверенного ведения автомобиля. На дорогах, техниче­ские нормативы которых не удовлетворяют их требованиям, водители зачастую непроизвольно для самих себя как бы корректируют решения проектировщиков, заезжая при проезде кривых малых радиусов на полосу встречного движения для увеличения радиуса поворота или проезжая кривые со скоростями ниже расчетных для уменьше­ния возникающей центробежной силы. Этим они приводят траекто­рию автомобиля к удобным для себя "значениям коэффициента по­перечной силы, скоростям нарастания продольного и поперечного ускорений и т. д.

Поэтому, чтобы дорога удовлетворяла требованиям удобства движения, ее элементы не должны затруднять управление автомо­билем, а направление трассы должно быть совершенно ясным для водителей.

Водитель оценивает условия движения преимущественно посред­ством своего зрения. Дополнительными источниками информации являются передающиеся на его организм ускорения при проезде по кривым или неровным участкам дороги.

Фиксация при помощи специальной аппаратуры объектов, при­влекающих внимание водителей, показала, что в процессе движения взгляд водителя скачкообразно перебрасывается с одного объекта на дороге и придорожной полосе на другой, как бы выделяя опорные точки, вырисовывающие пространственный коридор, по которому он ведет автомобиль (рис. XII. 1).

Оперными точками для взгляда обычно являются края проезжей части и земляного полотна, параллельные дороге ряды придорожных насаждений, продольный шов бетонного покрытия и т. д. 220

Рис. XII. 1. Перемещение взгляда водителя при проезде кривых в плане на гор­ных дорогах:

с — выпуклая кривая; б — вогнутая кривая (по опытам В. П. Варлашкнпа). Номера точек соответствуют последовательным сосредоточениям взгляда, диаметры кружков — их отио- . снтельиой продолжительности

При малых с коростя вдвижеч! и я водитель имеет возможность обо зревать и прилегающие к дороге полосы. При движении с постепенно увеличивающейся скоростью водитель вынужден за постоянный про­межуток времени охватывать все большее и большее количество опор­ных точек. Между тем возможности каждого человека заметить, раз­личить и оценить те или иные события ограничены. Возрастание ско­рости приводит к тому, что взгляд водителя, непроизвольно для него, охватывает всю меньшую ширину придорожной полосы и сосредото­чивается на большем удалении от автомобиля (рис. XI 1.2).

По Н. П. Орнагскому, можно считать, что удаление зоны сосредо­точения взгляда водителя Ь, (в м) при разных скоростях движения подчиняется зависимости

Ь = 15 + 4,3 V,

где V — скорость, км/ч

При малой интенсивности движения водители регулируют коли­чество поступающей к ним информации непроизвольным изменением скорости, снижая ее, если число факторов, которые необходимо учесть при управлении автомобилем, возрастает. Наоборот, в условиях од­нообразной местности (степь, однородная лесная просека) посту­пающее к водителю количество информации иногда бывает недоста­точным для поддержания его активности. Это приводит к возникно­вению своеобразного полусонного состояния, при котором внима­тельность водителей ослабевает, продолжительность их реакции увеличивается и иногда самое незначительное неожиданное ослож­нение условий движения может стать причиной дорожного проис­шествия.

Изменение, условий проезда различных участков дороги немед­ленно отражается на нервно-психическом состоянии и степени эмо­циональной напряженности водителей.

8) ( \ Л.м	\
1 /1	60
/—в~
ш

Рис. ХН.2. Точки сосредоточения взгляда водителя за период в 3 мин при проезде

по дороге с разными скоростями (по опытам Е. М. Лобанова): а — скорость 20 км/ч; б — скорость 80 км/ч; в — зоны, охватываемые взглядом Цифры на сетке координат характеризуют отклонения точек от взгляда водителя, направленного вдоль дороги, в градусах

На рис. ХП.З показан пример записи некоторых физиологи­ческих показателей водителя, сделанной при въезде со скоростью 57 км/ч на кривую радиусом 250 м. Скорость въезда превышала не­обходимую для спокойного и уверенного проезда кривой. Возбуж­дение водителя проявилось в немедленном повышении частоты пуль­са и в изменении электропроводности кожи (кожно-гальванической реакции), характеризующей эмоциональную напряженность водителей. Притормаживание автомобиля и снижение скорости до 40 км/ч при­вело к возвращению психофизиологических показателей к их перво­начальным значениям, характерным для спокойной уверенной работы.

При проезде дороги с часто и резко меняющимися по величине элементами трассы подобные внезапные возрастания эмоционллы-юй напряженности повторяются неоднократно (рис. ХП.4). Хотя они протекают внешне незаметно, накапливаясь, эмоциональная напря­женность снижает способность водителей быстро реагировать на из­менение обстановки движения, следствием «его могут быть .ошибки, приводящие к дорожным происшествиям.

Отсюда вытекает требование предусматривать при трассировании такое сочетание элементов трассы между собой и с элементами окру­жающего ландшафта, чтобы обеспечивалась оптимальная величина эмоциональной напряженности водителей. Дорога не должна быть ни монотонно однообразной, усыпляющей водителей, ни резко изме­няющейся по величине допустимых скоростей на смежных элементах

Рис. ХП.З. Осциллограмма, показывающая изменение нервно-психической

напряженности водителя при проезде кривой малого радиуса: / — время; 2 — момент въезда на кривую; 3 — частота пульса; 4 — амилитудв кожно-галь- ваиической реакции; 5 —скорость движения автомобиля

1 1 ВО %50 ъм 100 «а 1 ВО % 20	г ,
	-	^2 и-лиЛУ.
		■» | V Т—■ •«■ 1 я ^
КриВые 8'пяте	к /г • . - -. " ' 2030 к=воо
Уклон,	1\И
Неровно гпь покрытая	Ш ЫЙ-*
Ограничение еивирослш
Ра ■алояшй.ы	'32 '33 '341 '35 '36

Рис. ХП.4. Изменения нервно-психической напряженности врдителя при про­езде по участку дороги с меняющимися по величине элементами плана и

профиля:

1 — направление движения; 2—изменение кожио-гальваиической реакции (КГР); 3— изме­нение коэффициента безопасности; 4 — неровное покрытие

трассы. Наблюдения показали, что для безопасности и удобства движе­ния необходимо, чтобы изменения скорости, обеспечиваемой геометри­ческими элементами на смежных участках, не были велики. Анализ дорожных происшествий показывает, что хорошей характеристикой условий движения является график коэффициентов безопасности /Сб_ез, которыми называют отношение удобной и безопасной скорости ^удоп проезда по какому-либо участку дороги (кривая в плане, мост) к максимально возможной скорости въезда на него с предшествующего участка «_вх (рис. XII.5).

Расстояния _1

41-

Рис. ХП.5. Схема к определению ко­эффициента безопасности: / — кривая малого радиусв

Дорога может считаться удачно запроектированной, если зна­чения К Без ^ 0,8. Участки с К б_е з 0,4 очень опасны для движе­ния, при К_Бев от 0,6 до 0,8—относительно опасны. Проезд участков дорог с малыми значениями коэффициентов безопасности всегда соп­ровождается повышением нервно- эмоциональной напряженности во­дителя, что хорошо видно из рис. ХП.4. Поэтому график коэффи­циентов безопасности, построенный по эпюре скоростей, которая опре- ■ делена расчетом или путем наблю- ' дений за транспортными потока- ' ми на существующей дороге, мо­жет рассматриваться как харак­теристика правильности проложе­ния трассы.