3.3. Пропускная способность полосы движения и загрузка дороги

Движением

Пропускная способность одной полосы зависит от большого числа факторов, связанных с дорожными условиями, составом потока автомобилей и др. Для её расчета используют различные методологические подходы, из которых наибольшее распространение подучил метод динамической модели. Эта модель применяется в предположении, что автомобили двигаются друг за другом примерно с одинаковой скоростью и на расстоянии друг от друга, достаточном для полного торможения данного автомобиля при остановке впереди идущего.

При движении автомобиль как бы занимает на дороге не длину L, а l_д – динамический габарит автомобиля:

где: – путь, проходимый автомобилем за время реакции водителя, м; l₂ – минимальное расстояние, на которое задний автомобиль может приблизиться к переднему, обычно принимают равным тормозному пути автомобиля, м; l_б – запас расстояния между остановившимися автомобилями, м; l₀ – длина автомобиля, м.

Тогда пропускную способность полосы движения (P_i) определяют по выражению:

где: V – расчетная скорость движения автомобиля для данной категории, км/ч; k_э – коэффициент эксплуатационного состояния тормозов заднего автомобиля; φ – коэффициент продольного сцепления; i – уклон на рассматриваемом участке дороги, (принимают i = 0); f – коэффициент сопротивления качению.

Определив пропускную способность полосы движения, находят коэффициент загрузки дороги движением:

где: α – коэффициент перехода от суточной интенсивности к часовой, принимают α = 0,1; N – перспективная интенсивность движения (N = 2464 авт/сут); β – коэффициент приведения интенсивности движения к легковым автомобилям, зависит от состава движения, в проекте принимают β = 2-2,5, что соответствует усредненному составу движения на автомобильных дорогах страны; n – число полос движения.

авт/час

3.4. Расчет минимальных радиусов кривых на дороге в плане

При движении автомобиля по кривым в результате действия центробежной силы значительно ухудшаются условия устойчивости автомобиля. Кроме того, водители и пассажиры испытывают существенный дискомфорт из-за наклона автомобиля, а угловая деформация шин (боковой увод), вызванная центробежной силой, сопряжена с повышенным износом шин и расходом топлива. Необходимость снизить влияние этих негативных факторов ложится в основу расчета минимально допустимых значений радиусов круговых кривых в плане.

Минимальный радиус кривой в плане, обеспечивающий безопасное движение по кривой с расчетной скоростью, определяется из условия устойчивости автомобиля в соответствии с расчетной схемой (рис. 3.4) по формуле:

где: V – расчетная скорость движения для данной категории дороги, км/час; – коэффициент поперечной силы (), принимаемой в зависимости от категории дороги в пределах = 0,08-0,17; i_п – поперечный уклон проезжей части.

Рис. 3.4. Схема сил, действующих на автомобиль на кривой:

С – центробежная сила, направленная горизонтально во внешнюю сторону закругления;

G – составляющая вертикальной нагрузки (веса) от автомобиля на покрытие, параллельная поверхности проезжей части (G_i).

Y – результирующая сила (поперечная сила), стремящаяся сместить автомобиль с дороги.

При этом рассматриваются два случая:

а) без устройства виража:

м;

где – коэффициент поперечной силы, принимают ;

i_п – поперечный уклон проезжей части, i_п = 0,020;

б) с учетом устройства виража:

где – коэффициент поперечной силы, принимают ;

i_в – поперечный уклон проезжей части на вираже, i_в = 0,060;

3.5. Расчет минимальных радиусов кривых в продольном профиле

Значение радиуса выпуклых кривых определяют из условия обеспечения расчетной видимости поверхности дороги водителем автомобиля в соответствии с расчетной схемой (рис. 3.5) исходя из простых геометрических соотношений

Рис. 3.5. Схема к расчету радиуса вертикальной выпуклой кривой из условия видимости

Минимальные радиусы выпуклых кривых определяют:

а) из условия обеспечения видимости поверхности дороги:

м;

б) из условия обеспечения видимости встречного автомобиля:

м;

где: S_n – расстояние видимости поверхности дороги, из условия остановки перед препятствием (по СНиП для данной категории дороги), м; S_в – расстояние видимости встречного автомобиля (по СНиП для данной категории дороги), м; d – величина возвышения глаз водителя над поверхностью дороги, (в расчетах принимается равной 1,2 м).

Радиус вогнутой кривой назначается из условия допустимой перегрузки рессор, возникающей при движении автомобиля по вогнутой кривой

м;

где: V – расчетная скорость движения автомобиля для данной категории дороги, км/час; a₀ – допустимое центробежное ускорение, дающее перегрузку рессор до 5 % и равное 0,5 м/с².

Минимальный радиус вогнутой кривой проверяют по условию обеспечения видимости поверхности дороги в ночное время в соответствии со схемой (рис. 3.6) по формуле:

Рис. 3.6. Видимость вогнутой кривой при свете фар

где: S – расстояние видимости поверхности дороги, м; h_ф – высота фар над поверхностью дороги, принимают равной 0,7 м; α – угол рассеивания света фар, обычно α = 2°.

м

Таблица 3.1. Параметры автомобильной дороги

№ п/п	Параметр	Ед. изм.	По СНиП	По расчету	Принято для проектирован.
1	Интенсивность движения	авт/сут	1000-3000	-	2464
2	Расчетная скорость движения	км/час	100	-	100
3	Число полос движения	шт	2	2	2
4	Ширина полосы движения	м	3,5	4,2	3,5
5	Ширина проезжей части	м	7,0	8,4	7,0
6	Ширина обочины	м	2,5		2,5
7	Ширина земляного полотна	м	12,0	13,4	12,0
8	Наименьшая ширина укрепленной полосы обочины	м	0,5	-	0,5
9	Максимально допустимый продольный уклон	‰	50	-	50
10	Минимальное расстояние видимости:
11	а) поверхности дороги	м	200	156,31	200
12	б) встречного автомобиля	м	350	796,38	350
13	Минимально допустимый радиус горизонтальной кривой	м
	а) с устройством виража	м	600	374,95	600
	б) без устройства виража	м	2000	787,40	2000
14	Минимально допустимые радиусы вертикальных кривых:
15	а) выпуклых	м	10000	12760,42	10000
16	б) вогнутых	м	3000	1538,46	3000