Контрольные вопросы

1. Какие основные достоинства и недостатки имеет автомобильный транспорт?

2. По каким признакам классифицируются автотранспортные средства?

3. Что определяет класс автобуса, легкового и грузового автомобилей?

4. По каким признакам классифицируются автобусы?

5. По каким признакам классифицируются грузовые автомобили?

6. Какая структура у безопасности транспортных средств?

7. Что такое активная система безопасности?

8. Какие свойства автомобиля характеризуют активную систему безопасности?

9. Какие существуют особенности у тягово-скоростных свойств автомобиля?

10. Какие требования предъявляются к тормозным свойствам автомобиля?

11. Какие силы действуют на автомобиль при его движении?

12. Что такое управляемость и ее свойства?

13. Что такое устойчивость и ее свойства?

14. Что такое информативность и ее свойства?

15. Какие показатели качества у рабочего места водителя?

16. Что такое пассивная безопасность автомобиля и ее требования?

17. Какие требования предъявляются послеаварийной безопасности автомобиля

18. Какие экологические проблемы создает автотранспорт?

Глава 4. Дорога в системе «водитель-автомобиль-дорога-среда»

4.1 Особенности дороги, как элемента системы ВАДС

Автомобильная дорога – обустроенная или приспособленная и используемая для движения транспортных средств полоса земли либо поверхность искусственного сооружения.

Автомобильная дорога – это комплексное транспортное сооружение, включающее проезжую часть и ее обустройство, сооружения, конструкции, элементы, направленные на обеспечение предъявляемых к дороге требований. Важнейшее из них – надежность, т. е. способность обеспечивать безопасное расчетное движение со средней скоростью, близкой к оптимальной, в течение нормативного или заданного срока службы.

Автомобильная дорога как элемент системы ВАДС имеет ряд особенностей, обусловливающих ее надежность.

Различные участки дорог нагружены существенно по-разному: годовой грузооборот на дорогах высших категорий во много раз больше, чем на остальных дорогах, поэтому трудности по обеспечению, например, безопасности движения локализуются на ограниченной части дорожной сети; интенсивность движения по дорогам резко неравномерна по времени, так, в суточном режиме часы пик в дневное время чередуются с полной разгрузкой в ночные часы; существенные ограничения скоростей движения носят местный характер и ограничены на дороге отдельными ее участками – конфликтными зонами (местами возможных скоплений людей; местами обгонов и смены полос движения; пересечениями, разветвлениями и слияниями транспортных потоков; местами разворотов автомобилей и др.).

Дорога создается для водителей и автомобилей. Их свойства и особенности, предъявляемые к ним требования определяют и требования к надежности дороги на всех этапах ее существования – проектирования, строительства, эксплуатации. Дорога должна удовлетворять требованиям безотказности, долговечности и сохраняемости при воздействии транспортных потоков и среды пребывания. Основное условие безотказности дороги состоит в том, чтобы скорость автомобилей на различных участках дороги менялась возможно меньше.

Имеется ряд причин, по которым на любой дороге существует та или иная вероятность возникновения отказа (ДТП). Долговечность дороги измеряется многими десятилетиями и может быть на порядок выше долговечности автомобиля. При проектировании и строительстве дороги учитываются показатели существующих автомобилей и в лучшем случае требования к их ближайшей смене. Поскольку дорога должна служить для движения автомобилей нескольких поколений, условия движения (плотности потоков, скорости движения, масса транспортных средств и др.) меняются, возникают расхождения между проектными и требуемыми показателями. Как следствие, появляются опасные участки и необходимость в реконструкции то одних, то других участков, ставших опасным.

Дорога – дорогостоящее сооружение. Исправление его недостатков сложно и не всегда возможно. Но и на вновь созданной дороге существует опасность отказов, обусловленных особенностями водителей и автомобилей.

Дороги рассчитывают, исходя из предельных скоростей 85% (иногда 95%) свободно движущихся автомобилей. Однако водители могут пользоваться заведомо опасными скоростями. Скорости могут быть опасны и для автомобилей, если они не соответствуют их эксплуатационным характеристикам, например по состоянию тормозной системы.

Безотказность дороги обеспечивается сочетанием прямых и косвенных факторов. Прямые факторы – это дорогостоящие и трудоемкие строительные работы, обеспечивающие элементы дороги: проезжую часть и обочины, продольные уклоны, кривые в плане и другие элементы, определяющие предельные скорости движения. Косвенные факторы – это значительно менее дорогостоящие мероприятия по организации движения, направленные прежде всего на ограничения скорости движения с целью повышения безопасности. Существенны и воздействия, обусловленные межэлементными связями между дорогой и остальными элементами системы ВАДС. Указанные факторы реализуются различным образом, прежде всего в основополагающем принципе проектирований дороги. Еще 10…15 лет назад считалось, что неблагоприятные для движения участки, допущенные при проектировании дороги, будут компенсированы профессиональными качествами водителя и транспортно-эксплуатационными свойствами автомобиля. В настоящее время подход изменился: дорога должна облегчать условия работы автомобиля и водителя, помогая им выбирать надлежащую траекторию и режимы движения.

Можно отметить и такую особенность автомобильной дороги: это единственный элемент системы ВАДС, который круглые сутки в течение целого года, в любом районе страны испытывает все виды воздействий, обусловленные действием среды – суточные, погодные, сезонные и климатические.

Как и у многих объектов, надежность автомобильной дороги закладывается при проектировании, реализуется при строительстве, проявляется и поддерживается в процессе эксплуатации. Ниже перечислены основные критерии ее эксплуатационной надежности:

1) непрерывное безопасное и удобное движение транспортных средств с соответствующими скоростями в условиях свободного движения. При этом расчетными скоростями для легковых автомобилей в равнинных условиях является скорость 120 км/ч для дорог первой категории и до 60 км/ч для дорог пятой категории, а для грузовых автомобилей с грузом – средняя скорость, близкая к оптимальной (по критерию минимума суммарных приведенных затрат на строительство, эксплуатацию дороги и осуществление перевозок за нормативный или заданный срок службы);

2) работоспособность, фактическая по сравнению с требуемой, нормируемая, в первую очередь, по двум показателям – пределам интенсивности движения и наибольшей расчетной скорости;

3) срок службы (фактический по сравнению с требуемым). Верхний предел срока службы достигает трехкратной величины межремонтного срока (по капитальному ремонту), т.е. составляет от 90 лет для цементобетонных дорог до 27 лет для щебеночных и гравийных;

4) степень резервированности по пропускной способности и по прочности дорожной одежды. Этот критерий приобретает особое значение в связи с большим сроком службы дороги – она должна служить и тем автомобилям, которые придут на смену и будут обладать большей грузоподъемностью, повышенными скоростными и тяговыми качествами.

Резервирование обеспечивается тем, что за расчетную принимается интенсивность движения, соответствующая ожидаемой на двадцатом году после сдачи дороги в эксплуатацию. При этом уровень загрузки дороги должен остаться приемлемым для дальнейшей эксплуатации;

5) ремонтопригодность, определяемую в соответствии с ГОСТ 27.002-83 и обеспечиваемую для всех сооружений дороги.

На автомобильных дорогах возникают состояния, соответствующие различным видам отказов: частичным или общим, постепенным или внезапным. Если возникла необходимость в ремонте дорожных покрытий, моста, одного из дорожных сооружений, если на том или ином участке дороги скорость движения недопустимо снизилась, то это частичный отказ. Его характерный признак в том, что ремонт производится с сохранением движения на дороге, например, объездом огражденных ремонтируемых мест. Ущерб от отказа будет определяться снижением скорости, уменьшением пропускной способности дороги.

Если работоспособность дороги постепенно снижается, например, разрушается дорожное покрытие, ухудшается микропрофиль дороги, а с ним и плавность хода автомобилей, падают скорость движения и пропускная способность, то наступает постепенный, наиболее типичный, отказ автомобильной дороги, определяемый ее долговечностью. Событие, означающее внезапный и полный отказ автомобильной дороги в целом, наступает сравнительно редко и вызывается разными причинами, например, стихийными бедствиями, катастрофическими разрушениями.

4.2 Элементы автомобильной дороги

Элементы дороги в поперечном профиле. Поперечным профилем называется сечение дороги вертикальной плоскостью, перпендикулярной в оси дороги. Одним из основных элементов поперечного профиля дороги является земляное полотно (3) – сооружение, на котором расположена проезжая часть (1) и обочины (2) (рис. 4.1).

Рис. 4.1 – Элементы поперечного профиля:

1 – проезжая часть; 2 – обочины; 3 – земляное полотно;

4 – укрепительные полосы; 5 – бровка земляного полотна;

6 – откос насыпи; 7 – боковая канава; 8 – внешний откос кювета

Проезжая часть (1) – поверхность дороги, в пределах которой организовано движение транспортных средств. Ее укрепляют прочными каменными материалами, устраивая дорожную одежду, верхний слой которой называют покрытием. Магистральные автомобильные дороги имеют самостоятельные проезжие части для движения в каждом направлении. Между ними для безопасности оставляют разделительную полосу.

Сбоку от проезжей части расположены обочины (2), которые используются для временной остановки ТС, размещения механизмов и материалов при ремонте дороги.

Вдоль проезжей части на обочинах и разделительных полосах устраивают укрепительные полосы (4), повышающие прочность края дорожной одежды и обеспечивающие безопасность при случайном съезде колеса автомобиля с покрытия.

Ширина проезжей части, обочин и земляного полотна зависит от категории дороги и расчетной скорости движения.

На прямых участках дорог поперечный профиль устраивают двускатным, образующим выпуклость с небольшим возвышением у оси дороги, что способствует стоку воды.

Боковые поверхности земляного полотна устраивают в виде наклонных плоскостей – откосов насыпи (6).

Элементы дороги в плане. План автомобильной дороги – это проекция трассы на горизонтальную плоскость. Трассой называется положение геометрической оси дороги в пространстве.

В плане трасса состоит из прямых участков, соединенных между собой кривыми, которые обеспечивают плавный и безопасный переход автомобиля с одной прямой на другую, смежную с ней. Основными элементами прямого участка трассы являются длина прямой и ее направление. Направление прямой определяется величиной румба, который измеряется горизонтальным углом между северным и южным направлением меридиана и направлением данной линии.

На кривых малых радиусов с обоих концов круговой кривой устраивают переходные кривые, которые представляют собой кривые переменного радиуса. На этих участках устраивают также односкатный поперечный профиль – вираж, с уклоном проезжей части и обочин к центру кривой.

Элементы автомобильной дороги в продольном профиле. Продольным профилем называется сечение дороги вертикальной плоскостью, проведенной через ее продольную ось. Продольный профиль характеризует: длину и уклон отдельных участков дороги; радиус и длину вертикальных кривых, устраиваемых в местах переломов участков разного уклона; расположение проезжей части дороги относительно поверхности земли и др.

4.3 Классификация автомобильных дорог

В Российской Федерации классификация автомобильных дорог осуществляется в основном по трем признакам: административному, техническому и по транспортно-эксплуатационным качествам.

По административному признаку дороги делятся на:

- федеральные, в число которых входят магистральные дороги и остальные федеральные дороги;

- территориальные, к которым относятся областные и местные дороги;

- ведомственные и частные дороги.

К федеральным и территориальным дорогам относят внегородские автомобильные дороги, которые являются государственной собственностью Российской Федерации и подразделяются: на дороги общего пользования, являющиеся федеральной собственностью, – федеральные дороги; дороги субъектов Российской Федерации, относящиеся соответственно к собственности субъектов Российской Федерации, – территориальные дороги.

К ведомственным и частным автомобильным дорогам относят дороги предприятий, объединений, учреждений и организаций, крестьянских (фермерских) хозяйств, предпринимателей и их объединений и других организаций, используемые ими для своих технологических, ведомственных или частных нужд.

Основные технические характеристики классификационных признаков автомобильных дорог приведены в таблице 4.1.

Таблица 4.1

Техническая классификация автомобильных дорог общего пользования

Класс автомобильной дороги	Категория автомобильной дороги	Общее количество полос движения	Ширина полосы движения, м	Центральная разделительная полоса	Пересечения с автомобильными дорогами, велосипедными дорожками и пешеходными дорожками	Пересечения с железной дорогой и трамвайными путями
Автомагистраль	IА	4 и более	3,75	обязательна	В разных уровнях
Скоростная дорога	IБ	4 и более	3,75
Дорога обычного типа	II	4	3,5	Допускается отсутствие	Допускается пересечение в одном уровне со светофорным регулированием
	III	2	3.5	Не требуется	Допускается пересечение в одном уровне
	IV	2	3
	V	1	4,5 и более

Автомобильные дороги по транспортно-эксплуатационным качествам и потребительским свойствам разделяют на категории в зависимости от:

- количества и ширины полос движения;

- наличия центральной разделительной полосы;

- типа пересечений с автомобильными, железными дорогами, трамвайными путями, велосипедными и пешеходными дорожками;

- условий доступа на автомобильную дорогу с примыканий в одном уровне.

Автомобильные дороги по условиям движения и доступа на них транспортных средств разделяют на три класса:

- автомагистраль,

- скоростная дорога,

- дорога обычного типа (нескоростная дорога).

К классу автомагистраль относят автомобильные дороги:

- имеющие на всем протяжении многополосную проезжую часть с центральной разделительной полосой;

- не имеющие пересечений в одном уровне с автомобильными, железными дорогами, трамвайными путями, велосипедными и пешеходными дорожками;

- доступ на которые возможен только через пересечения в разных уровнях, устроенных не чаще чем через 5 км друг от друга.

К классу скоростная дорога относят автомобильные дороги:

- имеющие на всем протяжении многополосную проезжую часть с центральной разделительной полосой;

- не имеющие пересечений в одном уровне с автомобильными, железными дорогами, трамвайными путями, велосипедными и пешеходными дорожками;

- доступ на которые возможен через пересечения в разных уровнях и примыкания в одном уровне (без пересечения потоков прямого направления), устроенных не чаще, чем через 3 км друг от друга.

К классу «дороги обычного типа» относят автомобильные дороги, не отнесенные к классам «автомагистраль» и «скоростная дорога»:

- имеющие единую проезжую часть или с центральной разделительной полосой;

- доступ на которые возможен через пересечения и примыкания в разных и одном уровне, расположенные для дорог категорий IB, II, III не чаще, чем через 600 м, для дорог категории IV не чаще, чем через 100 м, категории V- 50 м друг от друга.

4.4 Влияние дорожных условий на безопасность движения

Климатические и метеорологические воздействия на дорогу, разрушающее действие транспортных средств, временной фактор – все это ухудшает свойства автомобильной дороги как инженерного сооружения, снижая тем самым эффективность и безопасность дорожного движения.

Погодно-климатические факторы длительного воздействия (снежный покров, низкие температуры) значительно влияют на пропускную способность дороги, среднюю скорость движения. Факторы кратковременного действия (осадки, туман, гололед) распространяются, как правило, на отдельные участки дорог, приводя к локальному снижению скоростей движения и увеличению ДТП. Серьезной и важной задачей повышения безопасности движения является устранение скользкости покрытия. Шероховатость покрытия в процессе эксплуатации снижается в результате истирания каменных материалов под действием шин транспортных средств. Растет тормозной путь, увеличивается вероятность возникновения ДТП.

Снижение коэффициента сцепления происходит также в результате действия атмосферных осадков, загрязнения, температурного размягчения асфальтобетонного покрытия. Для сохранения высокого значения коэффициента сцепления в различных погодно-климатических условиях предусматривают следующие мероприятия:

- увеличивают крупность щебня для поверхностных обработок;

- используют специальный рисунок протектора шины (в зимний период);

- применяют антиблокировочные устройства в тормозных системах;

- применяют фрикционные и противогололедные материалы (химические реагенты);

- осуществляют подогрев покрытия (электрическим током, горячей водой или паром);

- применяют дренирующие покрытия.

В соответствии со СНиП в зависимости от условий движения и назначения дороги коэффициент сцепления на опасных участках должен быть не менее 0,6, в благоприятных условиях – не менее 0,45. В условиях эксплуатации коэффициент сцепления не должен быть ниже 0,4.

Неровность покрытия, по данным ГИБДД, является причиной 13-18% ДТП, связанных с неблагоприятными дорожными условиями. Характер возникновения ДТП заключается в необходимости неожиданного изменения скоростного режима (экстренное торможение), маневра в плане или одновременного совершения этих двух действий. При наличии попутного и встречного транспортного потока вероятность столкновения в этих случаях резко возрастает. Кроме того, неровности вызывают колебания подвески, что может привести в потере управляемости. Колебания прицепов и полуприцепов автопоездов приводят к увеличению динамического коридора движения, что также увеличивает вероятность столкновения и возможность потери боковой устойчивости. Наличие неровностей на дорогах повышает утомляемость водителей, отвлекает их внимание от восприятия других объектов на дороге, снижает пропускную способность дороги и, в конечном итоге, снижает производительность подвижного состава. Методы ОДД в этих случаях носят характер предупреждения участников движения. Единственным эффективным методом борьбы с неровностями покрытия является, кроме качественного строительства, своевременный его ремонт. Значительное число ДТП в темное время суток объясняется резким ухудшением условий зрительного восприятия объектов информации в дорожном движении. Чтобы улучшить условия восприятия в темное время:

- укладывают осветленные дорожные покрытия (из светлых материалов);

- маркируют осевую линию, укладывают светлые краевые полосы;

- взаимно удаляют встречные ТП или организуют одностороннее движение;

- устанавливают противоослепительные экранирующие устройства на разделительной полосе;

- обустраивают дороги направляющими столбиками, оборудованными светоотражающими устройствами (оптическое ориентирование водителей);

- делают дорожную разметку из светоотражающей краски с рефлектирующими элементами;

- применяют вертикальную разметку со светоотражающими элементами;

- устанавливают дорожные знаки с рефлектирующей поверхностью или освещаемые;

- устраивают искусственное освещение;

- обеспечивают действенный контроль на дорогах за техническим состоянием и правильностью регулировки систем освещения и сигнализации транспортных средств.

Значительное число ДТП происходит в результате съездов транспортных средств с дороги, наездов на опоры путепроводов, на мачты освещения и различные объекты на придорожной полосе. Для снижения тяжести последствий подобных ДТП и предотвращения съездов с дороги осуществляют мероприятия, повышающие пассивную безопасность дорожного движения. К числу таких мероприятий относят:

- устранение по возможности при проектировании и строительстве потенциально опасных мест;

- устройство пологих откосов насыпей, позволяющих осуществить вынужденный съезд с дороги без опрокидывания;

- запрещение установки на придорожной полосе массивных конструкций;

- применение ударобезопасных конструкций ограждений;

- установку в местах повышенной опасности ограждений.

Конструкция ограждений должна отвечать следующим требованиям:

- обеспечивать высокое энергопоглощение кинетической энергии транспортных средств при плавном снижении скорости наезда на ограждение;

- исключать возможность возникновения значительных замедлений и деформаций транспортного средства;

- не допускать попадания транспортного средства в опасную зону в результате деформаций и разрушений ограждений;

- исключать опрокидывание или отбрасывание транспортного средства в транспортный поток;

- зрительно предупреждать водителя о границах и характере опасной зоны.

В зависимости от решаемой задачи и конструкции ограждения они могут быть:

- жесткими, предназначенными только для отклонения траектории движения транспортного средства;

- гибкими, поглощающими часть энергии удара и отклоняющими автомобиль;

- деформируемыми, поглощающими энергию удара.

Ремонтные работы проезжей части улиц и дорог создают зоны повышенной опасности и значительно снижают эффективность транспортного процесса в результате образования предзаторовых и заторовых условий движения. Для снижения отрицательных последствий при проведении ремонтных работ необходимо осуществлять следующие мероприятия:

- перед проведением ремонтных работ провести измерение основных характеристик транспортного потока – интенсивности, состава, скорости и определить возможность пропуска транспортного потока с учетом уменьшения ширины проезжей части;

- определить возможные маршруты объезда по существующей УДС или предусмотреть устройство специально оборудованного временного объездного маршрута (при необходимости обустроенного временными пешеходными дорожками или тротуарами);

- обеспечить заблаговременную и исчерпывающую систему информирования всех участников движения;

- обеспечить бесконфликтный проезд ремонтируемого участка с необходимым ограничением скорости, предусмотрев установку соответствующих средств организации и регулирования движения (дорожные знаки, временная светофорная сигнализация, в случае необходимости использование регулировщиков);

- установить ограждения всех опасных мест с обязательным оборудованием их информационными устройствами для темного времени суток (светоотражающие элементы, сигнальные фонари).