Бабков В.Ф. Дорожные условия и безопасность движения

Подождите немного. Документ загружается.

При периодических пересмот-

рах норм проектирования авто-

мобильных дорог приходится

учитывать типаж транспортных

средств.

Повышение скоростей современ-

ных легковых автомобилей и улуч-

шение ровности покрытий автомо-

бильных дорог приводят к умень-

шению высоты легковых автомо-

билей и соответственно возвыше-

ния глаза водителя над проезжей

частью, которое в некоторых стра-

нах, предвосхищая тенденции раз

Рис. 3.5. Схемы видимости встречного

автомобиля при движении групп или

колонн (а) одиночных автомобилей (б)

вития автомобилестроения, прин-

имают равным 1 м. Это существенно увеличивает необходимую

видимость на выпуклых вертикальных кривых.

Рост загрузки дорог движением вызывает необходимость уточ-

нения расчетных схем определения видимости и расстояния обгона.

От ранее принятого метода рассмотрения движения одиночных

автомобилей становится все более и более необходимым перехо-

дить к учету особенностей движения автомобилей большими

пачками или колоннами. Кроме схемы беспрепятственного обгона

впереди идущих автомобилей, приходится учитывать необходимую

видимость из условия прерванного обгона с включением в какой-то

момент времени при появлении встречного автомобиля, обгоняюще-

го автомобиля в обгоняемую колонну. Значительнее меняется схема

видимости на кривых в плане, в которой луч зрения водителей

проводится уже не по касательной к линии препятствий, ограничи-

вающей видимость с внутренней стороны кривой, а по касательной к

полосе, занимаемой габаритами идущих впереди автомобилей при

максимально допустимом смещении обгоняющего автомобиля к оси

дороги в пределах его полосы движения (рис. 3.5).

Говоря о расчетных схемах ви-

димости дороги, следует учиты-

вать, что они относятся только к

светлым часам суток. В ночное

время на дорогах без искусствен-

ного освещения зона видимости

водителя ограничивается осве-

щенностью, создаваемой пучком

света фар, направленного с неко-

торой асимметрией к оси автомо-

биля. На криволинейных участках Рис. 3.6. Схема освещения дороги

дороги освещенный участок ВЫХО- светом фар:

ДИТ за пределы дороги (рис. 3.6}. /-условия видимости днем; 2 - то же

г г 7

ночью при свете фар; 3—расстояние ви-

Светотехнические качества совре-

ди

мости днем

4Z7 60

гх,нм/ч

Рис. 3.7. Колебания значений коэф-

фициента сцепления ф на дороге

с бетонным покрытием

менных фар дают необходимую

освещенность только на расстоя-

нии, значительно меньшем расчет-

ного расстояния видимости. Уве-

личение светосилы фар невозмож-

но из-за опасности ослепления во-

дителей встречных автомобилей.

Поэтому безопасные скорости дви-

жения автомобилей в ночное вре-

мя на дорогах без искусственного

освещения существенно ниже рас-

четных для дорог I—III категорий.

В связи с непрерывным совер-

шенствованием конструкции авто-

мобилей (увеличение приемисто-

сти автомобилей, повышение мяг-

кости подвески), а также быстро

возрастающего числа лиц, полу-

чающих водительские права, при-

обретает остроту потребность на-

дежного обоснования характерис-

тик «расчетного водителя» для

подстановки в формулы для расче-

тов элементов трассы. В первом приближении можно рекомендовать

следующие значения параметров «расчетного водителя»: интенсив-

ность разгона 0,8—1,2 м/с

, интенсивность снижения скорости на

переходно-скоростной полосе 1,7—3 м/с

, нарастание центробежного

ускорения при движении по переходной кривой 0,3—1 м/с

, коэффи-

циент поперечной силы при движении по кривым в плане не бо-

лее 0,16.

Не- менее актуальна задача создания для проектирования

дорог, оценки их транспортно-эксплуатационных качеств и безопас-

а)ср

Ofi

ол

/ \

/ •ч

\ /

Ъш

... •

•

—-

1-й год

2-й год

S) п,%

Т,

7 I

+ (

•

t i

t >

' • "

300

200

100

3-й год

20 0,40 0,60 9 0,30 0,50 9

Рис. 3.8. Снижение значений коэффициента сцепления по мере износа покрытия

в процессе службы дороги и принципы нормирования расчетного коэффициента

сцепления:

а — изменение коэффициента сцепления ср в течение трех лет службы дороги; б—повто-

ряемость п (в % от общего числа случаев) значений коэффициента сцепления; в — уста-

новление значения, соответствующего заданной повторяемости (т

—число дней в году

с значением <р меньше заданного)

ности движения «расчетного автомобиля», габариты и динамические

качества которого отражали бы дальнейшие перспективы автомо-

бильной техники. Некоторые изменения, как, например, снижение

высоты легковых автомобилей, сильно отражаются на требованиях к

расчетной видимости. Большое влияние на соответствие реальных

условий движения конкретных автомобилей по дорогам предпосыл-

кам, закладываемым в формулы обоснования геометрических эле-

ментов дорог, оказывает отклонение истинного значения коэффици-

ента сцепления от принимаемого при нормировании требований к

элементам трассы.

Сопротивление колеса автомобиля поперечному или продоль-

ному смещению по проезжей части зависит от очень большого

числа влияющих факторов — шероховатости покрытия дороги, неод-

нородной по ширине покрытия в связи с большим износом в местах

сосредоточения проходов колес, материала покрытия и его истирае-

мости, температуры покрытия, материала и рисунка протектора ши-

ны, нагрузки на колесо и внутреннего давления в шине. На рис. 3.7

показана зона варьирования значений коэффициентов сцепления

при многократных измерениях с разными шинами на разных участ-

ках дороги с мокрым бетонным покрытием при разных скоростях.

Даже при стандартном состоянии колеса измерительной ди-

намометрической тележки меняющееся состояние покрытия делает

коэффициент сцепления непостоянным в течение года. Примером

являются данные систематических наблюдений за сезонными коле-

баниями коэффициентов поперечного сцепления шины с усовершен-

ствованным покрытием облегченного типа на дороге, построенной

в местности с теплым приморским климатом (рис. 3.8). Характер-

но при этом, что по мере износа покрытия его сцепные качества

становятся однороднее, так как снижается интервал изменений значе-

ний коэффициентов сцепления, а протяженность участков с его сред-

ним значением увеличивается.

При наличии данных систематических измерений возможно нор-

мировать расчетные значения коэффициента сцепления, задаваясь

из условия эксплуатации и учета назначения дороги числом дней,

в течение которых коэффициент сцепления может иметь значения,

меньшие расчетных. В эти дни дорога будет обеспечивать возмож-

ность движения только со скоростью, меньшей расчетной.

3.4. Расчетная интенсивность, режимы и безопасность

движения по дороге

Обеспечиваемая степень безопасности движения по одному и тому

же участку дороги во многом зависит от интенсивности транспорт-

ных потоков, определяющей складывающиеся на ней режимы движе-

ния. Чем выше плотность транспортного потока, тем значительнее

взаимное влияние его участников. Из-за осложнения обгонов мед-

ленные транспортные средства надолго лишают более быстрые воз-

можности реализовать свои динамические качества. Противоречия в

транспортном потоке особенно резко проявляются при ухудшении до-

рожных условий. Попытки отдельных водителей осуществить обгон

в сложных условиях всегда связаны с повышенным риском и нередко

приводят к авариям.

Учитывая неизбежное возрастание интенсивности движения в

процессе службы дороги, при проектировании предусматривают,

что расчетная (типичная) пропускная способность будет достигнута

только в конце расчетного срока службы дороги, принимаемого

равным 20 годам. В последующие годы службы дороги условия

движения по ней неизбежно ухудшаются. Это соответствует

современным условиям работы очень многих дорог.

В целях характеристики качественного состояния транспортного

потока обобщающими показателями введено понятие об «уровне

удобства движения», который определяется отношением средней

скорости движения транспортного потока по дороге к скорости

движения одиночного автомобиля.

Каждой интенсивности движения присущ свой характерный

режим движения (рис. 3.9). При очень малых интенсивностях

движения избираемая водителями скорость зависит только от особен-

ностей восприятия ими дорожных условий, так как практически

отсутствуют помехи от попутных и встречных автомобилей. В связи

с этим отдельные водители развивают слишком высокую скорость

и едут с повышенным риском из-за меньшей внимательности.

Поэтому относительное количество происшествий на 1 млн авт-км

в этом случае выше, чем при несколько больших интенсивностях,

когда встречи и обгоны становятся более частыми. Наиболее

типичные виды происшествий — съезды с дороги и опрокидывание

на кривых малых и средних радиусов.

Такие условия движения (рис, 3.9, а) по дороге называют сво-

бодными (уровень удобства А). Они характерны для очень малого

числа дорог — подъезды к малым населенным пунктам, а также

для периодов спада движения на дорогах ночью или ранним

утром. Исходя из этого режима движения обосновывают требова-

ния к отдельным элементам дорог.

При росте интенсивности движения начинает ощущаться взаим-

ное влияние автомобилей. Увеличение скорости перед обгонами

с ходу на свободной дороге приводит к некоторому возрастанию

средней скорости. Обгоны и увеличение количества встречных авто-

мобилей повышают внимательность водителей и приводят к некото-

рому снижению относительного числа происшествий. По мере роста

интенсивности движения условия движения постепенно усложняют-

ся. Для осуществления обгона иногда приходится выжидать

благоприятный момент, когда на участке маневра отсутствуют

встречные автомобили. Схема обгона меняется — водитель обгоняю-

щего автомобиля, приблизившись к обгоняемому, снижает скорость

.V «Й

У шно

I«4MCttf -

HKJLv

Рис. 3.9. Движение по дороге при разной плотности транспортного потока:

а—свободный поток; б—частично связанный поток; в—связанный поток; г—плотный

(насыщенный) поток

и едет за ним в ожидании возможности обгона. Средняя

скорость потока начинает снижаться.

По мере дальнейшего роста интенсивности движения время

ожидания возможности обгона увеличивается. Создаются группы

из двух-трех автомобилей («пачки»), следующие за медленно еду-

щим, по мнению их водителей, передним автомобилем. После обгона

они получают возможность некоторое время ехать в условиях

свободного режима движения. Такой режим движения (рис. 3.9, б)

носит название частично связанного (уровень удобства Б). При про-

ектировании дорог необходимое число полос движения на проезжей

части принимают из условия, чтобы при сдаче новой дороги в экс-

плуатацию уровень удобства составлял 0,85—0,9, а к моменту окон-

чания расчетного 20-летнего срока и возникновения потребности к

реконструкции не был менее 0,45—0,55. Тем самым создают резерв

пропускной способности на случай внеплановых интенсивных пере-

возок, а также сезонных и суточных пиков интенсивности движе-

ния.

Чем больше интенсивность движения, тем реже встречаются при-

емлемые для обгона интервалы во встречном потоке автомобилей.

Ошибочные маневры, выполняемые при обгоне, увеличивают число

происшествий по мере возрастания интенсивности движения. На-

ступает период, когда обгоны становятся возможными только при по-

вышенном риске, по схеме прерванного обгона, с включением при

появлении встречного автомобиля в группу обгоняемых автомоби-

лей. При этом встречным автомобилям иногда приходится снижать

скорость, а в особо опасных условиях даже съезжать на обочину.

Главным видом происшествий становится встречное столкновение.

Такой режим движения (рис. 3.9, в) называют связанным (уровень

удобства В). При переходе транспортного потока в этот режим

движения становится целесообразной реконструкция дороги.

Дальнейший рост интенсивности движения связан с увеличе-

нием плотности транспортного потока с движением без обгонов.

Интервалы между автомобилями уменьшаются, и они образуют

колонну. Все автомобили едут с практически одинаковой ско-

ростью. Малые кратковременные отклонения от средней скорости

возможны лишь в результате изменения интервалов между автомо-

билями и устраняются водителями, как только возникает опас-

ность наезда. Режим движения транспортного потока (рис. 3.9, г)

называют плотным, или насыщенным (уровень удобства Г). ~

Таблица 3.1

Уро-

вень

удоб-

ства

дви-

же-

ния

Интен

сив-

ность

дви-

же-

ния,

авт/ч

Режим движения транспортного потока

и условия движения и работы водителя

Отноше-

ние ско-

рости

потока

к скоро-

сти оди-

ночного

авто-

мобиля

Коэффи-

циент

исполь-

зования

пропуск-

ной спо-

собности

Отно-

си-

те ль -

ная

тя-

жесть

ава-

рий

360

900

1200

1600

и бо-

лее

Свободный. Легкие условия для води-

теля. Взаимные помехи автомобилей отсут-

ствуют

Частично связанный. Возникают группы

автомобилей. Условия работы легкие

Связанный. Группы автомобилей увели-

чиваются, частые обгоны. Обгоны ослож-

няются. Условия работы водителей нор-

мальные

Насыщенный. Образуется сплошной по-

ток автомобилей. Скорость значительно

снижается. На сложных участках дорог

возникают заторы. Условия работы напря-

женные

0,2

0,7—0,9

0,35—0,7

0,2—0,5

0,5—0,7

0,55

0,7—0,9

1.2

0,75

0,2

Таблица 3.2

Относительное количество происшествий

Уровень

удобства

Опроки-

дывание

Наезд

на пре-

пятствие

Съезд

с дороги

Боковой

наезд

при обгоне

Столкно-

вение

с встречным

автомобилем

Наезд на

впереди

идущий

автомобиль

А 79,5

5,3

0,2

Б 20,1

10,9

8,1

48,8

5,2

7,5

18,2

60,1

——

1,6

0,3 3,1

0,5

94,5

Дальнейшее увеличение плотности транспортного потока, напри-

мер при въезде на узкий мост или ремонтируемый участок до-

роги с ограниченной шириной проезжей части, характеризуется

прерывистостью и периодическими остановками. Перед сложными

участками могут возникать заторы. Количество происшествий и

их тяжесть снижаются. Регулярная эксплуатация дороги при таких

режимах невозможна, но временное их возникновение на дорогах

Таблица 3.3

Принцип

воздействия

на потоки

движения

Возможные решения

Разделение по-

тока по скоростям

Разделение по

тока по направле

ниям

Выравнивание

скоростей движе

ния на протяже

нии маршрута

Разделение транзитного и местного движения, увеличение

числа полос на проезжей части. Устройство дополнительных

полос для движения медленно едущих автомобилей на подъ-

емах, тракторных путей и велосипедных дорожек, полос раз-

гона и ускорения на пересечениях и примыканиях дорог (пе-

реходно-скоростные полосы), придорожных стояночных полос

и площадок, а также уширений проезжей части для автомо-

бильных остановок

Устройство разделительных полос. Сооружение самостоя-

тельного земляного полотна для каждого направления дви-

жения. Устройство пересечений и примыканий в разных уров-

нях, направляющих островков и дополнительных полос для

ожидающих автомобилей на пересечениях в одном уровне.

Выделение улиц одностороннего движения в населенных пунк-

тах. Нанесение разметки, четко регламентирующей направле-

ние движения

Перестройка участков, вызывающих резкое снижение ско-

рости. Увеличение видимости. Установка дорожных знаков,

ограничивающих скорость и рекомендующих рациональные

скорости движения. Реализация принципа зрительного ориен-

тирования водителей. Устройство трясущих и шумовых полос,

вызывающих непроизвольное снижение скоростей движения

водителями. Введение координированного светофорного регу-

лирования движением

с уровнем удобства движения Г возможно в часы пик и является

признаком необходимости реконструкции этих дорог.

Характеристики разных уровней удобства движения на дорогах

с двумя полосами движения даны в табл. 3.1. Различие в

режимах движения автомобилей при разных уровнях удобства

четко отражается на относительном количестве происшествий раз-

ных видов (табл. 3.2).

Повышение безопасности движения и увеличение пропускной

способности дорог методами их реконструкции и организации дви-

жения основываются на обеспечении возможности каждой категории

транспортных средств следовать по своему направлению с возмож-

ной для них скоростью, не создавая помех для других автомобилей.

Это достигается путем выделения или дополнительного устройства

на проезжей части дороги специальных полос в местах наибольшего

стеснения потоков движения.

Возможные пути организации четкого движения транспортных

потоков перечислены в табл. 3.3.

Перечисленные проектные решения, устраняя причины ряда ма-

невров, создающих внутренние помехи в транспортном потоке, повы-

шая безопасность движения, приводят одновременно и к повышению

средней скорости движения.

Контрольные вопросы

1. Какова роль составляющих комплекса дорога — автомобиль — водитель в

обеспечении безопасности движения?

2. Исходя из каких соображений обосновывают расчетные скорости?

3. От чего зависит время реакции водителя и какие его значения принимают

при определении элементов трассы дорог?

4. Какие допущения принимают при составлении расчетных схем для обоснова-

ния геометрических элементов трассы?

5. Что такое уровни удобства движения и каковы для них характерные режимы

движения?

6. Какие виды происшествий характерны для разных уровней удобства?

Глава 4

ВЛИЯНИЕ РЕЖИМОВ ДВИЖЕНИЯ И ОТДЕЛЬНЫХ

ЭЛЕМЕНТОВ ДОРОГИ НД ОПАСНОСТЬ ДОРОЖНО-

ТРАНСПОРТНЫХ ПРОИСШЕСТВИИ

4.1. Влияние элементов трассы на безопасность движения

В результате приспособления трассы автомобильных дорог к рель-

ефу местности с минимальными объемами необходимых для этого

земляных работ смежные участки дорог часто имеют значительно

различающиеся радиусы кривых, продольных уклонов, расстоя-

ний видимости. Чем сильнее эти характеристики отличаются от

характеристик наиболее удобного для движения прямого горизон-

тального участка, тем чаще на них возникают дорожно-транс-

портные происшествия. Хотя каждое дорожно-транспортное проис-

шествие является результатом совокупного влияния многочисленных

факторов, обычно среди них имеется какой-то один, оказывающий

в данном месте наибольшее влияние и определяющий причину

дорожно-транспортных происшествий. Поэтому материалы статис-

тики дорожно-транспортных происшествий дают принципиальную

возможность сравнительной оценки степени безопасности движения

при разном значении каждого из элементов трассы и интенсивности

движения по дороге.

К широкому использованию статистических данных приходится

прибегать потому, что в исследованиях в области безопасности

движения исключается возможность постановки для накопления дан-

ных о происшествиях в разных условиях специальных натурных

опытов по созданию опасных участков на дорогах. Поэтому целе-

сообразны обобщение и анализ по единой методике статистических

материалов разных стран. Эти данные неизбежно отражают влия-

ние многих факторов — состояния дорожной сети, степени авто-

мобилизации, природно-климатических условий, типов покрытий,

специфики правил движения и даже национальных особенностей

и темперамента водителей и то, что в разных странах погибшими

при дорожно-транспортных происшествиях считаются умершие

через разное количество дней после происшествия.

Однако влияние этих факторов сглаживается, если пользоваться

относительными характеристиками изменения количества дорожно-

транспортных происшествий при изменении одного элемента дороги

и приблизительно постоянных значениях остальных влияющих факто-

ров. Поэтому, изучая влияние того или иного элемента плана или

профиля, например ширины проезжей части или обочин, следует

выражать количество дорожно-транспортных происшествий на 1 млн

авт-км в долях количества происшествий на принимаемом за эталон

горизонтальном прямом участке с шероховатым усовершенствован-

ным покрытием шириной 7—7,5 м, укрепленными обочинами шири-

ной до 2,5—3 м в открытой местности. Этот показатель назван

далее «частным коэффициентом аварийности» для данного элемента

трассы.

Для узких мостов, коротких кривых и участков ограниченной

видимости коэффициенты аварийности определяют как отношение

количества происшествий на 1 млн прошедших автомобилей.

Обработанные таким образом данные, как будет видно из

дальнейшего, достаточно закономерно располагаются на графиках

около некоторой средней кривой, свидетельствуя о наличии явно

выраженной зависимости. Это доказывает, что относительные

коэффициенты влияния — частные коэффициенты аварийности —

объективно отражают влияние дорожных условий, давая богатые

возможности для развертывания международного сотрудничества

в решении проблемы безопасности движения по автомобильным

дорогам. Отклонения отдельных точек от среднего значения объяс-

няются влиянием других факторов, например интенсивности движе-

ния или продольных уклонов.

4.2. Влияние интенсивности и скорости движения

Особенности изменения процесса взаимодействия автомобилей в

транспортном потоке при увеличении его плотности — количества

автомобилей на 1 км дороги — отражаются на количестве дорож-

но-транспортных происшествий и их тяжести (см. гл. 3).

Сопоставление данных многочисленных анализов дорожно-

транспортных происшествий в разных странах на дорогах с двумя

полосами движения при разной интенсивности движения показывает,

что они закономерно располагаются около своеобразной колоколо-

образной средней кривой (рис. 4.1). Статистические данные были

выражены в долях количества происшествий, соответствующего ин-

тенсивности 5000 авт/сут, которую можно рассматривать как предел

для нормальных условий эксплуатации дорог с двумя полосами

движения. При превышении этой интенсивности оправдывается

переход к дорогам с двумя проезжими частями и разделитель-

ной полосой. Использованные для построения графика данные от-

оI *2 гЗ 7

1 1 .

5 W 15

тыс.

авт/сут

Рис. 4.1. Относительное количество

дорожно-транспортных происшествий

при разной интенсивности движения

по данным:

/ — Т. Эдамуры (Япония); 2 — Д. Бель-

монта (США); 3 — М. Раффа (США);

4 — Д. Болдуина (США); 5—Т. Балога

(Венгрия); 6— М. Афанасьева (Россия);

7 — средним