Справочная энциклопедия дорожника (том II) Ремонт и содержание автомобильных дорог. Под ред. А.П. Васильева

Подождите немного. Документ загружается.

осени и во второй половине зимы, когда определяют только переменные

параметры и характеристики (ширину чистой фактически используемой

укреплённой поверхности и состояние покрытия, ширину и состояние

обочин, интенсивность и состав движения, ровность покрытия и

коэффициент сцепления, состояние инженерного оборудования и

обустройства и т.д.). Данные об основных параметрах могут быть получены

из паспорта дороги.

Расчётные периоды и расчётные состояния поверхности дороги.

Оценку транспортно-эксплуатационного состояния дорог выполняют, как

правило, для трёх периодов года: летнего, весеннего или осеннего и зимнего.

Допускается выполнять указанную оценку для двух периодов: в I-IV

дорожно-климатических зонах для весеннего или осеннего и зимнего, в V

зоне - летнего и зимнего.

Каждому периоду года соответствует характерное состояние поверхности

дороги, формирующееся под влиянием метеорологических условий, уровня

содержания дороги и транспортного потока. За расчетные могут быть

приняты состояния поверхности дороги, указанные в п. 4.3.

Каждому расчётному состоянию покрытия соответствуют определённые

величины коэффициента сопротивления качению и коэффициента сцепления,

изменяющиеся в зависимости от скорости.

Основные параметры и характеристики, оказывающие прямое влияние на

скорость движения, оцениваются частными коэффициентами обеспеченности

расчётной скорости.

Совокупность всех наиболее важных параметров и характеристик дороги,

прямо влияющих на скорость движения, оценивается итоговым

коэффициентом обеспеченности расчётной скорости [на каждом

характерном участке дороги (прямые участки, продольные уклоны, кривые в

плане и профиле, сужения проезжей части и обочин, участки с

ограждениями, направляющими столбиками или надолбами и другими

боковыми помехами, участки с ограниченной видимостью, пересечения и

примыкания с другими дорогами и т.д.). При выделении характерных

участков учитывают зоны влияния отдельных элементов дороги (табл. 8.2).

Таблица 8.2

Зоны влияния отдельных элементов дороги

Элемент дороги

Зоны влияния, м

зимой осенью и весной летом

Подъемы и спуски За вершинной - 100, у подошвы - 150

Пересечения в одном уровне:

при наличии твердого покрытия

на пересекаемой дороге

По 100 м в

каждую сторону

По 50 м в каждую сторону По 50 м в каждую сторону

при отсутствии твердого

покрытия на пересекаемой

дороге

По 100 м в

каждую сторону

По 100-500 м в каждую

сторону в зависимости от

типа грунта

По 100-500 м в каждую

сторону в зависимости от

типа грунта

Пересечения в разных уровнях

В пределах между примыканиями переходно-скоростных полос или

правоповоротных съездов

Кривые в плане с обеспеченной

видимостью при радиусах менее

400 м

По 50 м от начала и конца кривой

Кривые с необеспеченной

видимостью при любом радиусе

По 100 м от начала и конца кривой

Мосты, трубы и другие сужения

По 100 м от

начала до конца

сужения

По 75 м от начала и конца сужения

Автобусные остановки По 100 м в обе стороны

Населённые пункты По 100 м от границ застройки

Значение итогового коэффициента обеспеченности расчётной скорости на каждом

характерном участке для расчётных периодов года по условиям движения принимают

равным наименьшему из всех частных коэффициентов на этом участке. Для этого строят

линейный график, на который наносят сокращённый продольный профиль и план дороги

и основные параметры и характеристики, частные и итоговые значения коэффициента

обеспеченности расчётной скорости, а также обобщённую оценку ТЭС АД для каждого

периода года. Указанный график является итоговым документом оценки ТЭС АД.

Значение коэффициентов обеспеченности расчётной скорости на существующей дороге

рекомендуется определять на основании непосредственных измерений скорости движения

одиночного легкового автомобиля.

Учитывая большую трудоёмкость непосредственных измерений скорости

на всех характерных участках дороги, допускается определять её

аналитическим методом. Для этого необходимо осуществить диагностику

состояния дороги, собрать информацию о геометрических параметрах и

физических характеристиках состояния дороги, а затем расчётным путём

получить значения скорости, руководствуясь приводимыми далее

рекомендациями.

Для предварительных усреднённых расчётов можно воспользоваться

поправочными коэффициентами, учитывающими изменения интенсивности

движения и характеристик дорог в различные периоды года (табл. 8.3).

Таблица 8.3

Поправочные коэффициенты к параметрам и характеристикам дорог в разные сезоны года

(за единицу приняты летние условия)

Параметры и характеристики Осень Зима Весна

Сезонные колебания интенсивности движения

1,2-1,4

0,7-1,0

0,8-0,9

Эффективно используемая ширина проезжей части:

при неукреплённых обочинах 0,95-1,0 0,8-0,98

0,95-1,0

при укреплённых обочинах 1,0 0,95-1,0 1,0

Уменьшение ширины обочин:

неукреплённых 0,5-1,03

0,5-1,0

укреплённых 1,0 0,5-1,0

1,0

Ограничение видимости на кривых в плане 1,0 0,7-1,0 1,0

Ограничение видимости на прямых участках из-за снегопадов,

туманов

и метелей

0.8-1,0 0,8-1,0 1,0

Уменьшение ширины проезжей части мостов 0.9-1,0 0,8-1,0 1,0

Изменение соотношения интенсивности движения по дорогам,

пересекающимся в одном уровне:

в связи с использованием съездов на полевые дороги 1,0-1,4 0,9-1,0 1,0-1,4

в связи с колебаниями интенсивности движения на основной

дороге

1,2-1,4 0,7-1,4 0,8-0,9

Изменение видимости на пересечениях в одном уровне 1,0 0,2-1,0

1,0

Скользкость покрытия 0,7-1,0 0,5-0,8

0,8-1,0

П р и м е ч а н и я : 1. Верхний предел для дорог I и II категорий, нижний - III и IV.

2. Верхний предел для дорог III и IV категорий, нижний - I и II.

3. Большие размеры принимают при очистке обочин на всю ширину.

4. Расстояние видимости летом по метеорологическим условиям 500 м.

5. Меньшее значение относится к пересечениям, на которых снежные валы из пределов

треугольника видимости не убирают.

6. Верхний предел принимают при 100 %-ной обеспеченности дорожной службы машинами для зимнего

содержания, нижний - для 30 %-ной обеспеченности и менее от расчётной потребности.

Влияние ширины укреплённой поверхности дороги на обеспеченность

расчётной скорости оценивают исходя из понятия «ширины

психологического коридора», предложенного в работах [12, 13].

«Психологический коридор» - это ширина поверхности дороги, которая

оказывает психологическое воздействие на водителя при выборе траектории

и режима движения (рис. 8.5).

Рис. 8.5. Расчётная схема для определения ширины укреплённой поверхности при

встречном движении:

- ширина укреплённой поверхности; В

- ширина психологического коридора

Общая ширина психологического коридора

[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[ (8.12)

Обозначения приведены на рис. 8.5.

Сокращение ширины укреплённой поверхности приводит к уменьшению

ширины психологического коридора. Вместе с этим снижается и скорость

движения. Величина снижения скорости при уменьшении ширины

укрепленной поверхности существенно зависит от интенсивности движения.

С учетом этих факторов предложены расчетные формулы для определения

максимальной скорости и коэффициента обеспеченности расчётной

скорости, которые имеют вид:

[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[ (8.13)

[где [[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[ (8.14)

и К

- коэффициенты, учитывающие интенсивность и расчётную схему

движения;

- минимальная ширина психологического коридора для различных

расчётных схем, м.

Расчётные формулы, значения К

, К

и В

, а также пределы применимости

расчётных формул по интенсивности движения приведены в табл. 8.4.

Таблица 8.4

Расчётная схема Расчётные формулы

Границы применения по

интенсивности движения,

физич. авт./сут

летом

в переходные

периоды

зимой

1. Свободное движение одиночного

автомобиля

[где К

= 40:

= 0,33

<700 <600 <500

2. Движение в частично связанном

потоке на двухполосной проезжей

части при интенсивности, авт./сут

а) 500-1500

[где при В

до

7 м К

= 42,8; К

= 0,36 при В

от

7 м К

= 40; К

= 0,33

700-

1500

600-1200 500-

1000

б) 1500-4200

[где К

= 36,4;

= 0,30

1500-

4200

1200-3600 1000-

3000

3. Движение при интенсивном

встречном потоке на двухполосной

проезжей части

[где К

= 30,7;

= 0,25

>4200 >3600 >3000

4. Движение на трёхполосной

проезжей части:

а) при полной разметке

>7000 >6000 >5000

где К

= 25,7; К

= 0,21

б) при отсутствии разметки

где при В

до 11 м К

= 38; К

0,32; при В

от 11,1 до 12,5 м К

26,4; К

= 0,22; при В

> 12,5 м К

= 23,2; К

= 0,19

>7000 >6000 >5000

5. Движение на проезжей части

одного направления

четырёхполосной автомагистрали с

разделительной полосой, м:

а) более 5

где при В

до 8 м К

=36; К

0,30; при В

от 8,1 до 9,75 м К

30,9; К

= 0,26

< 15000 < 12000 < 12000

б) до 5

[где К

30,9; К

= 0,26

< 12000 < 10000 < 10000

Для определения обеспеченной скорости необходимо иметь данные о фактически

используемой для движения ширине укреплённой поверхности дороги В

1ф

, т.е. ширине

чистой проезжей части и краевых укреплённых полос. При отсутствии данных

непосредственных измерений она может быть вычислена по формуле

1ф

= B + 2b - 2b

, м, где [[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[ (8.15)

В - ширина проезжей части, м;

b - ширина краевой укреплённой полосы, м;

- ширина полосы загрязнения у кромки проезжей части или краевой

укреплённой полосы, м.

Ширина полос загрязнения в зимний и осенне-весенний периоды зависит

от параметров дороги, типа укрепления обочин и уровня содержания дороги.

Ширину полос загрязнения определяют путём непосредственных измерений

на каждом характерном участке, а при отсутствии данных непосредственных

измерений принимают в зависимости от типа укрепления обочин (табл. 8.5).

Таблица 8.5

Вид

укреплени

я обочины

В зимний период

В осенне-весенние периоды

На прямых

участках и на

кривых в плане

радиусом более

600 м при высоте

насыпи больше

На кривых в

плане радиусом

200-600 м при

высоте насыпи

больше высоты

снежного

На

снегозаносимых

участках, на

участках с

ограждениями,

направляющими

На прямых

участках и на

кривых в

плане

радиусом

более 200 м

На кривых в плане

радиусом менее 200 м и

на участках с

ограждениями,

направляющими

столбиками, тумбами,

высоты снежного

покрова

столбиками,

тумбами,

парапетами

Слой

щебня или

гравия

0,2-0,4

0,4-0,5

0,3-0,5

0,5-1,0

0,3-0,5

0,6-1,2

0,1-0,3

0,2-0,4

0,1-0,3

0,3-0,5

Засев

травой

0,2-0,75

0,4-1,0

0,3-0,5

0,6-1,2

0,3-0,5

1,2-1,8

0,1-0,3

0,4-0,6

0,1-0,3

0,5-1,0

Обочины

не

укреплены

0,2-0,75

0,4-1,0

0,4-0,6

1,2-1,8

0,4-0,6

1,2-2,0

0,1-0,5

0,6-0,8

0,1-0,5

1,0-1,5

П р и м е ч а н и я : 1. В числителе для дорог I-II категорий, в знаменателе для дорог III-IV категорий.

2. Ширина полосы загрязнения зависит от оснащения дорожных организаций машинами для содержания

дорог. При оснащении, равном 100 % нормативной потребности, ширину полосы загрязнения принимают

минимальной, при 60-70 % оснащённости принимают средние значения, а при оснащении менее 50 % -

максимальные.

3. При устройстве на обочинах покрытия шириной более 1,5 м из асфальтобетона, цементобетона или из

материалов, обработанных вяжущими, сокращения ширины укреплённой поверхности не происходит.

Влияние ширины и типа укрепления обочин на скорость движения до

определенной степени соизмеримо с влиянием ширины укрепленной

поверхности дороги. Однако расчетных формул оценки этого влияния не

разработано. Установлено, что наибольшее влияние оказывает вид и

состояние полосы обочины шириной от кромки проезжей части до 1,5 м.

Обработка данных экспериментальных наблюдений позволила получить

зависимость скорости от ширины обочин (рис. 8.6).

Ширина обочин, м

Рис. 8.6. Влияние ширины и типа укрепления обочин на коэффициент обеспеченности

расчётной скорости:

1 - обочина укреплена цементобетоном, асфальтобетоном или каменными материалами,

обработанными вяжущим; 2 - обочина, укреплённая слоем щебня или гравия; 3 - это же,

засевом трав; 4 - обочина не укреплена

Оценку влияния продольного уклона на обеспеченность расчётной

скорости выполняют для наиболее характерного (расчетного) состояния

покрытия в зимний и осенне-весенний периоды года, каждое из которых

характеризуется величиной коэффициента сопротивления качению и

коэффициента сцепления.

Различают три расчётных схемы при оценке влияния продольного уклона:

а) возможная скорость при движении на подъём по динамическим характеристикам

автомобиля;

б) то же, по соотношению сил сцепления и сопротивления движению;

в) скорость, допустимая при движении на спуск по условиям безопасности

в зависимости от видимости поверхности дороги и коэффициента сцепления.

Максимальная скорость движения автомобиля на горизонтальном участке

и на подъёме может быть определена по динамической характеристике

автомобиля (рис. 8.7) исходя из условия

D = i + f

или D =



Рис. 8.7. График динамических характеристик автомобиля ГАЗ-24 «Волга»

Сложность заключается в необходимости учёта изменения сопротивления

качанию с увеличением скорости. Поэтому задачу решают итерационным

методом. Аналогично можно определить максимальную скорость при

движении на подъем для различных состояний покрытия из уравнения

мощностного баланса автомобиля, решая его относительно скорости. Однако

скорость, получаемая по тяговой характеристике или мощностному балансу

двигателя, далеко не всегда может быть реализована из-за соотношения сил

сопротивления качанию и сил сцепления, особенно при движении на подъём.

Скорость, возможную по этим условиям, определяют по формуле. Затем из

скоростей, полученных по тяговым характеристикам автомобиля, и из

соотношения сил сопротивления качению и сцепления выбирают меньшее

значение и принимают в расчёт. Зависимость обеспечения скорости от

величины продольного уклона приведена в табл. 8.6, а.

Анализ расчётов показывает, что при движении по заснеженному или

обледенелому покрытию скорость чаше ограничена не тяговыми

характеристиками автомобиля, а именно соотношением сцепных качеств и

сопротивления качению. В зависимости от влажности выпавшего снега и его

плотности остановки легковых автомобилей при движении на подъём с

уклоном в 30 % могут наблюдаться при толщине слоя более 70 мм, а на

уклонах 60 % уже при толщине более 50 мм.

Максимальная допустимая скорость автомобиля на спуске может быть

определена из формулы определения видимости поверхности дороги при

внезапном торможении:

[где [[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[ (8.16)

V - начальная скорость автомобиля, км/ч;

- коэффициент эксплуатационного состояния тормозов: для легковых

автомобилей принимают 1,2; для грузовых 1,3-1,4; при скоростях движения

более 90-100 км/ч принимают 2,4;

t - время реакции водителя, принимают 1 с;

- расстояние безопасности перед препятствием, принимают 5-10 м.

Из этого уравнения для принятой видимости определяют максимально допустимую

скорость движения на спуске.

В уравнение входят два основных показателя, характеризующих условия

движения: видимость и коэффициент сцепления, что дает возможность

определить их совместное воздействие при различных сочетаниях.

Сложность точного решения заключается в том, что величина коэффициента

сцепления и сопротивления качению, входящие в формулу, изменяются с

изменением скорости. Поэтому точное решение может быть получено

методом итерации. Результаты такого расчёта приведены в табл. 8.6, б.

Анализ полученных результатов показывает, что высокая скорость на спуске

может быть обеспечена только на сухом, чистом покрытии.

Таблица 8.6

Значения частного коэффициента обеспеченности расчётной скорости, учитывающего

влияние продольных уклонов при различных состояниях покрытия

а) Движение на подъём

Продольный уклон, ‰

Состояние дорожного покрытия

1 2 3 4 5 6 7 8 9

0 1,11 1,06 1,03 0,80 0,69 0,61 0,39 0,27 0,50

10 1,06 1,02 0,98 0,74 0,64 0,55 0,33 0,21 0,42

20 1,02 0,97 0,93 0,69 0,59 0,49 0,27 0,15 0,35

30 0,97 0,93 0,90 0,64 0,54 0,42 0,21 0,09 0,27

40 0,93 0,89 0,86 0,59 0,49 0,36 0,15 0,03 0,20

50 0,89 0,85 0,82 0,54 0,44 0,30 0,09 - 0,12

60 0,85 0,81 0,78 0,49 0,39 0,24 0,03 - 0,05

70 0,81 0,77 0,75 0,44 0,33 0,18 - - -

80 0,77 0,74 0,71 0,39 0,28 0,13 - - -

б) Движение на спуск

Продольный уклон, ‰

Состояние дорожного покрытия

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Расстояние видимости поверхности дороги 55 м

20 0,54 0,44 0,39 0,40 0,33 0,35 0,36 0,37 0,24

40 0,54 0,44 0,38 0,39 0,32 0,34 0,36 0,36 0,22

60 0,53 0,43 0,38 0,38 0,31 0,33 0,34 0,35 0,20

80 0,53 0,42 0,37 0,37 0,30 0,31 0,33 0,34 0,18

Расстояние видимости поверхности дороги 100 м

20 0,80 0,62 0,55 0,56 0,45 0,48 0,51 0,52 0,32

40 0,80 0,61 0,54 0,54 0,44 0,46 0,49 0,51 0,30

60 0,79 0,60 0,52 0,53 0,42 0,45 0,48 0,49 0,27

80 0,78 0,59 0,51 0,51 0,40 0,43 0,46 0,47 0,24

Расстояние видимости поверхности дороги 200 м

20 1,17 0,80 0,70 0,76 0,60 0,64 0,68 0,71 0,42

40 1,00 0,80 0,65 0,74 0,58 0,62 0,66 0,68 0,38

60 0,95 0,75 0,60 0,72 0,55 0,59 0,64 0,65 0,34

80 0,90 0,70 0,58 0,70 0,52 0,57 0,61 0,64 0,30

Расстояние видимости поверхности дороги 300 м

20 1,25 0,80 0,75 0,89 0,70 0,74 0,79 0,82 0,48

40 1,00 0,80 0,70 0,86 0,66 0,71 0,76 0,79 0,43

60 0,95 0,76 0,65 0,83 0,63 0,68 0,73 0,76 0,39

80 1 0,90 0,75 0,60 0,80 0,60 0,65 0,70 0,73 0,33

Расстояние видимости поверхности дороги 500 м

20 1,25 0,80 0,80 1,00 0,80 0,86 0,92 0,96 0,55

40 1,00 0,80 0,77 0,90 0,76 0,82 0,89 0,92 0,49

60 0,95 0,80 0,75 0,84 0,72 0,78 0,85 0,89 0,43

80 0,90 0,80 0,70 0,82 0,68 0,74 0,81 0,85 0,37

П р и м е ч а н и я : 1. Значения К

рс4

даны для покрытия из асфальтобетона без шероховатой обработки. Для

покрытий с шероховатой поверхностной обработкой значения К

рс4

, следует увеличить на 10-15 %. 2.

Состояние покрытия: 1 - сухое чистое; 2 - мокрое чистое; 3 - мокрое загрязнённое; 4 - уплотнённый снег; 5 -

слой рыхлого снега толщиной до 10 мм; 6 - слой рыхлого снега толщиной от 10 до 20 мм; 7 - слой рыхлого

снега толщиной от 20 до 40 мм; 8 - слой рыхлого снега толщиной от 40 до 60 мм; 9 - гололёд.

Оценку влияния видимости поверхности дороги выполняют по тому же

принципу, что и оценку скорости на спуске, решая уравнение (8.16) для

горизонтального участка дороги при различных состояниях (табл. 8.7).

Таблица 8.7

Значения частного коэффициента обеспеченности расчётной скорости, учитывающего

влияние расстояния видимости поверхности дороги

Состояние покрытия

Расстояние видимости поверхности дороги, м

55 100 200 300 500 750

1 0,55 0,81 1,18 1,25 1,25 1,25

2 0,45 0,63 0,80 0,80 0,80 0,80

3 0,40 0,56 0,77 0,80 0,80 0,80

4 0,41 0,57 0,78 0,91 1,08 1,20

5 0,34 0,47 0,63 0,72 0,84 0,92

6 0,36 0,49 0,67 0,77 0,89 0,98

7 0,37 0,52 0,71 0,82 0,96 1,06

8 0,38 0,54 0,73 0,85 0,99 1,10

9 0,26 0,35 0,46 0,52 0,60 0,65

П р и м е ч а н и е . Состояние покрытия см. табл. 8.5.

Оценку влияния радиуса вертикальных выпуклых кривых выполняют

также исходя из необходимого тормозного пути перед препятствием по

формуле

[где [[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[ (8.17)

вып

- радиус вертикальной выпуклой кривой, м.

На кривых в плане максимальную обеспеченную скорость движения с

учётом состояния покрытия и уклона виража определяют по формуле

[где [[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[ (8.18)

R - радиус кривой, м;



- коэффициент поперечного сцепления принимают (0,6-0,8)



;

- угол виража в тысячных.

Поскольку величина сцепления зависит от скорости движения, решение

этого уравнения выполняется итерационным методом. Результаты расчётов

приведены в табл. 8.8.

Таблица 8.8

Значения частного коэффициента обеспеченности расчетной скорости, учитывающего

влияние радиуса кривых в плане и уклона виража

Состояние покрытия

Радиус кривой в плане, м

30 60 100 150 200 300 400 600 800 1000 1200

1 0,37 0,52 0,65 0,78 0,89 1,06 1,20 1,25 1,25 1,25 1,25

2 0,31 0,42 0,52 0,61 0,68 0,79 0,80 0,80 0,80 0,80 0,80

3 0,28 0,38 0,48 0,57 0,64 0,75 0,80 0,80 0,80 0,80 0,80