Архітектура та будівництво

Сучасні архітектурні рішення

Вплив стану дорожнього покриття на величину розширення проїжджої частини на кривих у плані

Стан проїзної частини автомобільних доріг, що змінюється під дією погодних факторів, істотно впливає не тільки на швидкість, але і на траєкторію руху автомобілів. Для спостереження за положенням автомобіля на проїзній частині, змінюваному внаслідок нерівностей дорожнього покриття, величини поперечного ухилу дороги, бічного відведення коліс, наявності люфтів в системі рульового управління і ходової частини автомобіля в процесі руху по кривій в плані, був підібраний ряд закруглень з радіусами 150, 250, 300, 400, 500 і 1000 м при поздовжніх похилах не більше 20%, асфальтобетонним покриттям та інтенсивністю руху в межах від 100 до 1000 автомобілів на годину. Проводилися проміри від сліду колеса до базових ліній (кромки проїзної частини) на створах, а також застосовувалася фото-і кінозйомка. Були отримані криві розподілу і кумулятивні криві відхилень правого переднього колеса легкових і вантажних автомобілів від кромки проїзної частини в середині закруглення. У табл. 1 представлені результати спостережень для ділянки кругової кривої з радіусом 500 м і кутом повороту 13 ° як по внутрішній, так і по зовнішній смузі руху для вільного руху автомобілів і при наявності зустрічного руху. Заміри проводились також при різному стані дорожнього покриття.

Таблиця 1

Зміна величини зазорів в залежності від стану дорожнього покриття

Стан проїжджої частини

Характеристика
руху

Найменування смуги руху

Внутрішня

Зовнішня

Легковий

Вантажний

Легковий

Вантажний

Забезпеченість,%

50

85

95

50

85

95

50

85

95

50

85

95

Суха чиста

Вільне

0,9

1,1

1,3

0,6

0,8

1,0

1,7

1,9

2,1

1,3

1,5

1,7

Наліч. зустрічей.

0,6

0,8

1,0

0,5

0,6

0,8

1,3

1,5

1,7

0,9

1,2

1,4

Мокра

Вільне

1,0

1,3

1,5

0,9

1,1

1,3

1,8

2,0

2,2

1,5

1,7

2,0

Наліч. зустрічей.

0,8

0,9

1,1

0,6

0,7

1,0

1,5

1,7

1,9

1,3

1,5

1,7

Засніжена

Вільне

1,2

1,4

1,6

1,1

1,3

1,5

2,0

2,2

2,4

1,7

1,9

2,1

Наліч. зустрічей.

0,8

1,0

1,2

0,7

0,8

1,2

1,7

1,9

2,1

1,6

1,8

2,1

Ожеледь

Вільне

1,6

1,9

2,1

1,3

1,5

1,7

2,4

2,7

2,9

2,2

2,4

2,7

Наліч. зустрічей.

1,1

1,2

1,4

0,9

1,0

1,2

2,0

2,2

2,5

1,8

2,0

2,2

Результати спостережень показують, що величина зазорів між колесом автомобіля і кромкою проїзної частини в різні періоди року, при різних станах дорожнього покриття, а також при зміні складу та інтенсивності руху зазнає великі зміни.

На величину зазорів впливає стан проїжджої частини і наявність зустрічних автомобілів в момент проходження кривої в плані. З погіршенням стану дорожнього покриття водії воліють, навіть при цілком задовільному стані узбіч, не наближатися до краю проїжджої частини. За відсутності руху на сусідній смузі водій зміщує автомобіль до осі дороги без ризику зіткнення із зустрічним автомобілем. Але не тільки стан узбіч сприяє відхилення траєкторії автомобіля до осі дороги. Справа в тому, що при проходженні закруглення водій віддає перевагу не знижувати (або знижувати незначно) швидкість руху автомобіля, в основному застосовуючи гальмування двигуном, "уполажівая" для цього свою траєкторію, тобто як би збільшуючи її радіус. Чим гірше стан проїжджої частини, тим більше прагнення водія скоректувати траєкторію руху автомобіля, зміщуючи її до осі дороги, що призводить до скорочення ефективності використовуваної ширини проїжджої частини. Наявність зустрічного руху змушує водія обачніше відхиляти траєкторію через небезпеку зіткнення. З погіршенням стану проїжджої частини вирішувати цю задачу водієві стає все складніше. З одного боку, існує небезпека виїзду на узбіччя, з іншого - небезпека зіткнення із зустрічним автомобілем. Це в більшості випадків призводить до зниження швидкості автомобіля, причому більш інтенсивного, тобто із застосуванням педалі гальма. Потрібно відзначити, що більш легкі автомобілі, що рухаються з більшою швидкістю, відхиляються убік осі дороги на більшу величину, ніж важкі автомобілі.

Крім перерахованих вище факторів на характер траєкторії руху автомобілів істотний вплив робить величина радіусу кривої у плані. Отримано залежності відхилення траєкторії руху при проходженні закруглення по внутрішній смузі від швидкості руху, для різних величин радіусів і в залежності від стану проїжджої частини. Величина сдвіжкі пропорційна швидкості автомобіля і обернено пропорційна величині радіусу кривої у плані, але завжди тим більше, чим гірше стан дорожнього покриття через вплив на нього несприятливих погодно-кліматичних факторів.

Велика ширина проїжджої частини дає водієві деякий запас для маневру в поперечному напрямку, коректування своєї траєкторії. Вплив величини кута повороту починає помітно виявлятися при радіусах 400-500 м і менше.

Траєкторія руху автомобілів не тільки на кривих у плані, але і на прямолінійних ділянках автомобільних доріг складається з ряду криволінійних ділянок, а зазори між колесом автомобіля і кромкою проїзної частини на внутрішній смузі руху Y1, на зовнішній смузі руху Y2 і між зустрічними автомобілями 2х (позначення прийняті на підставі робіт М. С. Замахаева, М. Б. Афанасьєва, В. М. Іванова та ін [1, 2]) не є постійними, а змінюються в процесі руху автомобіля. Для вивчення характеру зміни величини зсування траєкторії на кривих з радіусами 150, 250 і 500 м були розмічені створи в поперечному напрямку проїжджої частини через кожні 10-15 м. На кожному створі вимірювалася величина відхилення колеса автомобіля від кромки проїзної частини. На підставі цих даних були побудовані графіки зміни сдвіжкі траєкторії руху. Як показав аналіз отриманих результатів, реальні траєкторії відрізняються від теоретичних, причому тим більше, чим менше радіус кривої в плані. Ці дані не тільки підтверджують результати, отримані раніше М. Б. Афанасьєвим і В. Н. Івановим, але й вказують на залежність довжини хвилі траєкторії руху і її висоти (розмаху) від параметрів кривої у плані. Довжина хвилі збільшується в середині закруглення, а на стиках перехідних кривих з круговою скорочується. Виявлено, що довжина хвилі залежить від величини радіуса заокруглення, а висота хвилі - від кута повороту дороги. З погіршенням стану дорожнього покриття траєкторія змінюється. Наприклад, рух легкового автомобіля по кривій у плані з радіусом 300 м і кутом повороту 28,5 ° характеризувалося траєкторією з довжиною хвилі для сухого та мокрого проїжджої частини відповідно 32,14 і 28,75 м і висотою хвилі - відповідно 8,0 і 6 , 1 см. Зміна траєкторії руху автомобіля при погіршенні стану проїжджої частини аналогічно зменшенню радіусу кривої у плані або збільшення кута повороту дороги. Це підтверджують результати експериментальних проїздів.

Результати досліджень підтверджують вплив параметрів кривих в плані і стан проїзної частини на характер траєкторії руху автомобілів, але їх врахування при призначенні параметрів закруглення ще не достатній. Необхідно враховувати ступінь впливу та інших факторів, таких, як швидкість руху, величина відцентрового прискорення і його наростання і т. д.

Вивчення характеру руху автомобілів на кривих у плані показало, що відхилення їх від траєкторії на ділянці підходу залежить великою мірою від швидкості руху. Для однієї і тієї ж величини радіуса заокруглення із збільшенням швидкості зростають зазори Y1 (на внутрішній смузі) і Y2 (на зовнішній смузі руху), а зазор 2х (між зустрічними автомобілями) зменшується. Так як для безпечного проїзду в цьому випадку від водія потрібно крім досвіду велику напругу і увагу, то таких автомобілів, що рухаються з малими зазорами 2х при великих швидкостях, налічується, згідно експериментальним даним, не більше 10-20%. Тому М. Б. Афанасьєв і В. М. Іванов запропонували безпечними вважати ті зазори 2х, які спостерігаються при найбільш часто зустрічаються швидкостях руху на кривих у плані. Цим швидкостям відповідають середні величини зазорів безпеки 2х, при цьому великим значенням середніх зазорів 2х відповідають і великі швидкості автомобілів.

Для отримання результатів, які при своїй достовірності були б ще й співставні при порівнянні їх з результатами, отриманими М. Б. Афанасьєвим і В. Н. Івановим і ввійшли в нормативні документи, при обгрунтуванні величини уширення проїжджої частини на кривих у плані, при обробці даних експериментів була використана наступна методика. Для кожної з досліджуваних кривих в плані з радіусами 150, 250, 300, 400, 500 і 1000 м були побудовані криві розподілу зазорів безпеки Y1, Y2 і 2х і по ним визначені середні величини зазорів і відповідні їм швидкості руху автомобілів (табл. 2) .

Таблиця 2

Зміна величини зазорів Y, Y1, Y2 і 2x в залежності від стану дорожнього покриття

Радіус кривої, м

Стан
проїжджій частині

Ділянка підходу

Крива в плані

Швидкість, км / год

Y

2x

Y1

Y2

2x

Підхід

Крива

150

Суха

Мокра

0,78

0,85

1,60

1,60

0,75

0,84

0,85

0,92

1,90

1,95

49

44

45

41

250

Суха

Мокра

Засніжене.

Ожеледь

0,80

0.85

0,91

0,97

1,65

1,65

1,70

1,74

0,77

0,84

0,88

0,96

0,86

0,95

1,00

1,05

1,92

1,95

2,05

2,06

52

48

42

34

47

43

37

30

300

Суха

Мокра

Засніжене.

Ожеледь

0,80

0,87

0,94

1,00

1,65

1,70

1,75

1,77

0,87

0,90

0,94

1,01

0,90

0,98

1,04

1,09

2,00

2,05

2,12

2,11

59

55

47

38

55

50

43

34

400

Суха

Мокра

0,82

0,90

1,70

1,70

0,85

0,93

0,90

1,00

2,04

2,07

63

58

60

55

500

Суха

Мокра

Засніжене.

Ожеледь

0,81

0,90

0,97

1,03

1,70

1,75

1,77

1,80

0,90

1,00

1,03

1,09

0,92

1,03

1,10

1,15

2,07

2,12

2,20

2,18

65

62

53

43

63

60

50

40

1000

Суха

Мокра

Засніжене.

0,85

0,91

0,98

1,75

1,75

1,80

0,92

1,03

1,05

0,95

1,05

1,12

2,09

2,14

2,20

65

64

55

65

62

52

Згідно з отриманими результатами, всі зазори, як на самих закругленнях, так і на ділянках підходу до них, збільшуються з погіршенням стану проїжджої частини. Крім того, при швидкостях руху автомобілів більше 40-50 км / год зазори збільшуються на кривих всіх радіусів порівняно з відповідними зазорами на ділянках підходу.

На підставі досвідчених даних визначені кореляційні емпіричні залежності на прямолінійних ділянках підходу до кривої в плані і на самих кривих в плані при різних станах проїжджої частини. Виходячи з їх технічних параметрів, визначена швидкість руху автомобілів на прямолінійній ділянці, що допускається на проїжджій частині з шириною 7,5 м без з'їзду на узбіччя. Вона дорівнює 68 км / год, що вище швидкості, визначеної раніше М. Б. Афанасьєвим. Це пояснюється появою за останні 15-20 років нових моделей вантажних автомобілів, включаючи закордонні моделі, що володіють кращими динамічними якостями.

З урахуванням того, що швидкості автомобілів на кривих у плані не повинні бути менше допустимих на прилеглих до заокругленню прямолінійних ділянках, були розраховані величини розширень на кривих у плані для різних радіусів і станів дорожнього покриття (табл. 3).

Таблиця 3

Залежність величини уширення проїжджої частини від радіусу кривої у плані та стану дорожнього покриття

Радіус
кривої
в плані, м

Швидкість, км / год

Розширенням
по СНиП 2.05.02-85, м

Величина уширення, м

Стан проїжджої частини

Суха

Мокра

Засніжене.

Ожеледь

30

30

2,20

1,85

1,90

2,00

2,05

60

40

1,40

1,15

1,20

1,35

1,40

100

50

1,10

0,90

1,00

1,15

1,30

150

60

0,90

0,85

0,95

1,10

1,25

300

68

0,65

0,75

0,85

1,05

1,20

600

68

0,45

0,65

0,80

1,00

1,15

1000

68

0,00

0,60

0,75

0,95

1,10

У порівнянні з величинами розширень, запропонованих СНиП 2.05.02-85, розрахункові величини мають значення дещо менші за радіусів менше 150 м і великі за радіусів більше 150 м. Крім того, виконані дослідження показали необхідність уширення проїжджої частини на кривих практично будь-якого радіусу, наприклад для радіусу 1000 м.

Література

1. Дорожні умови і режими руху автомобілів / Під. ред. В. Ф. Бабкова. М.: Транспорт, 1967. 227 з.

2. Іванов В. М. Вплив ширини проїзної частини автомобільних доріг на безпеку і режим руху транспортних засобів. М.: Вища школа, 1972. 405 з.