Влияние климатических факторов на скорость движения

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

По дисциплине: «Транспортно-эксплуатационные качества автомобильных дорог и городских улиц»

Тема: «Влияние климатических факторов на скорость движения»

                                                                   

 

 

 

 

 

 

2013 г.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

ВВЕДЕНИЕ_______________________________________________________ 3

2. ВЛИЯНИЕ КЛИМАТИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА СКОРОСТЬ ДВИЖЕНИЯ______________________________________________________ 9

2.1. Шкала оценки влияния метеорологических факторов________________ 12

2.2. Методика оценки совместного влияния факторов климата на обеспеченность расчётной скорости __________________________________14

ЗАКЛЮЧЕНИЕ___________________________________________________ 19

ЛИТЕРАТУРА ___________________________________________________ 20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Эффективность использования автомобильного транспорта зависит от совершенства его конструкции  и соответствия ее условиям эксплуатации.

  Все многообразие  условий эксплуатации можно разделить  на четыре основные группы: транспортные, дорожные, климатические и организационно-технические. Каждая из этих групп характеризуется определенными факторами.

В нашей работе мы подробно рассмотрим  влияние климатических условий на такую характеристику эксплуатации автомобиля, как скорость движения.

Климатические факторы являются одними из самых  важных условий выбора и соблюдения оптимальной скорости автомобиля, при  которой будут соблюдены безопасность, комфорт, экономичность и др. характеристики поездки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. КЛИМАТИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

 

Климат и  погода — составные части природных  факторов, которые существенно влияют на транспортно-эксплуатационные характеристики дорог, на режим и безопасность движения, т. е. на условия движения по дороге и режим ее функционирования.

Совокупность  дорожных условий состоит из постоянных и переменных параметров и факторов. К постоянным отнесены параметры  и характеристики, которые не меняются в процессе эксплуатации дорог или  изменяются редко (при реконструкции  или капитальном ремонте): длина прямых и кривых, размер продольных уклонов и радиусов кривых в плане, протяженность подъемов, спусков и др., к переменным (временным или сезонным) отнесены параметры и характеристики дорог, изменяющиеся в течение года под воздействием транспортных средств, сезонных колебаний метеорологических условий:  

- состояние  покрытия и обочин, фактически используемая ширина проезжей части и ширина обочин, сцепные качества и ровность покрытия и др.,

- гололеда, тумана, повышенной влажности воздуха и других факторов;

- увеличение сопротивления движению из-за отложений снега, грязи, гололеда, неровностей на дороге, в результате снижается свободная мощность двигателя автомобиля;

- изменение очертания и внешнего вида проезжей части и обочин, параметров поперечного профиля из-за снежных отложений и образования полос наката, что приводит к изменению восприятия дороги водителем;

- уменьшение метеорологической видимости в период туманов, осадков, пурги, пыльных бурь, слепящего действия солнца, изменяющих восприятие условий движения водителем;

- ухудшение эксплуатационно-технических качеств автомобиля, прежде всего систем, обеспечивающих удобство и безопасность движения, к которым относятся тормоза, рулевое управление, обзорность, видимость, сигнальная система.

Степень влияния метеорологических явлений на режим и безопасность зависит от скорости автомобилей и интенсивности метеорологического явления.

Каждому периоду  года соответствуют свои характерные  условия погоды, оказывающие существенное влияние на формирование состояния поверхности дороги и условий движения.

К зимнему относят  период, характеризующийся устойчивой средней суточной температурой воздуха ниже 0 °С. В некоторых случаях под зимним подразумевают период с начала образования устойчивого снежного покрова до момента его схода. На большей части территории России зимний период самый длительный: продолжительность его колеблется от 20 до 260 дней в году.

Переходные  периоды — весенний и осенний  с неустойчивой погодой, при которой  наблюдаются осадки всех видов (твердые, жидкие и смешанные). Весенним считается период со средней суточной температурой воздуха от 0 до + 15 °С. В целом этот период, отличающийся резкими переходами от потепления к похолоданиям, длится от 30 до 60—80 сут.

Осенним принято  считать период, характеризующийся понижением температуры от +15°С до 0. Общее количество осадков осенью меньше, чем летом, но продолжительность их выпадения значительно больше. Длительность осеннего периода на территории страны колеблется в широких пределах - от 70 до 120 сут.

Летний период ограничен датами перехода средней  суточной температуры через +15 °С. Летом  увеличивается количество осадков, но сокращается продолжительность  их выпадения.

Каждому периоду  года соответствуют свои наиболее характерные  состояния поверхности дороги, которые могут распространяться на полную ширину проезжей части и обочин, охватывать большие протяжения дорог или захватывать небольшую часть покрытия, образуя отдельные пятна в зависимости от метеорологических условий, параметров и характеристик дорог, интенсивности и состава движения, а также уровня содержания дороги.

В летний период наиболее часто наблюдается сухое чистое покрытие, сухие обочины и в целом благоприятные условия движения. В переходные периоды года наиболее часто наблюдается влажное и мокрое покрытие и грязные, разрушенные обочины.

При выпадении  осадков в виде дождя на поверхности  покрытия образуется слой воды, который  начинает заметно влиять на сцепные  свойства уже при толщине пленки более 0,2 мм, снижая адгезионную составляющую силы трения. Коэффициент сцепления резко снижается в начальный период дождя, когда образуется густая смазка на поверхности. После того как грязь с поверхности покрытия смыта дождем, коэффициент сцепления несколько увеличивается.

В зимний период года состояние поверхности дороги может колебаться в наибольших пределах. Поверхность дороги зимой может быть сухой и чистой от снега, покрыта слоем сухого рыхлого снега (заснеженной), снежным накатом, мокрым снегом или коркой в виде гололеда или искусственной скользкости, образующейся путем уплотнения и оплавления снега под влиянием движущихся автомобилей.

Для большинства  районов страны наиболее трудные  условия движения наблюдаются в  зимний и осенне-весенний периоды, а  для районов с жарким и сухим  климатом — летний период. Наиболее трудные периоды года и должны быть приняты за расчетные при выборе методов и средств обеспечения удобства и безопасности движения.

Вероятность появления, интенсивность и длительность метеорологических  факторов в различных регионах различна. Региональный характер изменения погодно-климатических условий на территории страны приводит к тому, что автомобильные дороги одинаковых технических характеристик в одних регионах обеспечивают круглогодичное удобное и безопасное движение с высокими скоростями, а в других на таких же дорогах в отдельные периоды года наблюдается движение с пониженными скоростями и повышенной аварийностью.

 

На основании  исследований А. П. Васильев предложил  районирование территории страны по влиянию климата на состояние  поверхности дорог и условия движения.

Зона I с зимним расчетным периодом. К этой зоне отнесены районы, где зимний период составляет не менее 125 суток в году. Расчетным для этой зоны является движение по заснеженному, скользкому покрытию при наличии суженной проезжей части. В пределах I зоны выделены подзоны с некоторыми отличительными признаками.

Подзона IA характеризуется тем, что здесь зимний расчетный период является единственным, поскольку переходные периоды очень короткие (20-60 суток в году) и ими можно пренебречь. Скользкость покрытия определяется только гололедом и наличием накатанного или рыхлого слоя снега на покрытии.

Подзона IБ характерна тем, что ее зимний расчетный период дополняется значительным по длительности (60-100 суток) переходным периодом. Следовательно, в подзоне IБ необходимо конструктивные и организационные мероприятия дополнять мероприятиями, рассчитанными на обеспечение удобства и безопасности в переходные периоды года.

Подзона IB близка по характерным особенностям к зоне II, так как длительность переходного периода достигает 120 суток. Расчетными условиями являются скользкость и сужение проезжей части из-за наличия гололеда, снежных отложений, выпадения осадков и грязных обочин, то есть в этой подзоне необходимы мероприятия, характерные для зимнего и переходных периодов.

Зона II характерна тем, что расчетными являются переходные периоды, которые длятся 40-110 суток, а зимний период 40-125 суток. Зимы в этих районах малоснежные с частыми оттепелями, поэтому расчетным состоянием дорог можно считать повышенную скользкость покрытия из-за увлажнения и загрязнения покрытия на обочинах и переходных полосах.

Зона III характеризуется летним расчетным периодом, так как зимний и осенне-весенний периоды весьма короткие и вместе составляют 90-110 суток. Основными расчетными условиями являются движение в период высокой температуры воздуха, а поверочными - условия движения в период выпадения дождей. К зоне III могут быть отнесены южные районы Кавказа и районы Средней Азии.

Для горных районов  расчетный период рекомендуется определять для каждого характерного участка дороги по высоте, так как в зависимости от высоты местности над уровнем моря погодно-климатические условия значительно изменяются.

Районирование по условиям движения коррелируется  с дорожно-климатическим районированием. Однако границы зон отличаются одна от другой. Так, зона I по условиям движения включает в себя зону I, II и III дорожно-климатического районирования. Зона II районирования по условиям движения примерно соответствует зоне IV дорожно-климатического районирования, а зона III соответствует зоне V.

От климата  местности во многом зависит продолжительность  различных состояний поверхности  дороги. К наиболее характерным из них можно отнести состояние  сухое, мокрое чистое, мокрое загрязненное, заснеженное (покрытое слоем рыхлого снега), снежный накат, гололед естественный и искусственный, который образуется при уплотнении и оплавлении снега под влиянием движущихся автомобилей.

На продолжительность  того или иного состояния существенно  влияет технический уровень и качество содержания дорог в неблагоприятные периоды года.

Данные о  фактической продолжительности  состояния поверхности необходимы для определения фактической  скорости движения н расхода топлива, себестоимости перевозки и многих других технических и экономических расчетов.

2. ВЛИЯНИЕ КЛИМАТИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА СКОРОСТЬ ДВИЖЕНИЯ

 

В течение всего  срока службы дорога находится под  постоянным воздействием транспортных средств и внешней среды. Но более всего она подвержена активному воздействию многочисленных природных факторов (замерзание и оттаивание грунтов земляного полотна, сезонные изменения их водно-теплового режима, снежные заносы, обледенение и т.д.) Эти особенности работы автомобильных дорог учитывают уже при их проектировании, чтобы построенные дороги обеспечивали потребителей безопасным круглогодичным проездом с расчетными скоростями движения в течение длительного времени. Погодно-климатические факторы оказывают существенное влияние на надежность и безопасность функционирования автомобильной дороги. На скорость движения оказывают влияние ширина укрепленной поверхности дороги, ширина и состояние обочин, продольный уклон, радиусы вертикальной выпуклой кривой, радиусы кривых в плане, расстояние видимости, ровность и сцепные качества покрытий.

Условия движения на дорогах в период действия неблагоприятных  метеорологических явлений значительно  сложнее, чем в летний период времени  при сухом, чистом покрытии и обочинах. Различия определяются целым рядом  факторов, основными из которых являются:

- снижение сцепных качеств покрытия, изменение механического взаимодействия автомобиля с дорогой и ухудшение ровности покрытия под воздействием осадков, гололёда, тумана, повышенной влажности воздуха и других факторов;

- увеличение сопротивления движению за счет отложений снега, грязи, гололеда, появления неровностей на дороге, в результате чего сокращается свободная мощность двигателя автомобиля;

- изменение очертания и внешнего вида проезжей части и обочин, изменение параметров поперечного профиля за счёт снежных отложений и образования после наката, что приводит к изменению восприятия дороги водителем;

- уменьшение метеорологической видимости в периоды туманов, осадков, пурги, пыльных бурь, слепящего действия солнца, изменяющее восприятие условий движения водителем;

- ухудшение эксплуатационно-технических качеств автомобиля и прежде всего систем обеспечения удобства и безопасности движения, к которым относятся тормозная система, рулевое управление, система обеспечения безопасности и видимости, сигнальная система.

Чем выше категория дороги, интенсивность и скорость движения, тем более ощутимо влияние  погодно-климатических факторов на режим движения. Из числа климатических  и метеорологических факторов наибольшее влияние имеют осадки в виде дождя, сухого или влажного снега, смешанные снегодождевые осадки, метель, ветер, иней, гололёд, температура и влажность воздуха, туман, солнечная радиация. Большое значение имеет интенсивность воздействия каждого фактора и совместное воздействие нескольких неблагоприятных факторов.