Проектирование участка автомобильной дороги

i _{max г}=(0,07-0,013)1000 = 57

   Значения динамического фактора Д для легковых и грузовых автомобилей находятся по графикам динамических характеристик [3, рис. 1.4 – 1.6] в зависимости от марки и расчетной скорости. Расчеты предельных продольных уклонов выполняются в табличной форме (табица 6) .

Таблица 6 - Расчеты предельных продольных уклонов,преодолеваемых автомобилями .

 

Тип и марка автомобиля	Динамический фактор, Д, Н/Н	Расчетная скорость, Vр, км/ч	Коэффициент сопротивления качению, f	Предельный прдольный уклон, i max,‰
Легковой автомобиль	0,035	120	0,017	18
Грузовой автомобиль	0,07	80	0,013	57

 

Полученные  значения предельных продольных уклонов  проверяются по условиям сцепления. Динамический фактор по условиям сцепления  рассчитывается при неблагоприятном  для движения автомобилей мокром и грязном состоянии покрытия по формуле 

,

 

 

Где -коэффициент продоольного сцепления автомобильной шины с поверхностью     покрытия ( =0,18…0,20);- часть веса, приходящаяся на ведущую ось автомобиля, Н;    - полный вес автомобиля, Н;  Р_{в -} сопротивление воздуха, определяется по формуле:

Р_в= K F / 13, Н.

 

 

Продольный уклон, который может  преодолеть автомобиль без пробуксовывания

 

i` _max= Д_сц –f

i` _maxл =( 0,058-0,017)1000 = 41

i` _maxг= (0,123-0,013)1000 = 110

Расчеты выполняются в табличной  форме (таблица 7).

 Таблица 7 -  Расчеты предельных продольных уклонов, преодолеваемых автомобилями по условиям сцепления .

 

Тип и марка автомобиля	Gсц /G	Сопротивление воздуха, Рв ,Н	Рв/ G	Динамический фактор по условиям сцепления  Дсц, Н/Н	Предельный прдольный уклон, i` max,‰
Легковой автомобиль	0,506	721,11	0,038	0,058	41
Грузовой автомобиль	0,755	1207,83	0,016	0,123	110

 

Для движения автомобиля без пробуксовывания  необходимо, чтобы выполнялось условие

i` _max> i _max

Для легкового автомобиля- 41‰>18‰; для грузового автомобиля- 110‰>57‰. Условие выполняется.

Определение расстояния видимости.

Расчетное расстояние видимости на проектируемой  дороге определяется, исходя из трех «схем  видимости».

1. Остановка автомобиля перед препятствием (расстояние видимости поверхности дороги). Расчет выполняется для горизонтального участка дороги:

, м

 

 

где V_р – расчетная скорость движения наиболее скоростного автомобиля, км/ч;

K_э – коэффициент, учитывающий эффективность действия тормозов (1,3 – для легковых автомобилей; 1,85 – для грузовых автомобилей, автобусов и автопоездов);

φ₁ – коэффициент продольного сцепления при торможении на чистых покрытиях (φ₁ = 0,50);

l_з.б – зазор безопасности (l_з.б = 5 … 10 м).

2. Торможение двух автомобилей, двигающихся навстречу друг другу. Расчет ведется из предположения, что скорости автомобилей одинаковы, участок дороги горизонтальный, коэффициенты, учитывающие эффективность действия тормозов, одинаковые и равны Kэ = 1,3. Расстояние видимости будет равно сумме тормозных путей автомобилей, двигающихся навстречу друг другу, двух расстояний, которые пройдут автомобили за время реакции водителей и зазора безопасности между остановившимися автомобилями:

, м

 

3. Обгон легковым автомобилем грузового  автомобиля при наличии встречного движения. Расчет ведется из предположения, что легковой автомобиль, двигающийся  со скоростью                                                                                    V_л = V_р обгоняет грузовой автомобиль, двигающийся со скоростью V_г (скорость движения грузового автомобиля принимается равной минимальной расчетной скорости грузовых автомобилей в составе транспортного потока) с выездом на полосу встречного движения. При этом принимается, что участок дороги горизонтальный, скорость движения встречного автомобиля V_в больше расчетной скорости грузового автомобиля на 5 км/ч (V_в = V_г + 5). Расстояние видимости из условия обгона определяется по формуле

S₃ = L₁ + L₂ + L₃, м,

где L₁ – путь, который пройдет легковой автомобиль, когда нагонит грузовой автомобиль и поравняется с ним, м:

,

 

где – расстояние между легковым и грузовым автомобилями в момент начала заезда на полосу встречного движения;

 = = 33,33– расстояние, которое пройдет легковой автомобиль за время принятия решения водителем об обгоне;

l_а – длина грузового автомобиля (l_а = 3 м);

L₂ – путь, который пройдет грузовой автомобиль за время обгона его легковым автомобилем, м:

,

 

Где расстояние, на котором легковой автомобиль должен возвратиться на свою полосу движения;

L₃ – путь, который проходит встречный автомобиль за период обгона, м:

 

На  участках в пределах населенных пунктов  необходимо определить минимальное  расстояние боковой видимости

 , м,

 

где V_п – скорость бегущего пешехода, км/ч (V_п = 10 км/ч);

V_а – скорость движения автомобиля, км/ч (V_а = 60 км/ч);

S₁ – расчетное расстояние видимости, определенное из условия остановки перед препятствием, м.

Результаты  расчёта видимости сводятся в  таблице 8.

    Таблица 8 - Расчётное расстояния видимости.

 

Тип и марка автомобиля	Остановка автомобиля перед препятствием, S1, м	Торможение двух автомобилей, двигающихся  навстречу друг другу, S2, м	Расстояние видимости из условия  обгона, S3, м	Расстояние боковой видимости, Sбок, м
Легковой автомобиль	190	370	1000	114

 

Определение минимальных радиусов кривых в плане

 

Радиус  кривой в плане без виража определяется для движения автомобиля по наружной относительно центра кривой полосе движения по формуле

, м

где φ₂ = 0,05 … 0,10;

 

i_п.ч – принимается по [11, табл. 7] в зависимости от категории дороги, дорожно-климатической зоны и типа покрытия дорожной одежды.

Радиус  кривой в плане с виражом  определяется по формуле

, м

 

 

где φ₂ = 0,15 … 0,20; i_п.ч – принимается по [11, табл. 8] в зависимости от категории дороги и радиуса кривой в плане.

Минимальная длина переходной кривой определяется по формуле

, м

 

где V_р – расчетная скорость движения автомобиля, км/ч; I – нарастание центробежного ускорения при движении автомобиля на участке переходной кривой (I = 0,5 м/с³);

 – минимальный радиус кривой в плане с виражом, м.

Радиус, при котором видимость поверхности проезжей части будет соответствовать расчетному расстоянию видимости в ночное время, определяется по формуле

, м,

 

где S₁ – расстояние видимости поверхности дороги, м; α – угол рассеивания пучка света фар, градусы (α = 2°).

Все рассчитанные значения радиусов кривых в плане сводятся в таблицу 9.

 

    Таблица 9 - Минимальные радиусы кривых в плане.

 

Тип и марка автомобиля	Радиус кривой в плане без виража, , м	Радиус кривой в плане с виражом, , м	Длина отгона виража, Lотг,м	Длина переходной кривой, , м	Радиус кривой в плане, обеспечивающий видимость в ночное время, , м
Легковой автомобиль	2270	665	32	110	2850

Технические нормативы для данной категории дороги заносим в таблицу технических нормативов.

 

 

 

Таблица 10 - Технические нормативы элементов трассы.

 

№ п/п	Технические нормативы	Ед. изм.	По расчёту	По [9-11]	Приняты при проектировании
1	Категория дороги.	-	III	III	III
2	Расчётная скорость.	км/ч	100	100	100
3	Ширина: - полосы движения; - проезжей части; - обочин; - разделительной полосы; - укрепительной полосы обочины; - укрепительной полосы на разделительной  полосе.	м	4 8 - - -   -	3,75 7,5 3,75 - 0,75   -	4 8 3,75 - 0,75   -
4	Количество полос движения.	шт	2	2	2
5	Ширина земляного полотна.	м	15,5	15	15,2
6	Предельный продольный уклон.	‰	18	40	18
7	Минимальные радиусы кривых: - без устройства виража; - с устройством виража; - из условия видимости в ночное  время.	м	2270 667 2850	800 800 800	2900
8	Минимальный параметр переходной кривой.	м	110	120	130
9	Наименьшее расстояние видимости  дороги: - для остановки; - для торможения; - для обгона; - боковая.	м	190 370 1000 114	250 450 - -	250 450 1000 114
10	Наименьшие радиусы вертикальных кривых в продольном профиле: - выпуклых; - вогнутых, из условия видимости  в ночное время.	м	15040   8880	15000   5000	15000   5000
11	Наименьшие длины кривых в продольном профиле: - выпуклых; - вогнутых	м	- -	- 360	- 360

  

 

 

 

  3 - Проектирование трассы дороги в плане

По исходным данным на проектирование имеется карта  участка местности в масштабе 1:10000 с сечением горизонталей через 2,5 м и технические нормативы  элементов плана и продольного  профиля проектируемой автодороги, определенных во 2 пункте проекта.

При проложении трассы дороги по карте  в горизонталях учитываем, что нормируемыми элементами трассы в плане являются наименьшие радиусы кривых, наименьшие параметры переходных кривых и длина  прямолинейных участков. Перечисленные  нормируемые элементы необходимо применять  в увязке с ландшафтом местности  и друг с другом.

Длину прямолинейных участков трассы назначаем  исходя из условия недопущения притупления  внимания водителей и прогрессирующей  их усталости при движении по длинным  прямым, особенно в условиях монотонного  ландшафта. Поэтому прямые участки  трассы ограничиваем длиной = 2 км.

Параметры круговой кривой – тангенс Т, длина  кривой К, биссектриса Б, домер Д  вычисляем по формулам:

Т = Rtg(α/2);

Б = R[sec(α/2)-1];

K = (Rπα)/180;

Д = 2T – К.

где R, м; α, град.

Рисунок 4- Схема разбивки трассы дороги.

Для первого варианта дороги:

Т₁ = 2700tg(20/2)=476,083

Б₁ = 2700[sec(20/2)-1]=41,652

K₁ = (27003,1420)/180=942

Д₁ = 2T₁ – К₁=2476,083-942=10,16

 

Для второго варианта дороги:

Т₂ = 2700tg(12,5/2)=295,7

Б₂ = 2700[sec(12,5/2)-1]=16,144

K₂ = (27003,1412,5)/180=588,75

Д₂ = 2T₂ – К₂=2295,7-588,75=2,65

 

Элементы  закругления приведены на рисунке  5.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 5 - Элементы закругления:

а) элементы круговой кривой;

б) элементы круговой кривой с переходными  кривыми

 

 

Пикетажное  значение начала НК₁ и конца КК₁ первого закругления определяется по схеме:

ПК ВУ №1 – Т₁ = ПК НК₁;

ПК НК₁ + К = ПК КК₁.

Для первого варианта дороги:

ПК НК₁ = 2036-476,083 = 1560

ПК КК₁ = 1560+942 = 2502

Для второго варианта дороги:

ПК НК₁ = 1119,5-295,7 = 824

ПК КК₁ =  824+588,75 = 1413

Геометрическое  положение точки начала кривой НК на трассе можно определить, если отложить от вершины угла поворота ВУ величину тангенса Т назад по ходу пикетажа, а положение точки конца кривой КК – вперед по ходу трассы. Пропущенные пикеты в пределах закругления расставляются по кривой с учетом масштаба карты.