Конструирование и расчет нежестких дорожных одежд

 

6. Построим графики динамических характеристик:

 

Для груженного автомобиля.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для порожнего автомобиля:

 

 

7. Расчет и нанесение  на график ограничения динамического  фактора 

На графики динамических характеристик наносят зависимости ограничения динамического фактора по условиям сцепления колес с дорогой:

где  - ограничение динамического фактора по условию сцепления колеса с дорогой, Н;

- вес автомобиля, приходящийся  на сцепные колеса, Н;

- коэффициент сцепления колеса  с дорогой, принимаются значения           для груженого автомобиля и - для порожнего;

W_в  - принимается для ряда значений скорости в интервале от нуля до максимума для данного автомобиля.

Сведем данные в таблицу:

Таблица 3.2 - Ограничения  динамического фактора по условию  сцепления  колёс с дорогой

V		0,37	3,29	6,86	18,03	27,04
Wb		0,60	51,20	222,70	1536,50	3457,20
Dmax гр.	0,1	0,317	0,316	0,314	0,298	0,275
	0,2	0,634	0,634	0,631	0,615	0,592
	0,3	0,951	0,951	0,949	0,932	0,909
	0,4	1,268	1,268	1,266	1,250	1,226
Dmax пор.	0,2	0,634	0,634	0,631	0,615	0,592
	0,4	1,268	1,268	1,266	1,250	1,226
	0,6	1,902	1,902	1,900	1,884	1,860
	0,8	2,537	2,536	2,534	2,518	2,494

 

 

 

Определение максимального  преодолеваемого уклона.

 

При помощи построенной  динамической характеристики определим  максимальный уклон, преодолеваемый автомобилем на постоянной расчетной скорости:

где - максимальное значение динамического фактора для расчетной скорости; находим значение равное 0,02 по графику «Динамические характеристики груженого автомобиля» для расчетной скорости 8,4 м/с.

- коэффициент сопротивления качению  автомобиля, принимаем 0,012. При скорости  движения более 50 км/ч (13,9 м/с)  значение коэффициента необходимо определить с учетом поправки на скорость по формуле:                                                                                           

,

9.  Рассчитывается  постоянная скорость движения  груженого автомобиля. Для нахождения  скорости на предельно допустимом  для проектируемой дороги уклоне  вначале определяется потребный  динамический фактор

где - наибольший продольный уклон дорога по нормам принимается 0,03 по СНиПу .

.

По найденному значению динамического фактора равному 0,0396 с помощью динамических характеристик на графике «Динамические характеристики груженого автомобиля» находим постоянную скорость движения 9,5 м/с.

10. Условие трогания  с места при вынужденной остановке  на максимальной уклоне можно  определить как

                                                       

где - максимальное значение динамического фактора для первой передачи, груженого автомобиля  0,358;

g  - ускорение свободного падения, 10 м/с;

- поправочный коэффициент, учитывающий  влияние вращающих масс автомобиля, определяется по формуле

                                                           

-  передаточное число коробки передач на первой передаче, 12,24;

a – эмпирический коэффициент, принимается для грузовых автомобилей и автобусов – 0,05;

- ускорение трогания с места, 0,3 м/с².

  ,

,

.

Автопоезд тронется с  места при вынужденной остановке.

• 3.3 Определение параметров плана продольного профиля

Минимальный радиус кривой без виража

                          

 где  - поперечный уклон проезжей части при двухскатном поперечном профиле, принимается в зависимости от климатических условий и категории дороги, принимаем 0,015

- коэффициент поперечной силы, принимается из условия движения  по увлажненному незагрязненному  покрытию, принимаем 0,1;

Минимальный радиус кривой в плане с устройством виража определяется по формуле:

где - поперечный уклон проезжей части на вираже, принимается в зависимости от радиуса кривой в плане и климатических условий, принимаем 0,06.

На дорогах необщего пользования при радиусах кривых в плане 250 м и менее, необходимо предусматривать переходные кривые.

,

J – значение нарастания центробежного ускорения, принимаем 0,5 м/с .

м.

При радиусах кривых в  плане до 500 м на карьерных дорогах  необходимо предусматривать уширение проезжей части с внутренней стороны  кривой за счет обочин.

,

 где   - длина расчетного автомобиля,  м;

0,18 – поправочный коэффициент,  учитывающий отклонение автомобиля  от средней траектории движения.

 м.

Расчет расстояния видимости поверхности  дороги из условия возможности остановки автомобиля перед препятствием

где К - коэффициент эксплуатационных условий торможения, в расчетах принимаем 1,2;

- принимается из условия движения  по увлажненному незагрязненному  покрытию, принимаем 0,5;

-  принимается равным предельно  допустимому для проектируемой  дороги продольному уклону;

L - безопасное расстояние между остановившимся автомобилем и препятствием, принимают равным длине автомобиля, м.

 м,

м.

Расстояния видимости поверхности дороги из условия возможности остановки автопоезда принимаем 24 м.

Расчет расстояния видимости поверхности  дороги до встречного автомобиля

где - время реакции водителя, в расчетах принимаем 0,8 сек.

,

,

Расстояния видимости поверхности  дороги из условия остановки  до встречного автомобиля принимаем  34 м.

Минимальные радиусы  выпуклых кривых определяются из условия видимости поверхности дороги

где h – высота луча зрения водителя над поверхностью дороги, м; принимается равным 1,2 м;

 м.

Минимальные радиусы  вогнутых кривых определяются из условия  перегрузки рессор в результате действия центробежного ускорения

где к- коэффициент дополнительной нагрузки от действия центробежной силы,, принимается равным 0,07.

 м.

• 3.4 Определение числа полос движения и ширины земляного полотна

Потребное число полос  движения можно определить как

где N – часовая интенсивность движения, авт/час, определятся по формуле

N

= к *

к - коэффициент перехода от суточной к часовой интенсивности движения, принимаем равным 0,076

N - пропускная способность одной полосы движения, авт/час, определяется по формуле

где  0,5 – поправочный  коэффициент, учитывающий влияние  на скорость движения ряда лимитирующих ее факторов.

N = 0,076 4900 =  373 авто/час

 авто/час

, принимаем 1 полосу.

       Минимально  необходимая ширина полосы движения, определяется по формуле

где  b – расстояние от внешней грани колес до края проезжей чести, м; принимаем 0,5 м;

В – ширина автомобиля;

С – колея автомобиля, м;

- дополнительное уширение, учитывающее  непрямолинейность траектории движения.

 м.

 

 

Таблица 3.3 - Сводная таблица  технических условий на проектирование дороги

Показатели	Значения показателей
	По расчету	По нормам	Принято в проекте
Категория дороги	-	III-к	III-к
Расчетная скорость, км/ч	100	30	30
Наибольший продольный уклон дороги, преодолеваемый груженым автомобилем на расчетной скорости, 0/00	4	-	4
Наибольший допустимый продольный уклон дороги, 0/00	46	30	30
Поперечный уклон проезжей части, 0/00 - при двускатном п.п. - на вираже	- -	15 20	15 20
Минимальный радиус кривой в плане, м: - при двускатном п.п. - с устройством виража	83 44	50 -	83 44
Минимальная длина переходной кривой в плане, м	1,6	-	1,6
Минимальное уширение проезжей части, м	0,22	-	0,22
Расстояние видимости  поверхности дороги, м - для остановки перед  препятствием - до встречного автомобиля	24 34	45 90	45 90
Минимальный радиус, м - выпуклой кривой - вогнутой кривой	240 101	600 200	600 200
Число полос движения	1	2	2
Ширина проезжей части, м	7,2	7,5	7,5
Ширина обочины, м	-	3,75	3,75
Ширина земляного полотна  по верху, м	14,7	15	15

 

4 Проектирование  трассы автомобильной дороги

• 4.1 План трассы

В зависимости от угла поворота трассы α и принятого  радиуса R элементы кривой определяются по формулам:

Тангенс:

Кривая:

Биссектриса:

Рисунок 4.1 – Элементы угла поворота

После вписывания кривых на план трассы наносят пикеты (делят трассу на отрезки по 100 м). Определение пикетажного положения начала и конца круговых кривых производится в следующей последовательности. От начала трассы измеряют расстояние до вершины первого по ходу угла поворота и определяют пикетажное положение вершины. От пикета вершины вычитают величину тангенса - получают пикетажное положение начала кривой. Прибавив к нему длину кривой, получают пикетажное положение конца кривой, а прибавив расстояние до вершины второго по ходу угла поворота - пикетажное положение последней и т.д. (Рисунок 4.2).

Рисунок 4.2 – Оформление плана трассы

Варианты трасс наносят  на карту сплошной линией, тангенсы кривых - пунктиром. У вершин углов поворотов ставятся номера (последовательно от начала трассы). Начало и конец кривой отмечают тонкой выносной линией, перпендикулярной сторонам угла. Над выносной линией проставляется пикетаж начала и конца кривой (см. Рисунок 4.2). Все определённые элементы плана дороги заносятся в специальную ведомость прямых и кривых, являющуюся приложением к плану трассы (Таблица 4.1). Таблица вклеивается в свободном месте плана.

 

 

 

Пример расчета для  I трассы:

Таблица 4.1 - Элементы прямых и кривых

№  угла	Вершина угла		Значение угла, град		Значения элементов  кривой, м				Расстояния между вершинами  углов, м	Длина прямых участков, м
	ПК	+	Правый	Левый	R	T	K	Б	1290		2890
I	3	13	-	40	800	510	560	52
	8	00
II	23	90	-	80	610	512	850	187
	29	45
III	13	00	64	-	600	375	670	108	1300		3690
	18	60
IV	23	80	48	-	1000	450	840	95
	32	00