Основы проектирования автомобильных дорог
..pdf
Окончание табл. 6
13Длины кривых в продольном профиле:
–выпуклых, м
–вогнутых, м
14Максимально допустимый продольный уклон, ‰
15Наименьшее расстояние видимости:
–для остановки, м
–встречного автомобиля, м
16Наименьшие радиусы кривых:
–в плане, м
в продольном профиле:
–выпуклых, м
–вогнутых, м
17Наибольшая длина прямых участков в плане, м
18Наименьшая длина прямых участков в плане, м
Расчет технических нормативов производят по формулам теории взаимодействия автомобиля с дорогой в зависимости от расчетной скорости движения.
3.1.Расчет числа полосдвижения, ширины проезжей части
иширины земляного полотна
Ширину проезжей части рассчитывают по данным перспективной расчетной интенсивности и расчетной скорости движения. При этом необходимо обосновать число полос движения и проверить пропускную способность полосы с учетом приведенной интенсивности движения.
Приведенная интенсивность движения:
21
elib.pstu.ru
n |
|
Nпр = ∑Ni Ki , |
(1) |
i=1
где Ni – перспективная суточная интенсивность движения i-го типа автомобилей в составе транспортного потока, авт/сут (дана в задании);
Ki – коэффициент приведения автомобилей транспортного потока к легковому автомобилю.
Коэффициенты приведения интенсивности движения различных транспортных средств к легковому автомобилю следует принимать по табл. 7.
Таблица 7
Коэффициенты приведения интенсивности движения различных транспортных средств к легковому автомобилю
№ |
Типы транспортных средств |
Коэффициент |
|
приведения |
|||
|
|
||
1 |
Легковые автомобили |
1 |
|
2 |
Мотоциклы с коляской |
0,75 |
|
3 |
Мотоциклы и мопеды |
0,5 |
|
4 |
Грузовые автомобили грузоподъемностью, т: |
|
|
5 |
2 |
1,5 |
|
6 |
6 |
2,0 |
|
7 |
8 |
2,5 |
|
8 |
14 |
3,0 |
|
9 |
св. 14 |
3,5 |
|
10 |
Автопоезда грузоподъемностью, т: |
|
|
11 |
12 |
3,5 |
|
12 |
20 |
4,0 |
|
13 |
30 |
5,0 |
|
14 |
св. 30 |
6,0 |
Примечания: 1. При промежуточных значениях грузоподъемности транспортных средств коэффициенты приведения следует определять интерполяцией.
22
elib.pstu.ru
2.Коэффициенты приведения для автобусов и специальных автомобилей следует принимать как для базовых автомобилей соответствующей грузоподъемности.
3.Коэффициенты приведения для грузовых автомобилей и автопоездов следует увеличивать в 1,2 раза при пересеченной и горной местности.
Часовая приведенная интенсивность движения определяется по формуле (авт/ч)
Nч =α Nпр , |
(2) |
где α – коэффициент перехода от перспективной суточной интенсивности движения к расчетной часовой (в расчетах принимается
α = 0,1).
Пропускная способность одной полосы движения определяется
по формуле (авт/ч) |
|
|
|
|
Nп = |
1000 v |
, |
(3) |
|
L |
||||
|
|
|
где v – расчетная скорость движения, км/ч;
L – минимальное расстояние между автомобилями, м:
L = |
v |
+ |
Kэ |
v2 |
+la +lk , |
(4) |
|
3,6 |
254 |
(ϕ±i) |
|||||
|
|
|
|
||||
где Кэ – коэффициент эксплуатационных условий |
торможения, |
||||||
равный в среднем 1,4; |
|
|
|
|
|
|
|
ϕ – коэффициент продольного сцепления шины с дорогой,
принимаемый при расчете пропускной способности при нормальных условиях эксплуатации равным 0,5;
i – продольный уклон рассматриваемого участка дороги; la – длина автомобиля;
lk – расстояние между остановившимися автомобилями, м (можно принять 5–10 м).
23
elib.pstu.ru
Требуемое количество полос движения устанавливают по формуле
n = |
Nч Е |
, |
(5) |
|
Z Nпр γ |
||||
|
|
|
где Nч – расчетная часовая интенсивность движения, приведенная
к легковому автомобилю, авт/ч; Ε – коэффициент сезонной неравномерности движения,
Ε =1,0;
Z – коэффициент загрузки, соответствующий необходимому для данной дороги уровню удобства, Z = 0,45…0,6;
Nпр – фактическая пропускная способность дороги данной ка-
тегории; γ – коэффициент, учитывающий характер рельефа местности
(равнинный рельеф γ =1,0; пересеченный рельеф γ = 0,8; сильно пересеченный рельеф γ = 0,6).
Ширину проезжей части дороги с двумя полосами движения определяют из условия встречного движения двух колонн автомобилей, преобладающих в составе движения, двигающихся с расчет-
ной скоростью по формуле |
|
|
|
П = a +c + 2(x + y) , |
(6) |
где a |
– ширина кузова автомобиля, м; |
|
c |
– ширина колеи автомобиля (расстояние между гранями |
|
следа наиболее широко расставленных колес), м; |
|
|
x– расстояние от кузова до оси проезжей части, м;
y– расстояние от внешней грани следа колеса до кромки про-
езжей части, м.
Значения x и y на основе экспериментальных исследований определяются по эмпирическим формулам:
х =0,3 +0,1 2v ; |
(7) |
24
elib.pstu.ru
y = 0,1+0,0075v , (8)
где v – расчетная скорость движения км/ч.
Для легкового автомобиля это расчетная скорость для данной категории дороги ( vр ), а для грузового – максимально возможная
техническая скорость движения ( vт ) при условии vт ≤ vр .
Значения а и с для разных марок автомобилей принимают по справочным данным.
Расчет ширины проезжей части следует производить для случая встречи грузового автомобиля с грузовым и легкового автомобиля с легковым.
Ширина земляного полотна складывается из ширины проезжей части и обочин. Ширину обочин принимают по СНиП 2.05.02–85 для установленной категории дороги.
3.2. Расчет минимальных радиусов кривых в плане
Наименьший радиус кривых в плане зависит от расчетной скорости движения по дороге. Его определяют для двух случаев: при наличии и отсутствии виража.
Радиус кривой в плане (м) без виража
R = |
v2 |
|
127(µ±iп ), |
(9) |
где v – расчетная скорость движения, км/ч;
µ – коэффициент поперечной силы, равный 0,05 – 0,10; iп – поперечный уклон проезжей части.
При устройстве виража наибольший радиус кривой в плане (м) может быть подсчитан по формуле
Rв = |
v2 |
|
127(µ+iв ) , |
(10) |
25
elib.pstu.ru
где µ – коэффициент поперечной силы, равный 0,15;
iв – уклон проезжей части на вираже рекомендуется принимать по СНиП 2.05.02–85 в зависимости от радиуса кривой:
Радиус кривой в плане, м |
2000 |
1000 |
700 |
650 |
600 |
Поперечный уклон |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
виража, о/оо |
При устройстве виража переход от двухскатного профиля к односкатному осуществляется на участке отгона виража, длина которого определяется в зависимости от ширины проезжей части В, поперечного уклона виража iв и дополнительного продольного ук-
лона iд :
L |
= |
В iв |
, |
(11) |
|
||||
отг |
iд |
|
||
|
|
|
||
где iд принимается в зависимости от категории дороги:
I и II категория – не более 5 ‰;
III – V категория в равнинной местности – не более 10 ‰; III – V категория в горной местности – не более 20 ‰.
На подходе к кривой автомобиль двигается по некоторой траектории с переменным радиусом кривизны от ρ = ∞ на прямом уча-
стке до ρ = R при выходе на круговую кривую, поэтому с обеих
сторон основной кривой устраивают переходные кривые для достижения постепенного и плавного нарастания центробежной силы.
Длина переходной кривой определяется по формуле
L |
= |
v3 |
|
|
|
, |
(12) |
||
|
||||
п.к |
|
47JRв |
|
|
|
|
|
||
где v – расчетная скорость движения, км/ч;
J – нарастание центробежного ускорения при движении автомобиля научастке переходной кривой, принимается равным 0,3 м/с3;
26
elib.pstu.ru
Rв – радиус кривой с устройством виража.
К дальнейшему проектированию принимается большее из двух полученных значений.
3.3. Определение расстояния видимости
Расчетное расстояние видимости поверхности дороги определяют по трем принятым схемам видимости:
1.Полная остановка автомобиля перед препятствием.
2.Торможение двух автомобилей, двигающихся навстречу друг другу.
3.Обгон легковым автомобилем грузового автомобиля при наличии встречного движения.
Определениерасстояниявидимости по схеме № 1
|
vtр |
|
Kэv2 |
|
|
S1 = |
|
+ |
|
+l0 , |
(13) |
3,6 |
254(ϕ1 ±i0 ) |
||||
где v – расчетная скорость, км/ч;
tр – времяреакции водителя, принимаемое в расчетахравным1 с;
Кэ – коэффициент эксплуатационных условий торможения, для легковых автомобилей равен 1,3; для грузовых автомобилей и авто-
бусов – 1,7–1,8;
ϕ1 – коэффициент продольного сцепления при торможении,
принимаемый равным 0,5;
i0 – продольный уклон дороги, при определении расстояния видимости как нормативного значения можно принимать i0 = 0;
l0 – безопасное расстояние (5–10 м).
27
elib.pstu.ru
Определениерасстояниявидимости посхеме № 2
Требуемое расстояние видимости встречного автомобиля (м) состоит из суммы путей торможения обоих автомобилей и безопасного расстояния между ними и определяется по формуле
|
|
vtр |
|
Kэv2 |
|
|
S2 = |
|
|
+ |
|
+l0 . |
(14) |
1,8 |
127(ϕ1 ±i) |
|||||
Определениерасстояниявидимости посхеме № 3
Расчет выполняется исходя из предположения, что легковой автомобиль, двигающийся со скоростью vл = 100…120 км/ч, обгоняет грузовой автомобиль, двигающийся со скоростью vгр = 60 км/ч,
с выездом на полосу встречного движения. При этом участок дороги принимают горизонтальным, скорость движения встречного автомобиля vвстр = 80 км/ч.
Расстояние видимости при обгоне определяется по формулам:
S3 = L1 + L2 + L3 ;
L1 = vл v−лvгр (l1 +lа ) ;
l |
= |
|
v |
|
+ |
Кэ |
(vл2 −vгр2 ) |
; |
|||
|
|
л |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
1 |
|
3,6 |
|
|
|
|
254ϕ1 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
L2 = |
|
|
|
vл |
|
|
|
(l2 +lа ); |
|
||
|
v |
|
−v |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
л |
|
гр |
|
|
|||
|
|
|
К |
э |
v2 |
|
|
||||
l2 |
= |
|
|
|
|
гр |
+5 ; |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
254ϕ1 |
|
|
||||||
L3 = (L1 + L2 ) vвстр .
vл
(15)
(16)
(17)
(18)
(19)
(20)
28
elib.pstu.ru
3.4.Определение минимальных радиусов выпуклых
ивогнутых вертикальных кривых
Для удобства и безопасности движения в переломы продольного профиля вписывают выпуклые и вогнутые вертикальные кривые.
Минимальный радиус выпуклой кривой определяют из условия обеспечения видимости поверхности дорожного покрытия:
Rвып = |
S 2 |
|
|
1 |
, |
(21) |
|
|
|||
min |
2h |
|
|
|
|
||
где S1 – расчетное расстояние видимости поверхности дороги, м;
h – превышение глаза водителя над поверхностью дороги, принимаемое равным 1,2 м.
Исходя из условия обеспечения видимости встречного автомобиля при обгоне грузового автомобиля радиус выпуклой вертикальной кривой определяется по формуле
Rвып = |
S 2 |
|
|
3 |
. |
(22) |
|
|
|||
рек |
8h |
|
|
|
|
||
Радиус вогнутой кривой (м) определяют из условия допустимой перегрузки рессора при движении автомобиля по кривой:
Rвог |
= |
v2 |
, |
(23) |
|
||||
min |
13ао |
|
|
|
|
|
|
||
где v – расчетная скорость, км/ч;
а – центробежное ускорение, равное 0,5–0,7 м/с2. |
|
||||
0 |
|
|
|
|
|
Кроме того, производится расчет радиуса вогнутой кривой из |
|||||
условия расстояния видимости при свете фар: |
|
||||
Rвып = |
|
S 2 |
|
; |
(24) |
|
1 |
|
|||
|
|
|
|||
св.ф |
+ S |
sin α) |
|
||
|
2(h |
|
|||
|
ф |
1 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
где hф – высота фар легкового автомобиля над поверхностью проезжей части, принимается равной 0,75 м;
α – угол рассеивания пучка света фар ( sin α2 ≈ 0,0175 ).
29
elib.pstu.ru
РАЗДЕЛ 4
ПЛАН ТРАССЫ АВТОМОБИЛЬНОЙ ДОРОГИ
Трассу дороги следует проектировать |
как плавную линию |
в пространстве, взаимно увязывая элементы |
плана, продольного |
и поперечного профилей между собой и с прилегающей местностью. Трасса должна удовлетворять условиям наименьшего ограничения и изменения скорости, обеспечения требований удобства и безопасности движения, хорошо вписываться в окружающий ландшафтместности иотвечать требованиям охраны окружающей среды.
Перед началом проектирования дороги в плане необходимо тщательно изучить прилагаемую к заданию топографическую карту (рельеф местности, наличие контурных и высотных препятствий). Выбор направления трассы определяется категорией дороги, особенностью рельефа местности, гидрологическими и иными условиями.
На карте с горизонталями необходимо запроектировать не менее двух вариантов трассы дороги между заданными пунктами. При этом определенные расчетом технические нормативы элементов трассы, принятые в табл. 6, следует рассматривать как минимально допустимые. Рекомендуется использовать нормативы, приведенные в [1, п.п. 4.20], когда это не вызывает значительного роста объемовработ.
К плану трассы предъявляются следующие основные требова-
ния:
–трассу дороги следует проектировать кратчайшей по длине (как можно ближе к «воздушной линии») с наименьшими объемами земляных работ и соблюдением норм проектирования;
–пересечение трассой железных дорог следует проектировать преимущественно на прямых участках; угол между пересекающимися дорогами должен быть не менее 60°;
30
elib.pstu.ru