Теоретичні основи проектування капітального ремонту І реконструкції автомобільних доріг



Pdf просмотр
Сторінка7/8
Дата конвертації16.01.2017
Розмір5.13 Kb.
1   2   3   4   5   6   7   8
l
ф
за розрахункового тиску.

Рис. 3.12. Схема визначення фактичної зворотної деформації ф за розрахункового тиску Р Далі за виразом) обчислюють еквівалентний модуль пружності випробовуваної шаруватої системи Е
ф
. Після закінчення випробувань на поверхні одягу шар покриття обережно знімають і всі операції випробувань повторюють відносно поверхні основи одягу. Аналогічно будують графічну залежність зворотної деформації відтиску і за формулою (1.2) обчислюють значення еквівалентного модуля пружності по поверхні основи Е
е
. Аналогічно випробовують поверхні кожного конструктивного шару одягу та поверхню земляного полотна. При цьому для забезпечення навантаження проміжних шарів вищі шари знімають лишена площі, яка не перевищує потрійну площу штампа. Це дає змогу оцінити деформівні властивості шарів в умовах, близьких до реальних, коли матеріал шару защемлений між сусідніми шарами. Після закінчення випробувань уданій точці дорожнього одягу та обчислень еквівалентних модулів пружності по поверхні кожного шару отримують параметри одягу, наведені нарис. На основі цих параметрів за допомогою номограми для розрахунку дорожніх одягів знаходять значення власних модулів пружності дорожніх шарів. Ці значення зіставляють із розрахунковими і так виявляють причини можливої невідповідності міцності одягу (наприклад, на стадії контролю технологічного процесу будівництва одягу. За результатами випробувань приймають відповідні рішення в межах завдань, які ставились перед випробуваннями. Рис. 3.13. Параметри одягу, одержані внаслідок штампових випробувань Модуль пружності ґрунтової основи обчислюють як для однорідного напівпростору безпосередньо за виразом (1.2). Випробування статичними навантаженнями одягу колесом розрахункового автомобіля. Цей метод порівняно з попереднім забезпечує значно більшу продуктивність випробувань, його доцільно використовувати під
час лінійних обстежень міцності дорожніх одягів. Метод ґрунтується на визначенні еквівалентного модуля пружності нежорсткого одягу за величиною зворотного прогину поверхні покриття під колесом розрахункового за осьовим навантаженням автомобіля (з використанням виразу (1.2)). Залежно від способу реєстрування зворотних прогинів є два різновиди цього методу з використанням важільного прогиноміра із використанням високоточного нівеліра. Важільний прогиномір (рис. 3.14) складається з опорної станини та вимірювального важеля. Вітчизняні прогиноміри, як правило, мають складаний вимірювальний важіль, переднє плече якого телескопічне вкладається в заднє. Рис. 3.14. Схема довгобазового важільного прогиноміра:
1 — клиноподібна опорна прокладка 2 — кронштейн 3 — індикатор 4 — вимірювальне плече важеля 5 — опорна частина 6 — закріплювальні болти
7 — ребра жорсткості 8 — вантажне плече важеля 9 — колесо 10 — щуп
11 — підп'ятник Важіль з'єднаний з опорною станиною опорними шарнірами, які відрегульовані так, щоб важіль вільно обертався відносно горизонтальної осі без відчутних люфтів. У носку переднього плеча важеля є отвір, в який вставляється вимірювальний щуп, що закріплюється затилковим гвинтом. Заднє плече важеля закінчується горизонтальною площиною, в яку в робочому положенні приладу упирається щуп стрижня месури годинникового типу. Після того як автомобіль із розрахунковим навантаженням назаднє спарене колесо простоїть не менш ніж 3 хв на місці випробувань, роботи виконують в такій послідовності а) встановлюють прогиномір так, щоб вимірювальний щуп розмістився між балонами спареного колеса точно під центром задньої осіб) під задній опорний гвинт станини встановлюють клиноподібну підкладку з комплекту так, щоб площина заднього плеча важеля увійшла в контакт зі щупом стрижня месури годинникового типу в) після перевірки легким постукуванням по станині приладу у журнал записують початковий показ індикатора г) обережно здійснюють від'їзд автомобіля з місця випробувань на чергову точку на відстані 6—10 м, залишивши прогиномір на місці випробувань д) через 2 — 4 хв після завершення процесу відновлення деформацій (за
30 с показне повинен змінятися більш ніжна мм, записують у журнал другий показ індикатора прогиноміра. Різниця показів до і після від'їзду
автомобіля, помножена на співвідношення довжин плечей прогиноміра, дає зворотний прогин поверхні одягу в місці вимірювань е) операції (а — д) повторюють удвох суміжних поперечних профілях є) якщо прогини, одержані втрьох суміжних поперечних профілях різняться, не більш ніжна, обчислюють середній із трьох прогинів і використовують його для знаходження фактичного модуля пружності одягу за виразом (1.2). Якщо ж розбіжність одержаних прогинів перевищує 10 %, то вчетверте вимірюють прогин на поперечному профілі зам від третього. За фактичний прогин одягу на ділянці дороги в цьому разі беруть середнє арифметичне з тих трьох його значень, які різняться не більш ніжна. Четверте визначення прогину вважають випадковим і відкидають як помилкове. У разі використання для реєстрування зворотних прогинів високоточного нівеліра останній встановлюють на відстані 5 - 7 м від осі заднього моста завантаженого автомобіля в створі зі спареним колесом, яким створюють пробне навантаження на одяг. Прогин поверхні одягів від дії розрахункового колісного навантаження вимірюють у наведеній нижче послідовності. Між балонами спареного колеса під центром задньої осі встановлюють реперний щуп (аналогічний щупу прогиноміра) з нанесеною на ньому горизонтальною рискою або світлову марку конструкції ХАДІ. Трубу нівеліра спочатку грубо, а потім точно за допомогою елеваційних гвинтів наводять на риску щупа або перехрестя світлової марки. Після цього записують покази відлікового барабана. Далі колісне навантаження обережно переміщують із точки випробування нам вперед. Через 2 - 4 хв перехрестя ниток зорової труби нівеліра знову наводять на риску реперного щупа або на перехрестя світлової марки і записують показ. Різниця показів барабана до і після від'їзду автомобіля, помножена на ціну поділки шкали барабана, дає прогину точці випробування. Випробування квазістатичними навантаженнями одягу. Квазістатичне навантаження на дорожні одяги, тобто проміжне між статичним і динамічним, здатні створювати установки безперервного контролю міцності родини УНК КАДІ. Такий характер навантаження досягається за рахунок безперервного переміщення по поверхні дорожнього одягу розрахункового колісного навантаження зі швидкістю 3 — 8 км/год. Установки безперервного контролю міцності належать до найбільш високопродуктивних і перспективних. Поряд з практично повною автоматизацією випробувань вони дають змогу здійснювати масові — дона км дороги — вимірювання міцності одягу. Є декілька модифікацій установок УНК КАДІ, але всім їм притаманні єдність принципового вирішення, принципу та методу вимірювань і методики аналізу результатів вимірювань. Установки родини УНК КАДІ розроблені як навісне обладнання до серійних важких автомобілів. Метод вимірювань полягає у вимірюванні прогинів одягу під дією на нього перекочуваного навантаження з розрахунковими параметрами.
Швидкість руху установки має бути такою, за якої здійснювалося тарування, а траєкторія руху забезпечувала вимірювання прогинів одягу по зовнішній смузі накату. Обробка результатів вимірювань містить розшифрування записів з урахуванням їх масштабу, обчислення фактичних модулів пружності одягу в місцях вимірювання прогинів, побудову епюри міцності одягу в координатах шлях — модуль пружності, нанесення на епюру лінії необхідного модуля пружності. Випробування динамічним навантаженням одягу. Для проведення таких випробувань використовують установки динамічного навантаження (УДН), створені в Московському автомобільно-дорожньому інституті (МАДІ). Принципову схему УДН наведено нарис. Вантаж 2, який скидають із певної висоти Н по штанзі 1 напружину або інший амортизаційний пристрій, створює короткочасне зусилля, яке через штамп 4 діє на дорожній одяг, що випробовується. Підіймання вантажу, а також штампа залежно від модифікації установки може здійснюватися вручну або механічною лебідкою. Для вимірювання пружної деформації одягу від короткочасного навантаження використовують вібрографи 3 або електронні системи вимірювання переміщень. УДН можна навішувати на вантажний автомобіль. Рис. 3.15. Принципова схема установки динамічного навантаження Короткочасне зусилля в усіх установках зі скидним вантажем змінюється в часі за законом, близьким до синусоїдного. Найбільше динамічне зусилля Q
Д

та довгодію навантаження на одяг Т
Д
визначають за виразами
H
Д
K
H
Mg
Q
2 2
1
l
l
K
H

1
,
0
g
T
Д
(3.17) де М — маса вантажу, що падає, кг g — прискорення вільного падіння
(9,81 мс Н — висота, з якої скидають вантаж, см δ — параметр, що характеризує жорсткість амортизатора (дорівнює величині його деформації від статичної дії вантажу масою М К
н
— коефіцієнт, що враховує втрати енергії під час скидання вантажу Т
д
деформації дорожнього одягу від першого і другого (після підстрибування) удару, см. Для забезпечення короткочасного зусилля Q
Д
, яке б відповідало навантаженню групи А, для установок автономного використання найчастіше беруть δ = 0,040... 0,430 см, М = 100±5 кг, H = 80...100 см. Тривалість навантаження має становити Т
Д
= 0,02. ..0,04 с. Випробування з використанням установок динамічного навантаження полягає у визначенні прогинів одягу в дискретних точках по зовнішніх смугах накату під дією на одяг створюваного установкою навантаження. Обробка результатів випробувань полягає в обчисленні зазначеннями одержаних зворотних прогинів одягу динамічних модулів пружності. Слід пам'ятати, що в разі використання цього методу одержують саме динамічні модулі пружності Е
Д
, які зв'язані зі статичними модулями пружності одягу Е
СТ

залежністю
1 2
1
,
1 1
h
h
а
Е
E
Д
СТ
(3.18) де h — товщина шарів із матеріалів, оброблених органічними зв'язниками, мм h
1
= 100 мм — найпоширеніша товщина цих шарів а — коефіцієнт, що враховує тип покриття (для асфальтобетону а = 0,35, для покриттів полегшених типів а = 0,30). Аналіз результатів випробувань та формування висновків про міцність одягу ґрунтується на зіставлянні одержаних фактичних динамічних модулів пружності з необхідними за умовами руху.
3.6. Методи визначення зчіпних якостей покриття проїзної частини Кількісною мірою зчіпних якостей проїзної частини є коефіцієнт зчеплення шини з її поверхнею φ. Його визначають як відношення максимальної горизонтальної реакції покриття до нормальної сили, що діє на колесо. Під час оцінювання забезпечення необхідних зчіпних якостей фактичне значення коефіцієнта φ зіставляють із мінімально допустимим або обчислюють відносний коефіцієнт зчеплення і визначають відповідність його встановленим обмеженням. Усі наявні методи визначення зчіпних якостей проїзної частини доріг поділяють на чотири групи побічні локальної оцінки зчіпних якостей визначення зчіпних якостей за допомогою динамометричних причепів
методи, в яких випробувачем зчіпних якостей проїзної частини є безпосередньо автомобіль. Методи першої групи ґрунтуються на непрямій оцінці зчіпних якостей проїзної частини за параметрами шорсткості. При цьому використовують гіпотезу, що чим вища шорсткість, тим більший і коефіцієнт зчеплення. До основних параметрів шорсткості проїзної частини належать середня висота шорсткості (висота від нижніх западин до вершин виступів середній крок мікропрофілю (середня відстань між виступами мікропрофілю); середній кут вершин виступів умовний кут шорсткості. Серед методів визначення параметрів шорсткості покриття найширше практичне застосування мають метод піщаної плями та метод з використанням голчастого приладу ПКШ-5. Метод піщаної плями дає змогу визначити середню висоту шорсткості. Якщо відомий об'єм чистого сухого піску V (см
3
), розподілити на шорсткій поверхні за допомогою шкребка до заповнення всіх впадин мікропрофілю, а після цього виміряти площу утвореної піщаної плями Р (см
2
), то середня висота шорсткості становитиме (мм
F
V
h
10
(
3.19) Випробування повторюють не менш ніж тричі, і за середню висоту шорсткості беруть середнє арифметичне з одержаних значень. Метод із використанням голчастого приладу копіювання шорсткості
ПКШ-5 дає змогу визначити всі основні параметри шорсткості проїзної частини. Прилад (рис. 3.16) складається з базової пластини і поворотної робочої Рис. 3.16. Схема мікропрофілографа голчастого типу ПКШ-5 рамки з плоскою касетою голок 1, створеною ригелем рамки та притискною планкою 2. В комплект приладу входить прозорий шаблон для вимірювання середньої висоти шорсткості та еластична стрічка для вимірювання довжини мікропрофілю на базовій ділянці приладу. Перед початком випробувань робочу рамку приладу повертають до упору вбік базової пластини і відтисканням притискної планки вирівнюють голки в касеті. Після цього прилад ставлять на попередньо очищене покриття, повертають робочу рамку до упору в покриття опорі відтискують притискну планку. Голки в касеті, переміщуючись під дією власної ваги, упираються в покриття, займаючи положення відповідно до його мікропрофілю. Притискну
планку відпускають і рамку повертають у попереднє положення. Скопійований касетою голок мікропрофіль готовий для аналізу. Середній крок мікропрофілю визначають діленням базової довжини касети приладу l (см) на h -1, де h — число вершин виступів. Середню висоту шорсткості визначають за виразом
l
S
h
10
(мм) (3.20) де S — площа між лінією мікропрофілю та лінією, що з'єднує вершини виступів, см
2
Середній кут шорсткості

1
l
l
arctg
Ш
(град) (3.21) де l
1
— довжина мікропрофілю на базовій довжині касети, мм. Методи другої групи ґрунтуються на оцінюванні зчіпних якостей покриття за результатами визначень коефіцієнта зчеплення в окремих локальних місцях проїзної частини. До найбільш поширених із цієї групи методів належать методи з використанням маятникового приладу МП-3, приладу ударної дії ППК-2 та приладу КСР КАДІ. Оцінювання зчіпних якостей проїзної частини маятниковим приладом
МП-3 полягає в реєструванні втрати кінетичної енергії вільно падаючого маятника внаслідок тертя контактної пластини по поверхні покриття на фіксованій ділянці їх взаємодії. У процесі вільного падіння маятника контактна пластина взаємодіє з покриттям, у результаті чого маятник втрачає частину кінетичної енергії і відхиляється вбік секторної шкали на певний кут, величина якого залежить від кількості втраченої енергії, тобто від ступеня шорсткості поверхні покриття. Значення цього кута зчитують зі шкали в місці зупинки пасивної стрілки і за тарувальним графіком приладу встановлюють місцеве значення коефіцієнта зчеплення. Випробування проводять за мокрого стану покриття по смугах накату і повторюють водному створі дороги кілька (не менше трьох) разів. Метод із використанням приладу ППК-2 ґрунтується на використанні енергії падаючого вантажу для переміщення імітаторів шин 6 (рис. 3.17). Під час падіння вантаж 1 із фіксованою енергією ударяє по муфті 2, яка змушує штовхаючі тяги 3 долати опір пружини 5, а імітатори шин 6 — ковзати по поверхні покриття. Зафіксованої енергії удару відстань ковзання імітаторів буде тим меншою, чим вищу шорсткість матиме покриття. Кінцеве переміщення імітаторів, яке зумовлюється слизькістю проїзної частини, визначають за шкалою 4 на опорній штанзі, яка градуйована в одиницях коефіцієнта зчеплення. Метод із використанням приладу КСР КАДІ принципово різниться від розглянутих вище. Він полягає у визначенні коефіцієнта зчеплення в локальному місці за коефіцієнтом тертя ковзання вимірювального колеса приладу по поверхні покриття. Для цього до приладу додаються тарувальні криві, за допомогою яких здійснюється таке визначення. Сам прилад є двоколісним візком із рукояткою, одне колесо якого в момент випробування
повністю гальмується оператором. Візок із загальмованим колесом рівномірно перемішують по проїзній частині зі швидкістю 3-4 км/год. Значення фактичного коефіцієнта тертя ковзання зчитують зі шкали приладу. Серйозними недоліками методів другої групи є недостатнє моделювання реального процесу взаємодії в зоні контакту колеса з проїзною частиною та місцевий характер самого визначення коефіцієнта зчеплення.
Рис. 3.17. Прилад для визначення слизькості покриття Методи третьої групи ґрунтуються на застосуванні динамометричних причепів, які буксирують автомобілі, і використовують єдину методологічну основу за коефіцієнт зчеплення береться коефіцієнт тертя першого роду між шиною та поверхнею покриття, який визначають як відношення максимальної горизонтальної реакції покриття Т в режимі ковзання по ньому шин до вертикального навантаження на колесо G:
G
T
(3.22) Один із таких причепів є шарнірною паралелограмною конструкцією, що забезпечує незмінність вертикального навантаження під час гальмування, оснащеною м'якою підвіскою та гідравлічним амортизатором із системою зволоження покриття в зоні контакту колеса в момент випробування. Вимірювальним колесом слугує колесо легкового автомобіля, яке знаходиться під навантаженням. Коефіцієнт зчеплення вимірюють на кожній смузі руху за швидкості автомобіля-лабораторії 60 км/год в умовах зволоженої проїзної частини (за товщини плівки води не менш ніж 1 мм) повним гальмуванням вимірювального колеса установки. На кожній ділянці виконують не менше трьох вимірювань. Якщо різниця між вимірюваннями перевищує 0,05, роблять додаткові досліди. За коефіцієнт зчеплення на ділянці беруть середнє арифметичне з трьох — п'яти вимірювань. Методи четвертої групи відбивають реальні умови взаємодії автомобіля з проїзною частиною у разі негайного гальмування. Вони дуже прості, не потребують використання спеціального обладнання і забезпечують
вимірювання коефіцієнта зчеплення з достатньою для практики точністю. Ці якості методів і забезпечили їх значне поширення. Визначення коефіцієнта зчеплення за довжиною гальмівного шляху полягає втому, що кінетична енергія автомобіля, який вільно рухається, за повного гальмування його коліс поглинається роботою гальмівної сили, інтенсивність якої залежить від зчіпних якостей проїзної частини. Нехай автомобіль масою m, що рухається з вимкненим двигуном зі швидкістю V
0
, внаслідок негайного гальмування знижує швидкість дона шляху завдовжки l. Початкова кінетична енергія автомобіля
2 2
0
mv
при цьому знижується до
2 2
1
mv
. Очевидно, що різниця цих енергій поглинається роботою гальмівної сили як тертя першого роду, тобто
mgl
mv
mv
2 2
2 1
2 0
(3.23) де φ — коефіцієнт тертя шин із покриттям. У разі гальмування до повної зупинки v
1
= 0 із (3.23) маємо
L
g
v
2 2
0
(3.24) де L — довжина шляху гальмування до зупинки (довжина гальмівного шляху, м. З виразу (3.24) випливає, що
gL
v
2 2
0
(3.25) Якщо L виражено в метрах, v
0
— в кілометрах за годину, то за g= 9,81 мс
L
v
254 2
0
(3.26) Цей вираз покладено в основу методу визначення коефіцієнта зчеплення за довжиною гальмівного шляху. Для визначення довжини гальмівного шляху автомобіль оснащують стріляльним пристроєм, який залишає позначку з крейди на покриттів момент початку гальмування. За відсутності пристрою
сер
l
L
09
,
1
(3.27) де l сер — середня для чотирьох коліс довжина видимого на покритті сліду гальмування. Визначення коефіцієнта зчеплення за від'ємним прискоренням автомобіля
ґрунтується на тому, що сповільнення автомобіля під час гальмування пропорційне інтенсивності витратним кінетичної енергії, які внаслідок поглинання енергії роботою гальмівної сили залежать від зчіпних якостей проїзної частини. Для сповільненого руху
at
v
v
0
;
2 2
0
at
t
v
S
(3.28) де а — від'ємне прискорення.
У разі гальмування до повної зупинки
2
;
2 0
aT
L
aT
v
(3.29)
де Т час руху до повної зупинки. Взявши до уваги виразі скориставшись співвідношенням (3.29), після перетворень одержимо
a
g
a
1
,
0
(3.30) Виразі покладено в основу методу. У разі його використання потрібно виміряти лише один параметр — від'ємне прискорення автомобіля за негайного гальмування, яке навіть непотрібно доводити до повної зупинки автомобіля. Цей параметр вимірюють деселерометрами граничного типу будь- якої конструкції — НДІАТ-751, електромеханічного ХAДІ, електронного КAДІ та ін. Деселерометри таруються, як правило, у величинах прискорень. Прилад установлюють в автомобіль перед проведенням випробувань відповідно до інструкції. Вимірювання коефіцієнта зчеплення полягає в розгоні автомобіля до
40 — 50 км/год і короткочасному повному гальмуванні його коліс штатними гальмами. Від'ємне прискорення зчитують зі шкали (або стрічки) деселерометра і підставляють у вираз (3.30).
3.7. Методи визначення рівності проїзної частини Рівність проїзної частини значно впливає на зручність руху, стійкість автомобіля, на пов'язану з нею безпеку руху і внаслідок цього — на можливість реалізації тягово-швидкісних та паливно-економічних якостей автомобілів. Тому рівність проїзної частини має задовольняти певним вимогам і контролюватись як на стадії будівництва доріг, такі в процесі їх експлуатації. У світовій практиці відомо понад 50 методів контролю рівності проїзної частини доріг. Усі їх можна поділити натри групи
1) методи, що грунтуються на реєструванні геометричних параметрів нерівностей
2) методи, в основу яких покладено реєстрування результатів взаємодії автомобіля і дороги, — коливань, переміщень окремих елементів автомобіля та
ін.;
3) методи, що полягають у використанні приладів інерційних та динамічних перетворювачів профілю їздової поверхні. До першої групи належать методи, в яких використано триметрові та багатоопорні рейки різних модифікацій, профілографи, профілометри, нівеліри та ін. Суть їх полягає у реєструванні тим чи іншим способом геометричних відхилень поверхні проїзної частини від прямої лінії. Найпоширенішим є метод безпосередніх дискретних вимірювань мікропрофілю проїзної частини за допомогою триметрової рейки. В комплект рейки входить також вимірювальний клин із відношенням катетів 1 : 10, на якому нанесено позначки вздовж більшого катета через 1 см, що дає змогу при встановленні його в просвіт між рейкою та поверхнею покриття вимірювати просвіти з точністю до 1 мм. Під час контролю рівності рейку укладають у поздовжньому напрямку через кожнім рейка в рейку (залежно від
завдання вимірювання) утрьох місцях — на осі тазам від крайок проїзної частини, і, користуючись клином, вимірюють просвіти під рейкою в п'ятьох позначених контрольних точках рейки. Результати вимірювань просвітів записують у спеціальний журнал. Під час обробки даних вимірювань встановлюють загальне число просвітів під рейкою та число просвітів певної величини. За цими даними визначають для контрольованої ділянки дороги наприклад км) число просвітів кожної величини у відсотках загального числа просвітів. Одержані результати зіставляють з вимогами нормативних документів і складають висновок про відповідність фактичної рівності проїзної частини встановленим вимогам. Методику контролю рівності триметровою рейкою покладено в основу і в разі використання профілографів, профілометрів та нівелірів всі ці методи
ґрунтуються на виявленні та кількісній оцінці відхилень поверхні проїзної частини від прямої лінії чи площини. Недоліком методів першої групи крім низької їх продуктивності є те, що геометричні показники рівності не відбивають особливостей взаємодії з ними реальних автомобілів. Серед методів другої групи найпоширенішим і найпрогресивнішим є метод контролю рівності проїзної частини з використанням поштовхоміра. Цінність і поширення цього методу забезпечили такі його позитивні якості, як дуже висока продуктивність (до 25 км/год), автоматизація реєстрування показників рівності, повне моделювання процесу взаємодії автомобіля з нерівностями проїзної частини та простота обробки й аналізу результатів вимірювань. Рівність проїзної частини за цим методом оцінюють за сумою прогинів ресор автомобіля відносно його кузова на 1 км дороги показником рівності при цьому е сума прогинів ресору сантиметрах на 1 км шляху (см/км). Рис 3.18. Схема поштовхоміра ТХК-2:
1 — кнопка для фіксування відстані 2, 3 — відповідно перший і другий електродвигуни 4 — храпова муфта 5 — барабан 6 — гнучкий трос 7 — натяжна пружина 8 — задній міст автомобіля 9 — лічильний механізм
Обстеження автомобільних доріг і вивчення їхніх транспортно- експлуатаційних характеристик Прогини ресор автомобіля під час його переміщення по дорозі реєструють поштовхоміри конструкцій ХАДІ, КАДІ, ТХК-2 або їх модифікації. Нарис наведено поштовхомір ТХК-2 з динамічним перетворювачем мікропрофілю покриття. Рівність проїзної частини вимірюють проїздами автомобіля-лабораторії, на якому змонтовано поштовхомір, по кожній смузі руху зі швидкістю 50 км/год. Обробка результатів вимірювань рівності поштовхоміром полягає в побудові лінійного графіка рівності проїзної частини. Цей графік є основним документом для планування видів та черговості заходів щодо поліпшення умов руху й підвищення ефективності роботи проїзної частини. Третя група методів оцінки рівності проїзної частини має загалом незначне поширення, в основному внаслідок складності обладнання та трудомісткості обробки результатів польових вимірювань. Методи
Грунтуються на використанні причіпних рівнемірів, переважно конструкції
МАДІ — СоюздорНДІ. Найвідоміший із них — динамічний перетворювач мікропрофілю проїзної частини конструкції МАДІ (рис. 3.19). За його допомогою мікропрофіль записують непрямим методом. Спочатку переміщення контактного колеса під час переїзду через нерівності перетворюються на електричні сигнали, запис яких потім способом зворотних перетворень перераховують на дорожні нерівності.
Рис. 3.19. Схема поштовхоміра з динамічним перетворювачем мікропрофілю:
1 — буксирний автомобіль 2 — шарнірне зчіпне обладнання 3 — датчик відносних переміщень маятника 4 — вісь обертання маятника 5 — повільний маятник 6 — амортизатор, що гасить коливання 7 — зовнішня рама (ферма
8 — внутрішня ферма 9 — вантаж Під час оцінювання рівності проїзної частини слід пам'ятати, що між результатами вимірювань рівності триметровою рейкою і показниками поштовхоміра існують залежності між середнім розміром просвіту під триметровою рейкою h (мм) і показом поштовхоміра S
П
:

7
,
1 1
,
7 20
h
S
П
(см/км);
(3.31) між сумою просвітів під триметровою рейкою S
р
(мм) і показом поштовхоміра S
п
:
25
)
50
(
8
,
0
p
П
S
S
(3.32)
3.8. Облік інтенсивності руху Інтенсивність і склад руху є основним показником, що впливає на такі важливі параметри автомобільної дороги, як ширина проїзної частини, конструкція дорожнього одягу, конструкція дорожніх розв'язок тощо. Вона характеризує рівень завантаження дороги і рівень зручності руху і є визначальним показником для призначення класності або так званої категорії дороги. Слід зазначити, що термін категорія не зовсім правильно характеризує технічний бік інженерної споруди, якою є автомобільна дорога. Категорія — це група параметрів, явищ або понять, об'єднаних спільністю яких-небудь ознак. Згідно з цим визначенням, підкатегорією слід розуміти поділ автомобільних доріг за народногосподарським та адміністративним значенням державні (магістральні та регіональні, місцеві (територіальні та районні. Що ж стосується технічної класифікації автомобільних доріг, то їх правильніше поділяти на класи. Клас — це ступінь, рівень якості. Отже, кожна з категорій доріг має поділятися за рівнем якості на класи І, II, III,..., п-й клас з відповідними вимогами до них щодо забезпечення умов руху автомобілів з розрахунковими швидкостями і певними конструктивними параметрами елементів плану, поздовжнього і поперечного профілів, конструкції дорожнього одягу та інших споруд. Для встановлення форми поліпшення дорожніх умов (капітальний ремонт чи реконструкція) проводять облік інтенсивності руху з подальшим її прогнозуванням на розрахунковий період. Найпростіший спосіб обліку інтенсивності руху, який досить поширений у низових дорожніх організаціях, — візуальний. Інтенсивність визначають для кожного напрямку руху з розподілом на групи легкові автомобілі, вантажні автомобілі, автобуси, автомобілі з причепами. Дані обліку записують у спеціальну відомість (табл. 3.2).
Таблиця 3.2. Відомість обліку інтенсивності руху по дорозі Кривий Ріг с. Валове на ділянці км 12 — км 14 + 200 15 квітня 2002 р. Напрямок руху до с. Валове Стан покриття сухе Транспортні засоби у відомості позначають точками та сполучними лініями. Кожен квадрат з двома діагоналями відповідає десятьом транспортним одиницям. Облік проводять погодинно. За інтенсивності руху понад 250 авт/год облік здійснюють два обліковці. Заданими обліку інтенсивності руху складають зведену відомість (табл. 3.3) креслять діаграму складу транспортного потоку (рисі графік розподілу інтенсивності руху (рис. 3.21).



Таблиця 3.3. Зведена відомість інтенсивності руху Час обліку, год
Інтенсивність руху, авт/год Легкові автомобілі Вантажні автомобілі Автобуси Автомобілі з причепами Всього
10-11 13 6
4 7
30 Вважають, що достовірні результати підрахунку інтенсивності руху можна отримати за годинний період обліку. Досить надійні результати підрахунку добової інтенсивності руху отримують за допомогою коефіцієнтів годинної нерівномірності руху транспортних засобів. Ці коефіцієнти, як правило, характерні для певної дороги або її ділянок чи окремого фрагменту мережі доріг. За коефіцієнтами годинної нерівномірності руху визначають погодинну інтенсивність руху, підсумовують її за добу. Погодинну інтенсивність знаходять на основі фактичної годинної інтенсивності руху, отриманої під час обліку, за формулою
ф
і
ф
ip
К
К
N
N
(3.33) Рис. 3.20. Діаграма складу транспортного потоку
1 — вантажні автомобілі 2 — легкові автомобілі 3 — автобуси
4 — автомобілі з причепами Рис. 3.21. Графік розподілу інтенсивності руху де N
ip
розрахункова інтенсивність руху в і-ту годину, авт/год; ф — годинна інтенсивність руху заданими спостережень, авт/год; К
і
— коефіцієнт
годинної нерівномірності руху для і-ї години; К
ф
— коефіцієнт годинної нерівномірності руху для години спостережень. Як приклад, наведемо коефіцієнти годинної нерівномірності руху транспортних засобів для доріг на під'їздах до м. Києва К К К К К К К К К К К К К К К К К К К К К К К К Примітка. Індекс біля К означає годину, для якої визначено коефіцієнт. Наприклад, К характеризує величину коефіцієнта в інтервалі 9-10 год. Приклад. Під час обліку інтенсивності руху з 7-00 до 8-00 год на дорозі зафіксовано 135 автомобілів. Знайти інтенсивність руху в годину пік. З наведених вище даних видно, що така інтенсивність спостерігається з
17-00 до 18-00 год. За формулою (3.33) визначимо очікувану інтенсивність руху з 17-00 до 18-00 год:
201 26
,
1 88
,
1 135 18
N
авт/год_ Коефіцієнт годинної нерівномірності руху можна визначити за наявності середньодобової інтенсивності руху потій чи іншій дорозі або на мережі доріг за формулою
n
N
N
n
i
i

доб
сер
1
(3.34) де N
сердоб
— середньодобова інтенсивність руху, авт/год; N
іф
— інтенсивність руху в і-ту годину, авт/год; n — кількість годин обліку руху,год. Для визначення середньодобової інтенсивності руху п = 24 год. Коефіцієнт годинної інтенсивності руху для і-ї години визначають за формулою
доб
сер
іф
i
N
N
K

(3.35) Знаючи фактичну інтенсивність руху транспортних засобів в і-ту годину та використовуючи коефіцієнт годинної нерівномірності, можна знайти інтенсивність руху для кожної години доби (авт/год) за формулою (3.33). Сумарну інтенсивність руху за декілька годин (авт/год) визначають за формулою
n
i
i
іф
ір
іф
in
К
К
N
N
1
(3.36) За таким самим принципом можна визначити тижневій місячні коефіцієнти нерівномірності руху. Знаючи їх, можна значно скоротити обсяги
облікових робіт із визначення інтенсивності руху за той чи інший період. Крім візуального способу обліку руху існують автоматизовані облікові пункти, інтенсивність руху в яких можна визначити за допомогою
фотоелектричних лічильників, дія яких ґрунтується на тому, що потік світлових променів, орієнтованих на фотоелемент, переривається автомобілем, який проїжджає і під час зменшення освітленості в ланцюзі фотоелемента виникає перепад струму, який фіксує лічильник (рис. 3.22). До фотоелектричних лічильників слід віднести транспортний детектор
КАДІ-2-РКС, призначений для обліку з розподілом за напрямками руху таких характеристик транспортного потоку інтенсивність руху склад потоку (з розподілом автомобілів на легкові та ватажні кількість обгонів на ділянці розподіл швидкостей руху автомобілів з інтервалами 5 км/год. Детектор сконструйований для стаціонарних пунктів обліку з живленням його від мережі змінного струму напругою 220 В і для пересувних пунктів із живленням від акумуляторних батарей напругою 12 В. Схему розміщення фотоелектричних датчиків наведено нарис Рис 3.22 Схема розміщення фотоелектричного лічильника
Рис. 3.23. Схема розміщення детектора КДЦІ-2-РКС на контрольованій ділянці шляху

1 — датчик вимірювання швидкості і напрямку руху 2 — датчик вантажних автомобілів 3 — датчик обліку загальної кількості транспортних засобів 4 — освітлювачі 5 — фотоприймачі Чутливим елементом, який сигналізує про появу на дорозі автомобіля, слугує пара освітлювач — фотоприймач. Освітлювач встановлюють на одному узбіччі, фотоприймач — на іншому. Під час перетинання автомобілем вузького снопа світла, спрямованого від освітлювача до фотоприймача, в ланцюзі виникають електричні імпульси, які після підсилення аналізуються в обладнанні так, щоб можна було зафіксувати кількість автомобілів, напрямок їх руху і швидкість. Швидкість руху визначають вимірюванням часу, потрібного автомобілю для проїзду ділянки шляху завдовжки 10 м. Результати вимірювання швидкості реєструє електроімпульсний лічильник. Рис. 3.24. Схема укладання рамок електронного лічильника МСД-60 під проїзною частиною Для цього можна використовувати також пневматичні лічильники — гумові шланги, які укладають упоперек проїзної частини дороги. Під час проїзду автомобіля в шлангу виникає тиск, який через мембрану у вигляді імпульсу фіксується лічильником. Сконструйовано також багатоканальні електронні лічильники МСД-60,
які можуть розділяти рух і рахувати окремо вантажні і легкові автомобілі. Живиться прилад як постійним (акумулятор, такі змінним (від електромережі) струмом. Може працювати цілодобово. Прилад має вигляд рамок з підключеними до них кабелями, закладеними в дорожньому покритті на глибині 8-10 см. Схему укладання рамок МСД-60 наведено нарис. З цією метою використовують також контактні балки і приладив основу дії яких покладено радіолокацію, інфрачервоне та ультрафіолетове випромінювання.
Контактна балка — це плита, яка за певного навантаження прогинається і замикає контакт, торкаючись до пружин. Сигнал сприймає лічильник. Дія лічильника, що працює за принципом радіолокації, ґрунтується на використанні ефекту
Допплера. Випромінюючи вузький пучок електромагнітних хвиль, прилад постійно приймає відбиті хвилі певної частоти, що надходять у приймач. Як правило, радіолокатор підвішують над проїзною частиною дороги, хвилі з якого випромінюються вертикально на автомобілі, що проїжджають. Принцип роботи активних інфрачервоних приладів ґрунтується на використанні світлових хвиль завдовжки від 375 мкм до 7,5 нм.
Рис. 3.25. Схема обліку руху інфрачервоним приладом Джерело світла випромінює інфрачервоні промені вертикально. Частина променів відбивається від автомобілів, що проїжджають, і імпульс реєструє приймач. Робота пасивних інфрачервоних приладів полягає в реєструванні інфрачервоних променів, відбитих від автомобілів (рис. 3.25).
Ультразвукові прилади можна встановлювати збоку від проїзної частини або підвішувати над нею (рис. 3.26). Принцип їх дії ґрунтується на випромінюванні вузьких ультразвукових пучків, які, перериваючись автомобілями, що проїжджають, подають у лічильник імпульс, який реєструється. Отримані за допомогою автоматичних лічильників дані про інтенсивність
руху заносять у зведені таблиці й аналізують з метою подальшого їх використання. Рис. 3.26. Схема обліку руху ультразвуковим приладом
3.9. Вивчення швидкості руху автомобілів на дорогах Швидкості руху здебільшого визначають методами стаціонарних спостережень. Для замірювань використовують секундоміри, швидкостеміри, багатопері самописці та радіолокатори. Найпростіше і найзручніше швидкості руху оцінювати за допомогою секундоміра. Точність вимірювання секундоміром — 0,3 с. Для цього на досліджуваній ділянці розбивають мірний базис завдовжки від 50 м на дорогах із низькими швидкостями до 100 м — з високими. Швидкість визначають за часом проїзду автомобілем базисної ділянки. Для точної фіксації моменту входу і виходу автомобіля з мірного базису на кінцях ділянки встановлюють віхи або наносять на проїзній частині поперечні штрихові лінії. З метою зменшення похибок тривалість спостережень обліковцями неповинна перевищувати 3 год за невисокої інтенсивності руху й
1 год — зависокої. Точніші значення миттєвих швидкостей можна отримати за допомогою автоматичних або напівавтоматичних приладів. Такими приладами є швидкостеміри, робота яких ґрунтується на автоматичному фіксуванні часу в'їзду автомобіля на базисну ділянку і часу його виїзду з ділянки, або визначенні часу знаходження автомобіля в межах базисної ділянки. Датчиком, що фіксує момент в'їзду і виїзду автомобіля з базисної ділянки слугує гумовий шланг, заповнений стисненим повітрям з мембраною на кінці. У разі наїзду автомобіля на шланг повітря тиснена мембрану, що призводить до вмикання контакту. В деяких конструкціях швидкостемірів замість гумових шлангів використовують фотоелементи, інфрачервоні, ультразвукові або звукові датчики. Застосування швидкостемірів обмежене через неможливість їх використання зависокої інтенсивності руху. Швидкість руху автомобілів можна визначати також за допомогою багатоперого самописця. Крім швидкостей самописець може реєструвати інтервали між автомобілями, інтенсивність і склад руху вдвох напрямках. Обсяг інформації, яку можна зафіксувати за допомогою самописця, залежить від числа пер. У разі натискання оператором на кнопку того чи іншого шлейфа, що відповідає типу автомобіля, на стрічці з'являється сплеск. Стрічка протягується зі швидкістю 1 см/с. Визначення швидкості руху автомобіля за допомогою радіолокатора
ґрунтується на використанні ефекту Допплера, що засвідчує різницю частот
випромінюваних і відбитих електромагнітних хвиль, спрямованих на рухомий автомобіль. Радіолокатор встановлюють на відстані 15 - 20 м від осі дороги під певним кутом відносно напрямку руху. Швидкість руху автомобіля визначають за формулою cos
2
Д
f
v
(3.37) де Д відвід частота електромагнітних хвиль, відбитих від рухомого автомобіля f
B
— частота електромагнітних хвиль, випромінюваних на рухомий автомобіль f д — допплерівська частота λ — довжина хвилі. Радіолокатори працюють від мережі як змінного (120-220 В, такі постійного (6 - 12 В) струму. Раціональні межі замірювання швидкостей руху радіолокаторами — 20-150 км/год. Отримані тим чи іншим способом дані про швидкість автомобілів підлягають подальшій обробці й узагальненню. Вірогідність отриманих даних залежить від числа замірювань за тієї чи іншої інтенсивності руху. Рекомендації щодо числа замірювань наведено нижче. Інтенсивність руху, авт/год
< 50 50 - 100 100 - 200 > 200 Число замірювань
150 100 50 30 Оскільки зі збільшенням інтенсивності руху швидкості автомобілів у потоці поступово вирівнюються, число замірювань зменшується. Отримані в результаті спостережень дані про швидкості руху опрацьовують за допомогою методів математичної статистики. На першому етапі усі значення швидкостей, отримані в результаті спостережень, об'єднують у розряди. Величину розряду беруть 5 км/год, для якого визначають частоту, частість та накопичену частість (табл. 3.4).
Таблиця 3.4. Характеристика даних спостережень за швидкостями руху г Розряд, км/год Частота, шт. Частість, % Накопичена частість, %
20,1-25 0
0 0
25,1-30 0
0 0
30,1-35 0
0 0
35,1-40 5
3,2 3,2 40,1-45 5
3,2 6,4 45,1-50 8
5,1 11,5 50,1-55 20 12,8 24,3 55,1-60 40 25,6 49,9 60,1-65 35 22,4 72,3 65,1-70 26 16,7 89,0 70,1-75 10 6,4 95,4 75,1-80 5
3,2 98,6 80,1-85 2
1,4 100,0 85,1-90 0
0 100,0 Сума
156 100
Частота — це кількість автомобілів, що рухаються зі швидкістю, відповідною прийнятому розряду. Таку розряд 35,1 - 40 км/год потрапило 5 автомобілів.

Частість — це відношення частоти, що відповідає прийнятому розряду, до загального числа проведених вимірювань, виражене у відсотках. Так, для розряду 35,1 - 40 км/год, частість буде 5 : 156 = = 0,032 • 100 = 3,2 %. Сума частостей усіх розрядів становить 100 %. Рис. 3.27. Діаграма (1) і кумулятивна крива (2) розподілу швидкостей

Накопичена частість є послідовною сумою частостей кожного розряду. Так, для розряду 35,1 - 40 км/год, накопичена частість дорівнює 3,2 %; для розряду 40,1 - 45 км/год — 3,2 + 3,2 = 6,4 %; для розряду 45,1 - 50 км/год —
6,4+ 5,1 - 11,5 % і т.д. Заданими таблиці креслять діаграму розподілу швидкостей і кумулятивну криву, депо осі ординат відкладають частість, по осі абсцис — розряди (рис. 3.27). Середнє значення швидкості руху автомобілів визначають методами математичної статистики — науки про кількісний аналіз масових явищ. У статистиці основними поняттями е випадковість події та ймовірність її появи. Під випадковою розуміють подію, яку можна відтворити практично необмежене число разів, для якої є сенс говорити про її ймовірність, тобто завеликого числа спостережень відносна величина їх появи майже близька до сталої. Інше поняття теорії ймовірностей — випадкова величина. Для того щоб задавати випадкові величини, в теорії ймовірностей використовують поняття
функції розподілу, яке характеризується такими основними параметрами, як математичне очікування МХ і дисперсія ДХ. Емпіричний розподіл величин характеризують середнім значенням, дисперсією, асиметрією та ексцесом, що визначає стрімкість кривої. Розглянемо випадок, коли спостереження здійснюють для встановлення виду функції щільності розподілу миттєвих швидкостей. Послідовність обробки даних вимірювань така заданими спостережень будують емпіричну криву визначають параметри емпіричного розподілу висувають одну або кілька гіпотез про функцію щільності розподілу миттєвих швидкостей, виходячи із зовнішнього вигляду експериментальної кривої, значень її параметрів і чинників, що впливають на її вид
вирівнюють емпіричну криву за однією чи кількома прийнятими теоретичними кривими порівнюють за одним із критеріїв узгодження емпіричну та теоретичну криві добирають функцію, яка дає найбільшу узгодженість. Приклад. Розглянемо вирівнювання емпіричного розподілу швидкостей за нормальним законом за числа вибірки понад 25. Якщо значення випадкової величини Х
i
задані двозначними числами, а обсяг вибірки N ≥ 25, параметри доцільно обчислювати введенням нової усередненої випадкової величини
h
X
X
X
i
j
0
(3.38) де X
i
— випадкова величина (у цьому разі — швидкість, км/год); Х
0
— деяке початкове значення випадкової величини (здебільшого беруть середину середніх значень Х
i
); h — інтервал між середніми значеннями (у цьому разі h - 5 км/год). Послідовність обчислення значень Х
j
.
6 5
5
,
52 5
,
22 0
1
/
1
h
X
X
X
5 5
5
,
52 5
,
27 0
2
/
2
h
X
X
X
і т. д. для
/
5
/
4
/
3
,
,
X
X
X
... . Отримані значення записують у колонку 4 табл. 3.5.
Таблиця 3.5. Визначення параметрів емпіричного розподілу швидкостей руху Інтервал швидкості, км/год Середня швидкість, Х
i
Кількість автомобілів, m i
/
j
X
/
j
i
X
m
2
/
)
(
j
i
X
m
1 2
3
4
5 6
20-25 22,5 0
-6 0
0 25-30 27,5 0
-5 0
0 30-35 32,5 0
-4 0
0 35-40 37,5 5
-3
-15 45 40-45 42,5 5
-2
-10 20 45-50 47,5 8
- 1
-8 8
50-55 52,5 20 0
0 0
55-60 57,5 40 1
40 40 60-65 62,5 35 2
70 140 65-70 67,5 26 3
78 234 70-75 72,5 10 4
40 160 75-80 77,5 5
5 25 125 80-85 82,5 2
6 12 72 85-90 87,5 0
7 0
0 Сума
156 232 844 Середню швидкість руху і середнє квадратичне відхилення визначають з використанням обчислених початкових моментів a
1
і а
2
.
i
i
i
i
m
X
m
X
a
/
/
1
(3.39)
де m
i
— число автомобілів даної групи
i
i
i
m
X
m
a
2
/
2
)
(
(3.40) Після обчислення a
1
і а
2
знаходять середнє статистичне значення швидкості руху
h
a
X
X
1 0
(3.41) і середнє квадратичне відхилення

2 1
2
a
a
h
S

(3.42) Далі обчислюють
49
,
1 156 232
/
/
1
i
i
i
i
m
X
m
X
a
41
,
5 156 844
)
(
2
/
2
i
i
i
m
X
m
a
95
,
59 5
49
,
1 5
,
52 1
0
h
a
X
X
(км/год);
8
,
13 49
,
1 41
,
5 5
2 2
1 2
a
a
h
S
(км/год). Із табл. 3.5 беруть значення
i
i
X
m
— з колонки 5,
/
i
m
— з колонки 3,
2
/
j
i
X
m
—з колонки 6,
0
X
— з колонки 2, рядок 7. Подальше визначення теоретичної частоти значення зведено у табл. 3.6.

Таблиця 3.6. Визначення параметрів теоретичного розподілу швидкостей руху Інтервал швидкості, км/год Середній інтервал швидкості, Х
і Частота Дані для обчислення теоретичної частоти швидкості
1
X
X

S
X
X
t
i
2 2
2 1
t
e
t
f
(див. додаток 1) Ймовірність інтервалів
t
f
S
h
Теоретична частина
t
f
S
h
N
m
i
/
0-25 22,5 0
-37,50
-2,71 0,010 0,0046 0,624 5-30 27,5 0
-32,45
-2,35 0,025 0,009 1,404 0-35 32,5 0
-27,45
-1,99 0,054 0,020 3,120 5-40 37,5 5
-22,45
-1,63 0,105 0,038 5,928 0-45 42,5 5
-17,45
-1,26 0,182 0,066 10,296 5-50 47,5 8
-12,45
-0,90 0,266 0,096 14,976 0-55 52,5 20
-7,45
-0,54 0,344 0,125 19,500 5-60 57,5 40
-2,45
-0,18 0,392 0,142 22,152 0-65 62,5 35 2,55 0,18 0,392 0,142 22,152 65-70 67,5 26 7,55 0,55 0,344 0,125 19,500 70-75 72,5 10 12,55 0,91 0,264 0,096 14,976 5-80 77,5 5
17,55 1,27 0,178 0,064 9,984 0-85 82,5 2
22,55 1,63 0,105 0,038 5,928 5-90 87,5 0
27,55 2,00 0,054 0,020 3,120 Сума
N=156


153,66

Рис. 3.28. Гістограма теоретичної та емпіричної кривих розподілу швидкостей Заданими табл. 3.5 креслять гістограму емпіричного розподілу швидкостей і кумулятивну криву (див. риса заданими табл. 3.6 — теоретичну криву розподілу швидкості (рис. 3.28). Як видно з рис. 3.28, обрис теоретичної кривої розподілу недосить точно відтворює характер гістограми емпіричного розподілу, тому потрібно добрати іншу функцію, яка б забезпечувала найбільше узгодження емпіричних і теоретичних даних. За допомогою кумулятивної кривої визначають швидкості 15, 50, 85, 95 % забезпеченості. Швидкість 15 % забезпеченості характеризує швидкість руху автомобілів, які змушують решту 85 % здійснювати обгін. Швидкість 50 % забезпеченості — це середня швидкість потоку транспортних засобів.
3.10. Прогнозування інтенсивності руху на дорогах, що підлягають реконструкції Однією з найважливіших причин, що зумовлюють потребу перебудови дороги, є зростання інтенсивності руху, яке призводить до зниження швидкостей і виникнення заторів на окремих ділянках дороги ідо різкого погіршення її транспортних якостей. З метою недопущення погіршення умов руху і проведення відповідних заходів щодо поліпшення дорожніх умов виникає потреба в прогнозуванні інтенсивності руху, яке може грунтуватися переважно наданих обліку руху на існуючій дорозі. Для цього на мережі доріг органами дорожньої служби систематично ведеться облік руху з метою встановлення напрямку руху, числа і типу автомобілів, що проходять через пункти обліку. На основі проведених спостережень за кілька років можна встановити тенденцію зростання інтенсивності руху, яку визначають екстраполюванням ретроспективних даних. При цьому до отриманої інтенсивності додають вантажопотоки від майбутніх підприємств, що будуються або будуватимуться в зоні дороги. Точність прогнозування інтенсивності руху залежить від правильно вибраної гіпотези зміни цього процесу. Дуже часто точки, які відповідають даним обліку руху, на графіку мають деякий розкид, що дає змогу з однією й тією самою похибкою застосовувати під час обробки різні закономірності екстраполювання. В результаті отримують кінцеві значення величини інтенсивності, які різняться одне від одного. Тому під час вибору гіпотези зміни інтенсивності руху впродовж кількох років слід враховувати характер розвитку району знаходження дороги і зростання транзитного руху. Найбільше поширені гіпотези, перелічені нижче.
1. На дорогах магістрального типу за наявності щільної мережі доріг з удосконаленими покриттями зростання інтенсивності руху вважають лінійною залежністю. Така сама гіпотеза характерна і для доріг сільськогосподарських районів, де має місце поступове зростання обсягу продукції

)
1
(
0
bt
N
N
t
(3.43) де N
t
— інтенсивність руху в розрахунковий рік, авт/добу; b — щорічний приріст інтенсивності руху N
0
— інтенсивність руху заданими спостережень, авт/добу; t — розрахунковий період прогнозування, роки.
2. Зростаючі темпи розвитку інтенсивності руху, пов'язані із швидким господарським освоєнням району розташування дороги, яке випереджає темпи дорожнього будівництва
t
t
b
N
N
)
1
(
0
(3.44) Майже такий самий обрис кривої можна отримати за формулою
bt
t
e
N
N
0
,

(3.45) де е — основа натурального логарифма (2,71).
3. На дорогах, де є початкове різке зростання інтенсивності руху, яке згодом дає незначний приріст або ж стає спадною, перспективну інтенсивність виражають логістичною кривою чи геометричною прогресією з убутними темпами зростання
n
t
i
t
t
K
t
K
N
N
1 3
1 2
1 0
01
,
0 1
(3.46) де К і К
2
— емпіричні коефіцієнти (табл. 3.7), що залежать від початкового приросту інтенсивності руху b, величини яких наведено в табл. 3.8; t
i
— поточний рік прогнозування (1 - 20). Для прискорення обчислень складено табл. 3.9 зі значеннями виразу
n
t
i
i
t
K
t
K
1 3
1 2
1 01
,
0 Залежність (3.46) характерна для доріг, які ведуть до великих будівельних об'єктів, де інтенсивність руху спочатку створюється інтенсивним перевезенням вантажів на будівництво.
Таблиця 3.7. Значення емпіричних коефіцієнтів К і К
2
Коефіцієнт Значення коефіцієнта за приросту Інтенсивності руху b
0,1 0,12 0,14 0,16 0,18 0,20 К 3,7 3,1 2,5 1,9 1,3 0,7 К 6,3 8,9 10,5 14,1 16,7 19,3

Таблиця, 3.8. Рекомендовані значення коефіцієнта b Проектна розробка Щільність мережі доріг, км/км
2
b Реконструкція доріг
≥0,20 0,10-0,12 Нове будівництво або реконструкція
0,20 - 0,05 0,14-0,16 Нове будівництво за напрямками ґрунтових доріг
<0,05 0,18-0,2




Таблиця 3.9. Визначення коефіцієнтів інтенсивності руху Прогнозний період, роки

n
t
i
i
t
K
t
K
1 3
1 2
1 01
,
0 за b
0,1 0,12 0,14 0,16 0,18 0,2 1
1,1 1,12 1,14 1,16 1,18 1,20 2
1,18 1,22 1,26 1,29 1,32 1,36 3
1,27 1,31 1,36 1,41 1,45 1,50 4
1,34 1,40 1,46 1,52 1,57 1,63 5
1,42 1,48 1,55 1,62 1,68 1,75 6
1,56 1,64 1,64 1,72 1,79 1,86 7
1,58 1,57 1,72 1,81 1,89 1,97 8
1,63 1,72 1,81 1,90 1,99 2,08 9
1,70 1,79 1,89 1,98 2,08 2,17 10 1,76 1,86 1,96 2,07 2,17 2,27 11 1,83 1,94 2,04 2,15 2,26 2,36 12 1,89 2,00 2,12 2,23 2,34 2,46 13 1,96 2,07 2,19 2,31 2,43 2,55 14 2,02 2,14 2,27 2,39 2,51 2,64 15 2,08 2,26 2,34 2,47 2,59 2,72 16 2,15 2,27 2,41 2,54 2,67 2,81 17 2,20 2,34 2,48 2,61 2,75 2,89 18 2,33 2,47 2,54 2,69 2,83 2,97 19 2,36 2,51 2,61 2,76 2,90 3,04 20 2,39 2,54 2,68 2,83 2,98 3,12 Загалом характер зміни інтенсивності руху можна виразити поліномом в якому
n
t
mt
ct
bt
at
N
N
3 2
0
(3.47) необхідна кількість членів ряду залежить від вигляду кривої i наявності даних обліку руху (а, b, c, m — коефіцієнти. Великі можливості для підбору поліноміальних рівнянь мають типові програми для вирівнювання вихідних даних за математичними залежностями, закладеними в сучасних ЕОМ. Передумовою використання методів екстраполювання для визначення перспективної інтенсивності руху є те, що в усьому інтервалі часу зберігається стала закономірність зміни інтенсивності. Результати екстраполювання тим надійніші, чим менший інтервал часу вони охоплюють. Розбіжності між прогнозною інтенсивністю руху Δ і фактичною її величиною упродовж певного періоду неминучі. Якщо для річної перспективи ці розбіжності можуть бути мінімальними, то для річної вони будуть значними. Для наочності можна побудувати умовну схему (рис. 3.29), на якій кружечками зображено моменти надходження нової інформації про інтенсивність руху, а криві 1-4 характеризують її зміну з часом. Передбачається, що на початку інтервалу криві мають незначні розбіжності з віссю абсциса наприкінці інтервалу можливі істотні розбіжності між фактичною і прогнозною величинами інтенсивності руху.

Рис. 3.29. Умовна схема розбіжностей прогнозної і фактичної інтенсивностей руху наприкінці розрахункового періоду Зменшити розбіжність між прогнозною і фактичною інтенсивністю руху можна за рахунок уточнення величини коефіцієнта щорічного приросту інтенсивності руху b, який узагальнює кілька чинників, найбільш впливовими серед яких є тенденції випуску автомобілів у країні та їх імпорт, зростання транспортного переміщення населення, збільшення виробництва промислової та сільськогосподарської продукції в регіоні, розвиток туризму, реконструкція або переозброєння промислово-кооперативних і транспортних підприємств. Значення коефіцієнта b розраховують заданими ретроспективного ряду середньорічної добової інтенсивності на тій чи іншій дорозі за формулою
1 1
n
n
n
N
N
N
b
(3.48) де N
n
— середньорічна добова інтенсивність руху, відносно якої визначають приріст, авт/добу; N
n+1
— те саме в наступному році, авт/добу. Для надійності розрахунків членів ряду має бути не менше п'яти — семи. Встановлену закономірність приросту екстраполюють на розрахунковий період. Коефіцієнту вищенаведених формулах беруть однаковим на весь розрахунковий період. Здебільшого це завищує розрахункову інтенсивність руху, а отже, дещо спотворює вихідну інформацію, потрібну для проектування окремих елементів доріг, деяких споруд та обладнання. Проте дослідження на дорогах і вулицях засвідчують, що значення коефіцієнта щорічного приросту інтенсивності руху протягом років нестабільне. Особливо це характерно сьогодні, коли значна кількість автомобілів імпортується із-за кордону. Теоретично можна припустити, що з часом зі збільшенням числа автомобілів на
1000 жителів країни їх приріст поступово зменшуватиметься. Після досягнення рівня повної забезпеченості населення автомобілями приріст автомобільного парку в країні буде нульовим, а його поповнення відбуватиметься тільки за рахунок заміни старих моделей автомобілів на новіші. За таких умов приріст інтенсивності спостерігатиметься тільки на дорогах, що ведуть до об'єктів нового будівництва, освоєння нових покладів корисних копалин тощо. Як підтвердження такого припущення можна взяти приклад приросту продажу вантажних автомобілів сільськогосподарським підприємствам за радянських часів (рис. 3.30). Згрупувавши дані про надходження автомобілів у колгоспи і радгоспи поп ятирічках, побудували статистичний ряд, після обробки якого отримали рівняння параболи другого порядку, що характеризує приріст руху
Рис. 3.30. Зміна коефіцієнта приросту інтенсивності руху
1 — стале значення 2 — статистичні дані 3 — рекомендована залежність формула (3.49)) вантажних автомобілів на сільськогосподарських дорогах. Залежність для визначення цього приросту така
0529
,
0 0057
,
0 0003
,
0 2
n
n
b
(3.49) де п — порядковий номер п'ятирічки від початку розрахунку. Запропоновані методи екстраполяції дорожнього руху з метою планування ремонтних і реконструкційних робіт у дорожньому будівництві прийнятні в основному в разі розробки короткотермінових (до 20 років) прогнозів. На більш далеку перспективу прогноз має бути багатоваріантним, включати ймовірнісну оцінку характеру розвитку процесу, що потребує більш комплексного аналізу та об'єктивної оцінки впливу чинників на процеси розвитку системи дорожні умови — транспортний потік. Запитання та завдання для самоконтролю
1. Які особливості розвідувань під час реконструкції автомобільних доріг
2. Схарактеризуйте методи визначення радіусів горизонтальних кривих на існуючих автомобільних дорогах.
3. Напишіть формули для визначення радіусів вертикальних кривих на іс- нуючих дорогах.
4. Перелічіть види деформацій дорожніх одягів.
5. Якими методами визначають міцність дорожніх одягів
6. Що визнаєте про методи визначення зчіпних якостей проїзної частини
7. Схарактеризуйте методи визначення рівності проїзної частини.
8. Як проводять облік інтенсивності руху на Існуючих дорогах
9. Наведіть методи вивчення швидкості руху на автомобільних дорогах.
10. Напишіть формулу для прогнозування інтенсивності руху на дорогах, що підлягають реконструкції.





Методи оцінювання дорожніх умов Оцінювання дорожніх умов за пропускною здатністю Оцінювання дорожніх умов за коефіцієнтами аварійності Оцінювання дорожніх умов за коефіцієнтами безпеки руху Оцінювання дорожньо-транспортних умовна залізничних переїздах Оцінювання дорожніх умов за зчіпними якостями, міцністю та рівністю дорожніх покриттів Заходи щодо поліпшення дорожніх умові безпеки руху РОЗДІЛ ОЦІНЮВАННЯ ВІДПОВІДНОСТІ ДОРОЖНІХ УМОВ ТРАНСПОРТНИМ ПОТОКАМ
4.1. Методи оцінювання дорожніх умов Забезпечення високих транспортних якостей автомобільних доріг і безпеки руху на них — першочергове завдання всіх дорожніх організацій, як проектних, такі експлуатаційних. Проектні рішення про реконструкцію доріг, які планові поточні заходи щодо їх ремонту і підвищення безпеки руху, можуть бути ефективними тільки тоді, коли вони ґрунтуються на аналізі закономірностей руху транспортних потоків і одиничних автомобілів, на результатах дослідження причин аварійності і погіршення умов роботи водіїв.
Транспортно-експлуатаційні якості автомобільних доріг визначаються швидкістю і собівартістю перевезень, безпекою і зручністю проїзду по дорозі, її пропускною здатністю, їх не можна виразити узагальнювальним показником. Тому під час оцінювання якості дороги або її окремих ділянок потрібно пов'язувати: середню швидкість руху ступінь безпечності дорожньо- транспортних пригод (ДТП зручність дороги для водіїв і пасажирів пропускну здатність. Ці самі показники слід використовувати під час оцінювання варіантних рішень і розробки заходів, спрямованих на підвищення транспортно-експлуатаційних якостей дороги. Досить надійно оцінюють стан дороги за допомогою таких показників, як швидкість руху, пропускна здатність, безпека руху, рівність і слизькість дорожнього покриття. На основі цих показників можна побудувати графіки пропускної здатності дороги, коефіцієнтів аварійності, коефіцієнтів безпеки, рівності і зчеплення коліс автомобіля з покриттям. За графіками виявляють ділянки можливих заторів і місць ДТП, оцінюють економічність і зручність руху, визначають заходи щодо поліпшення умов руху.
4.2. Оцінювання дорожніх умов за пропускною здатністю Пропускна здатність нестала за довжиною дороги. Максимальне її значення характерне для сприятливих умов руху транспортних засобів, мінімальне спостерігається на складних ділянках доріг із недосконалими параметрами плану і профілю, за наявності в потоці різнотипних автомобілів, за складних погодних умов (ожеледь, снігопад, туман тощо.
Максимальна пропускна здатність автомобільних доріг залежно від числа смуг проїзду така (легкових авт/год):
Двосмугові дороги 2000 в обох напрямках
Трисмугові дороги 4000« «
« Автомобільні магістралі Чотири смугові 2000 по одній смузі
Шести смугові 2200 « « «
Восьмисмугові 2300 « « « Коефіцієнти зведення інтенсивності руху різних транспортних засобів до легкового автомобіля беруть заданими табл. 4.1.
Таблиця 4.1. Зведені коефіцієнти інтенсивності руху Тип транспортного засобу Коефіцієнт Тип транспортного засобу Коефіцієнт Мотоцикл без коляски, мопед
0,5
Автопотяг вантажопідйомністю, т
≤12 3,5 Мотоцикл з коляскою 0,75 12-20 4,0 Легковий автомобіль
1,0 20-30 5,0 Вантажний автомобіль вантажопідйомністю, т

>30 6,0 Колісний трактор з причепом вантажопідйомністю, т

≤2 1,5 2-6 2,0
≤10 2,5 6-8 2,5
> 10 3,5 8-14 3,0 Автобус
3,0
> 14 3,5 Автобус зчеплений (здвоєний)
5,0 Примітки. 1. За проміжних значень вантажопідйомності транспортних засобів коефіцієнт зведення визначають інтерполяцією.
2. Коефіцієнт зведення для вантажних автомобілів та автопотягів під час проектування доріг у пересіченій і гірській місцевостях слід збільшувати в 1,2 раза. Вплив дорожніх умов, складу транспортного потоку та погодних умов, як зазначалося вище, призводить до зниження пропускної здатності дороги. Відповідно до цього пропускна здатність дороги А в конкретних дорожньо- транспортних умовах визначатиметься формулою max
A
A
(4.1) де β — підсумковий коефіцієнт зниження пропускної здатності
(β = β
1

2

3
,..., β
15
) — часткові коефіцієнти пропускної здатності A
max
— максимальна пропускна здатність дороги, авт/год. Нижче наведено значення часткових коефіцієнтів зниження пропускної здатності (β
1
- β
15
(ВСН 25-86. Указания по обеспечению безопасности движения на автомобильных дорогах. — М Транспорт, 1988. — 183 с. Проміжні значення коефіцієнтів β
1
- β
15
визначають інтерполяцією.


Автомобільна дорога
Ширина, м
β
1
Смуги руху Проїзної частини Багатосмугова

Двосмугова
≤3,0 3,5
≥3,75






6,0 7,0 7,5 0,90 0,96 1,00 0,85 0,90 1,00 Ширина узбіччям Відстань від крайки проїзної частини до перешкоди, м
β
3 за ширини смуги руху, м
7,5 7,0 6,0 7,5 7,0 6,0 Бічні перешкоди з одного боку Бічні перешкоди з двох боків
2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0
1,6 0,99 0,97 0,95 0,92 0,85 1,0 0,99 0,95 0,90 0,83 0,78 0,98 0,95 0,94 0,87 0,80 0,75 1,00 0,98 0,96 0,91 0,88 0,82 0,98 0,97 0,93 0,88 0,78 0,73 0,96 0,93 0,91 0,85 0,75 0,70 Число автопотягів у потоці, %
β
4
за числа легких і середніх вантажних автомобілів, %
10 20 50 60 70 1
5 10 15 20 25 30 0,99 0,97 0,95 0,92 0,90 0,87 0,84 0,98 0,96 0,93 0,90 0,87 0,84 0,81 0,94 0,91 0,88 0,85 0,82 0,79 0,76 0,90 0,88 0,85 0,82 0,79 0,76 0,72 0,86 0,84 0,81 0,78 0,76 0,73 0,70







Поздовжній похил,

Довжина підйому, М
β
5
за числа автопотягів у потоці, % Поздовжній похил,

Довжина підйому, М
β
5
за числа автопотягів у потоці, %
2 5
10 15 2
5 10 15 20 200 500 800 0,98 0,97 0,96 0,97 0,94 0,92 0,94 0,92 0,90 0,89 0,87 0,84 50 200 500 800 0,90 0,86 0,82 0,85 0,80 0,76 0,80 0,75 0,71 0,74 0,70 0,64 30 200 500 800 0,96 0,95 0,93 0,95 0,963 0,90 093 0,91 0,88 0,86 0,83 0,80 60 200 500 800 0,83 0,77 0,70 0,77 0,71 0,63 0,70 0,64 0,53 0,63 0,55 0,47 40 200 500 800 0,93 0,91 0,88 0,90 0,88 0,85 0,86 0,83 0,80 0,80 0,76 0,72 70 200 500 0,75 0,63 0,68 0,55 0,60 0,48 0,55 0,41 Відстань видимості, м <50 50 - 100 100 - 150 150 - 250 250 - 350
>350
β
6 0,68 0,73 0,84 0,80 0,98 1,0 Радіус кривої у плані, м
<100 100 - 250 250 - 450 450 - 600
>600
β
7 0,85 0,90 0,96 0,99 1,0 Обмеження швидкості знаком, км/год
10 20 30 40 50 60
β
8 0,44 0,76 0,88 0,96 0,98 1,0 Число автомобілів що повертають вліво, % Тип перетину
Т-подібний Хрестоподібний
β
9
за ширини проїзної частини основної дорогим
Необладнаний перетин
0 0,97 0,98 1,00 0,94 0,95 0,98 20 0,85 0,87 0,92 0,82 0,83 0,91 40 0,73 0,75 0,83 0,70 0,71 0,82 60 0,60 0,62 0,75 0,57 0,58 0,73 80 0,45 0,47 0,72 0,41 0,41 0,70

Частково обладнаний перетин з острівцями без перехідно-швидкісних смуг
0 1,0 1,0 1,0 0,98 0,99 1,0 20 0,97 0,98 1,0 0,98 0,97 0,99 40 0,93 0,94 0,97 0,91 0,92 0,97 60 0,87 0,88 0,93 0,84 0,85 0,93 80 0,87 0,88 0,92 0,84 0,85 0,92
Повністю каналізований перетин
0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 20 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 40 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 60 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 80 0,97 0,98 0,99 0,95 0,97 0,98

Узбіччя З покриттям які проїзної частини Укріплене бетонними плитами Засіяне травою Неукріплене у сухому стані Слизьке, вкрите грязюкою
1,00 0,99 0,95 0,90 0,45 Тип покриття проїзної частини
β
11
Асфальто- або цементобетон, чорний щебінь Асфальтобетон без поверхневої обробки Збірні бетонні плити Бруківка
Ґрунтова дорога суха
Ґрунтова дорога розмокла
1,00 0,91 0,86 0,42 0,90 0,10-0,30 Обладнання дороги Майданчики для відпочинку, АЗС, зупинні майданчики, відокремлені від проїзної частини Те саме, без відокремлення Те саме, зі смугами для в'їзду і відгоном
1,00 0,98 0,80 Розмітка проїзної частини Осьова Крайова й осьова Розмітка на підйомах із додатковою смугою Те саме, на чотирисмугових дорогах Те саме, на трисмугових дорогах Подвійна осьова розмітка
1,02 1,05 1,50 1,43 1,30 1,12 Наявність покажчиків смуг руху = 1,10 Число автобусів у потоці, %
β
15
за числа легкових автомобілів, %
70 50 40 30 20 10 1
0,82 0,76 0,74 0,72 0,70 0,68 5
0,80 0,75 0,72 0,71 0,69 0,66 10 0,77 0,73 0,71 0,69 0,67 0,65 15 0,75 0,71 0,69 0,67 0,66 0,64 20 0,73 0,69 0,68 0,66 0,64 0,62 30 0,70 0,66 0,64 0,63 0,61 0,60 Заданими підрахунків за формулою (4.1) можна побудувати лінійний графік пропускної здатності дороги або її ділянки (рис. 4.1).
Рис. 4.1. Лінійний графік зміни пропускної здатності двосмугової дороги до реконструкції (———) та після реконструкції її у трисмугову (------)
4.3. Оцінювання дорожніх умов за коефіцієнтами аварійності Окремі ділянки автомобільної дороги різняться між собою радіусами кривих у плані та профілі, поздовжніми похилами, ступенем забезпечення видимості та ін. Вплив кожного окремого елемента плану чи поздовжнього профілю можна оцінити на основі статистичних даних про число пригод. Проте сукупність впливу кількох елементів можна оцінити лише введенням системи коефіцієнтів, кожен з яких характеризує окремі чинники.
Перші спроби комплексного оцінювання дорожніх умов датовані 1956 р. ФРН, коли ймовірність виникнення дорожньо-транспортних пригод за різних поперечних профілів проїзної частини було оцінено коефіцієнтом аварійності. Значення такого показника можна було отримати для довільного поперечного перетину дороги. На жаль, за такого підходу не враховувалась інтенсивність руху. З часом аналогічні методи були розроблені в інших країнах. Інженерна практика потребувала простих методів аналізу, які б давали змогу легко і певною мірою надійно виявляти на наявних дорогах небезпечні ділянки, які підлягають поліпшенню. З урахуванням таких потреб слід підкреслити методи експертної оцінки, ретроспективного аналізу, зіставляння швидкостей на суміжних ділянках та ін.
Найпоказовішим є метод, що
ґрунтується на визначенні узагальнювального показника — коефіцієнта аварійності К
ав
. На наявній дорозі коефіцієнт аварійності визначають як відношення числа дорожньо- транспортних пригод (ДТП, які мали місце на ділянці дороги, що експлуатується п
екс
, до середнього числа ДТП на еталонній ділянці п
ет
.:

екс
ав
n
n
K
(4.2)
Еталонною вважають горизонтальну пряму ділянку дороги з двома смугами руху, шириною проїзної частини 7,5 м, шорстким покриттям і укріпленими узбіччями за інтенсивності руху 5000 авт/добу. Проте коефіцієнт аварійності можна встановити й поелементним аналізом дорожніх умов. На конкретній ділянці дороги його визначають як добуток окремих частинних коефіцієнтів, що характеризують певні елементи дороги
К
ав
= К
1
К
2
К
3
...К
п
.

(4.3) Значення частинних коефіцієнтів аварійності наведено в табл. 4.2.

















Таблиця 4.2. Частинні коефіцієнти аварійності
Коефіцієнт Параметр Числове значення
К


К
К К

К К

К
К
К


К Інтенсивність руху, авт/добу Ширина проїзної частини, м за укріплених узбіч за неукріплених узбіч Ширина узбіччям Поздовжній похил, ‰ з роздільною смугою безроздільної смуги
Радіус горизонтальної кривої, м
Видимість дорогим у плані у поздовжньому профілі Проїзна частина моста відносно проїзної частини дорогим
<50 10,00 50 3,60

5,0



Менша на 1 м
6,0

1000 0,50

5,5

1,50

2,75 1,0 1,7 30

1,25 1,00 100 5,40 100 3,00

4,0

2000 0,60

6,0

1,35

2,50 1,5 1,4 50

2,50 1,25 150 4,00 150 2,70

3,4

3000 0,75

7,5

1,00

1,50 2,0 1,2 70

2,80 1,40 200-
300 2,25 200 2,30

2,9

5000 1,00

≥8,5

0,80

1,00 2,5 1,1 80 3,0

1,50

300-
400 1,60 250 2,00

2,4

6000 1,15






≥3,0 1,0




400-
600 1,40 300 1,70

2,0

7000 1,40











1000-
2000 1,25 350 1,45

1,7

8000 1,60











>2000 1,00 400 1,20

1,4

≥9000 1,70













≥500 1,00

1,0 Для автомобільних доріг у гірській місцевості значення частинних
коефіцієнтів аварійності К
1
, К
5
, К
6
, К
10
слід брати такими (табл. 4.3).
Таблиця 4.3. Частинні коефіцієнти аварійності для гірських автомобільних доріг Параметр, коефіцієнт Числове значення Інтенсивність руху, тис.авт/добу






0,5 1 2 3
5 7
9 10 К 0,10 0,30 0,60 0,75 1,00 1,40 1,80 1,40 Радіус кривих у плані, мі менше
40 50 100 150
К
5
2,7 2,2 2,0 1,3 1,0 Видимість, мі менше
50 100 150
К
6
2,0 1,5 1,2 1,0 Перехрещення водному рівні за інтенсивності руху поголовній дорозі, авт/добу















20 і менше
20 - 1000 1000-3000 3000-7000 7000 К 1,0 1,5 2,0 3,0 4,5 Крім того, для доріг у гірській місцевості вводять додаткові частинні коефіцієнти аварійності К
І6
і К
17
, що характеризують особливості руху на гірських дорогах (табл. 4.4).
Таблиця 4.4. Додаткові частинні коефіцієнти аварійності для гірських автомобільних доріг Параметр, коефіцієнт Числове значення Відстань між крайкою проїзної частини і бічною перепоною, м











0 ь 1,0 і, Ь
2,0
ь К 2
,
0 1
,75 1,

1,2 1
,0 Звивистість кількість кривих на 1 км дороги)




Відсутня К для R = 20... м
0 5
2
,5 2,0 3,0 3,5 3
2,0 1,
0 К для R > 80м
0 5
,0 1,2 2,0 3,5 4,4

Показники аварійності дороги наносять на лінійний графік (рис. 4.2). Накресленні вказують скорочений поздовжній профіль і план дороги з елементами, які впливають на безпеку руху поздовжні похили, горизонтальні і вертикальні криві, мости, перехрестя з дорогами, ділянки обмеженої видимості, з'їзди та ін. Масштаб креслення вибирають залежно від кількості характерних
елементів. Дорогу аналізують з погляду впливу кожного елемента на безпеку руху за окремими коефіцієнтами аварійності. Під час встановлення меж елементів потрібно враховувати їх вплив за межами ділянки, що аналізується. Середня довжина таких перехідних ділянок на підйомах і спусках за вершиною підйому становить 100 м, після спуску —
150 м. Рис. 4.2. Графік коефіцієнтів аварійності На перехресті доріг довжину перехідних ділянок беруть 50 м, на горизонтальних кривих із радіусом закругленням і менше із забезпеченою видимістю — 50 м, на кривих з обмеженою видимістю за будь-якого радіуса
закругленням. На мостах і шляхопроводах довжину перехідних ділянок беруть 75 мана забудованій місцевості — 1000 м. Частинний коефіцієнт β
1
, що був взятий для окремого елемента дороги (див. с. 112), поширюється і на перехідну ділянку. Під час визначення коефіцієнта К
5
потрібно включати поправку на наявність віражів. Для цього, оцінюючи рівень безпеки руху, слід виходити з величини еквівалентних радіусів кривих, які дозволяють проїзд з такою самою швидкістю, які на кривих із похилом віражу, що дорівнює поперечному похилу проїзної частини на прямих ділянках. Значення еквівалентних радіусів визначають за формулою
пр
пр
кр
пр
кр
екв
і
R
і
R
(4.4) де φ — коефіцієнт поперечної сили, який за розрахунків на стійкість беруть таким, що дорівнює коефіцієнту поперечного зчеплення (індекс «кр» стосується кривої, що розглядається, індекс «пр» — характеристики проїзної частини на суміжній ділянці і — поперечний похил віражу. Метод коефіцієнтів аварійності для оцінювання умов безпечного руху згодом доповнив проф. О.П. Васильєв, який запропонував використовувати з цією метою сезонні графіки коефіцієнтів аварійності. Внаслідок такого підходу можна враховувати сезонні зміни умов руху на дорозі. Це дає змогу розробляти заходи щодо підвищення безпеки руху в конкретну пору року з урахуванням місцевих погод-но-кліматичних чинників. Щоб визначити підсумкове значення сезонних коефіцієнтів аварійності, слід частинні (окремі) коефіцієнти помножити на поправкові коефіцієнти, які враховують зміни параметрів доріг протягом року. Метод дає змогу оцінювати і пропонувати умови руху на дорозі під час дії того чи іншого метеорологічного чинника. Підсумковий графік сезонних коефіцієнтів аварійності є робочим документом оцінювання безпеки руху в різні періоди року, оскільки на його основі можна розробляти конкретні заходи щодо підвищення безпеки руху. Небезпечними прийнято вважати ділянки, де підсумковий коефіцієнт аварійності перевищує 20 в умовах рівнинної місцевості і 40 — в умовах пересіченого рельєфу. Заданими підсумкового показника аварійності можна встановлювати ділянки, які потребують певних заходів з метою підвищення їх технічного рівня або перепроектування. Перепроектуванню підлягають ділянки, на яких К
5

перевищує: для нових доріг — 15 - 20, для реконструйованих — 25 - 40. У процесі експлуатації дороги слід дотримуватись таких вимог за К
ав
> 10-20 проїзна частина має бути поділена на смуги, які забороняють обгін із виїздом на смугу зустрічного руху за К
ав
> 20 - 40 проїзна частина має бути поділена на смуги, заборонено обгін і встановлені знаки, що обмежують швидкість.
4.4. Оцінювання дорожніх умов за коефіцієнтами безпеки руху
Метод коефіцієнтів безпеки ґрунтується на співвідношенні між
безпечною швидкістю, що забезпечується даною ділянкою дороги (v
Д
), і максимальною швидкістю, яка може бути розвинена автомобілем на попередній ділянці (v
вх
):
вх
Д
без
v
v
K
(4.5) Аналіз безпеки руху за цим методом можна виконати лише за наявності графіка розподілу швидкостей по довжині дороги. Здебільшого графік будують за умов руху легкового автомобіля в обох напрямках. На наявних автомобільних дорогах графік розподілу швидкостей можна побудувати заданими пробних проїздів або на основі даних, одержаних під час вивчення швидкостей руху. Швидкості визначають вимірюванням секундомірами тривалості проїзду автомобілем фіксованої ділянки дороги певної протяжності або за допомогою приладів, що працюють за принципом радіолокації чи фіксування пневматичних імпульсів. Необхідна кількість вимірювань швидкостей залежить від інтенсивності руху, її слід брати у межах рекомендованих значень Інтенсивність руху, авт/год 50 100 200 300 500 600 Кількість вимірювань 100 80 60 50 30-40 За розрахункову беруть швидкість, що відповідає 95 % забезпеченості швидкість автомобіля, повільніше якого їдуть 95 % загальної кількості автомобілів у транспортному потоці. Для розрахунку швидкостей руху одиничних автомобілів можна скористатися методами, розробленими М.Ф. Хорошиловим, К.А. Хавкіним та О. Є. Бельським. Згідно з методом Хорошилова, використовують графіки розгону та гальмування автомобіля на ділянках доріг з різними геометричними параметрами. В ньому не враховуються детально швидкості руху в окремих точках криволінійної частини поздовжнього профілю. Оскільки на вертикальних кривих похили змінюються, то автомобіль по них рухається з нерівномірною швидкістю, а це в методі Хорошилова не враховується. Загалом метод дає змогу просто і швидко побудувати графік зміни максимально можливих на дорозі швидкостей руху з урахуванням їх обмеження в окремих місцях правилами дорожнього руху та несприятливими елементами плану і профілю. Можливу швидкість руху за цим методом визначають за графіками динамічних характеристик автомобілів, що рухаються по ділянці дороги зі сталими поздовжніми похилами.
К.А. Хавкін запропонував метод розрахунку руху автомобіля по криволінійному поздовжньому профілю, який можна описати кубічною параболою. Майже одночасно аналогічний метод, але для умов колових вертикальних кривих, запропонував О.Є. Бельський. Ці методи дають змогу розрахувати теоретичні максимальні швидкості руху одиничного автомобіля в будь-якій точці поздовжнього профілю дороги.
Загальний вигляд рівняння руху автомобіля по вертикальній кривій
dt
dv
g
i
f
G
v
KF
B
A
2
(4.6) де А, В — коефіцієнти зрівняння Р
к
= А-Bv
2
; КF — коефіцієнт опору повітря
V
— швидкість руху автомобілям с G — вага автомобіля кг f — коефіцієнт опору коченню і — поздовжній похил дороги у відсотках δ — коефіцієнт, що враховує вплив обертання мас
dt
dv
— прискорення автомобілям с g — прискорення вільного падіння (9,81 мс. Інтегруванням рівняння (4.4) отримаємо вираз для визначення теоретичної максимальної швидкості
x
K
K
e
K
v
v
x
n
2 1
1 2
(4.7) де v
n
— початкова (вихідна) швидкість на ділянці, мс х — відстань від початку ділянки, м
R
K
K
i
f
a
B
K
1
;
)
(
1 2
2 1
R — радіус вертикальної кривої, м
gb
G
KF
B
b
G
A
a
2
;
;
Недоліком описаних методів є неможливість розрахунку за ними швидкостей на спусках. Для цього свій метод запропонував Ю.О. Кременець. Він ґрунтується на урахуванні характерних режимів руху автомобілів залежно від довжини та похилу спуску, а також динамічних і гальмівних характеристик автомобіля. До динамічних і гальмівних характеристик належать тягове зусилля на спуску, накат, гальмування двигуном, гальмування колісними гальмами, сумісне гальмування двигуном і гальмами. Застосування розглянутих методів і покладено в основу єдиної методики побудови графіка швидкостей одиничного автомобіля вздовж усього дорожнього маршруту. Вона передбачає послідовність побудови графіка, описану нижче.
1. Залежно від елементів поздовжнього профілю встановлюють Найбільш імовірний режим руху для кожного підйому і спуску.
2. За методами К.А. Хавкіна або О.Є. Бельського будують графіки швидкостей для підйомів та горизонтальних ділянок дороги з урахуванням ступеня відкривання дросельної заслінки автомобіля на кожній ділянці
Р
др
=0,2 + 16ψ-83ψ
2
(%),
(4.8) де ψ — сумарний дорожній опір, ψ = f ± і ; f — коефіцієнт опору коченню і — поздовжній похил дороги, ‰. Для наближених розрахунків можна взяти Похилі більше
Ступань відкривання дросельної заслінки, % 50 - 60 80 - 85 100 3. За методом Ю.О. Кременця будують графіки швидкостей для ділянок на спусках. Для цього для кожного спуску попередньо будують графік залежності швидкості від шляху і визначають характерний режим руху
автомобіля. За початкову (вихідну) швидкість на спуску при цьому беруть швидкість на попередній ділянці дороги.
4. Значення швидкостей, одержані з використанням наведених методів, перевіряють на допустимість їх для окремих елементів дороги. Для цього використовують залежність
n
ДОП
i
R
v
127
(4.9) на кривих у плані за обмеженої видимості граничнодопустимі швидкості руху визначають за формулами на кривих у плані
)
(
127 0
2 2
l
S
K
i
v
e
ДОП
(4.10) на підйомах із похилом і (до 20 ‰), які закінчуються горизонтальною ділянкою
)
(
127 0
l
S
K
i
v
e
ДОП
(4.11) на випуклому переломі зі спряженими похилами і
1
та і
2
)
(
)
(
127 0
2 1
l
S
K
i
i
v
e
ДОП
(4.12) на угнутих кривих
В
ДОП
aR
v
13
(4.13) де R — радіус кривої в плані, м μ — коефіцієнт поперечної сили
(μ =0,15); і
П
—поперечний похил, частки одиниці φ коефіцієнт поздовжнього зчеплення і — поздовжній похил, на якому розміщена крива К
е
— коефіцієнт ефективності гальмування (для легкових автомобілів К
е
= 1,4, для вантажних —
К
е
= 1,8); S — відстань видимості, м (для формули (4.10)
BR
S
4
, для формулі В — ширина земляного полотнам запас шляху, м (l
0
= 5); R
в
— радіус ввігнутої кривої, м а — відцентрове прискорення
(а≈0,5...0,7 мс. Щоб одержати графік швидкостей, близький до фактичного, потрібно враховувати психологічну дію на водія окремих елементів дороги. Для цього розраховану швидкість для прямолінійних або криволінійних ділянок доріг v
т

слід помножити на коефіцієнт психологічної дії τ
п
, тобто
п
т
ф
v
v
:
Показник
Коефіцієнт т п
Кінець спуску (похил понад 30 ‰) з подальшим підйомом Горизонтальна крива 1000 м Малий міст Середній і великий міст Перехрещення доріг водному рівні просте каналізоване Ширина проїзної частини, м
6,0 0,75 7,5 1,00

9,0 1,05 За розрахованими швидкостями будують графіки швидкостей та коефіцієнтів безпеки руху (рис. 4.3). Зазначення К
б
0,80 ділянка дороги вважається безпечною. Допустима швидкість націй ділянці близька до швидкості, встановленої для умов руху без обмеження. Зазначення коефіцієнта безпеки в межах 0,60 - 0,80 дорожні умови вважають ускладненими, потрібна підвищена увага водія. Небезпечні
(К
б
= 0,40...0,60) і надзвичайно небезпечні (К
б
< 0,40) дорожні умови супроводжуються різкою зміною швидкостей руху. Це спостерігається в місцях відчутної зміни плану і поздовжнього профілю дороги, помітного погіршення якості проїзної частини, зливання та перехрещення транспортних потоків, раптової появи на дорозі пішоходів, велосипедистів і тварин.
Рис. 4.3. Лінійний графік швидкостей і коефіцієнтів безпеки руху У проектах нових доріг не допускаються ділянки зі значеннями коефіцієнтів безпеки руху менш ніж 0,80. Під час розробки проектів реконструкції і капітального ремонту автомобільної дороги слід перепроектувати ділянки зі значеннями коефіцієнтів безпеки руху менш ніж 0,60.

4.5. Оцінювання дорожньо
- транспортних умовна залізничних переїздах Частими причинами дорожньо-транспортних пригод на залізничних переїздах бувають недосконалі дорожні умови, недостатня видимість, некомплектне обладнання переїзду тощо. Для прийняття рішення про поліпшення дорожніх умову зоні переїзду встановлюють такі дані інтенсивність і розклад руху потягів інтенсивність руху автомобілів через переїзд частота і тривалість відкривання переїзду швидкість проїзду зони переїзду потягами й автомобілями геометричні елементи автомобільної дороги, число залізничних колій, відстань видимості обладнання переїзду шлагбаумами, сигналізацією, дорожніми знаками, огорожами, розміткою, штучним освітленням, спеціальними доріжками для пішоходів стан проїзної частини (рівність і слизькість покриття, конструкція переїзду дорожньо-транспортні пригоди. З метою підвищення безпеки руху передбачають комплекс заходів, перелік яких визначається небезпечністю переїзду й оцінюється показником К
а
:
К
а
= 2,74 + 0,00038N
а
+ 0,068N
П
- 0,034K
об
- 0,0045S,
де N
а
— інтенсивність руху автомобілів, авт/добу; N
П
— інтенсивність руху потягів, пот/дрбу; K
об
— коефіцієнт обладнання переїзду S — відстань видимості для потягам. Якщо К
а
< 1,0, ситуацію в зоні залізничного переїзду оцінюють як безпечну, за К
а
=1,0...2,0 — як малонебезпечну, за К
а
= 2,0...3,0 — небезпечну і за К
а
> 3,0 — дуже небезпечну. Відповідно до оцінювання ситуації призначають заходи щодо підвищення безпеки руху. Так, за К
а
< 1,0 — нанесення ліній розмітки, встановлення сигналізації за К
а
=1,0...2,0 — нанесення ліній розмітки, влаштування автоматичної світлофорної сигналізації за К
а
= 2,0...3,0 — нанесення ліній розмітки, встановлення автоматичного шлагбаума із світлофорною сигналізацією за К
а
> 3,0 — будівництво перехрещення в різних рівнях. Коефіцієнт К
об
приймають згідно з обладнанням переїзду дорожніми знаками. 4,0 механічним шлагбаумом без сигналізації. 11,0
« « із сигналізацією оповіщення
« « із сигналізацією оповіщення та світлофорною..........................25,0 автоматичною світлофорною сигналізацією автоматичним шлагбаумом і сигналізацією За недостатньої видимості на підходах до переїзду вводять обмеження швидкостей руху автомобілів. Допустиму швидкість v
доп
у зоні переїзду встановлюють залежно від забезпеченої відстані видимості потягу, що наближається до переїзду

S, м
<50 50-100 100-200 200-400
v
доп
Обов'язкова зупинка автомобіля 50 60 Існують певні вимоги до ширини проїзної частини дороги в межах переїзду ширина настилу має бути дещо ширшою за ширину проїзної частини дороги — нам у кожен бік на дорогах IV-V категорій вона має бути не меншою 7,0 м на відстані 20 м з обох боків від переїзду. Якщо інтенсивність руху по дорозі значна, то з метою збільшення пропускної здатності рекомендується влаштовувати до і після переїзду додаткові смуги, довжина яких призначається заданими табл. 4.5.
Таблиця 4.5. Залежність довжини додаткової смуги проїзду на переїзді від інтенсивності руху Інтенсивність руху потягів, пот/добу Додаткова смуга проїзду, м, за інтенсивності руху автомобілів, авт/год
|
100 100 - 200 200 - 300 300 - 400 10


120 100 70 50 250 200 120 100 25

180 150 80 60 250 220 120 100 300 270 170 150 50 150 120 80 60 200 150 100 80 300 250 150 120 350 300 200 170 100 180 150 90 70 230 220 110 90 300 280 180 150
— Примітка. У чисельнику наведено довжину смуги перед переїздом, у знаменнику за переїздом. Підходи автомобільних доріг IV-V категорій до переїзду, розташовані наприкінці спусків, упродовж 50 м слід проектувати з поздовжніми похилами не більше 30‰.
4.6. Оцінювання дорожніх умов за зчіпними якостями, міцністю та рівністю дорожніх покриттів У розд. 3 наведено методи обстеження стану дорожніх одягів зчіпних якостей, міцності та рівності. Отримана інформація про стан дорожнього покриття і порівняння її з нормативними даними дає змогу оцінити відповідність існуючого одягу вимогам як наявного, такі прогнозованого потоку транспортних засобів. З метою наочного подання стану дорожнього одягу по всій довжині дороги або окремих її ділянок складають лінійні графіки рівності (рис. 4.4), міцності і коефіцієнтів зчеплення колеса автомобіля з покриттям (рис. 4.5). На графіках горизонтальними лініями вказують нормативні величини показників відповідно для існуючих умов руху і прогнозованих на розрахунковий період.

Рис. 4.4. Лінійний графік рівності покриття Для оцінювання шумового забруднення придорожньої смуги також складають лінійний графік (рис. 4.6).


Поділіться з Вашими друзьями:
1   2   3   4   5   6   7   8


База даних захищена авторським правом ©divovo.in.ua 2017
звернутися до адміністрації

войти | регистрация
    Головна сторінка


загрузить материал