Страница 11: Методические рекомендации по проектированию и оборудованию автомагистралей для обеспечения безопасности движения (48302)

6.5.7. Наибольшее влияние на состояние дороги и условия движения оказывают гололед, метель, осадки в виде дождя и снега, туман и ветер. В такой же последовательности необходима и разработка мероприятий по нейтрализации этих явлений.

Для этого на основе климатических характеристик ближайшей метеостанции и сопоставления их с табл. 6.5 необходимо определить число дней в году с различной обеспеченностью расчетной скорости под влиянием отдельных метеорологических явлений.

Гололед относят к особо опасным явлениям, поскольку коэффициент сцепления при этом всегда меньше 0,2. Гладкие покрытия, для которых коэффициент сцепления в сухом состоянии составляет 0,5 - 0,6, уже при образовании связной пленки воды имеют коэффициент сцепления менее 0,4, т.е. для таких покрытий влажность воздуха 90 - 100 % опасна, дождь интенсивностью 0,2 мм/мин очень опасен.

Для шероховатого покрытия опасен дождь интенсивностью 0,3 мм/мин и выше, при котором образуется слой воды толщиной 4 мм и коэффициент сцепления снижается до 0,4. Поэтому при назначении поперечного уклона проезжей части, уклона виража и параметров шероховатости покрытия для автомагистралей необходимо исходить из толщины слоя воды на покрытии не более 4 мм.

Особенно трудные условия движения наблюдаются во время метелей, когда любое препятствие на поверхности или около дороги может привести к образованию снежных отложений на дороге. Известно, что особенно много снега переносится при скорости ветра более 9 м/с.

Поэтому метели при скорости ветра до 9 м/с можно отнести к опасным для движения, а метели при скорости ветра более 9 м/с - к очень опасным для движения.

6.5.8. Для борьбы с гололедом в проектах дорог нужно предусматривать устройство баз хранения противогололедных материалов. В зависимости от интенсивности движения расстояние между базами должно приниматься от 20 до 50 км.

На опасных участках через каждые 50 - 100 м должны быть созданы места хранения абразивных материалов, защищенные от снега, намокания и замерзания.

ность устройства теплоэлектрообогрева проезжей части на наиболее опасных участках (мосты, путепроводы, пересечения в разных уровнях, зоны автобусных остановок и др.).

На участках автомагистрали, где по данным метеорологических справочников или наблюдений ожидается повышенное число случаев гололеда, целесообразно предусматривать автоматические световые табло, предупреждающие водителей о гололеде.

6.5.9. Особенно большое значение имеет предупреждение водителей о реальных условиях движения и рекомендуемых режимах. Для информации водителей необходимо предусматривать в проекте систему временных дорожных знаков и табло со сменной информацией, предупреждающих о неблагоприятных метеорологических условиях, а также системы автоматизированного управления движением (см. гл. 12). В проектах дорог целесообразно предусматривать посты наблюдения за метеорологическими условиями, обслуживаемые дорожными организациями.

6.6. Методика и обобщенный показатель оценки и прогнозирования совместного влияния метеорологических условий, параметров дороги и ее состояния на обеспеченность расчетной скорости

6.6.1. После оценки влияния отдельных параметров дороги и отдельных метеорологических явлений рекомендуется оценить совместное влияние метеорологических факторов на состояние дороги, условия и режим движения.

Для учета такого влияния используются обобщенные показатели, итоговый и среднегодовой (или сезонный) коэффициенты  и Ксг обеспеченности расчетной скорости движения, которые учитывают снижение скоростей в периоды действия каждого в отдельности, совместного действия двух и более метеорологических факторов, а также их последействие. Для определения Ксг предварительно вычисляются вероятности совпадения двух и более метеорологических факторов одновременно.

6.6.2. Вероятность появления каждого фактора в отдельности и их интенсивность могут быть получены из климатических справочников или по данным многолетних наблюдений ближайшей метеостанции.

Данные выписываются по следующим факторам:

х1 - температура воздуха;

х2 - относительная влажность воздуха;

х3 - фактор дождя;

х4 - фактор ветра;

х5 - фактор тумана;

х6 - фактор снега;

х7 - фактор гололеда;

х8 - фактор метели.

Совокупность возможных температур воздуха, кроме того, разбивается на х+1 и х-1 - множество значений положительных и отрицательных температур.

6.6.3. Множества значений каждого метеорологического фактора  разбиваются на 4 интервала по степени влияния их интенсивности на режим движения автомобилей (рис. 6.14):

 - подмножество значений фактора , не оказывающих неблагоприятного воздействия на движение, при Крс = 1,0;

 - подмножество значений факторов , вызывающих снижение расчетных скоростей в диапазоне Крс = 0,75 ÷ 1,0;

 - то же, в диапазоне Крс = 0,5 ÷ 0,75;

 - то же, в диапазоне Крс < 0,5.

Граничные значения интенсивностей каждого метеорологического явления определяются по табл. 6.5.

Рис. 6.14. Основные случаи распределения интенсивности Ixj метеорологических явлений по влиянию на режим движения автомобилей:

а - факторы, действующие во всем диапазоне опасности для движения (метеорологическая видимость, ветер и отрицательная температура воздуха); б - факторы, оказывающие неопасное и опасное влияние (относительная влажность и положительная температура воздуха); в - факторы, оказывающие опасное и очень опасное влияние (метель, гололед, дождь и снегопад); 1 - множество значений фактора, не оказывающих неблагоприятного влияния на режимы движения; 2 - то же, оказывающих неопасное влияние; 3 - то же, оказывающих опасное влияние; 4 - то же, оказывающих очень опасное влияние

6.6.4. При определении вероятности совместного действия двух и трех факторов учитывается, что между подмножествами  множества х факторов имеется три типа соотношений:

несовместимость двух факторов при данной интенсивности (например, снегопад не может наблюдаться при высокой температуре воздуха)

;                                             (6.25)

независимость появления и влияния факторов (например, дождь - ветер)

,                            (6.26)

зависимость появления одного фактора от другого (например, гололед может возникнуть только при отрицательной температуре, метель - при скорости ветра более 3 м/с и т.д.).

.                           (6.27)

Вероятность совместного действия более чем трех отрицательных факторов ничтожно мала и поэтому не определяется.

6.6.5. Совместное влияние различных метеорологических факторов определяется по итоговому коэффициенту обеспеченности расчетной скорости:

. (6.28)

Коэффициенты βij и yije - параметры парного и тройного взаимодействия. Если взаимодействие между факторами отсутствует и каждый фактор действует независимо, то β = y = 0. Коэффициенты парного и тройного взаимодействия определяются отдельно для факторов, возможных при положительных и отрицательных температурах воздуха.

6.6.6. При положительных температурах воздуха возможны сочетания факторов: х1 - температуры воздуха, х2 - влажности воздуха, х3 - дождя, х4 - ветра, х5 - тумана.

Параметры парного взаимодействия факторов имеют вид:

Параметры тройного взаимодействия факторов имеют значения: y123 = 4,56, y124 = 0, y125 = 0, y134 = 24,09, y135 = 0, y234 = 0, y235 = 0, y345 = 0.

Для расчетов необходимо в исходную формулу (6.28) подставить значения параметров парного и тройного взаимодействия.

Например, для одновременного действия трех факторов: температуры (), дождя (х3) и тумана (х5) значения коэффициентов парного взаимодействия β13 = 1,1; β15 = 0; β35 = 0,36; y135 = 0. Тогда расчетная формула примет вид:

.     (6.29)

6.6.7. При отрицательных температурах возможны сочетания факторов:

 - отрицательной температуры воздуха,

х4 - ветра,

х5 - тумана,

х6 -снегопада,

х7 - гололеда,

х8 - метели.

Фактор относительной влажности воздуха при отрицательных температурах отдельно не учитывается, поскольку ее влияние учитывается при образовании гололеда и появлении снегопада. Следует иметь в виду, что сочетание ветра и снегопада дает метель и поэтому не должно учитываться дважды.

Параметры взаимодействия факторов имеют вид:

Значения параметров тройного сочетания: y145 = 3,04, y147 = -0,81, y157 = -0,46, y567 = 4,2, y678 = -0,75, остальные y = 0.

Таким образом, по формуле (6.28) определяют итоговый коэффициент обеспеченности расчетной скорости на проектируемой дороге при всех сочетаниях метеорологических факторов и параметров дороги, а по формулам (6.25) ÷ (6.27) - вероятность появления их сочетаний в условиях климата района проложения дороги. Тем самым на стадии проектирования прогнозируются удобство и безопасность движения с учетом характеристик климата

характерном участке для состояния поверхности дороги и метеорологических условий, соответствующих расчетному периоду года (см. пп. 6.2.2 и 6.2.3), после чего строится линейный график итоговых коэффициентов обеспеченности расчетной скорости, который служит основным показателем оценки соответствия проектных решений требованиям движения с учетом влияния климата и погоды.

Для автомобильных магистралей следует принимать решения, обеспечивающие в расчетный период значения  ≥ 0,75.

Принятие решений, обеспечивающих значения  = 0,5 ÷ 0,75, допускается после технико-экономического обоснования. В исключительных случаях на основании этих расчетов могут быть допущены значения  = 0,50.

6.6.9. Технико-экономические обоснования производятся с использованием значений среднесезонного или среднегодового коэффициента Ксг обеспеченности расчетной скорости, который учитывает продолжительность действия и последействия метеорологических явлений и их сочетаний на состояние поверхности дороги и режим движения транспортного потока.

6.6.10. Точные значения

,                                            (6.30)

где Крс (х) - частные коэффициенты обеспеченности расчетной скорости при действии различных метеорологических факторов;

Ат - линейный оператор продолжительности действия и последействия (Т) метеорологических факторов;

t1 - продолжительность действия метеорологических факторов или характерного состояния атмосферы;

t2 - продолжительность последействия:

Т - продолжительность действия и последействия метеорологических факторов в часах или долях суток соответственно в пределах расчетного периода или года;

T = t1 + t2.                                                                    (6.31)

Таблица 6.6

6.6.11. Продолжительность действия каждого фактора определяется по климатическим справочникам, а продолжительность последействия может быть определена при изысканиях путем наблюдений за состоянием существующей автомагистрали в районе проложения трассы. Осредненные данные о продолжительности действия и последействия ряда факторов приведены в табл. 6.6. Продолжительность совместного действия и последействия двух и трех факторов принимается по наименьшей длительности взаимодействующих факторов.

Для факторов, не имеющих последействия, осредненные данные продолжительности действия (в часах):

Таблица 6.7