Страница 8: Методические рекомендации по проектированию и оборудованию автомагистралей для обеспечения безопасности движения (48302)

Переходные периоды - это весенний и осенний периоды с неустойчивой погодой. Весенним считается период со средней суточной температурой воздуха от 0 до 15 °С, а осенним - период понижения температуры воздуха от 15 °С до 0. Летний период ограничивается датами перехода средней суточной температуры воздуха через 15 °С в период повышения весной и понижения осенью.

Для предварительной оценки на рис. 6.1 приведена схема районирования территории страны на три основные зоны, характерные по условиям движения на дорогах.

6.2.5. К зоне I относится территория с зимним расчетным периодом. Южная граница этой зоны проходит по линии, соединяющей точки, в которых , т.е. среднесезонные коэффициенты обеспеченности расчетной скорости для зимнего и переходных периодов равны между собой. К этой зоне отнесены районы, в которых длительность периода со среднесуточными температурами ниже 0 °С составляет в году 125 сут и более.

Рис. 6.1. Районирование территории СССР на зоны по условиям движения автомобилей

……ных периодов. Подзона IА характеризуется тем, что здесь зимний расчетный период единственный, поскольку переходные периоды очень короткие (20 - 60 сут в году) и ими можно пренебречь. Скользкость покрытия наблюдается в период гололеда, снежного наката или рыхлого слоя снега на покрытии. В подзоне IБ зимний период дополняется значительным по длительности (60 - 100 сут) переходным периодом. Поэтому в подзоне IБ необходимо конструктивные и организационные мероприятия дополнять мероприятиями, рассчитанными на обеспечение удобства и безопасности в переходные периоды года. Подзона IБ близка по характерным особенностям к зоне II. Расчетными условиями здесь служат скользкость и сужение проезжей части из-за наличия гололеда, снежных заносов, выпадения осадков, т.е. в этой подзоне необходимы мероприятия, характерные для зимнего и переходных периодов.

6.2.6. Зона II характерна тем, что расчетными служат переходные периоды. Южная граница этой зоны проходит по линии, где . Зона II включает районы, где переходные периоды длятся от 40 до 110 сут, а зимний - от 40 до 125 сут. Зимы в этих районах малоснежные с частыми оттепелями, поэтому расчетным состоянием дорог можно считать повышенную скользкость покрытия из-за увлажнения и загрязнения покрытия на обочинах и переходных полосах.

6.2.7. Зона III характеризуется летним расчетным периодом, так как зимний и осенне-весенний периоды весьма короткие и вместе составляют 80 - 110 сут. Основными расчетными условиями служат движение в период высокой температуры воздуха, а поверочными - условия движения в период выпадения дождей. К зоне III могут быть отнесены южные районы Крыма, Кавказа и районы Средней Азии.

6.2.8. Для горных районов (зона Г на рис. 6.1) расчетный период рекомендуется определять для каждого характерного участка дороги по высоте, так как в зависимости от высоты местности над уровнем моря погодно-климатические условия значительно изменяются.

6.2.9. Районирование по условиям движения коррелируется с дорожно-климатическим районированием. Однако границы зон отличаются друг от друга: зона I по условиям движения включает в себя дорожно-климатические зоны I, II и III; зона II по условиям движения примерно соответствует дорожно-климатической зоне IV; аналогично зона III соответствует V дорожно-климатической зоне.

6.3. Последовательность проектирования дорог с учетом влияния климата на состояние поверхности дорог и условия движения

6.3.1. Дорогу вместе со всем комплексом инженерных сооружений по обеспечению удобства и безопасности движения в сложных метеорологических условиях можно проектировать двумя методами.

По первому из них вначале все параметры и характеристики дороги назначаются из условий обеспечения расчетной скорости одиночного автомобиля в эталонных метеорологических условиях, а затем проверяется обеспеченность расчетных скоростей в наиболее неблагоприятные для движения периоды года, вносятся коррективы и разрабатываются дополнительные мероприятия на участках дороги, где коэффициент обеспеченности ниже допустимого. По второму методу за расчетную принимается схема движения одиночного легкового автомобиля при состоянии поверхности дороги и метеорологических условий, соответствующих наиболее трудному расчетному периоду года. При этом параметры и транспортно-эксплуатационные характеристики назначаются в расчете на допустимый коэффициент обеспеченности расчетной скорости (табл. 6.1).

Таблица 6.1

Примечание. При определении полной ширины укрепленной поверхности необходимо к ширине чистой укрепленной поверхности добавить ширину полосы загрязнения в зависимости от укрепления обочины (см. ниже табл. 6.7).

6.3.2. Проектировать дороги с учетом влияния климата и погоды на условия движения рекомендуется по первому методу в такой последовательности:

определить погодно-климатические характеристики района проложения дороги и расчетные периоды года;

назначить все параметры и характеристики дороги в расчете на эталонные условия в соответствии с нормами и правилами, а также рекомендациями, изложенными в гл. 1 - 5 и 7;

вычислить коэффициенты обеспеченности расчетной скорости на всех характерных участках дороги (на прямых горизонтальных участках, подъемах и спусках, кривых в плане, а также на насыпях и в выемках) для состояния дорог и метеорологических условий, соответствующих расчетным периодам года;

построить эпюру коэффициента обеспеченности расчетной скорости для каждого направления движения и выявить участки, где значения коэффициентов ниже допустимых;

проверить обеспеченность расчетной скорости на участках дорог, где может наблюдаться повышенная опасность воздействия отдельных метеорологических явлений - тумана, ветра, песчаных заносов, пыльных бурь, снега и др.;

назначить варианты геометрических параметров, транспортно-эксплуатационных характеристик и других инженерных решений (см. п. 6.4), гарантирующих требуемый уровень обеспеченности расчетной скорости в неблагоприятные периоды года;

повторно проверить обеспеченность расчетной скорости в неблагоприятные периоды года;

исходя из максимально возможных и максимально допустимых скоростей движения одиночного автомобиля на запроектированных участках дорог, прогнозируемой интенсивности и состава движения вычислить средние скорости транспортного потока по сезонам года и среднегодовую скорость (см. п. 6.8);

оценить обеспеченность безопасности движения в различные периоды года по сезонным графикам коэффициентов аварийности по каждому варианту;

определить технико-экономические показатели намеченных решений с учетом их фактической эффективности по периодам года (п. 6.8) и принять окончательное решение.

6.4. Назначение параметров и характеристик автомагистралей и оценка их влияния на обеспеченность расчетной скорости в неблагоприятные периоды года

6.4.1. Продольные и поперечные уклоны проезжей части автомагистралей, радиусы кривых в плане, ширину краевых полос и укрепленных обочин, инженерное оборудование дорог, шероховатость покрытия и его сцепные качества, а также снегозащитные и ветрозащитные сооружения необходимо назначать с учетом вероятности появления и интенсивности основных метеорологических явлений, характеризующих климат данного района.

6.4.2. Наличие снежных отложений на поверхности дорожного покрытия в периоды снегопадов и метелей приводит к изменению взаимодействия в зоне контакта колеса автомобиля с дорогой - одновременно снижается сцепление с покрытием и повышается сопротивление качению (рис. 6.2). Следовательно, максимально возможная скорость и коэффициент обеспеченности расчетной скорости зависят от толщины слоя снега на покрытии, его плотности и влажности.

6.4.3. В общем случае максимальный продольный уклон…..

Рис. 6.2. Зависимость коэффициента сцепления φ и коэффициента сопротивления f качению от толщины d слоя неуплотненного снега на покрытии

Исходя из динамической характеристики и с учетом состояния покрытия в расчетный период максимальный продольный уклон при движении на подъем (в тысячных)

iсц max = Dсц - f,                                                             (6.2)

где Dсц - динамическая характеристика по сцеплению;

f - коэффициент сопротивления качению.

Коэффициент сопротивления качению для легкового автомобиля

fл = f20 + 0,00025 (v - 20),                                           (6.3)

для грузового

fг = f20 + 0,0002 (v - 20),                                             (6.4)

где f20 - коэффициент сопротивления качению при скорости v движения автомобиля до 20 км/ч.

Для .сухого и влажного чистого покрытия из асфальтобетона и цементобетона f20 = 0,01 ÷ 0,02, а для заснеженного покрытия - по рис. 6.2.

6.4.4. Максимальный продольный уклон необходимо проверять возможностью его преодоления при скользком покрытии в период гололеда и снежных осадков, когда автомобиль преодолевает косой уклон. Максимальный продольный уклон (в тысячных), преодолеваемый автомобилем при гололеде,

,                                          (6.5)

где т - коэффициент сцепного веса, равный 0,5 - 0,55 для легковых автомобилей и 0,65 - 0,75 для грузовых;

φ - коэффициент продольного сцепления колеса автомобиля с покрытием;

iпоп - поперечный уклон наружной полосы движения.

6.4.5. Максимально возможная скорость движения на подъем с принятым в проекте уклоном определяется по графику динамической характеристики по сцеплению для фактического состояния поверхности дороги и проверяется для расчетного состояния.

Максимально возможная скорость на подъеме по условиям сцепления колеса автомобиля с дорогой может быть также определена по формулам:

при снежном покрове v = 120 - 667 (f + i),                      (6.6)

при гололеде v = 120 - 874 (f + i).                                     (6.7)

6.4.6. Частный коэффициент обеспеченности расчетной скорости при движении на подъем определяется как отношение

Крсi = vфi : vр,                                                               (6.8)

где vфi - максимально возможная скорость автомобиля на подъеме;

vр - расчетная скорость автомобиля (принята 120 км/ч).

Для упрощенных расчетов vф и Крс могут быть получены по графикам (рис. 6.3, а).

Рис. 6.3. Влияние продольного уклона iпрод и состояния покрытия на скорость v и коэффициент Крс обеспеченности расчетной скорости:

а - на подъеме; б - на спуске; 1 - сухое чистое покрытие, f = 0,015; 2 - рыхлый снег толщиной h = 2 ÷ 5 мм, f = 0,02; 3 - уплотненный снег, f = 0,04; 4 - рыхлый снег, h = 20 мм, f = 0,09; 5 - то же, h = 40 мм, f = 0,10; 6 - то же, h = 80 мм, f = 0,15; 7 - то же, h = 10 мм, f = 0,17; 8 - гололед, f = 0,09; 9 - сухое чистое покрытие, φ = 0,5 ÷ 0,6; 10 - мокрое, φ = 0,4; 11 - то же, φ = 0,3; 12 - снежный накат, φ = 0,2; 13 - гололед, φ = 0,1.