8. Видимость в продольном профиле. Выпуклые и вогнутые вертикальные кривые. Рациональное сочетание кривых в плане и продольном профиле. Движение автомобилей на подъемах и спусках.

Исходя из требуемых условий видимости радиусы вертикальных кривых должны быть

Выпуклых Rmin=s1/2d

S1- расстояние видимости поверхности дороги

d- высота глаз водителя легкового автомобиля над поверхностью дороги

Вогнутых Rmin=S1*S1/2(hф+S1*sinA/2)

hф- высота света фар легкового автомобиля над поверхностью проезжей части

А- угол рассеивания пучка света фар

Радиус вертикальной вогнутой кривой из условия ограничения центробежной силы

Rmin=Vр* Vр/6,5

Vр-расчетная скорость

Выпуклые кривые устраивают для плавного перехода с одного уклона на другой и улучшения видимости в продольном профиле. Вертикальной выпуклой кривой срезается перелом и увеличивается расстояние видимости.

Радиусы выпуклых кривых определяют исходя из обеспечения видимости поверхности дороги.

Водитель, находясь в т.А , увидит дорогу в точке, где луч зрения касается поверхности дороги (т.Б). Тогда из прямоугольного треугольника имеем

Рис.5. Расчетная схема   (5.)

Откуда,   . (5.)

Пренебрегая вторым членом, получаем,

 . (5.)

Принимая h=1,2м, а S определяя по формуле расчета расстояния видимости поверхности дороги, получают значения радиусов вертикальных кривых (R_вып). Эти величины радиусов, вместе с расчетными скоростями движения и расстояниями видимости даны в СНиП 2.05.02-86*.

Вогнутые кривые устраивают для смягчения толчка на вогнутом переломе профиля и увеличения видимости в ночное время. На вогнутой кривой при движении автомобиля возникает центробежная сила, действующая как дополнительная нагрузка на колеса автомобиля. Допуская величину этой нагрузки до 5 % полного веса автомобиля mg=G, получаем С=0,05mg. Но

 (5.)

Подставляя, получаем

 . (5.)

Откуда,

 (5.)

Но g≈10 и   (5.)

Выражая скорость в км/ч, получаем

 (5.)

При разработке норм на проектирование вогнутых кривых использовали формулу, аналогичную выведенной, т.е.

 (5.)

где в=0,5÷0,7м/с² – допустимая величина центробежного ускорения.

Радиусы вогнутых кривых, рассчитанных по этим формулам (или взятые в СНиП) необходимо проверять на обеспечение видимости при свете фар.

 

Рис.5. Расчетная схема

Определим высоту H, на которую действует свет фар на вогнутой кривой:

Н=h_фар+Ssinα, (5.)

где h_фар – возвышение центра фары над поверхностью дороги, м;

S – расчетное расстояние видимости, м.

Но из геометрии известно:

S²=2RH, (5.)

или   (5.)

В связи с проверкой радиусов по этой формуле в СНиП 2.05.02-85* имеется положение, в котором говорится: при назначении элементов плана и продольного профиля в качестве основных параметров следует принимать:

- продольные уклоны - не более 30 %;

- расстояние видимости для остановки автомобиля - не менее 450 м;

- радиусы кривых в плане - не менее 3000 м;

- радиусы кривых в продольном профиле:

- выпуклых - не менее 70000 м;

- вогнутых - не менее 8000 м;

- длины кривых в продольном профиле:

- выпуклых - не менее 300 м;

- вогнутых - не менее 100 м.

Движение на подъеме и спуске

Основные опасности при движении на подъеме дороги связаны с ограниченной видимостью обстановки впереди, возможной потерей скорости при движении за медленно движущимся транспортом, неисправностью системы торможения. При приближении к подъему наблюдайте за всеми транспортными средствами, разгоняющимися до большой скорости для того, чтобы преодолеть подъем сходу. Особую опасность среди таких автомобилей представляют большегрузные транспортные средства. Если ваш автомобиль не обладает большой мощностью, двигайтесь на подъеме по правой крайней полосе движения, чтобы не мешать другому транспорту, движущемуся с большой скоростью. Старайтесь двигаться на подъеме с равномерной скоростью. Если впереди вас по длинному подъему медленно двигаются транспортные средства, обогнать которые вы не можете, переключите пониженную передачу, что увеличит силу тяги двигателя, уменьшит вероятность остановки двигателя, снизит вибрацию автомобиля. Следите за признаками, свидетельствующими о перегреве двигателя, особенно на длинных крутых подъемах при движении в жаркую погоду. Помните, что переключение на пониженную передачу заставляет вращаться вентилятор с большей скоростью, что улучшает охлаждение двигателя. Приближаясь к вершине подъема немного уменьшите скорость движения, так как вы не можете видеть обстановку за подъемом. Выезжая на подъем при движении по узкой дороге старайтесь держаться как можно правее и подайте предупреждающий сигнал звуком и переключением света фар.   Подъезжая к спуску следите за знаками, показывающими его крутизну. Несколько раз слегка притормозите для того, чтобы проверить надежность ваших тормозов, если спуск длинный и крутой.   Перед началом длинного спуска включите пониженную передачу. Дополнительная сила торможения, создаваемая двигателем, уменьшит износ тормозов.     Двигаясь на спуске дороги, постоянно смотрите в зеркало заднего вида, чтобы вовремя заметить транспорт, движущийся с большой скоростью. Старайтесь поддерживать скорость на одном уровне, отпуская педаль газа, а при необходимости, нажимая педаль тормоза или включив пониженную передачу. Не двигайтесь по спуску на нейтральной передаче, это может привести к потере управляемости автомобилем.   Приближаясь к концу спуска, включите повышенную передачу, соответствующую нормальной скорости движения на данном участке.

9. Обоснование величины максимальных уклонов. Инерционные тяговые расчеты. Особенности тяговых расчетов для движения по вертикальным кривым. Расчеты скорости и продолжительности движения по дороге. Расход топлива.

Уклоны ПЧ

Проезжую часть следует предусматривать с двускатным поперечным профилем на прямолинейных участках дорог всех категорий и, как правило, на кривых в плане радиусом 3000 м и более для дорог I категории и радиусом 2000 м и более для дорог других категорий. На кривых в плане меньшим радиусом следует предусматривать устройство проезжей части с односкатным поперечным профилем (виражей) исходя из условий обеспечения безопасности движения автомобилей с наибольшими скоростями при данных радиусах кривых. 5.36 Поперечные уклоны проезжей части (кроме участков кривых в плане, на которых предусматривается устройство виражей) следует назначать в зависимости от числа полос движения и климатических условий.

Поперечные уклоны обочин при двускатном поперечном профиле следует принимать на 10-30‰ больше поперечных уклонов проезжей части. В зависимости от климатических условий и типа укрепления обочин допускаются следующие величины поперечных уклонов, ‰ : 30-40 - при у креплении с применением вяжущих; 40-60 - при укреплении гравием, щебнем, шлаком или замощении каменными материалами и бетонными плитами; 50-60 - при укреплении дернованием или засевом трав. Для районов с небольшой продолжительностью снегового покрова и отсутствием гололеда для обочин, укрепленных дернованием, может быть допущен уклон 50-80‰.

Тяговые расчёты — прикладная часть теории тяги поездов, в которой рассматриваются условия движения поезда и решаются задачи, связанные с определением сил, действующих на поезд, и законов движения поезда под воздействием этих сил.

Результатом тягового расчета является определение скоростей и времени движения машины на различных участках трассы при известном уклоне или выбор уклона соответствующего участка; определение тормозного пути, пропускной способности выработки  ,

где g – ускорение свободного падения, м/с; Р – фактическая грузоподъемность транспортной машины, т; Р₀ – масса машины; w₀ –удельное сопротивление движению, Н/кН; w_к – удельное дополнительное сопротивление движению от кривизны трассы, w_к = = (0,05-0,08)w₀; i – уклон дороги, ‰; d – коэффициент, учитывающий инерцию вращающихся масс машин (для машин с двигателем внутреннего сгорания d = 1,10, для машин с электроприводом d = 2¸2,25); а – ускорение движения, м/с²; W_в – сопротивление воздуха, Н.

В подземных условиях по сравнению с условиями работы машины на поверхности сопротивление воздуха увеличивается в 1,5 раза:

 ,

где r – аэродинамический коэффициент обтекания, r = 0,08¸0,10; W – площадь лобовой поверхности машины, м²; v – скорость движения, км/ч.

Скорость движения принимается по динамической характеристике машины, но не более 20 км/ч. На прямолинейных участках горизонтальной выработки длиной более 500 м допускается увеличение скорости до 40 км/ч. Для самоходных вагонов с электроприводом максимальная скорость с грузом 7 км/ч, порожняком 8 км/ч [7].

В зависимости от типа дорожного покрытия (щебеночное, песчаное влажное, грунтовое укатанное, рудная залежь, бокситовая руда, бетонное, асфальтовое, бетонное или асфальтовое с загрязнением) удельное сопротивление движению (w₀) меняется от 10-15 до 90-210 Н/кН, а коэффициент сцепления колес с покрытием (j) колеблется от 0,6 до 0,7 (сухое покрытие) и от 0,25 до 0,6 (влажное покрытие).

Сила тяги, развиваемая машиной на ободе колеса,

 Для оценки соответствия размеров отдельных элементов дороги и их сочетаний требованиям безопасности и удобства движения на основе расчетов на ЭВМ или по вспомогательным таблицам строят эпюру изменения скорости одиночного автомобиля в зависимости от параметров продольного профиля и плана без учета ограничений, предусматриваемых Правилами дорожного движения и устанавливаемыми знаками.

При расчете скорости движения одиночного автомобиля за расчетный автомобиль принимают: легковой ГАЗ-24, грузовой ЗИЛ-130. На промышленных дорогах выбор расчетного автомобиля должен быть обоснован анализом состава движения или парка применяемых автомобилей.

Расчет скорости движения одиночного автомобиля выполняют на основе его динамических характеристик с учетом следующих рекомендаций:

а) использование передач учитывают в соответствии с данными, приведенными в табл. 1.1.

б) степень открытия дроссельной заслонки в зависимости от характеристик подъема дороги и двигателя автомобиля принимают по табл. 1.2 или определяют по формуле

,

где i— продольный уклон, тысячные; L —длина участка подъема, м;N_уд— удельная мощность двигателя автомобиля, кВт/т.