1 Прочность дорожных одежд

Дорожная одежда является одним из важнейших составных элементов автомобильной дороги. Затраты на её устройство в ряде случаев достигают 60…70 % от общей стоимости строительства, а состояние дорожной одежды в значительной степени влияет на скорость и безопасность движения.

Необходимо учесть, что дорожная одежда большей части автомобильных дорог рассчитана на осевую нагрузку 6 т, автомобильные магистрали имеют в лучшем случае прочность дорожной одежды, соответствующую 10 т на ось. В 1990 – 1997 гг. из-за сложного экономического положения в стране средств на финансирование ремонта и содержания существующих автомобильных дорог выделялось недостаточно, работы по новому строительству и реконструкции практически отсутствовали, в то время как выпускаемые и поставляемые в Россию грузовые автомобили имеют осевую нагрузку порядка 14 т (МАЗ, Scania, MAN). В настоящее время при проектировании и строительстве автомобильных дорог максимальная расчётная нагрузка согласно СНиП 2.05.02-85 «Автомобильные дороги» составляет 11,5 т.

Под прочностью дорожной одежды понимают способность сопротивляться процессу развития остаточных деформаций и разрушений под воздействием касательных и нормальных напряжений, возникающих в конструктивных слоях и подстилающем грунте от расчетной нагрузки (кратковременной, многократной или длительно действующей однократной), приложенной к поверхности покрытия.

Методика оценки прочности конструкции включает в себя как оценку прочности конструкции в целом (с использованием эмпирической зависимости допускаемого упругого прогиба от количества приложений нагрузки), так и оценку прочности с учетом напряжений, возникающих в отдельных конструктивных слоях и устанавливаемых с использованием решений теории упругости.

Реконструкцию дорожной одежды следует проектировать с требуемым уровнем надежности, под которой понимают вероятность безотказной работы в течение межремонтного периода. Отказ конструкции по прочности физически может характеризоваться образованием продольной и поперечной неровностей поверхности дорожной одежды, связанных с прочностью конструкции (поперечные неровности, колея, усталостные трещины), последующим развитием других видов деформаций и разрушений (частых трещин, сетки трещин, выбоин, просадок, проломов и т.д.). Номенклатура дефектов и методика их количественной оценки определяются специальными нормами, используемыми при эксплуатации дорог.

В качестве количественного показателя отказа дорожной одежды как элемента инженерного сооружения линейного характера используют предельный коэффициент разрушения , представляющий собой отношение суммарной протяженности (или суммарной площади) участков дороги, требующих ремонта из-за недостаточной прочности дорожной одежды, к общей протяженности (или общей площади) дороги между корреспондирующими пунктами.

Прочность конструкции количественно оценивается величиной коэффициента прочности. При оценке прочности конструкции в целом по допускаемому упругому прогибу коэффициент прочности в общем виде определяют по формуле

.                                 (1.1)

При оценке прочности конструкции по слоям по допускаемым напряжениям коэффициент прочности определяют по формуле

,                                          (1.2)

где l_доп - допустимый общий прогиб конструкции под расчетной нагрузкой;

l - расчетный общий прогиб конструкции под расчетной нагрузкой;

 -   расчетные действующие напряжения (нормальные или касательные) от расчетной нагрузки;

 - допустимые напряжения (нормальные или касательные) от расчетной нагрузки;

 -  требуемый общий модуль упругости конструкции, определяемый при расчетной нагрузке;

Е_об -    расчетный общий модуль упругости конструкции, определяемый при расчетной нагрузке.

Коэффициент прочности реконструируемой конструкции должен быть таким, чтобы в заданный межремонтный период не наступил отказ по прочности с вероятностью более заданной, т.е. чтобы была обеспечена заданная (требуемая) надежность.

Для обеспечения заданной надежности (обеспеченности по прочности) коэффициент прочности реконструируемой конструкции по каждому из расчетных критериев не должен быть ниже минимального требуемого значения.

В задачу расчета входит определение толщин слоев одежды в вариантах, намеченных при конструировании, или выбор материалов с соответствующими деформационными и прочностными характеристиками при заданных толщинах слоев.

Отказ дорожной одежды, связанный с недостаточной ее прочностью, может возникнуть в результате   усталостных разрушений монолитных слоев конструкции под воздействием растягивающих напряжений от многократного приложения транспортной нагрузки с последующей интенсивной потерей дорожной одеждой транспортно-эксплуатационных свойств до истечения заданного срока службы.

В соответствии с этим расчет на прочность в слоях выполняют на растяжение при изгибе в монолитных слоях.

Расчет прочности конструкции в целом, без рассмотрения механизма нарушения прочности, ведут по допустимому упругому прогибу (или требуемому общему модулю упругости).

Дорожные одежды на перегонах дорог рассчитывают на кратковременное многократное действие подвижных нагрузок. Принимаемые значения параметров прочностных и деформативных характеристик материалов и грунта в этом случае должны соответствовать указанному характеру приложения нагрузки.

Одежды на остановках, перекрестках дорог, подходах к пересечениям с железнодорожными путями и т. п. должны быть дополнительно проверены на однократное нагружение при продолжительности нагружения не менее 10 мин.

Одежды на стоянках автомобилей и обочинах дорог следует рассчитывать на продолжительное нагружение (более 10 мин). Расчет ведется на единичное нагружение. В этом случае используются статические значения расчетных параметров и коэффициенты на повторность не вводятся. Расчет ведут по критериям сдвига в грунте и слабосвязанных материалах.

При расчете конструкций со слоями из битумоминеральных материалов учитывают влияние температуры на их свойства. При расчете слоев асфальтобетонного покрытия на растяжение при изгибе его характеристики должны соответствовать низким весенним температурам. При расчете слоев из слабосвязных материалов на сопротивление сдвигу модуль упругости асфальтобетонного покрытия должен соответствовать весенним повышенным температурам.

Требуемый уровень проектной надежности в каждом конкретном случае должен быть указан при выдаче задания на проектирование.

Для основных случаев проектирования значения требуемого коэффициента прочности для различных критериев расчета допускается принимать в зависимости от заданного уровня надежности, типа дорожной одежды и категории дороги.

Расчетные значения прочностных характеристик (прочность на растяжение при изгибе) конструктивных слоев определяют через нормативные значения этих характеристик, используя зависимость

,                                      (1.3)

где М_р - расчетное значение прочностной характеристики;

 - нормативное значение этой характеристики;

t -    коэффициент нормированного отклонения М_р при допустимом уровне надежности;

v_t -  коэффициент вариации характеристики.

В качестве расчетных значений деформационных характеристик (модулей упругости) конструктивных слоев допускается принимать их нормативные значения.

 

2 Защита дорог от влияния погодно-климатических факторов

Автомобильные дороги как транспортные сооружения работают при постоянном воздействии погодно-климатических факторов.

В зимний период на безопасность дорожного движения оказывают большое влияние снежные заносы, гололед, туман, низкая температура, короткая продолжительность светлого времени суток. Безопасность дорожного движения в зимний период зависит от качества проведения работ по содержанию дорог в надлежащем состоянии. В подавляющем большинстве случаев из-за неполного удаления снега на отдельных участках дороги для зимнего периода наиболее характерны: потеря четкого очертания земляного полотна, изменение размеров поперечного профиля проезжей части, сужение проезжей части.

Сроки ликвидации зимней скользкости и окончания снегоочистки для автомобильных дорог, а также улиц и дорог городов и других населенных пунктов с учетом их транспортно-эксплуатационных характеристик приведены в ГОСТе Р 50597-93 "Автомобильные дороги и улицы. Требования к эксплуатационному состоянию, допустимому по условиям обеспечения безопасности дорожного движения". Согласно этому нормативному документу:

- На дорогах и улицах городов и других населенных пунктов снег с проезжей части следует убирать в лотки или на разделительную полосу и формировать в виде снежных валов с разрывами на ширину 2,0 - 2,5 м.

- Формирование снежных валов не допускается:

- на пересечениях всех дорог и улиц в одном уровне и вблизи железнодорожных переездов в зоне треугольника видимости;

- ближе 5 м от пешеходного перехода;

- ближе 20 м от остановочного пункта общественного транспорта;

- на участках дорог, оборудованных транспортными ограждениями или повышенным бордюром;

- на тротуарах.

- В городах и населенных пунктах уборку тротуаров и пешеходных дорожек следует осуществлять с учетом интенсивности движения пешеходов после окончания снегопада или метели в сроки, приведенные в ГОСТе.

Осень и весна приносят так же немало забот. В осенний период характерны следующие явления:

- Переувлажнения дорожной одежды;

- Туманы и значительное количество осадков;

- Загрязнение дорожного покрытия в связи с листопадом;

- Утренние заморозки, кратковременный гололед (часто проявляется на хорошо продуваемых сооружениях – мостах, эстакадах, виадуках и др.).

Весной с начала снеготаяния на дорогах много вешней воды. Вода ухудшает сцепление шин с дорогой, в отдельных случаях может возникнуть явление «аквапланирование» и автомобиль станет неуправляемым. При движении по воде тормозные колодки смачиваются водой и теряют коэффициент трения, тормоза теряют свою эффективность. Весной так же возможны туманы.  В это время в связи с переувлажнением низа дорожной одежды снижается ее несущая способность, что требует ограничения движения тяжелых автомобилей.
 Погодно-климатические условия включают в себя метеорологические явления и факторы, которые оказывают существенное влияние на: состояние дороги, автомобиля и водителя; взаимодействие автомобиля с дорогой; восприятие водителем дороги и окружающей обстановки; режим и безопасность движения транспортных потоков. К метеорологическим явлениям, создающим неблагоприятные условия движения, относятся высокая и низкая температуры воздуха, твердые, жидкие и смешанные осадки, метель, гололед, туман и ветер. Каждое метеорологическое явление характеризуется частотой или вероятностью появления, интенсивностью и продолжительностью. С увеличением интенсивности явления условия движения на дороге ухудшаются, снижается скорость движения, возникают заторы, растет число дорожно-транспортных происшествий.

Наиболее неблагоприятен для движения зимний период, когда трудные или очень трудные условия могут сложиться под влиянием семи метеорологических элементов - метели, гололеда, снегопада, тумана, ветра, низкой температуры и высокой относительной влажности воздуха - и их сочетаний. Весной и осенью такие условия могут быть под влиянием шести метеорологических элементов - гололеда, дождя, тумана, ветра, отрицательной температуры и высокой влажности воздуха. Летом лишь четыре метеоэлемента могут создать трудные и очень трудные условия движения - дождь, туман, ветер, высокая температура воздуха.

Число дней в году с неблагоприятными для движения метеорологическими условиями колеблется по территории страны от 170 до 260.

Автомагистрали предназначены для непрерывного пропуска интенсивных транспортных потоков с высокими скоростями и безопасностью движения в любое время года. Поэтому их параметры и характеристики должны быть назначены и обоснованы исходя из условий обеспечения удобных и безопасных условий движения прежде всего в зимний и осенне-весенние периоды с учетом вероятности появления, длительности и интенсивности метеорологических явлений, характеризующих климат района проложения дороги.

При проектировании дорог для предотвращения или ослабления влияния погодно-климатических факторов на условия движения имеются два принципиальных подхода. Первый заключается в выборе таких геометрических параметров плана, продольного и поперечного профилей, транспортно-эксплуатационных характеристик, конструктивных и организационных решений по защите поверхности дороги и транспортного потока от воздействия погодно-климатических факторов, которые обеспечивают требуемый уровень удобства и безопасности движения в любое время года и в любых условиях погоды и снижают затраты на содержание дороги. Этот подход - основной, наиболее эффективный. Второй подход заключается в значительном увеличении мощности службы содержания дороги до уровня, обеспечивающего условия движения, идентичные условиям движения при отсутствии неблагоприятных метеорологических факторов. В большинстве случаев этот путь оказывается экономически нецелесообразным.

Проект автомобильной магистрали должен включать в себя комплекс проектных решений и мероприятий, позволяющих сохранить принятый уровень обеспеченности расчетной скорости в неблагоприятных метеорологических условиях. В состав этих решений и мероприятий входят:

- проложение трассы на каждом участке местности с учетом возможного неблагоприятного воздействия метеорологических факторов;

- выбор и назначение параметров продольного и поперечного профилей, краевых полос, укрепленных обочин, а также размеров и форм разделительной полосы;

- выбор руководящих рабочих отметок и очертаний земляного полотна;

- выбор конструкции дорожной одежды и назначение параметров шероховатости и сцепных качеств покрытия проезжей части, краевых полос и обочин;

- проектирование снегозащитных и ветрозащитных насаждений и сооружений, мест размещения баз по хранению противогололедных материалов;

- расчет и обоснование структуры и мощности службы содержания дороги и оснащения ее дорожной техникой исходя из годовых и сезонных объемов работ по содержанию дороги в данных климатических условиях;

- выбор и обоснование схем организации и режимов движения в различные периоды года, схем разметки и расстановки знаков по сезонам года, мест установки знаков со сменной информацией.

Выбор и обоснование проектных решений и мероприятий, обеспечивающих удобство и безопасность движения в течение всего срока эксплуатации дороги, и в том числе при неблагоприятных погодно-климатических условиях, рекомендуется выполнять на основе принципиально нового показателя - уровня обеспеченности расчетной скорости движения.

Чтобы запроектировать автомагистраль, гарантирующую принятый уровень обеспеченности расчетной скорости в любое время года, необходимо на стадии проектирования оценить влияние каждого элемента и параметра дороги и каждого метеорологического явления, а также их совместное влияние на скорость движения и выбрать такие параметры дороги, такие технические решения и мероприятия, которые обеспечивают заданную скорость и безопасность движения в процессе эксплуатации дороги в реальных погодно-климатических условиях.

Наиболее удобное и безопасное движение наблюдается в эталонных условиях. Любое ухудшение условий движения по сравнению с эталонными ведет к снижению скорости движения, которая может быть ограничена динамическими возможностями автомобиля или требованиями безопасности движения.

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 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.

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.

Предусматривать 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.

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. В проектах дорог целесообразно предусматривать посты наблюдения за метеорологическими условиями, обслуживаемые дорожными организациями.

3 Повышение сцепных качеств дорожных покрытий

Хорошее сцепление шины колеса автомобиля с дорожным покрытием - это основополагающая предпосылка для безопасного движения. Сцепление влияет как на управляемость автомобиля, так и на величину тормозного пути. Характеристикой сцепления является коэффициент сцепления, который изменяется в пределах от 0 до 1. Если коэффициент сцепления снижается, например, с 0,5 до 0,3, то тормозной путь автомобиля, движущегося со скоростью 80 км/ч, увеличивается с 73 до 106 м. При этом предполагается, что время реакции водителя постоянно и составляет 1 с.

Наиболее типичной величиной коэффициента сцепления для дорожного покрытия является 0,7-1,0 - для сухого асфальтобетонного покрытия, 0,4-0,7 - для мокрого асфальтобетонного покрытия и 0,1-0,4- при заснеженном или обледенелом асфальтобетонном покрытии.

На сухом покрытии величина коэффициента сцепления практически не зависит от скорости движения автомобиля. На влажных покрытиях величина коэффициента сцепления уменьшается с увеличением скорости. Характер взаимосвязи между скоростью движения и величиной коэффициента сцепления показан на рисунке.

Исследования показывают, что водитель автомобиля недостаточно согласовывает скорость движения с возможностью величины риска попасть в ДТП на влажном покрытии, которое существенно выше, и на сухом покрытии. Если степень риска попасть в ДТП с человеческими жертвами на сухом покрытии принять за 1,0, то степень риска на влажном покрытии будет равна 1,2 - в дневное время и 1,4 - в ночное время. Величина риска на влажном покрытии возрастает с увеличением атмосферных осадков, особенно на дорогах с изношенным дорожным покрытием.

Рисунок. Зависимость коэффициента сцепления шины колеса автомобиля от скорости движения

 

На сухих покрытиях коэффициент сцепления обычно зимой выше, чем летом. Это объясняется разницей температуры. При высоких температурах вяжущее в составе асфальтобетона размягчается, иногда выходя на поверхность покрытия. Это существенно снижает величину коэффициента сцепления. После длительных засушливых летних периодов скользскость дорожного покрытия может повыситься в первый момент появления дождевых осадков. Причина этого заключается в том, что накопившаяся, каменная пыль, являющаяся результатом шлифовки и износа материала покрытия образует при появлении пленки воды слой грязи, резко снижающий сцепные качества покрытия.

На дорогах Норвегии сцепные качества дорожных покрытий достаточно высокие в результате влияния использования шипованных шин, низких температур, а также более крупнозернистых каменных материалов в покрытии по сравнению с другими странами (например, Великобритания и США). Тем не менее, риск попасть в ДТП возрастает на влажном покрытии. В зимний период могут возникнуть опасные ситуации, вызванные повышением скользскости покрытия дороги. Мероприятия, направленные на повышение сцепных качеств дорожных покрытий, должны обеспечить достаточно высокое сцепление шины колеса автомобиля с дорожным покрытием для безопасного маневрирования и торможения при любых погодно-климатических условиях, обеспечивая высокую комфортабельность вождения автомобиля.

Имеется широкий круг мероприятий, направленных на повышение сцепных качеств дорожных покрытий. Наиболее часто укладывают новый слой дорожного покрытия с высокими сцепными качествами, к которым относится в первую очередь дренирующий асфальтобетон, имеющий высокий коэффициент сцепления. Другой метод - это фрезерование бороздок в дорожном покрытии. Эти бороздки имеют ограниченный срок службы, так как они быстро истираются или забиваются грязью.

Дренирующий асфальтобетон имеет гранулометрический состав, отличающийся от обычного асфальтобетона. Дренирующий асфальтобетон имеет в своем составе относительно крупные фракции каменного материала. Между ними формируются поры, через которые дренируется вода и которые способствуют снижению уровня шума. Шведские исследования показали, что дренирующий асфальтобетон первые пять лет службы также износоустойчив к воздействию шипованных шин колес автомобилей, как и обычный асфальтобетон. Дренирующий асфальтобетон обеспечивает такое же хорошее сцепление и в зимних условиях, как и обычный асфальтобетон.

Повышение сцепных качеств дорожного покрытия особенно актуально на участках дорог, где уровень риска попасть в ДТП высок или требуется обеспечение высокой величины коэффициента сцепления (пересечения в одном уровне, кривые в плане и др.). В Англии требования, предъявляемые к величине коэффициента сцепления, меняются в зависимости от дорожных условий и условий конкретного пересечения в одном уровне.

Имеется целый ряд исследований, посвященных влиянию мероприятий по повышению сцепных качеств дорожных покрытий на количество дорожно-транспортных происшествий.

Большинство исследований было выполнено и проведено в восьмидесятые годы в Великобритании и США. Исследования были проведены на тех участках дорог, где имело место большое число ДТП и на которых коэффициент сцепления был очень низким. К сожалению, не все исследования содержат информацию о том, насколько повысилась величина коэффициента сцепления после нанесения продольных бороздок на покрытии или после укладки нового слоя асфальтобетона. Среди рассмотренных исследований не имелось норвежских исследований. Не учтены результаты, полученные до и после проведения мероприятий по повышению сцепных качеств покрытий на участках дорог, где имело место большое число ДТП и где не принимался во внимание коэффициент регрессии количества ДТП. Такие исследования, судя по всему, переоценили влияние использованных мероприятий.

Мероприятия по повышению сцепных качеств дорожных покрытий особенно эффективны на покрытиях, которые имели небольшие величины коэффициента сцепления. В приведенном выше обзоре предполагалось, что приведенные величины коэффициентов сцепления были получены как для сухих, так и влажных покрытий дорог. Улучшение сцепных качеств дорожного покрытия оказывает существенное влияние на величину материального ущерба и уровень травматизма. Когда коэффициент сцепления в исходной точке составлял около 0,7, повышение его величины не приводило к изменению количества ДТП. При исходной величине коэффициента сцепления ниже 0,7, повышение сцепных качеств покрытия приводило к снижению общего количества ДТП на сухом покрытии на 10%. Все снижения достигаются за счет снижения количества происшествий на влажном покрытии.

Повышение сцепных качеств дорожных покрытий влияет на скоростной режим транспортного потока в первую очередь за счет того, что повышается также ровность дорожного покрытия. Отмечалось увеличение скорости движения транспортного потока на 10 км/ч, однако чаще всего отмечалось увеличение скорости движения на 2-5 км/ч.

При типичной плотности движения транспортного потока на дорожном покрытии из дренирующего асфальтобетона достигается уменьшение уровня шума на 3-5 дБА. Максимальное снижение уровня транспортного шума имеет место, когда старое, гладкое асфальтобетонное покрытие заменяется на новое из дренирующего асфальтобетона с достаточно высокой пористостью и с размером зерен до 16 мм. Это относится к дорогам с допустимой скоростью движения 50 км/ч и выше при сравнительно однородном и спокойном транспортном потоке.

Отмеченные выше величины снижения уровня шума от движения транспортного потока были за фиксированы сразу после укладки нового слоя дренирующего асфальтобетона. Дорожные покрытия утрачивают отмеченные выше показатели и свойства в течение первого зимнего сезона, если на дороге не проводятся работы по ремонту и содержанию дорожного покрытия. При низкой интенсивности движения дорожное покрытие сохраняет свои свойства дольше. В тех странах, где запрещено использование шин с шипами, шумоподавляющий эффект дренирующего асфальтобетона может сохраняться на период от 3 до 5 лет.

Укладка дренирующего асфальтобетона приводит к уменьшению разбрызгивания воды под колеса ми автомобилей. Это улучшает видимость в дождливую погоду и позволяет уменьшить расход жидкости для очистки лобового стекла автомобиля.

Затраты на укладку дренирующего асфальтобетона в условиях Норвегии рассчитаны только для одного случая, когда слой такого асфальтобетона был уложен на участке дороги государственного значения протяженностью около 60 км. Затраты на проведение этих работ составили около 220.000 крон на 1 км дороги. Данная цифра включает все расходы по укладке нового покрытия, включая и дополнительные затраты, связанные с приготовлением смеси дренирующего асфальтобетона. Так как дренирующий асфальтобетон укладывают только тогда, когда дорожное покрытие в любом случае требует замены, то значимыми здесь являются только дополнительные затраты по сравнению с теми затратами, которые нужно было бы осуществить при укладке обычного асфальтобетонного покрытия. Анализ затрат и выгод от укладки дренирующего асфальтобетона, осуществленного в районе г. Осло в Норвегии, показал, что дополнительные затраты, связанные с укладкой дренирующего асфальтобетона, оказались на 10 крон /1 м дороги больше, чем при укладке обычного асфальтобетона, составивших 10.000 крон на 1 км дороги. В перерасчете на цены настоящего времени указанные затраты составляют 15.000 крон на 1 км дороги.

4 Задача. Спроектировать поперечный профиль ГМУ общегородского значения

Таблица 1 – Данные для проектирования

Вариант

Ширина улицы в красных линиях, м

Перспективная интенсивность, ед/час

Расчётная скорость, км/ч

Продолжительность работы светофора, с

Среднее расстояние между перекрёст-

ками, м

№

Л/а

Г/а

А/б

Пешеход

К

Ж

З

7

68

600

250

90

7000

65

12

4

20

650

Таблица 2 – Показатели поперечного профиля ГМУ общегородского значения

V, км/ч

l, м

N_2, авт./ч

N_ост, авт./ч

α

N авт./ч

n

В, м

N_стоп, авт./ч

N_n авт./ч

4.1 Проектирование поперечного профиля городской магистральной улицы

Пропускная способность одной полосы движения определяется по формуле:

N = ;

где: V – расчётная скорость (км/ч);

L – безопасное расстояние между автомобилями (м):

- для легкового автомобиля L = 1,5 м;

- для грузового автомобиля L = 2 м;

Пропускная способность одной полосы движения для легкового автомобиля определяется по формуле:

N_лег =

N_лег = = 156000 авт.

Пропускная способность одной полосы движения для грузового автомобиля определяется по формуле:

N_гр =

N_гр = = 117000 авт.

Пропускная способность одной полосы движения для автобуса определяется по формуле:

N_авт =

N_авт = = 93600 авт.

При определении пропускной способности линии массового движения пассажирских перевозок следует исходить из того, что она обусловлена пропускной способностью остановочных пунктов.

Пропускная способность остановочных пунктов определяется по формуле:

N_ост =

где: T – полное время, в течении которого автобус находится на остановке (сек).

N_ост = = 525 авт.

Полное время, в течении которого автобус находится на остановке определяется по формуле:

T = t₁ + t₂ + t₃ + t₄

где: t₁ – время на подход к остановке (сек);

t₂ – время на высадку пассажиров, t₂ = 1 – 2 мин.;

t₃ – время на передачу сигнала о закрытии дверей, t₃ = 3 сек.;

t₄ – время на посадку пассажиров, t₄ = 60 – 120 сек.

Время на подход к остановке определяется по формуле:

t₁

где: l_авт – длина автобуса (м), l_авт выбираю 12 м.

t₁ = 2,8 мин. = 168 сек.

T = 168 + 120 + 3 + 120 = 411 сек. = 6,85 мин.

Расчётная пропускная способность зависит от коэффициента снижения пропускной способности, он определяется по формуле:

N_α = N * α

где: α – коэффициент снижения пропускной способности.

N_α = 525 * 0,07 = 36,7

Коэффициент снижения пропускной способности определяется по формуле:

α =

где:

- средняя продолжительность задержки перед светофором

α = = 0,07

Средняя продолжительность задержки перед светофором определяется по формуле:

=

где: фаза красного цвета;

= = 10 сек.

Число полос проезжей части определяется по формуле:

=

где: А – перспективная интенсивность движения

Число полос проезжей части для легкового автомобиля определяется по формуле:

Число полос проезжей части для грузового автомобиля определяется по формуле:

Число полос проезжей части для автобуса определяется по формуле:

Если n

Ширина проезжей части определяется по формуле:

В = b * n + b

b = 3,75 м.

В = 3,75 * 3 + 3,75 = 15 м.

Установочное число полос пешеходного движения определяется по формуле:

= 7

Ширина пешеходной полосы определяется по формуле:

В_п = b_п * n_п + b_п

b_п = 0,75 м.

В_п = 0,75 * 7 + 0,75 = 6 м.

Координаты профиля дороги:

h₁ = 0,88 * В h₁ = 0,88 * 15 = 13,2

h₂ = 0,64 * h₁ h₂ = 0,64 * 13,2 = 8,4

h₃ = 0,53 * h₁ h₃ = 0,53 * 13,2 = 6,9

h₄ = 0,29 * h₁ h₄ = 0,29 * 13,2 =3,8

h₅ = 0,11 * h₁ h₅ = 0,11 * 13,2 = 1,4

Список используемых источников

1 www.madi.ru/study/kafedra/ipd/page595.shtml

2 at-mr.ru/encyclopedia/e2/2.3/2.3.4./

3 www.spbpz.ru/…/Data1/44/44974/index.htm.html

4 www.madi.ru/spravochnik/part3_2_0.html

Содержание

1 Прочность дорожных одежд………………………………………………………..

2 Защита дорог от влияния погодно-климатических факторов……………………

3 Повышение сцепных качеств дорожных покрытий………………………………

4 Задача………………………………………………………………………………...

Список используемых источников…………………………………………………...

Лист