Расчет максимального продольного уклона.

Билет 8 Расстояние видимости поверхности дороги и встречного автомобиля.

Рассчетная видимость-расстояние перед ам, на котором водитель должен видеть перед собой дорогу, чтобы, заметив препятствие, осознать его опасность и успеть объехать или затормозить и остановиться

Расстояние видимости поверхности дороги:

Для обеспечения безопасности движения водитель должен видеть на большое расстояние перед а/м.

Sп- расстояние видимости поверхности.

Sп=l1+Sтор+l0,

l1–путь, проходимый а/м за время реакции водителя. tр=1сек (0,5сек на горной дороге, 2-2,5 сек на магистралях), l1=v*tр= tр *V/3,6,

Sтор - тормозной путь а/м, Sтор=Кэ*V²/(254*(f+i+γт)),

l0 – величина запаса (5-10м).

Sп=tр*V/3,6+Кэ*V²/(254*(f+i+γт))+l0.

I-275м, II-250м, III-200м, IV -150м.

Расстояние видимости встречного автомобиля:

Sa= 2l1+Sтор+2l0,

Sa=tр*V/1,8+Кэ*V²/(127*(f+i+γт))+l0

 

Билет 9 Пропускная способность дороги. Коэффициент загрузки.

Пропускная способность – это максимальное количество а/м, которое может проезжать через поперечное сечение дороги в единицу времени [авт/час].

Pi – пропускная способность отдельной полосы;

n–кол-во полос движения

.

L и V для всех а/м одинаковые.

Δt=L/V; за час P=3600/Δt=3600/(L/V);

P=3600V/L (V в м/с)

P=1000V/L (V в км/ч).

L~Sп~tp*V/3,6+Кэ*V²/(254*(φ1±i))+l0

n=Nч^пр/(P*Zдоп)округляется до целого четного числа.

P - пропускная способность одной полосы движения.

Nч^пр - часовая приведенная к расчетному а/м интенсивность движения.

m – количество типов а/м,

Кпрi- коэффициент приведения а/м данного типа к расчетному а/м.

0,15 – считается, что в час пик по дороге проходит ~15% суточной нормы а/м.

Zдоп- допустимое значение к-та загрузки дорожного движения.

Z= Nч^пр/Pg ≤ 1, Zдоп=0,45-0,6.

Zдоп=0,45 (на 2хполосной дороге) Zдоп=0,6 (на дорогах с РП)

Определение минимального радиуса вертикальных кривых

Минимальный радиус вертикальной выпуклой кривой определяется из условия обеспечения видимости поверхности до-

рожного покрытия:

R = l²/2d

где l – расстояние видимости поверхности дороги, м; d – высота глаз водителя легкового автомобиля над поверхностью дороги (d = 1,2 м).

Минимальный радиус вертикальной вогнутой кривой определяется из условия обеспечения видимости поверхности

проезжей части дороги в ночное время при свете фар:

R=l²/2(h_фар+0,0175*l)

где S – то же, что и в формуле; hф – высота света фар легкового автомобиля над поверхностью проезжей части (hф = 0,7 м); 0,0175 – тангенс угла наклона пучка света.

Радиус вертикальной вогнутой кривой из условия ограничения центробежной силы (за критерий принимается самочув-

ствие пассажиров и перегрузка рессор):

 

где V – расчетная скорость легкового автомобил

я, км/ч.

 

Общие принципы трассирования автомобильных дорог

Принципы трассирования

Традиционный принцип трассирования автомобильных дорог, который можно назвать принципом «тангенциального трассирования», состоит в том, что на план либо карту наносят с помощью линейки ломаный (тангенциальный) ход, в изломы которого вписывают круговые кривые либо круговые кривые со вспомогательными переходными. Минимальные радиусы закруглений принимают не менее значений, определяемых действующими нормативами для автомобильных дорог соответствующих категорий.

Основной недостаток принципа «тангенциального трассирования» состоит в том, что магистральный ход, укладываемый сообразно рельефу и ситуации, во многом определяет положение самой трассы автомобильной дороги в плане.

Это приводит к получению негибкой пространственной линии автомобильной дороги с невыдержанными принципами обеспечения зрительной ясности и плавности трассы, которая, в частности, нередко характеризуется наличием длинных прямых и коротких круговых кривых минимальных радиусов, наличием закруглений за переломами продольного профиля, повышенными объемами земляных работ, повышенной аварийностью и т.д. Принцип «тангенциального трассирования» применим лишь на некоторых участках трассы в случаях, когда направления трассы, определяющие углы поворота, жестко фиксированы ситуационными условиями. В остальных случаях свободного трассирования принцип «тангенциального трассирования» использовать не следует ни при ручном, ни тем более при автоматизированном проектировании.

Принцип «гибкой линейки» существенно отличен от идеи «тангенциального трассирования» и является основой автоматизированного проектирования плана автомобильных дорог. Суть принципа «гибкой линейки» состоит в том, что на крупномасштабном плане либо карте, сообразуясь с рельефом и ситуацией, вписывают плавную линию от руки или с помощью специальной гибкой линейки - сплайна. При этом положение магистрального хода - углы поворота, положение их вершин, а также параметры закруглений определяются трассой автомобильной дороги, уложенной в рельеф и ситуацию, а не наоборот, как это принято при тангенциальном трассировании.

Принцип «гибкой линейки» с успехом используют и при неавтоматизированном проектировании, когда закругления трассы представлены лишь в виде обычных круговых кривых либо круговых кривых со вспомогательными переходными. Для этого по плавной эскизной линии трассы автомобильной дороги устанавливают положение магистрального хода, измеряют углы поворота q и по масштабу значения биссектрис Б на закруглениях. По известным значениям q и Б определяют радиусы закруглений с последующим их округлением до кратных значений:

Принцип «гибкой линейки» является фундаментальной основой определения положения клотоидных трасс автомобильных дорог, обеспечивающих их наибольшую зрительную плавность и ясность, уровни удобства и безопасность движения и т.д. Укладку и расчет клотоидной трассы осуществляют по крупномасштабным планам как вручную с использованием прозрачных шаблонов клотоид и круговых кривых, так иавтоматизированно на компьютерах.

Получившие распространение методы автоматизированного проектирования плана автомобильных дорог,базирующиеся на принципе «гибкой линейки» (например, «однозначно определенной оси» или «сглаживания эскизной линии») различаются, главным образом, способами аппроксимации эскизной трассы, однако врезультате автоматизированной увязки план дороги в конечном итоге представляется сочетанием обычных элементов клотоидной трассы: клотоидами, отрезками клотоид, круговыми кривыми и прямыми.

 

Определение отметок земли

Метод интерполяции применяется в том случае, когда точка находится между разомкнутыми горизонталями. Промежуточную отметку между горизонталями можно найти исходя из подобия треугольников, измерив расстояние между горизонталями по карте.

Из подобия треугольников ABD и CBE следует соотношение

x:h= b:l

Согласно ему x=h*b/l. Тогда отметка местности в точке С определится по формуле lb hx  

НС = НВ +х,

где НС, НВ - соответственно отметки земли в точках С и В; х – разность отметок в точке В искомой точке.

Если точка расположена внутри замкнутой горизонтали или за пределами двух горизонталей, то ее отметку определяют экстраполяцией (рис.2.3.1.2 а, б). Здесь также имеются подобные треугольники. Отметки вычисляются по тем же формулам.

Нз- отметка земли,

H- высота трубы,

Hкон- толщина стенки трубы,

Δ- определенный запас, Δ>0,5м

Нк= Нз+ h+ hкон+Δ

Контрольные точки:

1)Высота насыпи над трубами h_до=1,0-1,2(1кат.)

Кат.)

Кат.)

Кат.)

Кат.)

Высота моста

3)Высота путепровода(7 м над автодорогой,8 м-над ж\д)

Поперечные профили выемок.

1)Раскрытая выемка, Н≤1м, с условной линией заложения.

2)1м ≤Н≤12м, 1:3, 1:1,5. уклон в канаве 2%.

Индивидуальные поперечники разрабатывают:

· Болота

· В зоне вечной мерзлоты

· Горы

· При возведении насыпи из намывных грунтов

Поперечные профили насыпей.

Vф- объем насыпи.

ΔVр- поправка на снятие растительного слоя

ΔVк- поправка на косогоре

ΔVдо- поправка на устройство ДО.

ΔVр=Во* hр*L, Во=В+2mh

ΔVк=(F1-F2)*L

ΔVдо=±bдо*hдо*Li

+ выемка

- насыпь

V- профильн. объем

Vв= V+ΔVк+ΔVдо

29. Графики распределения земляных масс.

Баланс земляных масс — соотношение объемов грунта, полученного на строительной площадке из выемок (котлованы, траншеи, срезка грунта при планировке и др.), с потребностью в грунте для возведения насыпей на той же площади и служит для выявления его избытка или недостатка.

При составлении баланса земляных масс выбирают методы работ, исключающие повторные перевалы грунта, разрабатывают план распределения земляных масс, предусматривающий доставку грунта из выемок в насыпи кратчайшими путями, и при необходимости изменяют намеченную отметку планировки, чтобы избежать вывоза лишнего грунта в отвалы или привоза недостающего извне. При разработке баланса и плана распределения земляных масс необходимо сравнивать варианты по трудовым затратам, потребности в машино-сменах землеройных и транспортных машин, стоимости разработки единицы грунта. Документами, отражающими количественное соотношение объемов грунта, являются шахматный баланс и план распределения земляных масс.

— фактическая дальность перемещения частей массива в соответствующие насыпи или отвалы, м. При значительном объеме планировочных работ целесообразно площадку разбить на ряд участков, включающих выемки и тяготеющие к ним насыпи с эквивалентным объемом грунта, и для каждого из них определить среднюю дальность перемещения грунта. Последнюю следует определить по методу доц. Ф. И. Кутьинова построением кривых объемов насыпей и выемок Принимая нижнюю границу плана площадки с записанными объемами насыпей и выемок по колонкам квадратов за ось к и левую границу — за ось у, выполняют два построения кривых объемов для всей площадки или для отдельных участков. От начала координат на оси абсцисс откладывают в масштабе (например, 20 м = 1 см) расстояния до каждой вершины квадратов, расположенных по продольной оси плана площадки. Из полученных точек проводят ординаты с двумя точками: одна соответствует последовательно возрастающим суммарным объемам выемок, другая — объемам насыпей, записанным в горизонтальных графах на плане площадки; значения объемов откладывают на ординатах в масштабе. Максимальная ордината соответствует общему объему выемки и объему насыпи на этом участке.

Соединив вершины ординат, получим замкнутую ломаную линию, состоящую из двух ветвей: кривые объемов выемок и насыпей. Площадь между этими кривыми представляет собой работу перемещения масс грунта W из выемки в насыпь относительно оси х, выраженную произведением объема грунта V на проекцию среднего расстояния перемещения 1прх. Таким же способом по данным, записанным в вертикальных графах плана площадки, выполняется второй чертеж, позволяющий найти работу перемещения масс грунта W из выемки в насыпь относительно оси у. Алгебраические значения работы перемещения (произведение объема грунта на насыпи расстояние перемещения) находят по формулам и направлению средней дальности возки. Более точное решение оптимального распределения земляных масс при планировке площадки и, в частности, определение объема грунта, транспортируемого из одного квадрата в другой, может быть решена с помощью методов линейного программирования.

 

30. Виды деформаций земляного полотна и дорожной одежды и их причины.

Деформации земляного полотна.

Земляное полотно как инженерное сооружение, выполненное из грунта в разные годы и по разным техническим условиям, весьма чувствительно к неблагоприятным воздействиям окружающей природной среды и постоянно обращающегося подвижного состава. Существовавшее представление о многовековом сроке службы земляного полотна во многих случаях практикой опровергнуто. Рост динамического воздействия поездов на земляное полотно способствует интенсивному накоплению остаточных деформаций в нем и нередко на линиях, построенных сравнительно недавно.

При всем многообразии деформаций земляного полотна их можно свести по внешним признакам в следующие группы:

– деформации основной площадки (углубления в основной площадке);

К этим деформациям относятся балластные корыта, ложа, мешки, гнезда и карманы. Они образуются из-за вдавливания балласта в глинистый грунт земляного полотна под основной площадкой. При этом образуются углубления в основной площадке, заполненные балластом и водой. Вода, попав в замкнутые углубления, постепенно из пор балласта инфильтрует в окружающие глинистые грунты и разжижает их. Разжиженный грунт может вместе с водой выплескиваться из-под шпал на поверхность балластной призмы при проходе поездов, выдавливаться из-под балластной призмы на обочины, способствовать сплывам грунта откосов насыпей.

б)

Рис. 1.1. Балластные корыта: а) поперечный разрез пути; б) продольный разрез пути; 1 – балластное корыто; 2 – балластный слой; 3 – глинистые грунты; 4 – граница переувлажненного грунта

 

 

– оползни и сплывы откосов;

Оползневые деформации характеризуются смещением части грунтового массива относительно всего массива. Оползневым деформациям могут подвергаться грунты естественного залегания на склонах (оползни) и грунты откосов земляного полотна (оплывины, сплывы). Причины: большая крутизна откоса; наличие водоносного слоя.

 

– оседания и провалы насыпей;

Оседание насыпей может происходить вследствие уплотнения грунта самой насыпи без значительных боковых смещений грунта или из-за податливости слабых грунтов в основании, в том числе – и оттаявших вечномерзлых.

Опознавательные признаки: просадка пути, понижение обочин, продольные трещины на откосах и обочинах; появление выпираний грунта после интенсивных дождей и при весеннем оттаивании; при оседаниях из-за податливости грунтов основания появляются понижения у подошвы откосов с застоем воды в них либо бугры при выпирании слабых грунтов основания.

Причины оседаний: вследствие недостаточного уплотнения грунта при возведении насыпи; интенсивное развитие балластных корыт, лож и мешков; природная обводненность грунтов оснований или длительное стояние поверхностной воды при плохом стоке; медленное уплотнение торфяных или других слабых грунтов основания при эксплуатации; недостаточная глубина выторфовывания на болотах I-го типа при строительстве; проседание грунтов над шахтными подработками и карстовыми полостями; оттаивание льдистых вечномерзлых грунтов в основании.

 

– расползания насыпей;

 

Эта деформация характеризуется оседанием основной площадки с изменением проектного очертания поперечного профиля насыпи (см. рис. 4.1).

Процесс расползания насыпи может протекать медленно и длительно, а в некоторых случаях достаточно быстро.

 

Причины расползания насыпей связаны или с недостаточным учетом важных местных особенностей участка строящейся дороги, или – с нарушением правил производства строительных работ. Наиболее существенными причинами расползания насыпей являются: сооружение насыпи из переувлажненных глинистых грунтов; попадание в тело насыпи при зимнем производстве работ грунтов с повышенным содержанием мерзлых комьев, снега и льда; подтопление паводковыми водами насыпей, сооруженных из мелких пылеватых песков и из пересушенных неуплотненных глинистых грунтов (при воздействии поездной нагрузки может произойти разжижение грунта и достаточно быстрое расползание насыпи); образование термокарста в непосредственной близости от насыпи, сооруженной на вечномерзлых грунтах основания (рис. 4.2); скопление воды в глубоких балластных ложах и мешках.

Рис. 4.1. Расползание насыпи:

1 – поперечный профиль насыпи до деформации; 2 – расползшаяся насыпь

 

– сдвиги насыпей;

Сдвиг насыпи – смещение насыпи или ее части по наклонному основанию на косогоре. При этом наблюдаются: смещение рельсовой колеи в направлении падения косогора; просадки пути; появление продольных трещин в насыпи; бугры выпирания грунта с низовой стороны (рис. 5.1).

Причины сдвига: неправильная подготовка основания насыпи на косогоре, сложенном глинистыми грунтами, во время ее строительства (снятие дерна, рыхление поверхности основания, нарезка уступов); неудовлетворительное состояние водоотводных устройств с нагорной стороны и замачивание грунтов основания насыпи; наличие наклонно расположенных и переувлажненных верхних слоев грунта в основании, наличие близко к поверхности косогора водоносного слоя; поперечный наклон минерального дна болота; насыпь возведена на косогоре с льдистыми вечномерзлыми грунтами.

Рис. 5.1. Сдвиг насыпи:

1 – ось и поперечный профиль насыпи до сдвига; 2 – то же в результате сдвига; 3 – бугор выпирания грунта

 

Деформации дорожной одежды.

1. Истирание (износ) всех видов покрытия.

Причина: Недостаточная износостойкость покрытия (слабая связность).

2. Выкрашивание и шелушение - поверхностное и послойное разрушение покрытия и отслаивание вяжущего от минерального материала.

Причина: Недостаточно прочное сцепление вяжущего с каменным материалом

3. Выбоины - местные разрушения покрытия, имеющие вид углубления с резко очерченными краями.

Причина: - недостаточное сопротивление покрытия касательным усилиям от транспортных средств, выбивающих и выдергивающих каменные частицы,

- выщелачивание органических вяжущих водой;

- непрочное сцепление вяжущего с каменным материалом: дефекты укатки покрытия

4.Волны - закономерное чередование (через 0,4-2,0 м) на покрытии гребней и впадин вдоль дороги.

Причины: -излишняя пластичность покрытия из-за избытка вяжущего или недостаточной теплоустойчивости смеси при высоких температурах.

-недостаточное содержание щебня.

-на гравийных необработанных покрытиях образование волн («гребёнки») вызвано динамическим воздействием транспортных средств на смесь с недостаточным количеством частиц, придающих связность покрытию

5.Просадки - резкие искажения профиля покрытия, имеющие вид впадин с округлой поверхностью.

Причина: Недостаточная прочность дорожной конструкции

6. Колейность - плавное искажение поперечного профиля покрытия на полосах наката. Наблюдается на всех типах покрытия.

Причина: Недостаточная прочность дорожной конструкции

7.Ямочность.

Причины: -слабое основание

-образование повторных трещин

-пучение грунта

-растрескивание асфальтобетона из-за большой нагрузки.

 

Расчет максимального продольного уклона.

imax=D-f.

На участке без уклона а/м движется с постоянной V, затем при подъеме возникает отрицательное ускорение (j<0). В определенный момент а/м достигает расчетной V и движется с ней до конца уклона, на этом участке D=f+i (динамический фактор а/м, т.е. запас тягового усилия, на единицу веса а/м, движущегося с V, расходуется на преодоление дорожных сопротивлений f+i, сопротивления качению и сопротивления движению при уклоне). После преодоления уклона возникает положительное ускорение (j>0) и а/м вновь набирает V до постоянной

Биле№5

Два условия движения ам.понятие о тормозной силе

1.сила тяги должна быть больше суммы всех сопротивлений
P_T >P_f+ P_w+P_i+P_j

2.P_T<T_max –макс сила сцепления колеса

Тормозная сила-это сила, возникающая при затормаживании колеса в пятне контакта его с опорной поверхностью.

На величину этой силы оказывают влияние различные факторы, многие из которых представляют собой объект изучения современных исследователей. Поэтому в предлагаемой схеме торможения колеса приняты некоторые упрощения.

Автомобильное колесо в процессе своей работы взаимодействует с автомобилем и дорогой. Это взаимодействие представляется в виде приложенных к колесу сил и моментов, схема которых показана на рис. 2. Такими силами для тормозящего колеса будут:

Gк -сила веса автомобиля приходящаяся на данное колесо;

Rz -нормальная реакция опоры;

Мт-тормозной момент, создаваемый тормозным механизмом, связанным с колесом;

Рт-тормозная сила колеса, являющаяся продольной реакцией дороги;

Рх-продольная сила автомобиля. Этой силой выражается воздействие на колесо соответствующей доли массы автомобиля, стремящейся по инерции продолжить равномерное прямолинейное движение.

Величина тормозной силы зависит от тормозного момента, создаваемого тормозным механизмом и будет равна:

Рт=Мт/rд

где: Мт-тормозной момент, создаваемый тормозным механизмом;

rд -динамический радиус колеса.

Билет №6Коэффициенты продольного и поперечного сцепления

Отношение максимального тягового усилия на колесе Pk к вертикальной нагрузке на покрытие Gk, при превышении которого начинается пробуксовывание ведущего колеса или проскальзывание заторможенного, называют коэффициентом сцепления фи

В зависимости от направления сдвигающей силы, действующей на колесо, различают два вида коэффициента сцепления: коэффициент продольного сцепления ФИпр,соответствующий началу проскальзывания заторможенного или пробуксовывания движущегося колеса при качении или торможении без действия на колесо боковой силы. Его использую при вычислении пути, проходимого ам при экстренном торможении и при оценке возм-ть трогания ам с места.

Коэффициент поперечного сцепления ФИпоп-поперечная составляющая коэффициента сцепления при смещении ведущего колеса, катящегося под воздействием боковой силы под углом к плоскости качения, когда колесо, вращаясь, скользит вбок. Коэффициент ФИпоп характеризует устойчивость ам при проезде кривых малых радиусов.

На дорогах с твердыми покрытиями коэффициент сцепления зависит главным образом от трения скольжения между шиной и покрытием. На деформируемых дорогах коэффициент сцепления зависит прежде всего от сопротивления грунта срезу и от внутреннего трения в грунте. Выступы протектора ведущего колеса, погружаясь в грунт, деформируют и уплотняют его, увеличивая до некоторого предела сопротивление срезу. Однако затем начинается разрушение грунта, вследствие чего коэффициент сцепления уменьшается.

Большое влияние на коэффициент сцепления оказывает рисунок протектора. При истирании выступов протектора во время эксплуатации ухудшается сцепление шины с дорогой. Наименьший коэффициент сцепления имеют шины, у которых полностью изношен рисунок протектора.

В любых условиях движение колеса с изношенным протектором шин приводит к снижению коэффициента продольного и поперечного сцепления

При смачивании твердого покрытия коэффициент сцепления резко падает из-за образования пленки из частиц грунта и воды, уменьшающих трение между шиной и дорогой. Коэффициент сцепления понижается особенно значительно, если на покрытии имеется пленка глины. Сильным дождем она может быть смыта, тогда величина сцепления приближается к значениям, характерным для сухого покрытия.

С увеличением скорости движения автомобиля коэффициент сцепления обычно уменьшается.

Билет №7 Тормозной путь автомобиля

Длина пути, на котором водитель может остановить автомобиль, движущийся с расчетной скоростью-тормозной путь-важная характеристика безопасности движения.Она имеет большое значение для обоснования ряда норм на элементы плана и профиля ам дорог

Ртор=Ртс+Рφ

Ртс- потеря энергии тормозной системы,

Рφ – сцепление и трение между колесом и покрытием.

Ртор=γ*G, γтор=Ртор/G,

γтор– коэффициент удельной тормозной силы.

Vк=0,Ртор=Рφ=φ1*G,γт=φ1

V= ,Sтор= V²/2a

Рт= f*G+ Рw+ G*i+ δвр*G*j+ G*γт=0

δвр *j=f+ Рw/G+i+γт, δвр=1, j=a/g,

а=g*(f+ Рw/G+i+γт),

Sтор= V²/(2* g*(f+ Рw/G+i+γт))

Sтор=Кэ* V²/(254*(f+ i+γт)), где

Кэ - коэффициент, учитывающий экспериментальное состояние тормозов, Кэ 1,4, γт=φ1.