Пропускна спроможність елементів вулиць і доріг

Одна смуга проїздної частини.

Пропускна здатність однієї смуги проїзної частини визначається максимальною кількістю автомобілів, які можуть бути пропущені на протязі однієї години в одному напрямку, при дотриманні правил руху

Основою динамічної моделі є розгляд колони автомобілів, які рухаються в одній смузі проїжджої частини на певних мінімальних інтервалах, обумовлених вимогами безпеки руху, які гарантують своєчасну зупинку заднього автомобіля в екстремальних випадках:

N_т = 3600

N_т - теоретична пропускна здатність однієї смуги руху

од./ год;

v - розрахункова швидкість руху, м/с;

L - віддаль між передніми бамперами автомобілів, м.

В загальному випадку мінімальний безпечний інтервал між рухомими автомобілями визначається

L =l_а + l_р + l_т + l_б

l_а - довжина автомобіля, м;

l_р - шлях, який проходить задній автомобіль за час реакції водія з моменту фіксації ним небезпеки, що виникла, до початку дії гальм, м;

l_т - довжина гальмівного шляху, м;

l_б - запасна відстань між автомашинами після їх зупинки, м.

При визначенні інтервалів між рухомими автомашинами значення гальмівного шляху різними дослідниками враховувались по різному.

Проведене порівняння розрахункових даних з результатами натурних спостережень за встановленими інтервалами між автомобілями в зв»язаному транспортному потоці показало, що найбільш достовірні значення дає модель, в якій враховується різниця гальмівних шляхів автомобілів які рухаються один за одним.

Розрахунок інтервалів в потоці та пропускної здатності смуги руху ведеться для умов повного використання пропускної здатності суміжних смуг, які не допускають зміни смуг автомобілем який рухається за передньою машиною на скороченій дистанції.

Рис.15. Схема розрахункового інтервалу між автомобілями.

Величина гальмівного шляху

l_т =

де b - гальмівне сповільнення, рівне b = åW/m, м/с² ,;

åW - сумарний опір руху автомобіля;

m- маса автомобіля.

На горизонтальній ділянці шляху при гальмуванні усіх коліс, та без врахування опору повітря:

åW = mg(f_к + j)

де f_к - коефіціент опору кочення;

j - коефіціент зчеплення.

Таким чином, b = g(f_k + j);

l’_т = = ;

Багатосмугова проїздна частина.

При переході до багатосмугового руху слід звернути увагу на наступні фактори: порушення «колійності» руху на багатосмуговій проїжджій частині, пеоднорідність транспортного потоку, періодичне перекриття досліджуваного напрямку транспортними потоками, що перетинаються. Неоднорідність транспортного потоку можна в деякій мірі нейтралізувати «спеціалізацією» смуг руху.

 

 

Поздовжній нахил, ‰	Пропускна здатність однієї смуги руху при швидкості руху км/год, м/с
(5.55)	(11.11)	(16.67)	(22.22)	(27.8)	(33.34)
+60
+40
+20
-20
-40
-60

При цьому найближча до тротуару смуга призначена для руху автобусів і тролейбусів з обладнанням пунктів зупинки за проїжджою частиною. Друга від тротуару смуга відводиться для вантажних автомобілів, а найближча до осі проїжджої частини - для руху легкового транспорту. Якщо така спеціалізація здійснима, то розрахунок пропускної здатності проводиться для кожної смуги руху. При пропусканні по всій ширині проїжджої частини змішаного транспортного потоку, необхідно привести його до однорідного, використовуючи наступні коефіціенти приведення: Табл.12.

Легкові автомобілі	1.0
Вантажні автомобілі до 2 т	1.5
Вантажні автомобілі від 2 т до 5 т	2.0
Вантажні автомобілі від 5 т до 8 т	2.5
Вантажні автомобілі > 8 т	3.5
Автобуси	2.5
Тролейбуси	3.0
Сполучені автобуси та тролейбуси	4.0
Мотоцикли та мопеди	0.5
Велосипеди	0.3

 

Перехід від теоретичної пропускної здатності однієї смуги до розрахункової пропускної здатності багатосмугової проїжджої частини магістральної вулиці здійснюється за формулою:

N_р = N_тnk_мk_пер = nk_мk_пер

n - кількість смуг на проїжджій частині в одному напрямку, k_м - коефіціент багатосмуговості; k_пер - коефіціент, який враховує вплив перетинів.

Коефіціент багатосмуговості повинен вводитись з урахуванням того, що пропускна здатність багатосмугової проїжджої частини зростає не прямопропорціально збільшенню смуг, так як спостерігається порушення колійності при русі автотранспорту, переходи із смуги на смугу, маневрування при обгоні і т.п.

З врахуванням цих перешкод, добуток nk_м можна приймати:

При одній смузі проїжджої частини	1.0
При двох смугах проїжджої частини	1.9
При трьох	2.7
При чотирьох	3.5

N_т - теоретична пропускна здатність однієї смуги руху; U- швидкість руху.

Коефіціент k_пер який враховує вплив потоків, що перетинаються, на пропускну здатність проїжджої частини в самому загальному випадку визначається співвідношенням:

k_пер = T₁/T₂

де T₁ – затрата часу на проходження автомобілем відстані між перехрестями з розрахунковою швидкістю, с; (L_п/v_р,L_п - відстань між перехрестями,м; v_р – розрахункова швидкість руху, м/с). T₂ - середньозважена затрата часу на проходження цієї ж відстані з врахуванням затримок перед перехрестям, с.

Величина T₂ яка є середньозваженою, повинна враховувати, що частина автомобілів проходить перехрестя без затримок і витрачає час T₁, а частина автомашин затримується світлофором, затрачає час на гальмування і наступний розгін.

Долі, які проходять перехрестя без затримок (g_б.з) і з затримкою (g_з), відповідно рівні:

g_б.з = (t_з+t_ж)/T_ц; g_з = (t_к+t_ж)/T_ц

g_б.з + g_з = (t_к+t_ж + 2 t_ж)/ T_ц =1

де t_з – тривалість зеленої фази, с; t_ж – тривалість жовтої фази,с; T_ц – тривалість циклу регулювання, с; t_к – тривалість червоної фази, с.Таким чином, середньозважена витрата часу на час проходження автомобілями між двома перехрестями:

T₂ = g _б.з T_.1 + g_зT₃,

 

T₃ – затрата часу на проходження віддалі між світлофорами на двох перехрестях:

T₃ = t_P + t_y + t_r + t_¯г ,

 

t_P - час, який витрачається на розгін,с; t_y – тривалість руху з сталою швидкістю,с; t_r - витрати часу на гальмування,с; t_¯г - середня тривалість гальмування,с.

Розкриваючи зміст складових:

 

T₃=v_p/a+[L_п+v_p/2(1/a+1/b]/v_p+v_p/b+ t_¯Δ

a, b – прискорення та сповільнення автомобіля, м/с²;

Приймаючи характерні для руху у зв»язаному потоці значення a = 1.2 м/с², b = 1.5 м/с² , одержимо

T₃ = L_п/v_p + 0,75v_p + t_¯D

Звідси середньозважена витрата часу

 

T₂ = [(t₃+t_ж)L_п+v_р(t_к+t_ж)(L_п/v_p+0,75v_p+ t_¯D)]/T_цv_р

 

k _пер = T₁/T₂ =

 

Середня тривалість затримки автомобіля перед світлофором визначається режимом регулювання:

 

t_¯D =[T_ц – (t₃+t_ж) ]/2

На коефіціент k _пер, який понижує пропускну здатність магістралі, основний вплив здійснює віддаль між перехрестями. Розрахунки показують, що діапазон

k _пер досить широкий і знаходиться у межах 0.42…0.80.

 

Рис.17. Пропускна здатність багатосмугової проїжджої частини: ___ для T_ц = 48с. - - для T_ц=80с.

Тротуари і велосипедні доріжки.

Як вказувалось раніше, необхідна кількість ходових смуг тротуару визначається як частка від ділення розрахункової інтенсивності пішохідного руху на пропускну здатність однієї ходової смуги. Проведені дослідження, які базуються на результатах натурних спостережень, дають можливість сформулювати рекомендації по пропускній здатності однієї ходової смуги тротуарів, при різних умовах їх розташування:

Табл.13.

Умови пішоходного руху	Nт – піш/год
Тротуари, розташовані вздовж лінії забудови, при наявності в прилеглих будовах магазинів
Тротуари, віддалені від будов з магазинами
Тротуари, обмежені з обох боків смугами зелених насаджень
Пішохідні дороги
Переходи через проїжджу частину (на одному рівні)

 

Таким чином, число ходових смуг тротуару визначається рівністю:

n= І _піш/N_T

де І _піш - розрахункова інтенсивність пішохідного руху, піш/год; N_T - пропускна здатність однієї ходової смуги, піш/год.

Що стосується пропускної здатності смуги велосипедної дорожки, то її можна приймати в розрахунках – 300 велосипедів в годину.

 

 

3)Функціональне призначення і поперечні профілі міських вулиць

Міські швидкісні дороги.

Швидкісні дороги проектуються в крупних містах по напрямках найбільш інтенсивних транспортних потоків з забезпеченням високої швидкості та безпеки руху.

Розрахункова швидкість руху на швидкісних дорогах для легкових автомобілів приймається 120 км/год на проїжджій частині швидкісного руху та 80 км/год проїжджій частині місцевого руху та для вантажних автомобілів.

Транспортне обслуговування забудови, найближчої до швидкісної, здійснюється обладнанням окремих проїжджих частин місцевого значення. Перетини на швидкісних дорогах переважно різнорівневі, а влаштування однорівневих перетинів як правило – тимчасове з обов»язковим виділенням територій для облаштування різнорівневих перетинів. Перетини швидкісних доріг розташовуються на віддалі 800-1000 м один від одного.

Траса швидкісних доріг проектується з радіусами кривих в плані по осі проїжджої частини не менше 600 м при рекомендованій їх величині 3000-5000 м.

Найбільш допустимі поздовжні нахили 40⁰/₀₀ а при інтенсивному русі -30⁰/₀₀.

Розрахункові розміри руху на міських швидкісних дорогах складають 3000 – 4000 авт/год (приведені до легкових).

Магістральні вулиці загальноміського значення.

Проектуються по найкоротших напрямках, які забезпечують зручний транспортний зв»язок між собою об»єктів загальноміського значення: житлових районів з промисловими та іншими центрами концентрації трудового тяжіння, з загальноміським центром та зоною відпочинку.

Магістральні вулиці загальноміського значення зв»язують загальноміський центр і основні житлові райони з засобами зовнішнього транспорту (залізничними вокзалами та автобусними вокзалами, аеропортами), в»їздами в місто і швидкісними дорогами.

По нормах проектування для магістральних вулиць загальноміського значення розрахункова швидкість встановлена – 100 км/год, мінімальні радіуси кривих в плані по вісі проїжджої частини 400 м, найбільші поздовжні схили 50⁰/_00.

В гірських або особливо важких умовах, а також на реконструйованих територіях при наявності капітальної забудови допускається збільшення поздовжнього схилу до 60 ⁰/_00.

В класифікації вулиць і доріг населених пунктів передбачається, що розв»язки руху для магістралей загальноміського значення можна влаштовувати на одному або різних рівнях.

Для оптимізації пропускної здатності магістралей загальноміського значення та збільшення швидкості транспортного потоку доцільно зосереджувати перетини в напрямках з більшими розмірами транспортного руху. Тому в крупних та найкрупніших містах доцільно магістралі загальноміського значення поділяти на:

Магістралі з неперервним рухом транспорту з усіма розв»язками на різних рівнях;

Магістралі з регульованим рухом з розв»язками на одному рівні а при невеликих транспортних потоках з саморегульованим рухом транспорту.

Магістральні вулиці загальноміського значення з неперервним рухом транспорту повинні забезпечувати у відповідності з розрахунковими перспективними потоками пропуск 2000-3000 авт/год в одному напрямку.

В реконструйованих містах магістралі з неперервним рухом транспорту прокладають в межах уже забудованих територій, тому їх трасування здійснюється як звичай у важких умовах. Для цих магістралей характерний інтенсивний рух не тільки автомобільного, але й масового пасажирського транспорту, маршрутна система якого висуває вимоги до простого і швидкого пропуску поворотного руху в вузлах. Крім того, необхідно зручне розташування зупинок пасажирського транспорту. Магістралі з неперервним рухом транспорту проектується по напрямках великих транспортних потоків і тому не повинні перетинати житлові райони.

Перехрестя з регульованим рухом на магістралях рекомендується розташовувати не рідше ніж через 0.5 км. При реконструкціях міст необхідно скорочувати кількість перехресть на магістралях, закриваючи їх для наскрізного руху і лівих поворотів вулиці і перевулки з невеликим рухом.

Примикання вулиць місцевого значення і районних магістралей розташовуються як правило не рідше як 300-500 м один від одного.

Магістралі районного значення

Магістралі районного значення зв»язують між собою два або декілька житлових районів міста, групи промислових підприємств або окремі підприємства з кількома житловими районами або ведуть в зону відпочинку місцевого значення. Характерний розмір руху у них від 300 до 1500 авт/год. По ним звичайно пропускаються маршрути пасажирського транспорту. При невеликих транспортних потоках (300-500 авт/год) рух може здійснюватись без регулювання шляхом перебудови транспорту з об»їздом направляючих островків з організацією кільцевого руху. Розрахункові швидкості руху – 80 км/год, максимальні поздовжні схили – 60 %_0, мінімальні радіуси кривих у плані – 250 м.

 

Головні вулиці

Головні вулиці призначені для зручного доступу до основних громадських установ, торгових, видовищних підприємств загально-міського центру, для пропуску демонстрацій, гулянь. Їх забудовують переважно адміністративними торговими, та видовищними будовами, виставочними павільйонами, театрами, клубами, музеями. Поблизу будов, де багато відвідувачів, зручно розташовувати зупинки пасажирського транспорту, які обслуговують маршрути з високою інтенсивністю руху, а також стоянки для легкового транспорту.

. Житлові вулиці

Житлові вулиці дозволяють здійснювати транспортний та пішохідний зв»язок мікрорайонів та житлових кварталів з магістралями. Розміри руху на них залежать від величини відповідних мікрорайонів і складають 100-200 приведених автомобілів в год. Маршрути пасажирського транспорту по житловим вулицям, як правило не пропускаються. Розрахункові швидкості руху - до 60 км/год.

Максимальні схили для житлових вулиць - 80 %₀, в гірських або особливо важких умовах до 100%₀, найменші радіуси кривих у плані 125 м по осі проїжджої частини.

Дороги промислових і складських районів

Дороги промислових і складських районів обслуговують підприємства, склади, вантажні станції, спеціальні промислово-складські райони, комунальні та інші споруди. Розміри на них переважно вантажних автомобілів залежать від особливостей обслуговуваного об»єкту. Для цих доріг максимальні поздовжні схили - 70%₀ , найменші радіуси кривих у плані 125 м по осі проїжджої частини, розрахункові швидкості - 60 км/год.

 

Пішохідні та паркові дороги

Пішохідні та паркові дороги влаштовують в мікрорайонах та житлових районах, парках, лісопарках, зонах відпочинку, виставках, спортивних комплексах та інших місцях концентрації пішоходів. В останні року в містобудуванні чітко простежується тенденція максимальної ізоляції пішохідного руху від руху транспорту. Пішохідні дороги пропонується прокладати не в вигляді тротуарів, а по самостійним напрямкам, які виходять до пунктів культурно-побутового обслуговування та зупинкам транспорту, а також по спеціальним алеям та пішохідним вулицям. Максимальні поздовжні схили для цих доріг – 80‰, однак їх рекомендується трасувати зі схилами не більше 60 ‰.

В малих та середніх містах значна частина пересувань здійснюється пішки і таким чином цей факт повинен чітко простежуватись у прокладанні пішохідних доріг, які зв»язують найкоротшим шляхом житлові райони з промисловими об»єктами та іншими пунктами трудового тяжіння.

 

 

Земляне полотно і дорожні одежі

Типи покритів встановлюються з врахуванням категорій міських вулиць,доріг і площ. Після вибору типу покриття встановлюють схему конструкцій дорожньої одежі. На схемі показують розташування конструктивних шарів із різних матеріалів на основі конструкції і за допомогою дослідів встановлюється товщина шарів. Кількість шарів, вид матеріалів для кожного із них і поєднання товщини шарів при розробці конструкції дорожньої одежі заданої міцності визначають таким чином,щоб в результаті була одержана надійна в експлуатації і економічна конструкція.

Для спорудження нижніх шарів основ необхідно використовувати різноманітні природні місцеві матеріали і відходи промисловості в тому числі і пониженої міцності, а також грунти, скріплені в»яжучими матеріалами.

Серед вдосконалених капітальних типів покриттів в міських умовах найбільше використання знайшли асфальтобетонні покриття на міцній основі.

Для забезпечення відповідного формування таких покритів в процесі будівництва і майбутньої їх нормальної роботи при експлуатації,модулі деформації повинні складати не менше 880-900 кГ/см².

Тому верхній шар основ під асфальтобетонне покриття звичайно облаштовують наступними матеріалами: щебенем (обробленим або необробленим в*яжучими, відібраних гравійних сумішей з додатками дробленого матеріалу (оброблених в*ядучими), в деяких випадках кам*яні бруківки.

Внаслідок того, що при великій різниці модулів деформації сусідніх шарів у верхньому шарі можлива поява тріщин, бажано, щоб відношення модулів деформації сусідніх шарів не перевищувало 2,5-3,5 разів і було тим меншим, чим тонший верхній шар.

Недоцільно з економічної точки зору монтувати в дорожню одежу матеріали з розрахунковим модулем деформації 1,5рази меншим модуля нижніх шарів або підстилочного грунту.

З метою одержання найбільш економічної конструкції дороги привозні шляхово-будівельні матеріали потрібно використовувати в верхніх шарах дорожніх одеж при мінімально-необхідній товщині.

Необхідна міцність одежі повинна досягатись за рахунок збільшення товщини нижніх шарів із місцевих матеріалів. Товщина окремих шарів одежі повинна бути достатньою для того, щоб забезпечити технологічну можливість формування шару і надійну його роботу при експлуатації. Значення цієї мінімальної товщини встановлені багаторічною практикою дорожнього будівництва, а саме:

1. Холодний дрібнозернистий асфальтобетон (дьогтьобетон) - 1,5 см;

2. Асфальтобетон (дьогтьобетон), який вкладається в горячому стані - 3-5 см;

(в залежності від крупності скелету)

3. Щебеневі і гравійні матеріали, оброблені в*яжучими по способу - 5 см;

змішування

4. Необроблені щебеневі та гравійні матеріали:

А) на піску - 13-15 см

Б) на міцній (кам*яній або з укріпленого грунту) основі

Для щебеню - 8 см

Для гравію - 10 с

5. Укріплений грунт при обробці:

А)органічними в*яжучими по способу змішування простішими машинами- 6см;

Б))органічними в*яжучими по способу змішування на пересувних змішувачах -4см;

В) при обробці вапном або цементом - 10см.

У випадку укладки крупно пористих матеріалів безпосередньо на глинистий,суглинистий або пилуватий грунт земляного полотна потрібно передбачити ізолюючий прошарок,який виключає проникнення грунту при його зволожені в шар буд. Матеріалів.

Прошарки можуть улаштовуватись з піску,мілкого шлаку,висівок та інших матеріалів,які не переходять в пластичний стан при зволоженні. Товщина ізолюючих прошарків визначається із конструктивних міркувань від 5 см і більше.

Для відводу води,яка поступає на дорожню одежу з поверхні,а також води,яка перерозподіляється при промерзанні і накопичується в результаті обігу вологи при конденсації, слід вводити в конструкцію одежі підстилочні шари із добре фільтруючих матеріалів