Бабков В.Ф. Дорожные условия и безопасность движения

Подождите немного. Документ загружается.

безопасности движения. В частности, в линейных графиках от-

сутствуют данные об обеспечиваемой дорогой видимости, которая

является одной из важнейших характеристик дороги, определяю-

щей развиваемые на ней скорости движения.

Ценные данные о степени безопасности движения по дороге

могут быть получены в дорожно-эксплуатационных организациях,

которые обязаны учитывать дорожно-транспортные происшествия

на обслуживаемых маршрутах. В уточнении мест наиболее тяже-

лых происшествий помощь могут оказать старейшие линейные

работники.

Круг обследований, необходимых для разработки мероприя-

тий по повышению безопасности движения, несколько отличается

от обследований, проводимых для оценки транспортно-эксплуата-

ционных характеристик автомобильных дорог. Более точно опре-

деляют геометрические элементы трассы, а в отношении дорож-

ных одежд особенно детально учитывают ровность и коэффициент

сцепления дорожных покрытий.

Комплекс оценки характеристики безопасности движения по

дороге включает в себя определение элементов трассы и види-

мости, оценку планировки пересечений, измерения ровности и

коэффициентов сцепления покрытий, измерение скоростей движе-

ния, определение интенсивности движения.

Обследование дорог, связанное с выходом исполнителей ка

проезжую часть, относится к категории особенно опасных работ.

Участники работ должны быть детально проинструктированы

о мерах безопасности. Место производства работ должно быть

обозначено знаком «Дорожные работы», ограждено в соответ-

ствии с требованиями инструкции, на участниках надеты оран-

жевые жилеты или куртки. Должен быть поставлен наблюдатель,

предупреждающий о приближении автомобилей.

7.2. Определение геометрических элементов дороги

Наиболее современным методом определения геометрических

элементов трассы, обеспечивающим точность, достаточную для

разработки мероприятий по повышению безопасности движения,

является использование передвижных автомобильных лаборато-

рий. Установленные на них приборы с гироскопическими датчи-

ками достаточно точно фиксируют траекторию перемещения цент-

ра тяжести автомобиля в пространстве.

Ходовая автомобильная лаборатория дает возможность за-

регистрировать основные геометрические элементы автомобильной

дороги — протяженность прямых и криволинейных участков, углы

поворота, радиусы кривых в плане и продольном профиле, про-

дольный уклон дороги на отдельных участках, поперечный уклон

дорожного покрытия. Измерения проводят челночным способом

149

в прямом и для контроля в обратном направлениях участками

по 10—20 км со скоростью 20—30 км/ч.

Протяженность обследуемого участка дороги устанавливают

при помощи специального мерного колеса или тахометра, смонти-

рованного на ведущем колесе автомобиля-лаборатории. При каж-

дом повороте колеса бесконтактного тахогенератора переменного

тока подается сигнал на импульсный счетчик, магнитную ленту

или ленту осциллографа.

Каждый сигнал соответствует пройденному расстоянию 2nR

где R

— радиус качения. Предварительно учитывая неизбежные

пробуксовывания колеса при качении, определяют коэффициент

пробуксовывания или проскальзывания, сопоставляя длину, изме-

ренную по записям показаний тахометра, с заранее измеренной

длиной участка. Обычно коэффициент пробуксовывания состав-

ляет 0,98—1,02. Привязку записей к километражу и отметку мо-

мента проезда характерных участков наблюдатель осуществляет

нажимом кнопки, отмечая особенности записью в журнале.

Углы поворота трассы в горизонтальной и вертикальной плоско-

стях измеряют гироскопическими приборами, направление осей

которых при движении автомобиля-лаборатории остается постоян-

ным, фиксированным параллельно направлению первоначальной

установки (рис. 7.2).

Угол поворота трассы а на пройденном автомобилем пути

о о

определяют по формуле /?=—

—, где 5 — длина участка пути, м;

а — угол поворота, рад, соответственно в горизонтальной или вер-

тикальной плоскости.

При неровных, с выбоинами и волнами, дорожных покрытиях

измерения проводят на малых скоростях, чтобы колебания авто-

мобиля не искажали показания приборов.

— т »

г? $7,3Sj

а*

Рис. 7.2. Схема для определения продольного уклона и радиусов вертикаль-

ных кривых гироскопическими приборами

150

Геометрические элементы до-

роги в плане можно определять

с точностью 1—2% также по мате-

риалам аэрофотосъемки крупного

масштаба от 1:500 до 1:200.

В случае необходимости уточ-

нения данных по отдельным кри-

вым или участкам подъемов могут

быть использованы геодезические

инструменты. Радиусы кривых в

плане и продольном профиле мо-

гут быть определены по хорде I и

формуле R-

Рис. 7.3. Простейший способ опреде-

ления радиусов кривых в плане

стрелке кривой z (рис. 7.3) по

4 z

-I- Р ^г

. Длину хорды следует принимать равной дли-

не мерной ленты.

При больших радиусах, когда стрелка хорды получается ма-

лой, следует, выставив по бровке земляного полотна створ вех,

найти положение вершин углов поворота и измерить его биссек-

трису.

Радиус

sec а/2— 1

а)

в произвольной точке М

на

Для определения угла поворота в плане выставляют вехи по

внешней бровке земляного полотна. Выравняв их по теодолиту,

находят по пересечению линий вершину угла, устанавливая в ко-

торой теодолит, измеряют угол а (рис. 7.4, а). Если вершина угла

недоступна, теодолит устанавливают

прямой А'В'. Направив взгляд на

веху В', трубу переводят через

зенит и, направляя крест нитей на

вешку в произвольной точке N, из-

меряют угол Pi. Затем, установив

веху в точке предыдущей стоянки

теодолита А4, устанавливают тео-

долит в точке N и измеряют угол Рг

при взгляде на веху М. Угол пово-

рота трассы а равен сумме углов

Pj и р

(рис. 7.4, б).

Продольный уклон дороги на

длинных участках одинаковой кру-

тизны может быть определен по

показаниям гироскопического при-

бора (/=tg а) или путем непо-

Рис

7 4

Определение угла поворот*

средственного измерения угла

тра

ссы в плане:

подъема дороги ПО вертикально-

обычный

способ; б-при недоступ

му кругу тахеометра, при навод- "ости вершины угла

151

2 3 4

Номера точен

Номера точек

Рис. 7.5. Определение фактического расстояния видимости:

а — в плане; б — в продольном профиле;

/ — последовательность измерений; II — график изменения видимости при движении по

дороге;

/—7 места установки инструмента; 8 — наименьшее расстояние видимости; 9— рас-

стояние, которое нужно прибавить к измеренному расстоинию видимости

ке его на отметку на рейке, равную высоте инструмента.

Видимость дороги перед автомобилем на расстоянии, доста-

точном для остановки перед препятствием на пути или его объезда,

является важнейшим условием обеспечения безопасности движе-

ния. При определении расстояния видимости не следует упускать

из вида, что хотя его считают по траектории движения автомо-

биля, но по соображениям безопасности следует измерять по обо-

чине. Работу выполняют два наблюдателя. На обочине через

10—20 м выставляют, отмеряя по ленте, колышки. Частота их

расстановки зависит от радиуса кривой (рис. 7.5, а). Основной

наблюдатель устанавливает теодолит на первой точке и следит

через трубу за вторым наблюдателем, идущим вдоль дороги. Когда

он замечает, что видимость вот-вот прекратится, подается сигнал.

Наблюдатель останавливается и медленно перемещает вешку,

пока не будет найдено предельное расстояние видимости. Затем

инструмент переставляют на следующую точку, и второй наблю-

датель продолжает свое движение. Расстояние определяют по вы-

ставленным колышкам, добавляя к нему для учета того, что наблю-

дение велось по обочине, удвоенную величину АВ до середины по-

лосы движения.

При определении видимости на выпуклых вертикальных кри-

вых (рис. 7.5, б) теодолит наводят на веху; на которой делают

отметку на уровне трубы инструмента, который при всех переста-

новках должен быть одинаковым. Для измерения расстояния ви-

димости в плане и продольном профиле можно пользоваться гео-

дезическими инструментами, определяя его по рейкам. Это не осво-

бождает, однако, от установки на обочинах пикетажных колышков.

152

7.3. Измерение скоростей движения

Знание скоростей и режимов движения на маршруте необхо-

димо для разработки мероприятий по повышению безопасности

и организации движения. Экспериментальный график скоростей

движения, построенный по значительному числу наблюдений, яв-

ляется более ценным исходным материалом, чем построенный по

данным расчета по формулам теории автомобиля, поскольку

отражает не только динамические возможности автомобиля, но и

особенности восприятия дорожных условий водителями.

Наиболее объективным способом является запись скоростей

групп автомобилей пристроившихся к ним автомобилем-лаборато-

рией, оборудованным прибором для записи скоростей (метод сле-

дования за лидером). Работники дорожно-эксплуатационной

службы могут во время служебных поездок производить через

200 м по спидометру запись скоростей, делая в журнале отметки

о километровых столбах и характерных предметах на придорожной

полосе.

Для получения эпюры скоростей движения наиболее быстрых

автомобилей, соответствующих примерно 80—85% обеспеченно-

сти, должны быть организованы специальные проезды в периоды

малой интенсивности движения автомобиля-лаборатории, управ-

ляемого высококвалифицированным водителем, который должен

проезжать по дороге с максимальной безопасной по его мнению

скоростью. При проезде одним водителем может быть получена

сравнительная характеристика отдельных участков маршрута.

Для большей объективности в сложных случаях должны быть орга-

низованы последовательные проезды на испытательном автомо-

биле несколькими водителями, обычно привлекаемыми из числа

общественных инспекторов актива ГАИ.

Наиболее удобный и быстрый способ получения данных для

построения эпюры скоростей движения — последовательное изме-

рение скорости проезжающих автомобилей портативными дистан-

ционными радиолокационными приборами, основанными на эф-

фекте Доплера. Органы Государственной автомобильной инспек-

ции используют для этой цели прибор «Барьер» отечественного

производства. Наблюдения следует проводить скрытно, так как

некоторые водители, замечая, что проводятся наблюдения, сни-

жают скорость и даже предупреждают об этом встречных сигна-

лами фар. Более трудоемко фиксирование наблюдателями посред-

ством секундомеров продолжительности проезда автомобилями

участка известной длины, обозначаемого на дороге створами.

При следовании по дороге пачек из нескольких автомобилей

измеряют скорость переднего автомобиля, распространяя ее на

всю группу.

В целях сокращения числа наблюдателей места расположения

створов намечают на таком расстоянии друг от друга, чтобы уло-

153

вить изменения скорости, связан-

ные с влиянием дорожных усло-

вий: скорость на участке подхода,

где еще не проявляется влияние

изучаемого участка; скорость в

месте ее наибольшего снижения

(середина кривой, верхняя часть

подъема, место съезда с дороги

или примыкания к ней и др.) или

наибольшего разгона автомоби-

ля (конец спуска); скорость, ти-

пичная для следующего участ-

ка, после того как у автомоби-

лей установится режим движения

(рис. 7.6).

Для большей точности построе-

ния графика скоростей могут быть

назначены дополнительные ство-

ры, например, в месте уста-

новления равновесной скорости потока автомобилей на затяжных

подъемах. Места створов первоначально намечают по продоль-

ному профилю и плану трассы, а затем уточняют на местности

по предварительным глазомерным наблюдениям за режимами

и скоростями движения.

На сложных участках дорог, где, кроме скорости, желательно

изучить и траектории движения автомобилей при обгонах, впи-

сывании в уширения проезжей части у автобусных остановок или

заездах на смежные полосы проезжей части в кривых малых ра-

диусов, хорошие результаты дает киносъемка с возвышенного

места. Скорость определяют по числу кадров, снятых за время

проезда автомобилем участка известной длины. При любом спо-

собе измерения скорости необходима достаточная повторность

наблюдений. Поскольку с увеличением интенсивности движения

и сложности осуществления маневров разница в скоростях дви-

жения автомобилей уменьшается, число замеров можно умень-

шать, следуя таким рекомендациям:

Интенсивность движения, авт/ч . . . <50 50—100 100—200 >200

Минимальное число замеров . . ,150 100 50 30

Обычно за один день наблюдатель может провести наблюде-

ния на одном-двух створах.

При измерении скорости путем следования за впереди едущи-

ми автомобилями число наблюдений можно уменьшить, так как

измеренную скорость можно отнести ко всему потоку, кроме об-

гоняющих и обгоняемых автомобилей. Как уже отмечалось, такие

наблюдения легче всего проводить в процессе деятельности ра-

ботников дорожно-эксплуатационной службы. При опытах с проез-

154

а)

Створы

TIII i

-j—i

о)

направление движения

Рис. 7.6. Схема размещения створов

в характерных точках для измерения

скоростей движения на подъемах':

а—план и профиль дороги; б — эпюра

скорости движения автомобиля:

/] — зона влияния кривой в плане; /г—

зона влияния подъема; /з — участок по-

стоянной скорости в верхней части подъема

дами водителей-испытателей ограничиваются 10—15 повторными

проездами.

Скорости в характерных точках обследуемого участка дороги

определяют путем статистической обработки материалов наблю-

дений — построения кривой распределения и кумулятивной кривой

(см. рис.. 3.3).

Растянутость кривой распределения характеризует однород-

ность транспортного потока. Ее можно характеризовать количе-

ством автомобилей в пределах ±(5-М0) км/ч от модальной ско-

рости, поскольку при такой разнице в скоростях большинство во-

дителей не идет на обгон. Большинство водителей едет со ско-

ростью, близкой к типичной для каждого участка модальной ско-

рости. Но всегда имеется сравнительно небольшая группа води-

телей, едущих с повышенным риском и нарушающих установлен-

ные скорости движения. Крутой перелом в верхней части кумуля-

тивной кривой отделяет эту часть автомобилей, не подчиняющихся

общим закономерностям остальной части потока. Превышение

модальной скорости, составляющее 85%, обычно кладут в основу

разрабатываемых планов устранения опасных участков и органи-

зации движения, считая неправильным удорожание и осложнение

мероприятий из-за этой небольшой и неорганизованной группы

участников движения.

7.4. Оценка ровности и коэффициента сцепления покрытий

Ровность покрытий и коэффициент сцепления с ними шин авто-

мобилей являются показателями, зависящими от погодных усло-

вий и меняющимися в процессе службы дороги. Для достаточно

точного представления о них должны регулярно проводиться

обследования дорог. Для измерений ровности покрытий и коэф-

фициентов сцепления в разных странах было предложено много

различных приборов и методов.

При приемке вновь построенных дорог используют рейки, при-

кладываемые вдоль дороги в 0,75—1 м от кромки покрытия. В России

принято, что в 95% случаев просвет под 3-метровой рейкой на

эксплуатируемых дорогах не должен превышать 5 мм на покры-

тиях капитального типа, 7 мм — на облегченных и 15 мм — на

переходных. Допускаются единичные большие просветы, но они

не должны превышать допускаемые более чем в 2 раза. Предель-

ный процент их на измеренном участке допускается для одежд

капитального типа от 9 при интенсивностях движения, меньших

1000 авт/сут, до 6 при интенсивностях 7000 авт/сут.

За рубежом требования к ровности покрытий выше. Там

используют 4-метровые рейки, наиболее совершенные — на коле-

сиках. При прокатывании по покрытию они указывают на шкале

значение неровности и сигнализируют звонком, когда оно превы-

155

у//////////, V/////A

Рис. 7.7. Схема толчкомера:

/ — кнопка включения прибора; 2— элект-

ромотор печатающего механизма; 3

электромотор протяжки бумажной ленты;

4 — храповая муфта; 5 — барабан, жестко

соединенный с муфтой; 6 — гибкий трос;

7 - натяжная пружина; 8—задний гугосч

автомобиля; 9 — счетный механизм

Рис. 7.8. Прибор ПКРС-2У:

а — на прицепе к легковому автомобилю;

б — к автомобилю УАЗ;

1 — прицеп с измерительным колесом;

2— датчик ровности; 3 — датчик сцепле-

ния; 4 — бак для воды; 5 — рукоятка для

подачи воды; 6— прибор, регулирующий

подачу; 7 — педаль тормоза измеритель-

ного колеса

шает допускаемое. Некоторые ти-

пы реек делают при этом отметку

краской на покрытии и могут запи-

сывать микропрофиль. Однако

рейки не характеризуют наличие

на покрытии волн длиной 15—20 м,

которые вызывают колебания

быстроедущих автомобилей и оп-

ределяют комфортабельность дви-

жения.

Для оценки транспортно-экс-

плуатационных качеств дороги

и безопасности движения более

применимы приборы большей про-

изводительности, характеризую-

щие ровность покрытия по ее воз-

действию на динамику движения

автомобиля.

Наибольшее распространение

при оценке ровности дорожных по-

крытий в целях установления их

транспортных качеств и планиро-

вания мероприятий по ремонту

имеют толчкомеры, предложенные

впервые в 20-х годах в США. По

их типу были сконструированы

толчкомеры Харьковского автомо-

бильно-дорожного института, впо-

следствии модифицированные Ка-

захским филиалом Союздорнии

(рис. 7.7).

Толчкомер регистрирует сум-

му прогибов задних рессор авто-

мобиля при проезде участка опре-

деленной длины.

Основной частью прибора яв-

ляется храповая муфта, которую

устанавливают на полке за задним

сиденьем легкового автомобиля.

Муфта соединяется с задним мос-

том автомобиля гибким тросом,

натягиваемым пружиной. При раз-

жатиях рессор барабанчик, на ко-

торый намотан трос, поворачива-

ет жестко соединенную с ним

храповую муфту. Это вращение

передается счетному меха-

156

низму. При сжатии рессор храпо-

вая муфта проскальзывает. При

последовательных колебаниях ав-

томобиля во время движения ко-

лебания кузова по отношению к

заднему мосту суммируются.

В момент снятия показаний,

обычно при проезде мимо кило-

метровых знаков, оператор вклю-

чает катушку электромагнита,

которая прижимает к .цифрам на

дисках счетного механизма бу-

мажную ленту, печатая через лен-

ту от пишущей машинки отсчет.

После снятия отсчета бумажная и

копировальная ленты автоматиче-

Рис

' Корреляционный график меж-

ду характеристиками ровности 3-мет-

ски передвигаются для следующе-

Ьвой рейкой и прибором ПРКРС-2У

го отсчета.

Показания толчкомеров зависят не только от размеров и ко-

личества неровностей на покрытии, но и от характеристик и со-

стояния автомобиля. Поэтому испытания проводят в строго стан-

дартных условиях при нормативном давлении воздуха в шине,

массе груза в автомобиле, постоянной скорости движения авто-

мобиля 60 км/ч и движении без обгонов. При израсходовании

10—15 л топлива бак доливают.

Использование толчкомеров предполагает, что покрытия одно-

родны по степени ровности на больших участках. Крупные не-

ровности искажают результаты измерения. Такие места про-

пускают, пересчитывая потом показания оставленных участков

на километр. Показания толчкомеров зависят от марки автомо-

биля и его технического состояния. Поэтому до выезда на испы-

тания обычно производят контрольную тарировку установленного

на автомобиле толчкомера путем проезда по эталонным участкам

с прочной дорожной одеждой и хорошей ровностью.

Меньшее распространение имеет более сложный и дорогостоя-

щий прибор Союздорнии ПКРС-2У — одноколесный прицеп с мяг-

кой подвеской (рис. 7.8), который может ипользоваться также для

измерения коэффициентов сцепления. Он измеряет перемещение

оси колеса по отношению к массивной раме прицепа, которая прак-

тически не реагирует на перемещения колеса, гасимые рессорами.

Усовершенствованные покрытия, находящиеся в удовлетвори-

тельном состоянии, имеют ровность по толчкомеру 100—200 см/км

и по ПКРС-2У — от 650 до 1100 см/км, а.в хорошем состоянии —

соответственно 50—100 и 400—650 см/км. На рис. 7.9 показана

корреляционная зависимость между процентом просветов, превы-

шающих 3 см под 3-метровой рейкой, и показаниями ровности

по ПКРС. Результаты измерений ровности оформляют в виде

графиков (рис. 7:10).

тг,%

- *J*

, J

^Удоблетдорш

• • » - . . ' . . » • . .

- •• . I , . » - , •

** * t I ' m I « , "J ' •

- - . t * •

— . • ч « * '.v.. -. . > »•. \ si, • « •

Хорошо

Отлично

/ /tv

' /

0 200 Ш 600 П, см/ИМ

•ч

Сэ

гз

«о

съ

сз

«о

с:

о»

«3

СЗ

500

400

300

200

ГрГ

FrrfkS

"И • , • ,• ' .

L * « * .

T •

» - • , t «

• - •

200

300

400

500 -

Tpeifyem ремонта

Хорошо

Отлично

Хорошо

• * . 4 %

' , t ,

•v.. •

-л'лл»

I'^Удовлетворительно

Требует ремонта

Километры

сМфое gzza шлжЩ^Щ

Населенные пункты,

мосты, трубы

tzzzza

If- ш™

7z//?

поирытия

стро-

ительства и год

Черный щебень

W85

1981

Асфальтобетон

1988

Рис. 7.10. График ровности покрытия по испытаниям толчкомером

Все приборы, устанавливаемые на автомобилях, дают осред-

ненную характеристику ровности участка дороги. Поэтому при

осмотре дороги необходимо отдельно учитывать крупные неров-

ности — просадки перед мостами, сдвиги асфальтобетона в местах

частых торможений перед светофорами и автобусными останов-

ками, выбоины и волны (неровности в виде поперечных пологих

валовой понижений, чередующиеся через 0,8—1,5 м).

Коэффициент сцепления определяют преимущественно при-

цепными динамометрическими тележками. Прибор Союздорнии

ПКРС-2У измеряет реактивный тормозной момент, возникающий

при заблокировании колеса тележки. Для увлажнения покрытия

под колесом прицепа установка снабжена баком для воды и устрой-

ством для разбрызгивания ее по покрытию, создающим перед

58 ;