Организация дорожного движения

1 при параллельных улицах, расположенных на сравнительно небольшом расстоянии друг от друга

2 при относительно малой ширине проезжих частей и невозможности их расширения

3 при параллельных поперечных улицах с не большими расстояниями между пересечениями

4 при сложных и перегруженных узлах

5 при значительной интенсивности движения, вызывающей большие задержки транспорта

6 при нечётном количестве полос проезжей части

7в условиях сложного рельефа, когда встречное движение на крутых уклонах вызывает дополнительные опасности.

Режим одностороннего движения удлиняет маршруты движения автомобилей, но повышает пропускную способность дорог, что приводит к увеличению транспортных потоков, увеличению скоростей движения.

Рисунок 6 - Схемы организации дорожного движения

Из рисунка 6 видно, что при полном одностороннем движении количество конфликтных точек уменьшается с 32 при двустороннем движении до 4 при одностороннем режиме движения.

2. МЕРОПРИЯТИЯ ПО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ ОРГАНИЗАЦИИ ДОРОЖНОГО ДВИЖЕНИЯ

Условия дорожного движения в городе Павлодаре характеризуются сложной дорожной обстановкой, снижением средних скоростей движения, участившимися предзаторовыми ситуациями, увеличением затрат времени пассажирами общественного транспорта.

Основной причиной создавшейся ситуации является резкий рост городского автомобильного парка и повышение мобильности населения, не полностью компенсируемые принимаемыми мерами по совершенствованию управления дорожным движением и ростом дорожно-транспортной инфраструктуры.

Улично-дорожная сеть города нуждается в интенсификации использования

существующей улично-дорожной сети путем оптимизации дорожного движения современными средствами и методами, которые включают в себя комплекс мер управляющего правового, организационного и инженерно-технического воздействия на дорожное движение.

Совершенствование организации дорожного движения базируется на комплексном подходе к проблеме, предусматривающем системную проработку всех составляющих аспектов: правовая база, организационные мероприятия, техническое обеспечение. Основной критерий - повышение экономической эффективности транспортного процесса, прямым образом связанной с минимизацией затрат времени на движение и величины пробега транспортных средств.

2.1 Роль организации движения в обеспечении его безопасности

Безопасность движения на автомобильной дороге невозможно обеспечить только строительными мероприятиями, не принимая мер по его организации, учитывающих неизбежные колебания интенсивности движения, изменения погоды и особенности восприятия водителями движения по дороге. Дорожные организации должны не только обеспечивать возможность движения по дороге транспортных потоков, но и управлять ими доступными средствами. При этом имеется в виду не оперативное регулирование движения светофорами или сигналами регулировщиков, а воздействие на избираемые водителями режимы движения посредством продуманного изменения дорожных условий с тем, чтобы обеспечить максимальное использование пропускной способности дороги и безопасность движения.

К дорожной стороне проблемы безопасности можно отнести следующие мероприятия по организации движения:

разделение транспортных потоков по скоростям и назначению;

регулирование скоростей в соответствии с дорожными условиями посредством дорожных знаков с постоянной или меняющейся информацией;

обеспечение четкого использования автомобилями проезжей части;

информация водителей и пассажиров о дорожных условиях, расположении населенных пунктов, маршрутах проезда транзитных автомобилей через крупные населенные пункты.

К регулированию движения относится управление движением автомобилей посредством знаков с переменной информацией, включаемых ЭВМ в соответствии с теорией движения транспортных потоков в целях установления оптимальных скоростей движения автомобилей, а также перераспределение транспортных потоков по параллельным маршрутам и по времени суток, переводя отдельные виды перевозок на ночное время.

2.2 Обеспечение безопасности движения пешеходов

Подавляющее большинство автомобильных дорог проходит через населенные пункты, в пределах которых случается повышенное количество дорожно-транспортных происшествий. В пункте 1.4.5 (Описательный анализ ДТП по виду происшествия) было сказано, что наиболее распространенный вид происшествий связаны с наездами на пешеходов. Более 63 процентов из них произошло в пределах населенных пунктов. В отдельных случаях наезды на пешеходов составляли до 49 процентов от числа происшествий на дороге. Из общего числа происшествий с пешеходами 26,2 процента связаны с наездами на пешеходов, идущих вдоль дороги из-за отсутствия пешеходных дорожек и тротуаров, 64,5 процентов - пересекающих дорогу, 5,1 процента - стоящих на обочине и 4,2 процента - находившихся на проезжей части.

Дорожно-транспортные происшествия с пешеходами имеют очень тяжелые последствия, поскольку в большинстве случаев связаны с ранениями и смертельными исходами. В зависимости от местных условий (интенсивности движения, размеров населенных пунктов и их планировки) для уменьшения числа происшествий с пешеходами могут быть проведены следующие мероприятия:

устройство с обеих или с одной стороны дороги тротуаров;

уменьшение интенсивности движения по улицам путем перевода транзитного движения на менее загруженные параллельные улицы с разделением легкового и грузового движения;

переключение местного движения с дороги на параллельные улицы и полосы движения;

оборудование специальных мест перехода через дорогу в увязке с размещением автобусных остановок, магазинов, школ, клубов и т. п.

2.3 Управление скоростями движения

Повышенная аварийность на многих дорогах вызывается значительными колебаниями скоростей движения на смежных участках. Выравнивание эпюры скоростей на протяжении дороги и «сглаживание» разницы в скоростях являются эффективным средством повышения безопасности движения. Это может быть достигнуто рядом способов: ограничением максимальных скоростей движения на всем протяжении дороги; ограничением скоростей на отдельных участках в соответствии с их геометрическими элементами или состоянием покрытия путем установки знаков; психологическим воздействием на водителей, вызывающим непроизвольное снижение скорости движения. Количество дорожно-транспортных происшествий возрастает с увеличением скоростей движения по дорогам.

Быстрый рост автомобильного парка, неизбежно влекущий за собой увеличение количества водителей, в том числе непрофессионалов, заставил ввести ограничения допускаемых скоростей движения.

Установление ограниченной скорости целесообразно при интенсивности движения, близкой к нормальной пропускной способности дороги, когда обгоны становятся особенно опасными, т. е. для наиболее распространенных дорог с проезжей частью шириной 7-7,5 м при интенсивностях, близких к 5-6 тыс. авт./сут. Ограничение скоростей движения на отдельных опасных участках дорог рассматривается как эффективное мероприятие по повышению безопасности движения, но опасна не только высокая скорость, повышающая требования к квалификации водителя, но и частота ее изменений, вызываемая дорожными условиями.

Количество дорожно-транспортных происшествий снижается только при обоснованном назначении ограничения скорости и строгом соблюдении водителями указаний ограничительных знаков.

Эффективность дорожных знаков уменьшается в связи с тем, что многие водители иногда не замечают или игнорируют их указания. Поэтому в особенно опасных местах указания знаков ограничения скорости дублируют другими способами воздействия на режимы движения. Снижение скорости автомобилей на участках, где это необходимо по соображениям безопасности, достигают созданием на усовершенствованных покрытиях искусственных замедляющих неровностей (лежачих полицейских).

При наезде автомобиля на искусственно созданную на дорожном покрытии неровность возникает тряска, которые вынуждают водителей снижать скорость.

Искусственно созданную на дорожном покрытии неровность рекомендуется устраивать в следующих случаях:

для повышения эффективности дорожных знаков и светофоров при приближении к опасным местам, участкам производства дорожных работ, перед пересечениями с дорогами более высоких категорий;

на длинных прямых участках в однообразной местности в целях повышения активности водителей, как мера борьбы с сонливостью;

перед местами резкого изменения дорожных условий.

Существует также ряд методов снижения скоростей движения путем резко бросающегося в глаза ухудшения условий движения или искусственного создания у водителей впечатления о движении с чрезмерной скоростью:

постепенное сужение полос движения между островками на канализированных пересечениях;

зрительное перекрытие пути движения автомобиля, например ориентирование примыкающей дороги на Т-образном пересечении или перед кривой на группу деревьев;

постепенное уменьшение длины штрихов прерывистой разметки таким образом, чтобы увеличилась частота их мелькания в глазах водителей. Опыты показали, что для большинства водителей оптимальными являются скорости движения, при которых частота мелькания штрихов и разрывов между ними не превышает 3 Гц. Уменьшение длины штрихов и разрывов между ними создает у водителей впечатление, что они едут по участку, имеющему обычную разметку, с повышенной скоростью;

нанесение поперечных линий на покрытие с уменьшающимися между ними расстояниями.

2.4 Проектирование нежестких дорожных одежд

К нежестким дорожным одеждам относят одежды со слоями, устроенными из разного вида асфальтобетонов (дегтебетонов), из материалов и грунтов, укрепленных битумом, цементом, известью, комплексными и другими вяжущими, а также из слабосвязных зернистых материалов (щебня, шлака, гравия и др.).

Различают следующие элементы дорожной одежды:

Покрытие - верхняя часть дорожной одежды, воспринимающая усилия от колес транспортных средств и подвергающаяся непосредственному воздействию атмосферных факторов.

По поверхности покрытия могут быть устроены слои поверхностных обработок различного назначения (слои для повышения шероховатости, защитные слои и т.п.).

Основание - часть конструкции дорожной одежды, расположенная под покрытием и обеспечивающая совместно с покрытием перераспределение напряжений в конструкции и снижение их величины в грунте рабочего слоя земляного полотна (подстилающем грунте), а также морозоустойчивость и осушение конструкции.

Следует различать несущую часть основания (несущее основание) и дополнительные слои основания. Несущая часть основания должна обеспечивать прочность дорожной одежды и быть морозоустойчивой.

Дополнительные слои основания - слои между несущим основанием и подстилающим грунтом, предусматриваемые при наличии неблагоприятных погодно-климатических и грунтово-гидрологических условий. Эти слои совместно с покрытием и основанием должны обеспечивать необходимые морозоустойчивость и дренирование конструкции и создавать условия для снижения толщины вышележащих слоев из дорогостоящих материалов. В соответствии с основной функцией, которую выполняет дополнительный слой, его называют морозозащитным, теплоизолирующим, дренирующим. К дополнительным слоям и прослойкам относят также гидро- и пароизолирующие, капилляропрерывающие, противозаиливающие и др. Дополнительные слои устраивают из песка и других местных материалов в естественном состоянии или укрепленных органическими, минеральными или комплексными вяжущими, из местных грунтов, обработанных вяжущими, из укрепленных смесей с добавками пористых заполнителей и т.д., а также из различного рода специальных индустриально выпускаемых материалов (геотекстиль, пенопласт, полимерная пленка и т.п.).

Классификация дорожных одежд и покрытий представлена в таблице 4:

Таблица 4 - Классификация дорожных одежд и покрытий

Типы дорожных одежд	Виды покрытий, материал и способы его укладки
	Усовершенствованные покрытия:
Капитальные	из горячих асфальтобетонных смесей
Облегченные	а) из горячих асфальтобетонных смесей б) из холодных асфальтобетонных смесей в) из органоминеральных смесей с жидкими органическими вяжущими, с жидкими органическими вяжущими совместно с минеральными; с вязкими, в том числе эмульгированными органическими вяжущими; с эмульгированными органическими вяжущими совместно с минеральными; из каменных материалов и грунтов, обработанных битумом по способу смешения на дороге или методами пропитки; из каменных материалов, обработанных органическими вяжущими методом пропитки; черного щебня, приготовленного в установке и уложенного по способу заклинки; из пористой и высокопористой асфальтобетонной смеси с поверхностной обработкой; из прочного щебня с двойной поверхностной обработкой
	Покрытия переходные
Переходные	из щебня прочных пород, устроенные по способу заклинки без применения вяжущих материалов; из фунтов и малопрочных каменных материалов, укрепленных вяжущими; булыжного и колотого камня (мостовые)
Низшие	из щебеночно-гравийно-песчаных смесей; малопрочных каменных материалов и шлаков; грунтов, укрепленных или улучшенных различными местными материалами; древесных материалов и др.

Рабочий слой земляного полотна (подстилающий грунт) - верхняя часть полотна в пределах от низа дорожной одежды до 2/3 глубины промерзания, но не менее 1,5 м от поверхности покрытия.

Капитальную и облегченную дорожную одежду с усовершенствованным покрытием проектируют с таким расчетом, чтобы за межремонтный срок не возникло разрушений и недопустимых с точки зрения предусмотренных действующими нормативными документами требований к ровности покрытия остаточных деформаций, а также, чтобы воздействие природных факторов не приводило к недопустимым изменениям в ее элементах.

Облегченную дорожную одежду с усовершенствованным покрытием, рассчитывают на менее продолжительный межремонтный срок службы, чем для капитальных одежд. Это позволяет применять менее долговечные и дорогостоящие материалы и облегчить конструкцию.

2.5 Конструирование дорожной одежды

Проектирование дорожной одежды представляет собой единый процесс конструирования и расчета дорожной конструкции (системы дорожная одежда + рабочий слой земляного полотна) на прочность, морозоустойчивость и осушение с технико-экономическим обоснованием вариантов с целью выбора наиболее экономичного в данных условиях.

.Процедура конструирования дорожной одежды включает:

- выбор вида покрытия;

- назначение числа конструктивных слоев с выбором материалов для устройства слоев, размещение слоев в конструкции и назначение их ориентировочных толщин;

- предварительную оценку необходимости назначения дополнительных морозозащитных мер с учетом дорожно-климатической зоны, типа грунта рабочего слоя земляного полотна и схемы увлажнения рабочего слоя на различных участках;

- предварительную оценку необходимости назначения мер по осушению конструкции, а также по повышению трещиностойкости конструкции;

- оценку целесообразности укрепления или улучшения верхней части рабочего слоя земляного полотна;

- предварительный отбор конкурентоспособных вариантов с учетом местных природных и проектных условий работы.

При конструировании дорожной одежды необходимо руководствоваться следующими принципами:

а) тип дорожной одежды и вид покрытия, конструкция одежды в целом должны удовлетворять транспортно-эксплуатационным требованиям, предъявляемым к дороге соответствующей категории и ожидаемым в перспективе составу и интенсивности движения с учетом изменения интенсивности движения в течение заданных межремонтных сроков и предполагаемых условий ремонта и содержания;

б) конструкция одежды может быть принята типовой или разработана индивидуально для каждого участка или ряда участков дороги, характеризующихся сходными природными условиями (грунт рабочего слоя земляного полотна, условия его увлажнения, климат, обеспеченность местными дорожно-строительными материалами и др.) с одинаковыми расчетными нагрузками. При выборе конструкции одежды для данных условий предпочтение следует отдавать проверенной на практике в данных условиях типовой конструкции;

в) в районах, недостаточно обеспеченных стандартными каменными материалами, допускается применять местные каменные материалы, побочные продукты промышленности и грунты, свойства которых могут быть улучшены обработкой их вяжущими (цемент, битум, известь, активные золы уноса и др.). Одновременно надо стремиться к созданию конструкции, по возможности наименее материалоемкой;

г) конструкция должна быть технологичной и обеспечивать возможность максимальной механизации и индустриализации дорожно-строительных процессов. Для достижения этой цели число слоев и видов материалов в конструкции должны быть минимальными;

д) при конструировании необходимо учитывать реальные условия проведения строительных работ (летняя или зимняя технология и др.).

Покрытие и верхние слои основания должны соответствовать проектным воздействующим нагрузкам и быть водо-, морозо- и термоустойчивыми.

Для верхнего слоя асфальтобетонного покрытия выбирают материал в соответствии с действующим ГОСТом «Смеси асфальтобетонные дорожные, аэродромные и асфальтобетон. Технические условия» и СНиП «Автомобильные дороги».

2.6 Принципы назначения конструкций дорожных одежд при проектировании, реконструкции существующих дорог

На реконструируемых участках, где сохраняют или используют старую дорожную одежду, проектирование ведут в соответствии с положениями специальных нормативных документов на основе детальных данных по конструкции существующей дорожной одежды, состоянию ее конструктивных слоев и оценке способности этих слоев выполнять свои функции. Для получения исходных данных существующая дорожная одежда и рабочий слой земляного полотна должны быть детально обследованы с выполнением буровых и других работ и испытаний, позволяющих получить необходимую информацию.

При разработке проектного решения должны быть рассмотрены вопросы:

- целесообразности использования существующей дорожной одежды или отдельных ее конструктивных слоев без предварительного разрушения;

- целесообразности использования материалов конструктивных слоев после их переработки;

- необходимости усиления существующей конструкции;

- необходимости повышения морозоустойчивости существующей конструкции;

- необходимости улучшения дренирования существующей конструкции;

- необходимости изменения конструкции укрепления обочин;

- необходимости уширения дорожной одежды и способ уширения.

2.7 Конструирование и расчет дорожной одежды нежесткого типа по улице Короленко

2.7.1 Исходные данные

1. Область строительства - г.Павлодар.

2. Интенсивность движения на год окончания строительства дороги - 1800 авт/сут.

3. Ежегодный прирост интенсивности движения - 1,2%.

4. Дорожно-климатическая зона - IV.

5. Тип местности по степени увлажнения - 2.

6. Вид грунта земляного полотна - песок пылеватый.

7. Грунтовые воды залегают на глубине:

а) на возвышенных участках - 2,1 м;

б) на пониженных участках местности - 0,9 м.

Таблица 5 - Исходные данные

Марка автомобиля	% автомобилей, указанных марок в потоке
1. Мерседес-Бенц	20
2. Вольво	15
3. Шкода	15
4. Москвич	20
5. Ваз	10
6. Уаз	10
7. Икарус	10
	ИТОГО: 100%

2.7.2 Определение технической категории проектируемой дороги

Определяем перспективную интенсивность движения на 20-летний период и техническую категорию дороги.

N_п = N₁(1+Яt), (1)

где N₁ - исходная интенсивность на год окончания строительства - 1800 авт/сут;

Я - коэффициент ежегодного прироста интенсивности движения на проектируемой дороге - 1,2%=0,012;

t - расчетное время - 20 лет.

N_п = 1800 (1+0,012•20) = 2232 авт/сут.

Согласно таблице 1.1 [1] и ожидаемой в 20-летней перспективе интенсивности движения дорога должна проектироваться по нормативам II технической категории.

Для дороги II технической категории дорожную одежду принимаем капитального типа.

Для дороги II технической категории дорожную одежду принимаем с усовершенствованным покрытием из горячей смеси для плотного асфальтобетона типа Г марки I, для нижнего слоя - горячие смеси для пористого асфальтобетона марки I.

По таблице 1.5 [1] для таких дорожных одежд уровень надежности К_н принимаем равным 0,95, а коэффициент прочности К_пр = 1.

2.7.3 Определение требуемого модуля упругости всей конструкции дорожной одежды

Определяем интенсивность движения на конец межремонтного срока службы дорожной одежды. Для асфальтобетонного покрытия межремонтный срок (период между капитальными ремонтами) принимаем равным 15 годам, тогда интенсивность движения к этому сроку:

N_с = 1800 (1+0,012•15) = 2124 авт/сут.

Определяем расчетную интенсивность автомобилей, приведенных к одной полосе движения и расчетному автомобилю

, (2)

гдеN_с - интенсивность движения на конец межремонтного срока;

f - коэффициент приведения к одной полосе движения для двухполосного покрытия принимаем f = 0,55;

K_i - коэффициент приведения i-го типа к расчетному

P_i - доля автомобиля i-го типа в составе потока в % (исходные данные табл. 5).

N_p=2124•0,55•0,01 (20•0,29+15•0,20+15•0,14+20•0,27+10•1,05+10•0,03+10•0,81)=

11,68(5,8+3+2,1+5,4+10,5+0,3+8,1)=11,68•35,2=411,21 авт/сут.

По рисунку 1.1 [1] при N_p = 411 авт/сут получаем требуемый модуль упругости Е_тр=240МПа. При этом принимаем, что на дорожную одежду передаются нормативные нагрузки от автомобилей группы А.

Согласно требованию таблице 1.7 [1] минимальный требуемый модуль упругости для дороги II технической категории с усовершенствованным покрытием должен быть 220МПа. Тогда для расчетов принимаем Е_тр=240МПа.

2.7.4 Определение расчетных характеристик грунта земляного полотна

Расчетное значение важности грунта определяется по формуле:

W_p=W?(1+tV_w), (3)

гдеW? - среднее значение влажности грунта в долях от W_т. В зависимости от дорожно-климатической зоны, типа местности по условиям увлажнения и вида грунта W?=0,58 (при данных дорожно-климатической зоны IV, песок пылеватый, тип местности по степени увлажнения - 2);

t - коэффициент нормированного отклонения, принимаемый в зависимости от заданного уровня проектной надежности конструкции дорожной одежды - К_н по таблице 9.

V_w - коэффициент вариации влажности грунта, равен 0,10;

При К_н=0,95 коэффициент нормированного отклонения равен t=1,71 (табл. 1.9 [1]).

W_p=0,58 (1+1,71•0,1)=0,68

Принимаем характеристики грунта: угол внутреннего трения ц=36є, сцепление с=0,014МПа, Е_гр=72МПа.

2.7.5 Конструирование дорожной одежды

Исходя из наличия в районе строительства проектируемой автомобильной дороги местных дорожно-строительных материалов и производственных мощностей предприятий стройиндустрии, принимаем следующую схему дорожной одежды в соответствии с рисунком 7.

1-мелкозернистый, плотный асфальтобетон; 2-крупнозернистый, пористый асфальтобетон; 3-природная гравийно-песчанная смесь (ГПС), укрепленная 20% зольным вяжущим в установке; 4-природная гравийно-песчаная смесь.

Рисунок 7 - Конструкция дорожной одежды

Толщину нижнего слоя основания назначаем равной 15 см. Именно толщина этого слоя будет уточнена последующим расчетом дорожной одежды.

Расчетные значения модулей упругости материалов слоев дорожной одежды и оформляем в виде таблицы 10.

Таблица 6 - Расчетные характеристики выбранных материалов

Материал слоя	Расчет
	Сопротивления растяжению при изгибе	По упругому прогибу	Сопротивления сдвигу
1. Мелкозернистый асфальтобетон типа Г марки II на битуме 40/60	Е4 = 600МПа Rи = 3,2Мпа	t = +10є Е4 = 4400МПа	t = +30є Е4 = 270МПа
Материал слоя	Расчет
	Сопротивления растяжению при изгибе	По упругому прогибу	Сопротивления сдвигу
2. Крупнозернистый асфальтобетон типа Г марки II на битуме 40/60	Е3 = 3600МПа Rи = 1,8Мпа	t = +10є Е3 = 2800МПа	t = +30є Е3 = 320МПа
3. ПГС укрепленная 20% зольным вяжущим II класс прочности	Е2 = 600МПа Rи = 0,40Мпа		Е2 = 500МПа
4. Природная ПГС			ц = 45є с = 0,03МПа Е1 = 180МПа
5. Песок пылеватый земляного полотна		ЕГР = 72МПа	ц = 36є с = 0,014МПа ЕГР = 72МПа

2.7.6 Расчет дорожной одежды по упругому прогибу

Конструкция дорожной одежды удовлетворяет требованиям надежности и прочности по критерию упругого прогиба, если

, (4)

гдеК_пр - коэффициент прочности дорожной одежды;

Е_общ - общий модуль упругости для дорожной одежды;

Е_тр - требуемый модуль упругости для дорожной одежды.

Е_общ=Е_тр·К_пр=240·1=240МПа. (5)

Требуется определить - действительно толщина нижнего слоя основания h₁ = 15см.

Расчет будем вести снизу вверх. Если найденное , но не более чем на 5%, то принятая толщина h₁=15 см правильная. Если , то это будет свидетельствовать, что h₁=15 см не обеспечивает нужную прочность дорожной одежды. Для обеспечения прочности надо увеличить толщину этого слоя и выполнить расчет.

Воспользуемся отношением:

, (6)

гдеЕ_нс - модуль упругости нижележащего слоя;

Е_вс - модуль упругости вышележащего слоя двухслойной системы.

При расчете многослойной одежды ее расчленяют на ряд двухслойных систем в соответствии с рис. 8.

Рисунок 8 - Разбивка многослойной дорожной одежды на ряд двухслойных систем

Каждая система характеризуется определенным значением модуля упругости Е^I_общ, Е^II_общ, Е^III_общ, Е^IV_общ.

Е^I_общ - зависит от Е грунта и нижнего слоя основания;

Е^II_общ - зависит от Е верхнего слоя основания и Е^I_общ, т.е. Е грунта и нижнего слоя основания;

Е^III_общ - зависит от Е нижнего слоя покрытия и Е^II_общ.

Последовательное определение (снизу вверх) приводит к определению Е^IV_общ.

Е^IV_общ - модуль упругости всей четвертой системы должен быть не менее произведения Е_тр·К_пр.

При расчете пользуются следующей индексацией. Для первой двухслойной системы в качестве Ен принимается Е_тр (индекс Н - означает нижний). Для второй двухслойной системы в качестве Е_н принимается Е? общий модуль упругости первой двухслойной системы.

Для третьей двухслойной системы в качестве Е_н принимается Е?_общ - модуль упругости второй системы.

Е_общ=Е_в•n. (7)

Выполним расчет и сведем его в таблицу 11.

Таблица 7 - Результаты расчета по первому варианту

Модуль, МПа		h	h/D		Ев•n=Еобщ,МПа
Ен	Ев
72	180	0,40	15	15/39=0,38	0,53	ЕIобщ=95,4
95,4	500	95,4/500=0,19	15	15/39=0,38	0,30	ЕIIобщ=150
150	2800	150/2800=0,05	7	7/39=0,18	0,07	ЕIIIобщ=196
196	4400	196/4400=0,04	5	5/39=0,13	0,06	ЕIVобщ=263

Рассчитанный модуль упругости принятой конструкции дорожной одежды равен требуемому значению:

Е_общ= Е_тр• К_пр=250 ? Е^IV_общ=263 (< на 5%)(8)

Окончательно принимаем конструкцию дорожной одежды со следующими размерами слоев:

h₁ = 15 см;h₂ = 15 см;h₃ = 7 см; h₄ = 5 см.

2.7.7 Расчет конструкции дорожной одежды на сдвиг

Под действием длительных нагрузок в подстилающем грунте или пластичных слоях дорожной одежды могут возникать остаточные деформации, вызываемые пластическими смещениями.

Сдвиг не возникает, если выполняется условие:

, (9)

гдеТ_доп - допустимое напряжение сдвига;

ф - активное напряжение сдвига от действующих нагрузок ф = ф_н+ ф_в, ф_н - активное напряжение сдвига от временной нагрузки; ф_в - то же, от собственного веса дорожной одежды.

Т_доп = СК₁К₂К₃, (10)

гдеС - коэффициент сцепления в грунте или материале рассчитываемого слоя, МПа;

К₁ - коэффициент, учитывающий снижение сопротивления сдвигу под агрессивным действием подвижных нагрузок, колебаний и т.д. К₁ = 0,6;

К₂ - коэффициент запаса на неоднородность условий работы конструкции, связанный с недоучетом неблагоприятных природных особенностей, технологических и других причин, К₂ = 0,86;

К₃ - коэффициент, учитывающий особенности работы грунта в конструкции, связанные с увеличением фактического сцепления в грунте за счет защемления, явления дилатансии и зацепления частиц, К₃ = 3.

2.7.8 Проведение проверки на возможность сдвига в грунте активной зоны земляного полотна

Вычисляем средний модуль упругости всех слоев дорожной одежды Е_ср и общую толщину Н дорожной одежды:

Н = h₁+h₂+h₃+h₄ = 5+7+15+15 = 42 см(11)

(12

Вычисляем значение параметров:

, (13)

, (14)

ц = 36є.

По рис. П1 [1] находим, что активное напряжение () от единичной нагрузки =0,029.

Активное напряжение сдвига ф_н от временной нагрузки определяется по формуле

, (15)

гдер = 0,6 МПа .

ф_н = 0,6·0,029 = 0,0174 МПа.

Определяем значение сдвигающего напряжения от веса вышележащих слоев дорожной одежды по номограмме рис. 1.4 [1] в зависимости от Н=42 см. и ц=36є, тогда ф_в=-0,0024МПа.

Определяем суммарное активное напряжение сдвига в грунте от временной нагрузки (ф_н) и веса дорожной одежды (ф_в):

Т_а = ф_н+ф_в =0,0174+(-0,0024)=0,015 МПа(16)

Допускаемое напряжение сдвига Т_доп = С_грК₁К₂К₃, при W_р = 0,68 С_гр = 0,014 МПа; К₁ = 0,6; К₂ = 0,86; К₃ = 3

Т_доп = 0,014·0,6•0,86•3 = 0,0217,

< =1 (таблица 1.5 [1]).

2.7.9 Проверка на возможность сдвига в подстилающем слое из ПГС

Средний модуль упругости всех вышележащих слоев:

(17)

Значения параметров:

,(18)

, (19)

ц = 45є.

По номограмме в приложении на рис. П1 [1] определяем =0,032,

Определяем = 0,6•0,032=0,0192, (20)

Определяем ф_в = -0,00185МПа

Определяем Т_а = ф_н+ф_в =0,0192-0,00185=0,0174МПа, (21)

Определяем Т_доп = С_грК₁К₂К₃,

Для ПГС С_гр = 0,03 МПа;

К₁ = 0,6;К₂ = 0,86;К₃ = 3.

Т_доп = 0,035•0,6•0,86•3 = 0,054,

.

Напряжение сдвига в подстилающем слое основания значительно меньше допускаемого, а , что гарантирует отсутствие деформации сдвига.

2.7.10 Расчет монолитных слоев на растяжение при изгибе

Возникающие напряжения в монолитных слоях дорожной одежды при ее прогибе под действием нагрузок от колес автомобиля не должны вызывать нарушения структуры и приводить к образованию трещин. Должно быть обеспечено условие:

, (22)

гдеК_пр - требуемый коэффициент прочности (таблица 1.5 [1]);

R_u - допустимое растягивающее напряжение;

у_r - наибольшее растягивающее напряжение при изгибе рассматриваемого слоя.

Верхний слой покрытия из плотного мелкозернистого асфальтобетона на битуме БНД 40/60 в соответствии с рисунком 9.

Рисунок 9 - Расчетная схема асфальтобетонного покрытия

,

.

По номограмме рис. 1.7 [1] находим значение от единичной нагрузки =4, тогда растягивающее напряжение в нижнем слое асфальтобетонного покрытия определяется

у = •Р•К_д, (23)

гдеК_д - коэффициент, зависящий от вида шин, учитывает особенности напряженного состояния покрытия под колесом автомобиля со спаренными баллонами, К_д = 0,85;

Р - расчетное удельное давление колеса на покрытие, Р = 0,6МПа.

у = 4·0,6•0,85 = 2,04 МПа.

Определяем допустимое сопротивление растяжению при изгибе:

, (24)

где - среднее значение сопротивления асфальтобетона растяжению при изгибе, =3,2МПа;

t - коэффициент нормированного отклонения , принимается t = 1,71;

V_k - коэффициент вариации прочности на растяжение при изгибе асфальтобетона, V_k = 0,10;

К_у - коэффициент усталости, учитывающий повторность нагружения от расчетной приведенной интенсивности движения на полосу, К_у = 1,15;

К_м - коэффициент снижения прочности от воздействия природно-климатических факторов, К_м = 1,0.

,

.

Условие прочности соблюдено.

Нижний слой покрытия из крупнозернистого асфальтобетона. Средний модуль упругости двухслойного асфальтобетонного слоя:

.(25)

Определим отношения: ,

. (26)

По номограмме рис. 1.7 [1] находим от единичной нагрузки =3,27.

Фактическое растягивающее напряжение в нижнем слое покрытия:

у = •Р•К_д = 3,27·0,6·0,85 = 1,67 МПа. (27)

Определим допустимое напряжение при изгибе нижнего слоя покрытия

R_доп = 1,8·(1-1,71·0,1)·1,15·1 = 1,72,

.

Условие прочности соблюдено.

Промежуточный слой (верхний слой основания). Промежуточный слой представлен ПГС, укрепленной 20% зольным вяжущим.

.(28)

Определим отношения: ,

. (29)

По номограмме рис. 1.7 [1] находим от единичной нагрузки =0,7.

Фактическое растягивающее напряжение в нижнем слое покрытия:

у = •Р•К_д = 0,7·0,6·0,85 = 0,36 МПа.(30)

Определим допустимое напряжение при изгибе нижнего слоя покрытия:

R_доп = 0,4·(1-1,71·0,1)·1,15·1 = 0,38,

.

Условие прочности соблюдено.

2.7.11 Проверка дорожной одежды на морозостойкость

Определяем толщину дорожной одежды из стабильных материалов:

Z_ср = 5+7+15+15 = 42 см.

По карте изолиний рис. 1.9 [1] определяем среднюю глубину промерзания грунтов для Z_ср= 210 см.

По карте рис. 1.9 [1] определяем значение климатического коэффициента - б₀ = 245.

По типу грунта (песок пылеватый) В = 3,5 см²/сут.

Песок пылеватый относится к сильнопучинистому грунту. Вычисляем расчетную глубину промерзания

Z = Z_ср+ДZ, (31)

гдеДZ - поправка к Z_ср, ДZ = 0,735.

Z =2,10+0,735 = 2,835 м = 283,5 см.

По принятому типу покрытия и таблицы 1.18 [1] значение допустимой величины пучения принимаем равной L_пуч = 4 см.

Вычисляем параметры в и г по формулам

, (32)

, (33)

гдеZ - глубина промерзания, см;

Н - глубина залегания уровня грунтовых вод от поверхности покрытия.

Н = Н₀ + h_сн, (34)

гдеh_сн - возвышение поверхности покрытия над поверхностью земли в пониженных местах рельефа с необеспеченным водоотводом (табл. 1.19 [1]);

Н₀ - глубина залегания уровня грунтовых от поверхности земли.

Н = 0,9 + 0,7 = 1,6 м,

,

.

г > 1, требуется проверка на морозоустойчивость.

Согласно таблице 1.19 [1] песок пылеватый отнесен к V группе грунта по степени пучинистости.

Требуемую по условиям обеспечения морозоустойчивости общую толщину Z₁ определим по формуле

Z₁ = Z_ср +К_угв + К_пл + К_нагр + К_ст + К_в, (35)

гдеК_угв - коэффициент, учитывающий глубину залегания уровня грунтовых вод, . 1.11 [1], К_угв = 0,65;

К_пл - коэффициент, зависящий от уплотнения грунта, К_пл = 1,0;

К_нагр - коэффициент, учитывающий влияние нагрузки от собственного веса вышележащей нагрузки дорожной одежды на грунт в промерзающем слое и зависящий от глубины промерзания, по рис. 1.12[1], К_нагр = 1,28;

К_ст - коэффициент, учитывающий влияние структуры грунта естественного сложения, К_ст=1;

К_в - коэффициент, зависящий от расчетной влажности грунта, К_в = 1,13;

Z_ср= 42 см, тогда:

Z₁ = 42·0,65•1·1,28•1•1,13 = 39,5 см.

Z₁=39,5 см < Z_ср = 42 см, значит дорожная конструкция будет морозоустойчивой. Пучения более допустимого не следует ожидать.

При расчете дорожного покрытия по улице Короленко были найдены значения толщины автомобильной дороги нежесткого типа.

Установлено, что для автомобильной дороги нежесткого типа II технической категории с усовершенствованным покрытием из горячей смеси для плотного асфальтобетона типа Г необходимо принять конструкцию дорожной одежды со следующими размерами слоев:

h₁ = 15 см;h₂ = 15 см;h₃ = 7 см;h₄ = 5 см,

гдеh₁ - слой дорожной одежды из мелкозернистого, плотного асфальтобетона;

h₂ - слой дорожной одежды из крупнозернистого пористого асфальтобетона;

h₃ - природно-гравийная смесь, укрепленная 20%-м зольным вяжущим в установке.

h₄ - природно - гравийная песчаная смесь.

Принятые размеры слоев удовлетворяют требованиям надежности и прочности по критерию упругого прогиба, по критерию возникновения остаточных деформаций, вызываемых пластическими смещениями (сдвиги), а также условию морозостойкости.

2.8 Определение количества конфликтных точек возможных конфликтных ситуаций на перекрестке Абая - Естая

Рисунок 10 - Возможное число конфликтных ситуаций на перекрестке Абая - Естая при двустороннем движении

Число конфликтных точек определяются разрешенными направлениями движения и количеством рядов движения транспортных средств. Необходимо также учитывать и пересечение траекторий движения транспортных средств и пешеходов.

Как видно из рис. 15 на перекрестке Абая - Естая 32 конфликтных точки. Необходимо рассчитать показатель сложности пересечения т по следующему выражению:

, (36)

гдеколичество точек отклонения;

количество точек слияния;

количество точек пересечения.

По величине данного показателя надо отнести пересечение к одному из типов: простое (m<40), средней сложности (40<m<80), сложное (80<m<150), очень сложное (m>150).

Затем необходимо с учетом интенсивности транспортных потоков и числа конфликтных точек рассчитать возможное число конфликтных ситуаций в час (при этом количество полос движения во внимание не принимается). Общее число потенциально возможных конфликтных ситуаций подсчитывается исходя, из наименьшей интенсивности двух конфликтных потоков и получили: п_о = 8 ; п_с = 8; п_п = 16

= 112

Исходя из полученных данных, перекресток относится к типу - сложный, так как (80<m<150).

Поэтому я предлагаю ввести одностороннее движение с тем, чтобы уменьшить возможное число конфликтных точек с 32 до 11 (рис. 16): п_о = 3 ; п_с = 3; п_п = 6

= 42.

Исходя из полученных данных, перекресток относится к типу - средней сложности (40<m<80),т.е. при введении одностороннего движения по улице Абая можно снизить число конфликтных ситуаций почти в 3 раза, тем самым увеличить пропускную способность автомобильной дороги, уменьшить задержки транспортных средств при проезде перекрестка и увеличить скорость движения автомобилей.

Рисунок 11 - Возможное число конфликтных ситуаций на перекрестке Абая - Естая при одностороннем движении

3. ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ОРГАНИЗАЦИИ ДОРОЖНОГО ДВИЖЕНИЯ НА УЛИЦАХ АБАЯ И КОРОЛЕНКО

3.1 Назначение и классификация дорожных знаков

Дорожные знаки применяются на автомобильных дорогах и улицах для осуществления принятой схемы организации движения и обеспечения его безопасности. Они устанавливают определенный порядок или информируют водителей и пешеходов об условиях движения на пути их следования.

Дорожные знаки классифицируют по информационно-смысловому содержанию, а также по ряду других признаков, связанных с особенностями их конструктивного исполнения.

Конвенция о дорожных знаках и сигналах 1958 г. подразделяет знаки по информационно-смысловому содержанию на предупреждающие, обязательного предписания и указательные. В рамках этих рекомендации, принято семь групп дорожных знаков: предупреждающие, приоритета, запрещающие, предписывающие, информационно-указательные, сервиса, дополнительной информации. Название группы говорит об их функциональном назначении. Знаки предупреждающие, информационно-указательные и сервиса информируют о дорожных условиях, различных объектах на дороге или вблизи нее. Запрещающие и предписывающие знаки, а также знаки приоритета вводит определенные ограничения, распространяющиеся на всех или какую-то группу участников движения.

Каждая группа знаков в целях быстрого и надежного их восприятия характеризуется определенными формой и цветом фона.

Помимо формы и размера, важную роль для надежного восприятия знаков играет их цвет. За некоторым исключением предупреждающие и запрещающие знаки имеют белый фон, а предписывающие, информационно-указательные и знаки сервиса - синий. При этом знаки, информирующие о направлениях движения к населенным пунктам или определенным объектам, обладают своеобразным цветовым кодом, позволяющим водителю легче ориентироваться при выборе маршрута. Цвет фона этих знаков зависит от категории дороги, по которой будет осуществляться движение. Зеленый цвет принят для автомагистралей, белый - для дорог в пределах населенных пунктов и синий - в остальных случаях.

По способу освещения дорожные знаки подразделяют на два вида: с внешним освещением и внутренним. К первому виду относят знаки с индивидуальными наружными источниками света или предназначенные для освещения фарами автомобилей. Для лучшей их видимости обычно используют световозвращающие материалы. Знаки с внутренним освещением имеют автономный источник света, расположенный внутри корпуса знака.

Знаки могут быть неуправляемыми и управляемыми (многопозиционными). В первом случае знак имеет постоянный символ и информация, передаваемая им, может быть изменена только заменой этого знака другим.

Управляемый знак имеет несколько символов, из которых действует только один. При соответствующей команде такой знак может менять символ (позицию) и тем самым передаваемую им информацию.

Форма, размеры, символы и цвет, а также способ установки и условия применения дорожные знаков регламентируются действующими государственными стандартами «Знаки дорожные» ГОСТ 10807-78 и «Технические средства организации дорожного движения. Правила применения» ГОСТ 23457-79. В соответствии с ГОСТом каждый дорожный знак имеет свой номер, состоящий из трех цифр (чисел): первая цифра - номер группы, вторая - номер знака в группе, третья разновидность знака.

3.2 Установка и зоны действия знаков

При выборе места установки знака учитывают характер передаваемой им информации, особенности зрительного восприятия знака водителями, а также интенсивность и скорость движения транспортных средств на этом участке. В зависимости от значения знака водитель может совершать различные действия, вплоть до остановки автомобиля. Поэтому расстояние видимости и расстояние от знака до места, о котором он предупреждает, должны быть достаточными для оценки его содержания, принятия решения и выполнения водителем определенных действий по управлению автомобилем.

В соответствии с ГОСТ 23457-79 предупреждающие знаки (за редким исключением) устанавливают на автомобильных дорогах на расстоянии 150 - 300 м от начала опасного участка, а в населенных пунктах на расстоянии 50 - 100 м.

Все запрещающие и предписывающие знаки, а также знаки приоритета устанавливают непосредственно перед участками дорог, на которых изменяется порядок движения или вводятся какие-либо ограничения.

Большинство информационно-указательных знаков и все знаки сервиса устанавливают перед началом участка дороги с характерными условиями движения или перед объектом, о которых эти знаки информируют. Исключения составляют знаки предварительного указания направлений, которые (как и предупреждающие знаки) должны бить установлены заранее. Расстояние их установки до ближайшего пересечения в зависимости от условий движения составляет 50 - 300 м и в каждом случае оговаривается стандартом.

Предупреждающие знаки информируют об определенном участке дороги повышенной опасности, протяженность которого определяет сам водитель.

Ограничения, вводимые запрещающими и предписывающими знаками, распространяются, как правило, до ближайшего перекрестка (при отсутствии перекрестка - до конца населенного пункта). Это объясняется возможностью выезда с бокового проезда на дорогу, где введено ограничение, водителя, который об этом ограничении не знает. При необходимости зону их действия можно уменьшить с помощью соответствующих табличек или знаков. Увеличить же ее можно только путем их повторения после каждого перекрестка. Наряду с этим среди запрещающих и предписывающих имеются знаки и локального действия, вводимые ими ограничения распространяются лишь на то пересечение или то сечение дороги, перед которым они установлены.

Особое место занимают знаки, информирующие об определенном порядке движения на дорогах. Речь идет о знаках 2.1 «Главная дорога», 5.1 «Автомагистраль», 5.3 «Дорога для автомобилей», 5.5 «Дорога с односторонним движением», 5.22 «Начало населенного пункта». Зона действия таких знаков (независимо от встречающихся на пути следования перекрестков) заканчивается лишь после установки соответствующих знаков: 2.2 «Конец главной дороги», 5.2 «Конец автомагистрали» и т. д.

Действие информационно-указательных знаков (помимо перечисленных) и знаков сервиса обычно распространяется на конкретный участок дороги, где установлен определенный порядок движения, либо до объекта, о котором эти знаки информируют. Зона действия знака 5.18 «Рекомендуемая скорость» распространяется до ближайшего перекрестка.

3.3 Дорожные знаки, применяемые на исследуемых участках

Согласно п. 1.7, обязательным для обеспечения безопасности при введении одностороннего движения является чёткая и полная информация с помощью дорожных знаков. Для водителей транспортных средств, движущихся по улице с односторонним движением, информация должна обеспечиваться знаком 5.5 «Дорога с односторонним движением», а перед выездом из каждого примыкающего к улице проезда должен быть установлен знак 5.7.1 или 5.7.2 «Выезд на дорогу с односторонним движением». Вдоль улицы одностороннего движения со стороны, противоположной разрешённому направлению движения, устанавливают знаки 3.1 «Въезд запрещён». В конце дороги, где заканчивается одностороннее движение, должен быть установлен знак 5.6 «Конец одностороннего движения». Такая информация в равной степени необходима при всех перечисленных вариантах одностороннего движения.

На улице Короленко знак 5.5 будет установлен на перекрестке Короленко - Кривенко по ходу движения (рис. 12). На перекрестке Короленко - Чокина будут установлены знаки: 2.4 «Уступите дорогу», 4.1.6 «Движение направо и налево», 5.33 «Стоп», 5.6 и знаки 5.16.1, 5.16.2 «Пешеходный переход», а для транспортных средств, движущихся по ул. Чокина: 2.1 «Главная дорога», 3.1, и знак 5.5 (рис. 13).

Общее количество знаков представлено в таблице 8.

Рисунок 12 - Пример установки дорожных знаков на перекрестке Короленко - Кривенко

Рисунок 13 - Пример установки дорожных знаков на перекрестке Короленко - Чокина

Таблица 8 - Общее количество дорожных знаков по ул. Короленко

...