способ выполнения отгона ломаного с уступом по разделительной полосе виража

Формула изобретения

Способ выполнения отгона ломаного с уступом по разделительной полосе виража, при котором поперечный уклон для каждой полосы изменяют индивидуально, начиная от полосы движения, ближайшей к осевой линии или разделительной полосе с сопряжением соседних полос движения, и вертикальные отметки покрытия полос по верху дорожной одежды определяют с учетом длины виража полосы и используемой доли коэффициента сцепления в поперечном направлении дифференцированно для каждой из полос многополосной автомобильной дороги согласно зависимости



а минимальную длину отгона для полосы к вычисляют из зависимости:



где h(A_n ^m)_k - вертикальная отметка в определяемой точке A^m _n полосы к, мм;

h(A^m _n+1)_k - вертикальная отметка в начале виража полосы к, в точке, через которую проходит вертикальная поверхность, параллельная кромке проезжей части со стороны оси дороги и содержащая точку (A_n ^m)_k, мм;

h(A₁ ^m)_k - вертикальная отметка в точке начала отгона виража полосы к, через которую проходит вертикальная поверхность параллельная кромке проезжей части со стороны оси дороги и содержащая точку (A_n ^m)_k, мм;

x_к - расстояние от начала отгона виража до вертикальной плоскости, перпендикулярной кромке проезжей части со стороны оси дороги и содержащей точку (A_n ^m)_k, мм;

L_{ОТГ к} - длина отгона виража полосы к, мм;

V_k - скорость движения автомобиля (км/ч) по полосе к;

_2k, _2k - расчетное значение используемой доли коэффициента сцепления, определяемое для полосы к;

i_Вk - уклон виража полосы к;

i_k - продольный уклон полосы к;

I_k - величина нарастания центробежного ускорения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области проектирования, строительства и эксплуатации автомобильных дорог и может быть использовано при проектировании и строительстве покрытия многополосной автомобильной дороги на участке отгона виража при переходе от прямолинейного (в плане) участка к виражу с дифференцированным по полосам поперечным уклоном проезжей части.

Известен способ отгона трехскатного виража с переменным поперечным уклоном. Средняя часть покрытия дороги на вираже имеет поперечный уклон в пределах от 0,04 до 0,01. Дополнительный вираж на внешней полосе движения имеет поперечный уклон от 0,012 до 0,070 в зависимости от величины радиуса кривой закругления и дополнительный вираж на внутренней полосе движения поперечный уклон в пределах от 0,012 до 0,040. Ширина боковых дополнительных виражей равна наименьшей ширине колеи проезжающих автомобилей. Вираж конструируют и отгоняют путем вращения поперечного профиля полотна вокруг оси или вокруг точек перелома полос (см. Шилакадзе Т.А. Ступенчатый вираж. Буклет. - ГруздорНИИ, 1982. - 4с.).

Однако средняя часть покрытия дороги на вираже включает как минимум две полосы с одинаковым уклоном различных направлений, что создает определенные неудобства при движении автотранспорта и снижает безопасность движения автомобилей встречных полос, радиусы кривых которых различны.

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение устойчивости транспортных средств и создания комфортных условий участникам движения на многополосных дорогах при переходе от боконоидного в плане участка к виражу с дифференцированным по полосам уклонам, въездам и съездам проезжей части участка отгона виража с переломным поперечным профилем, при переходе к виражу с уклоном, последовательно уменьшающимся от оси уступа на разделительной полосе к обочинам.

Указанная задача решается тем, что изменение поперечного уклона для каждой полосы ломаного профиля выполняются индивидуально, начиная от полосы движения ближайшей к разделительной полосе с сопряжением соседних полос движения. Пппри этом вертикальные отметки покрытия полос по верху дорожной одежды определяют с учетом длины виража и используемой доли коэффициента сцепления в поперечном направлении дифференцированно для каждой из полос многополосной автомобильной дороги.

Вертикальные отметки покрытия полосы k по верху дорожной одежды определяются согласно зависимости



а минимальную длину отгона для полосы вычисляют из зависимости



где h(А^m _n)k - вертикальная отметка в определяемой точке А^m _n полосы k, мм;

h(А^m _n+1)k - вертикальная отметка в начале виража полосы k, в точке, через которую проходит вертикальная поверхность, параллельная кромке проезжей части со стороны оси дороги и содержащая точку (А^m _n)k, мм;

h(А^m _n)k - вертикальная отметка в точке начала отгона виража полосы k, через которую проходит вертикальная поверхность, параллельная кромке проезжей части со стороны оси дороги и содержащая точку (А^m _n)k, мм;

x_k - расстояние от начала отгона виража до вертикальной плоскости, перпендикулярной кромке проезжей части со стороны оси дороги и содержащей точку (А^m _n)k, мм;

L_{ОТГ k} - длина отгона виража полосы k, мм;

v_k - скорость движения автомобиля (км/час) по полосе k;

_2k,_2k - расчетное значение используемой доли коэффициента сцепления, определяемая для полосы k;

i_Bk - уклон виража полосы k;

i_k - продольный уклон полосы k ("+" подъем; "-" спуск);

I_k - величина нарастания центробежного ускорения (третья производная от пути по полосе k от времени).

Величина I назначается в пределах: в Англии - 0,3; в СССР - 0,5; в США - 0,6; при v>80 км/ч и 0,76-1,22 при меньших скоростях; во Франции - 0,65-1,0; в ФРГ и Италии - 0,5; Чехословакии - 0,6; в Швейцарии - 0,8 м/с³. Чем меньше величина I, тем длиннее переходная кривая n, следовательно, обеспечивается более плавное движение.

При больших радиусах круговых кривых длина переходной кривой невелика и ее траектория незначительно (на 10-15 см) отличается от прямой. Критериями границ применения переходных кривых рекомендуется считать величину сдвижки 0,2 м и нарастание центробежного ускорения I=0,3 м/с³, являющейся для человеческого организма порогом ощутимости.

Сила сопротивления инерции складывается из силы инерции поступательного движения массы автомобиля и силы инерции центробежной силы. Расчетные значения используемой доли коэффициента ₂₂ в поперечном направлении определяют по формуле

₂₂ = 0,185-0,0005v,

где v - скорость движения автомобиля, км/ч.

Устройство виража предлагаемой конструкции рекомендуется осуществлять с использованием комплекта машин со скользящей опалубкой (ДС-1000, Gyntert and Cimmerman и т.п.).

Эффективность предлагаемого решения заключается в плавном изменении поперечного и продольного уклонов на участке отгона виража при переходе от плоского в плане участка дороги с односкатным или двускатным поперечным профилем дорожной одежды к дифференцированному по полосам уклону на вираже с неодинаковой длиной полос с сохранением сопряжения смежных полос движения, что обеспечивает безопасность движения и комфортность проезда по участку отгона ломаного виража на многополосных автомобильных дорогах с полосами, уменьшающимися по длине от периферии к уступу разделительной стенки.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где:

на фиг.1 приведена схема к определению отметок и параметров отгона переломного с уступом виража для внешних относительно оси дороги полос движения, имеющих различную длину;

на фиг. 2 дана схема криволинейного очертания для внешних относительно оси дороги полос движения различной длины с уступом относительно разделительной полосы;

на фиг. 3 приведена схема отметок и параметров отгона переломного с уступом виража для внутренних относительно оси дороги полос движения, имеющих различную длину;

на фиг.4 дана схема криволинейного очертания внутренних относительно оси дороги полос движения различной длины с уступом относительно разделительной полосы.

Пример реализации способа выполнения отгона ломаного с уступом по разделительной полосе виража.

На первом этапе определяют длины отгона виража полос движения, имея ограничения по минимальной длине отгона виража, согласно действующей формулы



где B_k - ширина полосы движения, мм;

i_k - уклон полосы движения k или средний уклон касательных, проведенных через поверхности покрытий полосы движения k криволинейного, а точнее биконоидного, очертания;

i_доп - дополнительный продольный уклон на отгоне виража (не более 0,005).

На втором этапе определяют рабочие отметки по линии, проходящей через точки A^o ₁, A^o _n, A^o _n+1(наиболее длинный участок отгона виража) и параллельной оси дороги закрепленной на уступе разделительной стенки, являющейся ближайшей к оси дороги кромкой дорожной одежды. Рабочие отметки в этих точках определяют по формуле

h(0)+h(A),

где h(0) - отметка оси дороги на уступе разделительной стенки, мм; h(A) - превышение кромки проезжей части со стороны оси дороги над отметками оси дороги, мм.

На третьем этапе графически строят поперечники в плоскостях, проходящих через точки A^o ₁, А¹ ₁, А² ₁, А^m ₁ и по крайней мере А^o _n+1, А¹ _n+1 конца полосы B₁; А^o _n, А¹ _n, А² _n - соответственно промежуточной точки полосы B₁ и конца полосы B₂; А^o _n1, А¹ _n1, А² _n1, А³ _n1- конкретно определяющих промежуточные точки полос B₁,В₂ и конца полосы В_k, и определяют отметки в точках: А¹ ₁, А² ₁, А^m ₁ и точках А¹ _n+1, А¹ _n,А^m _n1.

На четвертом этапе определяют отметки в промежуточных точках между плоскостями, определяющими начало отгона виража от начала виража, при этом используют формулу:



Чем больше количество промежуточных точек будет охвачено, тем большая плавность изменения поперечного профиля на участке отгона виража может быть обеспечена при строительстве. Рекомендуется определять отметки промежуточных точек по линиям сопряжения смежных полос движения и по бровкам дорожной одежды с расстоянием между ними, равным 5 м.

На пятом этапе по полученным отметкам и с учетом толщины дорожной одежды ведут подготовку основания, а затем последовательно по полосам, начиная от полосы ближайшей к оси, зафиксированной на уступе разделительной стенки, производят устройство дорожной одежды на участке отгона виража, осуществляя контроль за отметками по копирным струнам или с использованием автоматической системы создания поперечного уклона.

Покрытие на участке отгона виража можно выполнить в виде вогнутой кривой линии (в поперечнике) для внутренних относительно осевой линии полос движения или в виде выпуклой кривой линии (в поперечнике) для внешних относительно осевой линии полос движения, при этом отметки поверхности покрытия так же определяются исходя из формулы, данной выше.