Особливості проектування автомобільних доріг в плані

Мал. 8. Шкала відліку румбів, службовців для визначення напрямку прямих ділянок дороги

Мал. 9. Розбивка кругової дорожньої кривої

Приклад. Накладений на карту ділянку звернений направо і вгору, утворюючи з географічним меридіаном кут 80 °. Румб r1 цієї ділянки буде СВ. 80 °.

Інша ділянка звернений також направо, але вниз, утворюючи з меридіаном кут 75 °. Румб r2 цієї ділянки буде ЮВ: 75 °.

Кут повороту є кут, утворений колишнім (продовженим) і новим напрямком траси (рис. 9).

Між величиною кута повороту і румбами прямих ділянок, які складають цей кут, існує закономірний взаємозв'язок. Величину кута повороту можна отримати у вигляді різниці, виробляючи геометричне віднімання кута, відповідного румбу однієї ділянки, з кутка, відповідного румбу іншого, сусідньої ділянки.

У попередньому прикладі, де r1 = СВ: 80 °, а r2 = ЮВ: 75 °, шуканий кут повороту буде дорівнює

Кут повороту тотожний центральному куту кругової дорожньої кривої. Це обумовлюється тим, що кругова дорожня крива вписується в кут, додатковий до кута повороту.

Якщо кут повороту дорівнює, то крива вписується в кут.

Довжина кривої, як і довжина будь-якої дуги окружності, може бути виражена через величину радіуса кривизни і кута повороту.

Точки початку і кінця кривої знаходяться на рівній відстані отвершіни кута повороту. Ці відстані, що відкладаються по дотичним до кривої, звуться тангенсов (вживається в дорожньому справі тангенс вимірюється в лінійних одиницях).

т. е. тангенс кругової дорожньої кривої дорівнює радіусу кривої, помноженому на тангенс половини кута повороту.

Сума двох тангенсів за вирахуванням довжини кривої характеризує скорочення довжини траси в результаті розбиття кривої (так званий домер).

Після нанесення траси дороги в закінченому вигляді на карту (з урахуванням кривих, вписаних у всіх кутах повороту або, точніше, в додаткових до цих кутах) траса розбивається на рівні відрізки завдовжки по 100 м, так звані пікети. Пікети пронумеровують починаючи з нульового, відповідного початковій точці ділянки дороги.

Розбивка пікетажу допомагає визначити точне місцезнаходження будь-якої точки на осі дороги; для цього вказується попередній порядковий номер пікету плюс кількість метрів від цього пікету до заданої точки. Так, наприклад, місцезнаходження точки ПК 27 + 86, значить, дана точка знаходиться на відстані 2786 м від початкової точки дороги.

При розбивці дорожніх кривих необхідно враховувати межі зміни кутів повороту і радіусів кривизни.

Кути повороту підрозділяються на кути вліво і кути вправо по ходу лежать; межі зміни кутів повороту від 0 до 180 °.

Автомобілі, рухаючись з найменшої швидкістю, можуть розгорнутися на кривих значно меншого радіусу кривизни, ніж нормативні; для більшості вітчизняних автомобілів цей радіус не перевищує 10 м. Цю величину при розбивці дорожніх кривих збільшують в кілька десятків разів виходячи з вимог безпеки руху.

Відцентрова сила С, що виникає при русі автомобіля по кривій, обернено пропорційна величині радіуса кривизни

Тому із зменшенням радіусу зростає відцентрова сила (рис. 10), яка за певних умов може призвести до таких небезпечних явищ, як бічний занос автомобіля або навіть його перекидання.

Мал. 10. Поступове зростання відцентрової сили в міру зменшення радіуса кругових дорожніх кривих

Шкідлива дія відцентрової сили на пологих кривих або при невеликих швидкостях руху нейтралізується власною вагою автомобіля з урахуванням величини зчеплення його шин з поверхнею дороги

де - коефіцієнт зчеплення, який при поперечному зміщення-ванні автомобіля дещо менше, ніж при русі в поздовжньому напрямку. Для доріг в хорошому стані = 0,3-0,4; для мокрих і бруд-них доріг = 0,1-0,12.

З останнього рівняння виводиться формула взаємозалежності між розрахунковою швидкістю руху і радіусом кривизни

Якщо швидкість автомобіля при русі на повороті виявиться більшою, ніж вона повинна бути при даних R і, то станеться бічний занос автомобіля. При бічному заметі автомобіль може виявитися на сусідній смузі руху, сповзти в кювет і навіть зробити повний поворот майже на одному місці. При дуже високому коефіцієнті зчеплення або при наявності якого-небудь перешкоди (наприклад, виступає трамвайного рейки) бічний занос може не відбутися, але в цьому випадку
автомобілю на крутому повороті загрожує перекидання.

Перекидання автомобіля щодо його поздовжньої осі може статися, тому що відцентрова сила, діючи на плечі h, рівному висоті розташування центру тяжіння автомобіля, створює перекидаючий момент

Сила тяжіння (вага автомобіля) перешкоджає перекидання, в свою чергу створюючи момент

Перекидання відбудеться, якщо момент від відцентрової сили М1 перевищить момент М2 від сили тяжіння автомобіля (рівність моментів буде відповідати стану нестійкої рівноваги)

Мал. 11. Моменти сил, що виникають при русі автомобіля на кривій:
а) без віражу; б) з віражем

Звідси може бути виведена друга формула розрахункової швидкості руху автомобіля на повороті, що встановлює співвідношення між швидкістю, при якій можливе перекидання, радіусом кривизни і конструктивними параметрами автомобіля

Крива, що має віраж, допускає більш значну швидкість руху (не піддаючи автомобіль небезпеки виникнення бокового заносу), ніж крива того ж радіуса, яка не має віражу

При наявності віражу в деякій мірі послаблюється і небезпека перекидання, відбувається збільшення плеча і зменшення h (рис. 11, б).

Перехідний ділянку, на якому відбувається зміна поперечного профілю від двосхилим до односхилого, називається відгоном віражу. У плані ці ділянки зазвичай мають форму складних перехідних кривих (наприклад, у вигляді кубічної параболи або радіоіди), що забезпечує плавність виходу автомобілів з прямої на криву і назад.

На кривих малого радіуса з метою кращого вписування габаритів рухомого складу в проїжджу частину дороги проводиться розширення проїзної, частини понад норми, встановлені для прямих ділянок.

Розширення робиться від 0,40 до 1,40 м за рахунок внутрішнього узбіччя з тим щоб її ширина залишалася не менше 1,0 м (в гірських умовах не менше 0,5 м).