О влиянии состояния покрытия дороги на аварийность

Размещено на http://allbest.ru

ФГБОУ ВО Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.

УДК 625.721.2

О влиянии состояния покрытия дороги на аварийность

Осипова Т.В., Осипов Д.Е.

Россия, Саратов

Автомобильный транспорт имеет крупнейшее значение в общей транспортной системе нашей страны. Он широко используется во всех отраслях народного хозяйства. Автомобильный транспорт в России выполняет свыше 55% объёмов внутренних грузовых перевозок и более 60% пассажиров, с тенденцией увеличения этой доли, являясь, таким образом, главным перевозчиком для основных секторов экономики. Ежедневно автотранспортом перевозится около 17 млн. тонн грузов и более 62 млн. пассажиров. Согласно статистическим данным на начало 2018 года парк автомобильной технике составил 50,6 млн. единиц. Почти 84 % от этого числа приходится на легковые автомобили, численность которых составляет 42,4 млн. штук. На долю грузового транспорта в нашей стране приходится 7 % от общего числа, что в числовом эквиваленте составляет 3,7 млн. машин. Около 1% российского парка занимают автобусы, которых насчитывается чуть больше 0,4 млн. единиц.

Развитие автомобильных грузоперевозок в России сдерживается недостаточно развитой сетью автомобильных дорог и их невысокими эксплуатационными характеристиками. Рост темпов автомобилизации, пассажиропотоков и грузопотоков существенно опережает прирост транспортной инфраструктуры. Сегодня большое количество дорог работает в режиме перегрузки. Современные автомобильные дороги представляю сложные инженерные сооружения, обеспечивающие безопасное, удобное и комфортабельное движение автомобилей с высокими скоростями. Дороги проектируют и строят таким образом, чтобы автомобили смогли полностью реализовывать свои высокие динамические характеристики при нормальной работе двигателя на любом участке автомобильной дороги, включая подъемы, спуски повороты. Дорожное покрытие в течении всего года должно быть прочным, противостоять разрушающим действиям воды и динамических нагрузок, передающимся при движении автомобилей.

Дороги подвержены влиянию многочисленных природных факторов: нагревание солнечными лучами, промерзанию под действием отрицательных температур, оттаиванию при наступлении безморозного периода, увлажнению при выпадении осадков в виде дождя и снега. Все эти особенности работы автомобильных дорог должны быть учтены проектными, строительными, эксплуатирующими организациями, которые обязаны обеспечивать бесперебойную и круглогодичную проезжаемость дорог в течении расчетного периода времени.

Однако, во многих регионах нашей страны разветвленная сеть дорог имеет преимущественно не капитальный тип покрытия, а грунтовое покрытие, проезжаемость которых в период переувлажнения значительно ухудшается. авария безопасность автомобильный глиссирование

В связи с повышением требований к капитальности дорог стоимость строительства дороги резко возрастает. Чтобы добиться экономии затрат на дорожное строительство необходимо изыскивать новые, технически правильные и экономически наиболее эффективные решения. К большой экономии приводит использование в строительстве дорог, путепроводов и мостов типовых проектных решений.

Однако сложные технические проблемы возникают перед строителями автомобильных дорог в зависимости от природных условий района расположения трассы дороги.

Дороги строят в разнообразных районах: на равнинных участках, в холмистой местности, среди болот, озер и скал, в овражистых районах, среди песчаных пустынь, на вечномерзлых грунтах, в районах избыточного увлажнения и орошаемых полей, в горной и степной местности и др.

Дорожное строительство является обязательным элементом промышленных и жилых новостроек, разработок нефти, каменного угля и других полезных ископаемых во вновь осваиваемых районах. Различие климатических, почвенно-грунтовых и гидрогеологических условий нашей страны не допускает применения трафаретных решений проектирования дорог, а требует индивидуального проектирования.

В проектных решениях необходимо учитывать влияние на построенную дорогу от воздействия природных факторов и режимы движения транспортных потоков.

Во время линевых осадков, при появлении воды на поверхности покрытия от резкого таяния снега, при увлажнении дорожного полотна при туманах необходимо выполнять проверку переувлажненных участков на возможность глиссирования транспортных средств, вычисляя скорость возникновения этого процесса по расчетным формулам в зависимости от глубины пленки жидкости, размера выступов шероховатости поверхности дорожного полотна, глубины и направленности канавок протектора колеса автомобиля и многим другим характеристикам.

Различные статистические данные дорожно-транспортных происшествий приводят сотрудники ГИБДД, описывая количество аварий: погодные условия, состояние водителей, дорожного покрытия и даже цвет автомобиля. Погодный фактор тоже является значимым и влияющим на результат. По данным статистики, большинство аварий происходит в ясную погоду. На втором месте число аварий, возникающих на дождливую погоду. Хотя большинство аварий и произошло на сухом покрытии, доля дорожно-транспортных происшествий с мокрым и влажным покрытием достаточно велика.

Анализ карточек ДТП не позволил выявить общее число аварий, возникающих по причине попадания в процесс глиссирования. Последнее время по дорогам нашей страны перемещаются в большом количестве современные автомобили, динамические характеристики которых позволяют развивать высокие скорости движения. Определение максимальной скорости движения, обеспечивающей безопасный проезд автомобиля под влиянием разного состояния покрытия является особенно необходимым.

Поэтому, для повышения безопасного движения по мокрому и влажному покрытию дороги необходим автоматизированный учет влияния различных погодно-климатических условий на аварийность. Эти данные позволят, еще на стадии проектирования оценить опасность глиссирования и запроектировать трассу с учетом безопасных скоростей движения на мокром и влажных покрытиях.

Для выполнения оценки проектных решений автомобильных дорог воспользуемся методикой определения вероятности глиссирования автомобилей на мокрых покрытиях:

1) Глубину слоя жидкости на покрытии устанавливаем по формуле:

, (1)

где a - интенсивность ливня, мм/мин;

Т_с - время стока, мин.

Установленная таким образом глубина жидкости (h) на покрытии принимается за фактическую глубину (h_ф). Коэффициент вариации глубины () зависит от точности определения глубины жидкости, степени ровности покрытия и в среднем находится в пределах =0,15-0,25.

2) Определяем значение среднего квадратического отклонения глубины жидкости на покрытии по зависимости:

. (2)

3) Назначаем три или более значения скорости глиссирования автомобиля (например, , …, ) для построения зависимости «скорость движения - риск глиссирования».

4) Определяем значения угла всплытия передних колес автомобиля при заданных значениях скорости глиссирования () по формуле:

=arcsin, (3)

где - плотность жидкости, кг/м³;

V - начальная скорость глиссирования, м/с;

Р_ш - давление воздуха в камере колеса, Па.

5) Устанавливаем значения критических глубин пленки воды, которые соответствуют критическим скоростям , по зависимости:

, (4)

где - радиус обжатого колеса, м;

- средняя высота выступов шероховатости, м;

;…_n - угол всплытия передних колес автомобиля, определяемый по формуле (4).

6) Приравниваем коэффициент вариации критических глубин () к коэффициенту вариации фактических глубин 1, учитывая, что эти коэффициенты должны принадлежать к одной совокупности:

. (5)

7) Определяем значение среднего квадратического отклонения критической глубины при трех или более значениях критической скорости по зависимости:

.

8) Устанавливаем риск движения легкового автомобиля 2 при заданных значениях скоростей и глубине жидкости (h_ф) по зависимости:

(6)

9) Строим зависимость «скорость движения - риск глиссирования» для трех типов автомобилей: 1 - автомобили 3110 («Волга»); 2 - автомобили 2101-2107 («ВАЗ»); 3 - автомобиль «Ока». В качестве примера рассмотрим один из исследуемых участков дороги Сызрань-Саратов-Волгоград. Особенностью этого участка является подъем длиной 260,7 м.

Ограничение скорости принято по самому легкому типу автомобилей в составе движения (марки Ока).

Рис.1 Оценка возможности глиссирования и установка знака ограничения скорости движения на участке дороги.

10) По величине допустимого риска (110^-4 для вновь проектируемых дорог; 110^-3 - для существующих дорог, который обоснован методами технико-экономических расчетов), устанавливаем графически допустимую скорость движения (V_доп) на данном участке.

В данном примере (рис.1) показано, что допустимый риск глиссирования самого легкого автомобиля на участке без просадки покрытия на слое жидкости 3 мм будет превышен при скоростях движения более 58 км/ч. То есть установка знака ограничения скорости движения значением 55 км/ч обеспечит безопасность движения при данных погодных условиях по данному участку.

Рекомендации: Для повышения безопасности движения автотранспортных средств по данному участку необходимо выполнить инженерные решения, включающие, изменения высотных отметок поверхности покрытия и возможность использования водосбросных откосных и телескопических лотков. Такие проверки необходимо выполнять для участков с понижением рельефа и в пределах вогнутых кривых продольного профиля.

Библиографический список

1. Столяров В.В.Проектирование автомобильных дорог с учетом теории риска: Ч.1,2 /В.В.Столяров. Саратов: СГТУ, 1994. -184с.;232с.

2. Осипова Т.В. Практические рекомендации для участков дорог с необеспеченным водоотводом/ Т.В.Осипова // Техническое регулирование в транспортном строительстве: №1, Саратов 2014.

Краткая аннотация

УДК 625.721.2

О влиянии состояния покрытия дороги на аварийность. Осипова Т.В., Осипов Д.Е. ФГБОУ ВО Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.,

Россия, Саратов

Исследование нацелено на повышение безопасности движения автомобилей по дорожным покрытиям, находящихся в мокром и влажном состоянии. Рассмотрен риск возникновения процесса глиссирования автомобилей, учитывающий глубину жидкости на поверхности дорожного полотна.

Ключевые слова: глиссирование; слой жидкости; слой жидкости, проезжаемость

Brief abstract

About the influence of the of the road coverage on accident rate.T.V. Osipova, D.E.Osipov. Federal State Educational Institution of Higher Education «Saratov state technical University named after Y. A. Gagarin», Russia, Saratov

The study is aimed at assessing the dangers of driving on roads covered in wet and half-wet conditions. The probability of occurrence of the process of aquaplaning of cars, taking into account the thickness of the liquid layer on the surface of the carriageway, is considered.

Keywords a layer of liquid; water membrane, drivability.

Размещено на Allbest.ru