транспортно-эксплуатационные качества автомобильных дорог

Н.Т. ЛОЗОВСКИЙ
ТРАНСПОРТНО-ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ КАЧЕСТВА
АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ И ГОРОДСКИХ УЛИЦ
Нижний Новгород 2015
СОДЕРЖАНИЕ
1. Пояснительная записка............................................................................ 5
2. Рабочая программа дисциплины........................................................... 6
3. Опорный конспект лекций..................................................................... 10
3.1. Введение. Определение дороги. Роль дорог в жизни общества.. 10
3.1.1. Введение.................................................................................... 10
3.1.2. Определение дороги................................................................. 11
3.1.3. Роль дороги в жизни общества................................................. 11
3.1.4. Дорожная сеть Российской Федерации................................... 13
3.1.5. Дороги в транспортной стратегии России до 2030 года........ 14
3.2. Классификация автомобильных дорог......................................... ..19
3.2.1. Категории дорог по устройству.................................................24
3.2.2. Классификация городских дорог и улиц .................................26
3.2.3. Типы транспортной сети городов. Коэффициент прямолинейности......................................................................................................30
3.3. Общее устройство дорог и улиц......................................................31
3.3.1. Основные составляющие объекты автомобильной дороги…31
3.3.2. Устройство и классификация «дорожной одежды»...............41
3.3.3. Транспортные потоки.........................................................................43
3.4. Интенсивность движения..........................................................................50
3.4.1. Уровни удобств движения...............................................................51
3.4.2. Пропускная способность дорог и улиц............................................54
3.5. Скорости движения...................................................................................56
2
3.5.1. Скорость движения на автомобильных дорогах и городских
улицах.....................................................................................................56
3.5.2. Методика расчета средней скорости движения транспортного
потока.....................................................................................................61
3.5.3. Коэффициент безопасности движения.....................................64
3.6. Прочность «дорожной одежды».......................................................64
3.6.1. Силы, действующие на «дорожную одежду» со стороны
автомобиля.............................................................................................64
3.6.2 Коэффициент сцепления.............................................................69
3.7. Ровность «дорожной одежды».........................................................74
3.7.1. Шероховатость покрытия «дорожной одежды»......................74
3.7.2. Теоретическое определение годового износа покрытия.......75
3.8. Работоспособность и надѐжность дорог……................................78
3.8.1 Оценка безопасности дорог и перекрѐстков............................78
3.8.2. Способы повышения безопасности на опасных участках
дорог и на перекрестках......................................................................83
3.8.3. Определение ущерба от ДТП………………………………....85
3.9. Программа «За Европейскую Безопасность Российских
Автодорог» (ЗЕБРА)............................................................................96
4. Организация самостоятельной работы студентов ............................98
5. Контроль знаний…………..………………………………….…………99
Глоссарий.......................................................................................................100
Список рекомендуемой литературы…………..………………….…….101
3
1. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Учебно-методические
материалы
курса
"Транспортноэксплуатационные качества автомобильных дорог и городских улиц» для
студентов всех форм обучения соответствуют стандартам высшего
образования направлений подготовки 190600 «Эксплуатация транспортнотехнологических машин и комплексов". Данная книга является второй
редакцией ранее выпущенной и содержит некоторые исправления и
дополнения, направленные на повышение еѐ качества и учитывает новые,
появившиеся за последнее время материалы.
Цель преподавания дисциплины - формирование у студентов системы
научных и профессиональных знаний и навыков в области строительства
и эксплуатации автомобильных дорог и городских улиц, определения их
места и значения в транспортной отрасли страны и государственных
программах.
Изучение дисциплины базируется на предварительном изучении
курсов: "Высшая математика", "Устройство автомобиля", "Теория
автомобиля", "Техническая эксплуатация автомобилей» и др.
Основными задачами изучения дисциплины являются:
формирование у студентов чѐткого представления о значении
автомобильных дорог и городских улиц в области безопасности
дорожного движения, влияния качества автодорог на техническое
состояние транспортных средств и технико-экономические
показатели перевозок;
ознакомление студентов с мировым и отечественным опытом
обустройства автодорог, улиц, перекрѐстков;
ознакомление студентов с современными методами и
техническими средствами контроля и управления транспортными
потоками;
выработка у студентов приемов и навыков в решении
инженерных задач на основе альтернативных подходов с
использованием
эксперимента,
математических
методов,
компьютерной техники, связанных с управлением безопасностью
движения и преследующих цель снижения аварийности в России
в соответствии со «Стратегией транспортного развития России до
2030 года» и программой "Цель - ноль";
В результате изучения курса студент должен иметь представление:
о состоянии дорожной сети в РФ, влияния дорог на социально
4
экономическую обстановку, классификации дорог и их основных
параметрах, общем устройстве дороги (улицы) и дорожной одежды,
методах контроля и регулирования транспортных потоков. В области
обеспеч ен и я безопасности дорожного движения студенту следует знать:
основные направления стратегии развития транспорта в России до 2030
года; основные транспортно-эксплуатационные качества дорог (улиц), их
влияние на состояние автомобиля и показатели транспортного процесса,
влияние автомобиля на дороги (улицы), методы определения транспортноэксплуатационных качеств дорог; методы определения интенсивности
движения
и пропускной способности дороги (улицы), технической и
эксплуатационной скоростей, средней скорости потока, скользкости
«дорожной одежды», степени опасности для движения отдельных
участков дорог (улиц), геометрических параметров дорог (улиц),
состояния дорожной одежды; обязанности руководящих работников АТО
по контролю состояния автодорог (улиц); порядок определения степени
опасности маршрута и его отдельных участков; порядок составления
протоколов осмотра места ДТП с учѐтом состояния проезжей части;
Особое внимание при изучении курса уделяется вопросам, связанным
с повышением безопасности дорожного движения;
2. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
Курс «Транспортно-эксплуатационные качества автомобильных дорог и городских улиц» содержит следующие основные темы:
1. Введение. Определение дороги. Роль дорог в жизни общества
Задачи дисциплины и порядок прохождения курса, учебная
и нормативная литература, периодические и тематические издания и
сайты.
Определение дороги. Дорожная
сеть
Российской Федерации.
Сравнение дорожной сети России с другими странами мира. Дороги
в транспортной стратегии России до 2030 года.
2. Классификация автомобильных дорог
Классификация автомобильных дорог. Дороги Федерального и
местного значения, принадлежность дорог.
Категории дорог по устройству. Места применения дорог, их
5
характеристика.
Классификация городских дорог и улиц. Расположение и применение
дорог и улиц различных категорий.
Типы транспортной сети городов. Коэффициент прямолинейности.
3. Общее устройство дорог и улиц
Основные составляющие объекты автомобильной дороги. Общее
устройство автомобильной дороги, проходящей во впадине и на ровном
участке.
Общее устройство городской магистральной дороги регулируемого
движения. Транспортные сооружения на дорогах и городских улицах: их
типы, назначение, основные параметры. Устройство «дорожной одежды».
Классификация «дорожной одежды». «Дорожная одежда» дорог
различных
категорий.
Общее
устройство
капитальных
(усовершенствованных
и облегченных), переходных и низших
«дорожных одежд». Минимальная толщина слоев «дорожной одежды».
Основные показатели дорог и улиц.
Транспортные потоки: закономерности их формирования, свойства
и характеристики потоков, влияние их на транспортно-эксплуатационные
показатели дорог и экологическую обстановку.
4. Интенсивность движения
Влияние интенсивности на выбор категории дороги, безопасность
движения, скорость движения, статистические данные об изменении
интенсивности по месяцам года, дням недели, часам суток. Коэффициент
неравномерности интенсивности движения.
Уровни удобств движения. Коэффициенты, оценивающие уровень
удобств движения. Изменение безопасности движения. Характеристики
различных уровней удобств движения. Уровень удобств, как критерий
расчетной интенсивности движения
дороги. Распределение уровней
удобств движения на дорогах различных категорий.
Пропускная способность. Определение пропускной способности.
Определение теоретической пропускной способности одной полосы
движения. Влияние различных факторов на пропускную способность
дороги. Методика оценки безопасности
движения на различных
участках дороги по пропускной способности. Влияние состава движения
на безопасность движения. Статистические данные о среднем составе
движения на дорогах различных категорий. Коэффициенты приведения
6
различных транспортных средств к легковому автомобилю.
5. Скорость движения на автомобильных дорогах и
городских улицах
Виды скоростей движения. Расчетные нормативные скорости дорог
различных категорий в РФ, их сравнение с зарубежными. Конструктивные скорости основных типов автомобилей. Допустимые мгновенные скорости движения автомобилей в Российской Федерации и других странах мира. Оптимальная скорость. Расчѐтная скорость, допускаемая по безопасности движения, и методы ее определения. Техническая
скорость, средние технические скорости транспортных средств на дорогах различных категорий и покрытий «дорожной одежды». Эксплуатационная скорость.
Методика расчета средней скорости движения потока автомобилей с
учѐтом различных дорожных факторов.
Коэффициент безопасности движения, оценка по нему безопасности
отдельных участков дороги.
6. Прочность «дорожной одежды»
Силы, действующие на «дорожную одежду» со стороны автомобиля.
Допустимые значения осевых масс автомобилей, их сравнение с действующими в других странах мира. Причины нарушения прочности
«дорожной одежды». Методы определения прочности.
Скользкость «дорожной одежды». Сила сцепления колес с дорогой показатель скользкости дороги. Причины возникновения силы сцепления колеса с дорогой. Коэффициент сцепления. Продольная и поперечная силы сцепления колеса с дорогой. Возможность изменения
относительно друг друга величины этих сил. Продольный и поперечный
коэффициенты сцепления, их взаимосвязь с общим коэффициентом
сцепления. Зависимость продольного коэффициента сцепления от режимов движения колеса по дороге, состояния дороги, устройства и
состояния шины колеса. Влияние скользкости на безопасность и скорость
движения транспортных средств.
Методы определения скользкости дороги. Предельно допустимые
величины скользкости дороги и время их исправления.
7. Ровность «дорожной одежды»
7
Определение ровности. Влияние ровности на безопасность
и
скорость движения автомобиля, его надежность. Методы определения
ровности
«дорожной одежды». Допустимые значения уменьшения
ровности. Шероховатость покрытия «дорожной одежды». Определение
шероховатости. Виды шероховатости. Влияние шероховатости на
безопасность и скорость движения автомобиля. Изменение шероховатости от срока покрытия. Оптимальная величина шероховатости
покрытия «дорожной одежды». Методы определения шероховатости.
Допустимые минимальные значения величины шероховатости. Методы
увеличения шероховатости покрытия «дорожной одежды».
Износ покрытия «дорожной одежды». Причины, вызывающие износ
покрытия. Изменение износа покрытия по поперечному сечению дороги.
Теоретическое определение годового износа покрытия из различных
материалов. Методы определения износа покрытия. Допустимые величины износа покрытия.
8. Работоспособность и надѐжность дороги
Определение работоспособности. Виды работоспособности дорог.
Работоспособность дорог с различным видом покрытия «дорожной
одежды». Определение надежности дороги и отказа. Теоретическое
определение надежности дороги. Изменение надежности в зависимости
от срока службы «дорожной одежды». Диаграмма изменения
надежности «дорожной одежды» в процессе эксплуатации.
Оценка безопасности дорог. Коэффициент аварийности. Значения
частных коэффициентов аварийности для различных показателей дороги.
Зоны влияния частных коэффициентов. Коэффициенты учета тяжести
ДТП. График изменения коэффициента аварийности по длине дороги.
Определение опасных участков дороги.
Программа "За Европейскую Безопасность Российских Автодорог"
(ЗЕБРА). Оценка безопасности перекрестков и пересечений. Типы
перекрестков и пересечений. Опасные места перекрестков и пересечений.
Определение уровня безопасности перекрестков без светофорного
регулирования. Определение уровня безопасности пересечений дорог.
Способы повышения безопасности на опасных участках дорог
и перекрестках.
8
Тематический план дисциплины
№ Наимено Всего Ауд. Лек
Лаб. Практ. Сам. Курс Конт.
п/п вание
часов
ции
рабо заня
рабо . про рабо
темы
ты
тия
та
ект
та
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1
1
1
1
Тема 1
2
1
1
1
Тема 2
3
2
2
2
Тема 3
4
2
2
2
-Тема 4
5
2
2
2
Тема 5
6
2
2
2
Тема 6
7
2
2
2
Тема 7
8
2
2
2
Тема 8
95
14
14
81
Итого
Форма
контроля
Зачѐт
знаний
студентов
3. ОПОРНЫЙ КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ
3.1. ВВЕДЕНИЕ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДОРОГИ. РОЛЬ ДОРОГ В
ЖИЗНИ ОБЩЕСТВА
3.1.1. Введение
Данный курс описывает правовую регламентацию строительства
и содержания автомобильных дорог, их обустройства, современные направления развития улично-дорожной сети, а так же влияние дорожного
фактора на состояние аварийности.
Помимо печатных источников, указанных в библиографическом
списке, материалы данной направленности регулярно публикуются в бюллетенях: "СТРОИТЕЛЬСТВО И РЕМОНТ АВТОДОРОГ. ДОРОЖНЫЕ
ФОНДЫ"; "ДОРОЖНО-СТРОИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИИ",
журналах "Дороги России ХХI века"; "Автотранспортное предприятие" и
других профессиональных журналах. Наиболее полную информацию по
9
нормативным документам, программам развития дорожно-транспортной
сети можно почерпнуть на сайте Министерства транспорта РФ.
3.1.2. Определение дороги
В словаре В.Даля дорога определена как "ездовая полоса; накатанное
или нарочно подготовленное различным образом протяженье, для езды,
для проезда или прохода". В современных справочниках и действующем
СНиПе нет раскрытия понятия дороги без сочетания с конкретным
назначением, как то: железная дорога, автомобильная дорога, временная
автомобильная дорога и т.п. Поэтому на практике возникают юридические
противоречия при расследовании каких-либо инцидентов, что обуславливает необходимость использования официально принятой терминологии определения дороги.
Росавтодор Минтранса РФ даѐт следующее определение
автомобильной дороги: "Автомобильная дорога – объект транспортной
инфраструктуры, предназначенный для движения транспортных средств и
включающий в себя земельные участки в границах полосы отвода
автомобильной дороги и расположенные на них или под ними конструктивные элементы (дорожное полотно, дорожное покрытие и подобные
элементы) и дорожные сооружения, являющиеся ее технологической
частью, защитные дорожные соору-жения, искусственные дорожные
сооружения, производственные объекты, элементы обустройства автомобильных дорог." Уже в определении видны будущие противоречия
(упущено движение пешеходов, животных, самоходной техники и т.п.),
которые снимаются какими-то другими источниками, прежде всего нормативными документами (ПДД, ГОСТы, СНиПы), и подзаконными
актами (Положения, Приказы и т.п.).
Поэтому в контексте пособия при возникновении какого-либо
несоответствия ситуации приведѐнному определению будут вноситься
пояснения и дополнения. Принятые в нормативной документации определения, связанные с дорогами, приведены в глоссарии в конце пособия.
3.1.3. Роль дорог в жизни общества
Первобытнообщинный строй почти не знал дорог; люди жили небольшими группами, надобность в дорогах отсутствовала, перемещались по
тропам. С возникновением рабовладельческих государств появилась возможность использовать простую кооперацию труда в крупных масштабах,
например, при строительстве египетских пирамид, индийских храмов,
строительстве дорог в древней Персии, Ассирии, Риме. Уже в 3000 г. до н.
10
э. появились первые колесные повозки. В 750-612 гг. до н. э. в Ассирии
создана дорожная сеть (начало почтовых сообщений); в 530-330 гг. до н. э.
в Персии уже существовала развитая сеть хороших дорог; на рубеже
новой эры произошѐл расцвет дорожного строительства в древнем Риме.
Существующая и в настоящее время поговорка: «Все дороги ведут в Рим»
имеет в своей основе буквальный смысл — 29 дорог соединяли столицу
Римской империи с Испанией, Галлией и другими завоеванными римлянами государствами.
Римская дорога — своеобразная безрельсовая магистраль (прямая, с
высокими насыпями и т. д.) шириной в 11 м и толщиной каменного слоя в
0,9 м, требовавшая колоссального расхода каменных материалов: 1000015000 м3 на 1 км дороги (примерно в 10 раз больше, чем на современные
автомагистрали). Скорость движения по римским дорогам доходила до 20
км/ч (выше, чем в Европе и Америке в середине XVIII в.).
В средние века в Европе отмечается упадок в дорожном деле. Однако
зарождение крупной промышленности с ее постоянным перебрасыванием
капитала и масс рабочих из одной сферы производства в другую и с
созданными ею мировыми рыночными связями потребовало разрыва пут,
завещанных ей мануфактурным периодом. Связь и транспорт были
постепенно приспособлены к запросам крупной промышленности.
На рубеже XIX в. возникают первые шоссейные дороги. Примечательно, что в этот период появились первые (паровые) автомобили.
В конце XIX в. начавшееся развитие автомобильного транспорта потребовало приспособления шоссейных дорог к автомобильному движению.
Активное строительство автомобильных дорог началось в Европе и в
США.
В XIV-XV вв. Москва была узлом развитой сети дорог (Можайская,
Волоколамская, Тверская, Дмитровская, Владимирская, Рязанская,
Ордынская). В XVII в. издано «Уложение» царя Алексея Михайловича, в
IX главе которого — «О мытах, о перевозах и о мостах» — излагались
правила содержания так называемых ямских дорог. Ямские слободы,
располагавшиеся на этих дорогах через каждые 40-50 верст, ведали содержанием подставных (сменных) подвод, выдачей подорожных документов
и благоустройством дорог. Благоустройство в то время сводилось главным
образом к строительству гатей, заделке выбоин и провалов. В 1832 г.
инженер Рихтер предложил использовать в «дорожной одежде»
искусственные материалы — «кирпич-железняк, сожженный до
совершенного стеклования». Это предложение было реализовано в 1847 г.
инженером А. И. Дельвигом, построившим в Нижнем Новгороде опытные
участки шоссе из искусственного кирпичного щебня, чугунной руды и
11
болотной железной руды, потому что "во многих местах нет камня, в
других он доходит уже до цены неимоверной". Построенные дороги без
значительных повреждений пропускали обозы на Нижегородскую ярмарку с тяжелыми повозками с грузом 150—200 пудов.
Тем неменее в России, изобилующей водными путями и болотами,
препятствующими строительству грунтовых дорог, внимание строительству шоссейных дорог уделялось мало вплоть до 20-х годов прошлого
века. Достаточно сказать, что автодорога соединяющая восток и запад
России сдана в эксплуатацию только в 2010 году показательным пробегом
премьер министра РФ В.Путина из Читы в Хабаровск.
Развитая сеть автомобильных дорог гарантирует свободу передвижения населения, транспортную устойчивость экономики и обеспечивает
занятость значительной части населения. Придорожные деревни и городки, расположенных на федеральных дорогах, находятся в лучших условиях, чем удалѐнные от них.
3.1.4. Дорожная сеть Российской Федерации
Территория России составляет 17 075 400 км² при численности
населения 143,2 млн.чел. на 2010 год. Плотность населения 8,4 чел./км2 .
Протяжѐнность автомобильных дорог более 1115 тыс. км, из которых
только 551 тыс. км. являются дорогами общего пользования.
Для Российской Федерации характерна низкая плотность автомобильных дорог, которая составляет 67 км/ 1000 км2 площади территории
страны и 8 км на 1000 жителей. В то же время плотность автомобильных
дорог на 1000 км2 площади территории страны составляет во Франции
и Германии 1800-1830 км, в Литве, Латвии, Эстонии, Польше, Индии —
1070-1175 км, США — 670 км, то есть в 10-25 раз больше по сравнению с
Российской Федерацией. На рис. 1 приведена федеральная дорожная сеть
Российской Федерации по прогнозу на 2015 год. На рисунке совершенно
ясно видно, что существующая опорная сеть автомобильных а в Сибири и
северных районах в большей или меньшей степени повторяет (дублирует)
транссибирскую магистраль и БАМ. Причѐм колоссальные территории
Красноярского, Хабаровского, Камчатского краѐв, республики Якутии,
Тюменской, Новосибирской, Иркутской, Магаданской областей,
Чукотского автономного округа не имеют дорог федерального значения.
Что в равной степени относится не только к северным территориям
Уральского региона, но и к Пермскому краю и Архангельской области
европейской
части
страны.
12
Рис.1. Схема федеральных дорог Российской Федерации
3.1.5. Дороги в транспортной стратегии России до 2030 года
В области развития сети автомобильных дорог поставлены задачи:
. создание системы автомагистралей и скоростных дорог, в
первую очередь по направлениям международных транспортных коридоров;
строительство новых и реконструкция существующих автомобильных дорог для увеличения пропускной способности дорожной сети с учетом прогнозируемой интенсивности движения
транспортных потоков;
развитие автомобильных
дорог федерального значения на
подходах к международным автомобильным пунктам пропуска
на государственной границе Российской Федерации, к морским и
речным портам, аэропортам, крупным транспортным узлам;
устранение "узких мест" на сети автомобильных дорог федерального значения за счет проведения реконструкции искусственных
сооружений, строительства развязок в разных уровнях, ликвидации грунтовых разрывов и переходного типа покрытия;
включение в сеть автодорог федерального значения новых маршрутов с расширением при необходимости их состава за счет автомобильных дорог регионального, межмуниципального и местного
значения;
13
создание дорожной сети для обеспечения развития потенциальных точек экономического роста, включая комплексное
освоение новых территорий и разработку месторождений полезных ископаемых, прежде всего в Сибири и на Дальнем
Востоке;
развитие дорожной сети в крупных транспортных узлах;
обустройство площадок
для
сервисного
и ремонтного
обслуживания автомобилей, стоянок и мест отдыха водителей.
Развитие сети автомобильных дорог федерального значения, входящих в состав международных транспортных коридоров, будет ориентировано на обеспечение свободного проезда по ним транспортных
средств с нагрузкой на ведущую ось 11,5 тонны и общей массой до 44
тонн.
В 2010 - 2015 годах предусматривается:
строительство и реконструкция около 8 тыс. км автомобильных
дорог общего пользования федерального значения, в том числе
3,5 тыс. км автодорог, входящих в состав международных транспортных коридоров;
строительство и реконструкция 1,9 тыс. км платных
автомагистралей и скоростных дорог, в том числе скоростной автомагистрали Москва-Санкт-Петербург, Центральной кольцевой автомобильной дороги в Московской области, авто -мобильной
дороги М-4 "Дон" (от Московской кольцевой автомобильной
дороги до границы Воронежской области);
строительство и реконструкция 190 км автомобильных дорог
на подъездах к 32 автомобильным пунктам пропуска;
проведение инженерных изысканий для обоснования поэтапного создания ряда новых международных и межрегиональных
автодорожных маршрутов, в том числе:
Санкт-Петербург - Вологда - Казань - Оренбург и далее через
Республику Казахстан на Западный Китай;
Москва - Саранск - Ульяновск - Екатеринбург;
Пермь– Ивдель - Ханты-Мансийск-Томск (Северный широтный
коридор);
строительство и реконструкция 10 тыс. км региональных дорог
с софинансированием из федерального бюджета;
обеспечение подъездами с твердым покрытием 3,3 тыс.
сельских населенных пунктов (все поселения, имеющие численность постоянного населения более 125 человек и отсутствие
14
круглогодичной связи с сетью автомобильных дорог общего
пользования по кратчайшему расстоянию не более 5 км);
решение первоочередных транспортных проблем Московского,
Санкт-Петербургского и Сочинского транспортных узлов.
Формирование перспективной дорожной сети России в 2016 – 2030
годах предусматривает включение в сеть дорог федерального значения:
новых направлений автомобильных дорог, входящих в состав маршрутов федерального значения, обеспечивающих межрегиональное сообщение и позволяющих интегрировать
разобщенную дорожную сеть отдельных областей в единую
транспортную систему России:
"Центр - Урал" (Москва - Саранск - Ульяновск - Екатеринбург);
"Европа - Западный Китай" (Санкт-Петербург - Вологда Йошкар - Ола - Казань - Оренбург - граница с Республикой
Казахстан);
"Северо-Запад - Сибирь" (Санкт-Петербург - Котлас - Сыктывкар
- Пермь - Ханты-Мансийск - Томск);
"Северо- Восток- Полярный Урал"(Сыктывкар-Воркута с подъездом к Нарьян-Мару);
"Урал Промышленный - Урал Полярный" (Тюмень - Салехард);
автомобильных дорог, соединяющих между собой по кратчайшему расстоянию административные центры субъектов Российской Федерации, в том числе автомобиль-ные дороги
Сыктывкар - Архангельск - граница Финляндии, Казань Пермь, Абакан - Горно-Алтайск - Барнаул, Псков - Смоленск и
другие;
региональных автомобильныхдорог, входящих в состав международных
транспортных коридоров и обеспечивающих
подъезд к автомобильным пунктам пропуска "Мамоново-2",
"Убылинка", "Крупец", "Озинки", "Караозек" и другим;
автомобильных дорог, обеспечивающих автотранспортную связь
субъектов, расположенных на северо-востоке страны, с дорожной сетью России: Хабаровск -Николаевск-на-Амуре (с подъездом к Комсомольску-на-Амуре), Южно-Сахалинск- Тымовское
- Оха - порт Москальво;
автомобильных дорог, обеспечивающих подъезд от федеральной
сети России к морским портам Оля, Ванино, Восточный и
другим;
автомобильных дорог, обеспечивающих разгрузку крупных
15
транспортных узлов (например, создание дорог, соединяющих,
минуя г. Москву, административные центры соседних со столицей субъектов Российской Федерации, например, Калуга Тверь - Владимир - Рязань - Тула, что позволит существенно
разгрузить Московский транспортный узел).
Предусматривается модернизация существующих и строительство
новых дорог в районах Севера и нового освоения "Колыма", "Лена",
"Вилюй", Салехард - Новый Уренгой - Сургут, что будет содействовать
обеспечению Северного завоза и улучшению социально-экономической
ситуации в регионе.
Планируется комплексная модернизация и развитие дорожной сети в
крупнейших транспортных узлах России - г.г. Нижний Новгород, Казани,
Екатеринбурге, Перми, Ростове, Новороссийске, Мурманске, Владивостоке и других.
Предусматриваются строительство и реконструкция в 2016 - 2030 годах более 7 тыс. км автомобильных дорог, формирующих систему платных автомагистралей и скоростных дорог, в том числе:
строительство скоростной автомагистрали Москва - Ростов-наДону - Новороссийск;
реконструкция автомобильной дороги М-10 "Скандинавия" на
участке Санкт-Петербург- Выборг- граница Финляндии с организацией платного проезда;
строительство и реконструкция участков дорог, формирующих
автодорожный маршрут Москва - Тула - Орел - Курск - Белгород граница с Украиной;
строительство и реконструкция участков дорог, формирующих
автодорожный маршрут Москва - Смоленск - граница с Республикой Белоруссия;
строительство и реконструкция участков дорог, формирующих автодорожный маршрут Москва - Нижний Новгород - Казань Челябинск-граница с Республикой Казахстан с ответвлением
Челябинск - Екатеринбург;
строительство и реконструкция участков дорог, формирующих
автодорожный маршрут Москва - Ярославль - Вологда;
строительство и реконструкция участков дорог, формирующих автодорожный маршрут Санкт-Петербург - Псков – граница с Республикой Белоруссия (автомобильный пункт пропуска "Лобок").
Реализация мероприятий по развитию дорожного хозяйства в 2010 2030 годах обеспечит:
16
увеличение плотности дорожной сети общего пользования с 5,1 км
на 1000 человек в 2007 году до 10 км на 1000 человек в 2030 году
и с 42,6 км на 1000 кв. км в 2007 году до 79 км на 1000 кв. км в
2030 году;
увеличение протяженности
автомобильных
дорог общего
пользования федерального
значения,
соответствующих
нормативным требованиям по транспортно-эксплуатационным
показателям, с 37,5 процента в 2007 году до 80 процентов в 2030
году;
увеличение доли протяженности автомобильных дорог общего
пользования высших категорий (I и II) в общей протяженности автомобильных дорог федерального значения с 47,8
процента в 2007 году до 80 процентов в 2030 году;
увеличение протяженности автомобильных дорог общего пользования федерального значения, обслуживающих движение в режиме перегрузки, с 12,8 тыс. км в 2007 году до 14,2 тыс. км в
2030 году (с 15 процента до 27,3 процентов общей протяженности
автомобильных дорог федерального значения);
даст примерно 20 тыс. перспективным сельским населенным
пунктам постоянную круглогодичную связь с сетью автомобильных
дорог общего пользования по дорогам с твердым
покрытием к 2030 году;
преобразование конфигурации сети автомобильных дорог общего пользования федерального значения из радиальной в сетевую, что создаст дополнительные резервы пропускной способности.
В области автомобильного транспорта необходимо осуществить
меры по развитию инфраструктуры для пассажирских перевозок,
включая создание высокоскоростных сообщений.
Размещение и обустройство объектов инфраструктуры пассажирского транспорта общего пользования (конечные и промежуточные
остановочные пункты, автостанции, автовокзалы, пересадочные узлы,
выделенные полосы и улицы для движения маршрутного транспорта и
др.) должны иметь преимущество при решении вопросов землепользования.
С целью снижения времени транспортного сообщения в 10 городах
России будут осуществлены разработка и реализация пилотных проектов
по разделению транспортных потоков и автобусного транспорта в
пространстве за счет выделения специальных полос и улиц для движения
17
маршрутного пассажирского транспорта, а также по разделению этих
потоков во времени за счет использования методов регулирования
движения, обеспечивающих приоритет для движения транспорта
общего пользования.
До 2030 года планируется развитие выделенной инфраструктуры для
пассажирского транспорта общего пользования, в том числе разработка
новых для России проектов строительства маршрутных автобусных трасс.
Основные проекты строительства новых
пересадочных
узлов,
интегрированных в транспортные коммуникации
других
видов
транспорта (железнодорожного, воздушного, водного), будут реалиизованы до 2020 года. К этому периоду предполагается построить до
60 новых автовокзалов и около 900 автостанций. В рамках развития
частных инвестиционных проектов произойдет расширение сети
специализированных сервисных центров.
Предусматривается также строительство грузовых терминалов и
транспортно-логистических центров, станций технического обслуживания и ремонта автотранспортных средств, паркингов, а также кемпингов и гостиниц в придорожной зоне.
3.2. КЛАССИФИКАЦИЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ
Постановлением Правительства Российской Федерации от 11 апреля
2006 г. «О некоторых вопросах, связанных с классификацией автомобильных дорог в Российской Федерации» установлены новые принципы
классификации российских автомобильных дорог. В частности, автомобильные дороги, расположенные на территории Российской Федерации,
подразделяются:
а) на автомобильные дороги общего пользования, в том числе:
относящиеся
к
собственности
Российской
Федерации
(автомобильные дороги федерального значения);
относящиеся к собственности субъектов Российской Федерации
(автомобильные дороги регионального или межмуниципального
значения, за исключением автомобильных дорог федерального
значения);
относящиеся к собственности муниципальных образований,
предназначенные для решения вопросов местного значения или
вопросов местного значения межмуниципального характера
(автомобильные дороги местного значения, за исключением
автомобильных дорог федерального и регионального значения),
18
включая относящиеся к собственности:
поселений (автомобильные дороги, расположенные в границах
населенных пунктов поселений);
муниципальных районов (автомобильные дороги, расположенные
между населенными пунктами, а также вне границ населенных
пунктов в границах муниципальных районов);
городских округов (автомобильные дороги, расположенные
в границах населенных пунктов, а также между населенными
пунктами);
относящиеся к частной и иным формам собственности.
б) на автомобильные дороги не общего пользования (автомобильные
дороги, находящиеся во владении или пользовании юридических
или физических лиц и используемые ими для обеспечения собственных, технологических или частных нужд).
Главным отличием новой классификации автомобильных дорог от
ранее действовавшей классификации является введение еще одного типа
дорог общего пользования - автомобильные дороги муниципальных
образований (дороги местного значения). Появление этого вида
автомобильных дорог предопределено вступившими в действие законодательными актами в сфере разграничения полномочий между
органами государственной власти и местного самоуправления. Протяженность автодорог, попадающих в сферу ответственности муниципальных органов управления, оценивается в 544,3 тыс. км, включая
145,2 тыс. км улично-дорожной сети городов (ранее действовавшей
классификацией автомобильных дорог к дорогам общего пользования
были отнесены только внегородские дороги). Общая протяженность сети
автомобильных дорог общего пользования федерального, регионального и
местного значения Российской Федерации (то есть дорог, находящихся в
государственной собственности) в новой классификации оценивается в
1145 тыс. км.
В настоящее время начата работа по формированию трехуровневой
государственной системы дорог общего пользования, предусматривающая:
перераспределение части автомобильных дорог между
федеральным, региональным и муниципальным уровнями
ответственности согласно новым принципам классификации.
В частности, за 2005 год сеть региональных (территориальных)
дорог сократилась на 19,6 тыс. км
в связи с передачей части
19
дорог
в ведение муниципальных образований;
установление органов, ответственных за состояние и развитие
соответствующих автомобильных дорог, установление полномочий по управлению, организации и финансированию работ для
каждого уровня дорожной сети;
определение расходных обязательств федерального бюджета,
бюджетов субъектов Российской Федерации и бюджетов
муниципальных образований по финансированию дорожного
хозяйства с соответствующим распределением доходных источников;
инвентаризацию дорожной сети общего пользования с учетом
положений и критериев новой классификации;
закрепление автомобильных дорог или их участков, а также
иного имущества за органами управления в соответствии с установленными полномочиями;
приведение форм государственной статистической отчетности по
автомобильным дорогам общего пользования в соответствие с
принятой структурой дорожной сети, системой управления и
финансирования автомобильных дорог общего пользования.
При передаче региональных (территориальных) автомобильных дорог
в ведение органов местного самоуправления рекомендуется осуществлять
приведение в нормативное состояние таких дорог за счет средств
субъектов Российской Федерации с привлечением для этих целей в
отдельных случаях бюджетов муниципальных образований.
Другим существенным отличием новой классификации автомобильных дорог, от ранее действовавшей, является возможность отнесения
к сети дорог общего пользования автомобильных дорог, находящихся в
негосударственной собственности. Это создает правовую основу для реализации проектов строительства и эксплуатации платных автомобильных
дорог с привлечением средств частных инвесторов.
Протяженность автомобильных дорог не общего пользования (по
ранее действовавшей классификации – ведомственные и частные дороги)
составляет 270,9 тыс. км и в последние годы постоянно сокращается из-за
их разрушения и списания.
Значительная часть ведомственных и частных дорог в настоящее
время находится в неудовлетворительном состоянии, около четверти из
них брошены владельцами из-за отсутствия средств на ремонт и
содержание. Наиболее явно эта проблема имеет место в удаленных
районах Сибири и Дальнего Востока, где ведомственные дороги нередко
20
являются единственным способом сообщения между удаленными населенными пунктами. На рис. 2 приведена принципиальная схема класссификации автодорог.
Правительственным Постановлением РФ от 11.04.2006 N 209 "О
классификации автомобильных дорог в Российской Федерации" установлено, что в наименование автомобильной дороги должны входить ее
идентификационный номер и, как правило, названия начального и
конечного населенных пунктов, а при необходимости
и названия
основных населенных пунктов, расположенных вблизи автомобильной
дороги.
Наименование автомобильной дороги в границах населенного пункта
состоит, как правило, из ее установленного названия; протяженность
автомобильной дороги исчисляется от начального до конечного населенного пункта. Протяженность автомобильной дороги в границах населенного пункта исчисляется от начальной до конечной точки автомобильной дороги по ее центральной оси. За начальную и конечную точки
отсчета протяженности автомобильной дороги, как правило, принимаются: для автомобильной дороги, соединяющей между собой населенные пункты - здание подразделения почтовой связи, органа государственной власти или местного самоуправления, либо иное здание или
сооружение, расположенное в центре населенного пункта ; для автомобильной дороги, соединяющей между собой другие автомобильные
дороги или примыкающей к ним - пересечение осей сопрягающихся
автомобильных дорог; в наименовании автомобильной дороги допускается указывать названия населенных пунктов, а также географических или
иных объектов, исторических событий с учетом национальных традиций и
особенностей местности.
Перечень автомобильных дорог общего пользования федерального
значения утверждается Правительством Российской Федерации.
Перечни автомобильных дорог не общего пользования, относящихся
к собственности Российской Федерации, утверждаются уполномоченными
федеральными органами исполнительной власти.
Перечни автомобильных дорог не общего пользования, относящихся
к собственности Российской Федерации, утверждаются уполномоченными
федеральными органами исполнительной власти.
Перечень автомобильных дорог, необходимых для обеспечения
обороны
и
безопасности
Российской
Федерации
(имеющих
оборонноелибо специальное значение), утверждается Правитель-ством
Российской Федерации.
21
Рис. 2. Принципиальная схема классификации автомобильных дорог
Автомобильными дорогами общего пользования федерального значения являются автомобильные дороги:
соединяющие столицу Российской Федерации со столицами сопредельных государств, административными центрами субъектов Российской Федерации;
включенные в перечень международных автомобильных дорог
в соответствии с международными соглашениями Российской
Федерации.
Автомобильными дорогами общего пользования федерального значения также могут быть автомобильные дороги:
соединяющие между собой административные центры субъектов
Российской Федерации;
являющиеся подъездами от автомобильных дорог общего пользования федерального значения к крупнейшим транспортным узлам, имеющим международное значение (морским и речным портам, аэропортам и железнодорожным узлам), а также к специальным объектам федерального значения;
22
являющиеся подъездами от административных центров субъектов Российской Федерации, не имеющих связи по автомобильным дорогам общего пользования с г. Москвой, к ближайшим
морским и речным портам, аэропортам и железнодорожным
станциям."
3.2.1. Категории дорог по устройству
Существующие и проектируемые в РФ дороги должны по своему
устройству соответствовать установленным стандартам. Показатели
определяют: «Федеральный закон об автомобильных дорогах и о
дорожной деятельности в Российской Федерации и о внесении изменений
в отдельные законодательные акты Российской Федерации» № 257 – ФЗ
от 08.11.2007, а также ГОСТ Р 52748 - 2007 " Дороги автомобильные общего пользования" и ГОСТ Р 52398 - 2005 "Классификация автомобильных дорог". Параметры дорог определены СНиП 2.05.02.-85*
"Автомобильные дороги". Согласно ГОСТу Р 52398 техническая класссификация автомобильных дорог — это разделение автомобильных
дорог по классификационным признакам на классы и категории.
Класс автомобильной дороги — это характеристика автомобильной
дороги по условиям доступа на нее.
Категория автомобильной дороги — характеристика, отражающая
принадлежность автомобильной дороги соответствующему классу и
определяющая технические параметры автодороги.
Доступ на автомобильную дорогу — возможность въезда на
автомобильную дорогу и съезда с нее транспортных средств, определяемая типом пересечения или примыкания.
Автомобильные дороги по условиям движения и доступа на них
транспортных средств разделяют на три класса:
автомагистраль;
скоростная дорога;
дорога обычного типа (не скоростная дорога).
К классу «автомагистраль» относят автомобильные дороги, имеющие
на всем протяжении многополосную проезжую часть с центральной разделительной полосой. Они не имеют пересечений в одном уровне с
автомобильными или железными дорогами, трамвайными путями, велосипедными и пешеходными дорожками, и доступ на них возможен только
через пересечения в разных уровнях, устроенных не чаще чем через 5 км
друг от друга.
К классу «скоростная дорога» относят автомобильные дороги,
23
Таблица 1
Техническая классификация автомобильных дорог общего пользования
Класс авт. Катего-рия Общее Шир.
ЦенПересече- Переседороги авт. доро- кол.
Поло- тральная ния с авт.
чен. с
ги
полос
сы
раздел. дорогами,
желездвиже- движе- полоса велосипед.и ными дония
ния. м
пешеход. рога-ми и
дорожками трамв.
путями
Доступ
на дорогу
с
примыкающ. в
одном
уровне
Автомагист-раль
IA
4 и более
3,75
Не допускает.
Скоростная дорога
IБ
4 и более
3,75
Дорога
обычного
типа (нескорост.
дорога)
IB
4 и более1)
3,75
II
4
3,5
2 или
33)
III
2
IV
2
V
1
Обязательна
В разных уровнях
Допускает. без
пересеч.
ПрямоОбяза- Допускают- В разных
го нательна
ся пересе- уровнях
прав.
чения в
ДопускаДопусодном
ет. отсут- уровне со
кает.
ствие2)
светофорным регулир.
Не требу- Допускаютется
ся пересечения в
3,5
одном
4)
уровне
Допуск.
3,0
Пересечв
4,5 и
одном
более
уровне
3,75
1)
Более шести полос допускается только на существующих автомобильных дорогах.
2)
На дороге категории II требование к наличию разделительной полосы определяется проектом организации дорожного движения.
3)
Три полосы движения только для существующих автомобильных дорог.
4)
Пересечение 4-полосной дороги категории II с аналогичной осуществляется в
разных уровнях. Другие варианты пересечения дорог категории II с дорогами категорий II и III могут осуществляться как в разных уровнях, так и в одном (при условии светофорного регулирования, «отнесенных» левых поворотов или пересечения
кольцевого типа).
24
имеющие на всем протяжении многополосную проезжую часть с центральной разделительной полосой. Они не имеют пересечений в одном
уровне с автомобильными или железными дорогами, трамвайными
путями, велосипедными и пешеходными дорожками, и доступ на них
возможен через пересечения в разных уровнях и примыкания в одном
уровне (без пересечения потоков прямого направления), устроенных не
чаще, чем через 3 км друг от друга.
К классу «дороги обычного типа» относят автомобильные дороги, не
отнесенные к классам «автомагистраль» и «скоростная дорога». Они
имеют единую проезжую часть или с центральной разделительной
полосой. Доступ на них возможен через пересечения и примыкания в
разных или одном уровне, расположенные для дорог категорий IB, II, III
не чаще, чем через 600 м, для дорог категории IV не чаще, чем через 100
м, категории V- 50 м друг от друга.
Автомобильные дороги по транспортно-эксплуатационным качествам
и потребительским свойствам разделяют на категории в зависимости от:
количества и ширины полос движения;
наличия центральной разделительной полосы;
типа пересечений с автомобильными, железными дорогами,
трамвайными
путями,
велосипедными
и
пешеходными
дорожками;
условий доступа на автомобильную дорогу с примыканий в
одном уровне.
В табл. 1 приведены соответствия класса и категорийности автодорог,
и основные требования к автодорогам.
Согласно указанному СНиПу категории дорог допускается назначать в
соответствии с наибольшей перспективной часовой интенсивностью
движения, приведѐнных в ед/ч:
свыше 2400 ............. I категория
свыше 1600 до 2400 ..... II категория
свыше 800 до 1600 .... III категория
3.2.2. Классификация городских дорог и улиц
Проектирование и строительство автодорог в городах и поселениях
регламентируется СНиП2.07.01.89* «Градостроительство. Планировка и
застройка городских и сельских поселений». Величина города, поселения
во многом определяют структуру и назначение улично-дорожной сети и
25
классификацию еѐ составляющих. В табл. 2 приведена классификация поселений, принятая в РФ.
Единая система транспорта и улично-дорожной сети в увязке с
планировочной структурой поселения и прилегающей к нему территории
должна обеспечивать удобные, быстрые и безопасные транспортные связи
со всеми функциональными зонами, с другими поселениями, объектами,
расположенными в пригородной зоне, объектами внешнего транспорта и
автомобильными дорогами общей сети.
Затраты времени в городах на передвижение от мест проживания до
мест работы для 90% трудящихся (в один конец) не должны превышать,
мин, для городов с населением, тыс. чел.:
Таблица 2
Классификация поселений, принятая вРФ
Группы поселений
Население, тыс. чел.
Города
Крупнейшие
Крупные
Большие
Средние
Малые 1
Св. 1000
" 500 до 1000
" 250 " 500
" 100 " 250
" 50 " 100
" 20 " 50
" 10 " 20
До 10
Сельские поселения
_
Св. 5
" 3 до 5
" 1 " 3
" 0,2 " 1
" 0,05 " 0,2
До 0,05
1 В группу малых городов включаются поселки
городского типа.
2000 ....................................................... 45
1000 ....................................................... 40
500 ......................................................... 37
250......................................................... 35
100 и менее.......................................... 30
Для ежедневно приезжающих на работу в город-центр из других
поселений указанные нормы затрат времени допускается увеличивать, но
не более чем в два раза.
Для жителей сельских поселений затраты времени на трудовые
передвижения (пешеходные или с использованием транспорта) в пределах
26
сельскохозяйственного предприятия, как правило, не должны превышать
30 мин.
С учетом преимущественного функционального использования
территория города подразделяется на селитебную, производственную
и ландшафтно-рекреационную.
Селитебная территория предназначена: для размещения жилищного
фонда, общественных зданий и сооружений, в том числе научноисследовательских институтов и их комплексов, а также отдельных
коммунальных и промышленных объектов, не требующих устройства
санитарно-защитных зон; для устройства путей внутригородского
сообщения, улиц, площадей, парков, садов, бульваров и других мест
общего пользования.
Производственная территория предназначена для размещения
промышленных предприятий и связанных с ними объектов, комплексов
научных учреждений с их опытными производствами, коммунальноскладских объектов, сооружений внешнего транспорта, путей
внегородского и пригородного сообщений.
Ландшафтно-рекреационная территория включает городские леса,
лесопарки, лесозащитные зоны, водоемы, земли сельско-хозяйственного
использования и другие угодья, которые совместно с парками, садами,
скверами и бульварами, размещаемыми на селитебной территории,
формируют систему открытых пространств.
Таблица 3
Основное значение дорог и улиц по категориям
Категория дорог и улиц
1
Магистральные дороги:
скоростного движения
регулируемого движения
Основное назначение дорог и улиц
2
Скоростная транспортная связь между удаленными
промышленными и планировочными районами в
крупнейших и крупных городах; выходы на внешние
автомобильные дороги, к аэропортам, крупным зонам
массового отдыха и поселениям в системе расселения.
Пересечения с магистральными улицами и дорогами в
разных уровнях
Транспортная связь между районами города на
отдельных
направлениях
и
участках
преимущественно
грузового
движения,
осуществляемого вне жилой застройки, выходы на
внешние автомобильные дороги, пересечения с
улицами и дорогами, как правило, в одном уровне.
27
Магистральные улицы:
Транспортная связь между жилыми, промышленобщегородского значения: ными районами и общественными центрами крунепрерывного движения
пнейших, крупных и больших городах, а также с
другими магистральными улицами, городскими и
внешними автомобильными дорогами. Обеспечение
движения транспорта по основным направлениям в
разных уровнях
регулируемого движения
Транспортная
связь
между
жилыми,
промышленными районами и центром города,
центрами планировочных районов; выходы на
магистральные улицы и дороги и внешние
автомобильные
дороги.
Пересечения
с
магистральными улицами и дорогами, как правило,
в одном уровне
районного значения:
транспортно-пешеходные Транспортная и пешеходная связи между жилыми
районами, а также между жилыми и промышленными районами, общественными центрами,
выходы на другие магистральные улицы
пешеходно-транспортные Пешеходная и транспортная связи (преимущественно
общественный пассажирский транспорт) в пределах
планировочного района
Улицы и дороги местного
значения:
улицы в жилой застройке Транспортная
(без
пропуска
грузового
и
общественного транспорта) и пешеходная связи на
территории жилых районов (микрорайонов), выходы
на магистральные улицы и дороги регулируемого
движения
улицы и дороги в научно- Транспортная связь преимущественно легкового и
производственных,
грузового транспорта в пределах зон (районов),
промышленных и
выходы на магистральные городские дороги.
коммунально-складских
Пересечения с улицами и дорогами устраиваются в
зонах (районах)
одном уровне
пешеходные улицы и
Пешеходная связь с местами приложения труда,
дороги
учреждениями и предприятиями обслуживания, в том
числе в пределах общественных центров, местами
отдыха и остановочными пунктами общественного
транспорта
парковые дороги
проезды
Транспортная связь в пределах территории парков и
лесопарков преимущественно для движения легковых
автомобилей
Подъезд транспортных средств к жилым и
общественным зданиям, учреждениям, предприятиям
28
велосипедные дорожки
и другим объектам городской застройки внутри
районов, микрорайонов, кварталов
Проезд на велосипедах по свободным от других видов
транспортного движения трассам к местам отдыха,
общественным центрам, а в крупнейших и крупных
городах связь в пределах планировочных районов
В пределах указанных территорий выделяются зоны различного
функционального назначения: жилой застройки, общественных центров,
промышленные, научные и научно-производственные, коммунальноскладские, внешнего транспорта, массового отдыха, курортные (в городах
и поселках, имеющих лечебные ресурсы), охраняемых ландшафтов.
3.2.3. Типы транспортной сети городов. Коэффициент
прямолинейности
Улично-дорожная сеть (УДС) населѐнных пунктов во многом
определяет возможности организации доступного транспортного
сообщения в конкретной местности (населѐнном пункте). Нормативного
документа, определяющего порядок отнесения конкретных схем УДС к
тому или иному типу, не существует, но приспособленность УДС к
современным требованиям организации дорожного движения оценивается
коэффициентом прямолинейности kп. Коэффициент прямолинейности
УДС — это отношение фактического расстояния между двумя точками к
длине прямой линии, соответствующей кратчайшему расстоянию между
ними. Наиболее часто встречаются следующие определения типа УДС:
свободные схемы — характерны для хаотичной застройки центров старых городов. Как правило, вызывают сложности организации дорожного движения (рис. 3);
радиально-кольцевые схемы — классический пример г.Москва.
kп = 1,05 - 1,1(рис.4);
прямоугольные схемы характерны для городов постпетровского
периода (С-Петербург, Одесса), и промышленных центров
периода индустриализации. Для городов с такой схемой УДС kп
= 1,4 - 1,5 (рис.5);
прямоугольно-диагональные
схемы
характеризуются
протяжѐнными магистралями от смещѐнного центра (Нижний
Новгород). kп = 1,2 - 1,3(рис.6).
29
Разделение УДС на типы является по многим показателям условным и
воспринимается специалистами неоднозначно. Напри-мер, московские
специалисты при проектировании перспективы развития транспорта для
Нижнего Новгорода в 2010 году использовали радиально-кольцевую УДС.
При этом многие архитекторы в мировой практике высказываются, что
радиально-кольцевая схема, считающаяся в ХХ веке наиболее удачной для
крупнейших городов и мегаполисов, изжила себя и необходимы новые
решения с развитием многоуровневого движения.
3.3. ОБЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДОРОГ И УЛИЦ
3.3.1. Основные составляющие объекты автомобильной дороги
Автомобильные дороги представляют собой комплекс инженерных
сооружений, предназначенных для обеспечения круглогодичного,
непрерывного, удобного и безопасного движения автомобилей с
расчетной нагрузкой и установленными скоростями в любое время года и
в любых условиях погоды. В состав этого комплекса входят земляное
полотно, «дорожная одежда», мосты, трубы и другие искусственные
сооружения, обустройство дорог и защитные дорожные сооружения,
здания и сооружения дорожных и автотранспортных служб.
Состояние всех элементов дороги и дорожных сооружений определяют
технический уровень и эксплуатационное состояние дороги. Основные
транспортно-эксплуатационные показатели автомобильных дорог и
дорожных сооружений:
скорость;
пропускная способность;
непрерывность;
удобство и безопасность движения;
способность пропускать автомобили и автопоезда с осевой
нагрузкой и общей массой, соответствующей категории дороги.
На рис. 7 приведена примерная конструкция автомобильной дороги. В
основании дороги лежит земляное полотно, требования к земляному
полотну приведены в разделе 6 части 2 вышеуказанного СНиПа.
Земляное полотно — дорожное сооружение, служащее для
размещения «дорожной одежды» и других элементов дороги. В
зависимости от рельефа местности земляное полотно может быть в
виде насыпи — искусственно отсыпанного земляного массива или
30
Рис.3. Схема свободной УДС г. Смоленска
Рис.4. Схема радиально-кольцевой УДС г. Москвы
31
Рис.5. Схема прямоугольной УДС г. С-Петербурга
Рис.6. Схема прямоугольно-диагональной УДС г. Н.Новгорода
выемки грунта на косогорах для снижения продольного уклона.
Уклоны дорожного полотна различаются как продольные и поперечные,
измеряемые в промилле (pro mille — за тысячу). Использование промилле
(‰) удобно тем, что в точности соответствует соотношению катетов
условного треугольника, длина одного из которых составляет 1000 м.
32
Строительство дорог осуществляется преимущественно с учѐтом
рельефа местности и состояния грунтов. Прокладка дороги по возвышенным участкам позволяет сократить объѐм отсыпки земляного полотна,
которое в меньшей степени подвергается снежным и песчаным заносам,
просадкам грунта и имеет другие преимущества. Этими факторами обуславливается кривизна дорог в плане и продольных плоскостях.
Проектные решения автомобильных дорог должны обеспечивать:
организованное, безопасное, удобное и комфортабельное движение автотранспортных средств с расчетными скоростями; однородные условия
движения; соблюдение принципа зрительного ориентирования водителей;
удобное и безопасное расположение примыканий и пересечений; необходимое сцепление шин автомобилей с поверхностью проезжей части;
необходимое обустройство автомобильных дорог, в том числе защитными
дорожными сооружениями; необходимые здания и сооружения дорожной
и автотранспортной служб и т.п. Поперечный профиль автодорог выполняется двускатным (15-40‰) для обеспечения стока воды, на поворотах
профиль может быть с односторонним уклоном (20-60‰), так называемый
вираж, способствующий улучшению устойчивости автомобиля на дороге
при крутом повороте.
Устройство автомобильной дороги во впадине чревато возможным
появлением грунтовых и паводковых вод. Особенности устройства дорог
в сложных условиях определены СНиПом.
Улица — элемент дорожной инфраструктуры. Обычно с двумя рядами домов и пространством между ними для передвижения. Улица может
не иметь специального покрытия (пространство между зданиями представляет собой просто участок земли), а может быть покрыта каким-либо
прочным материалом. В разные времена для этого использовали дерево,
кирпич, камень, щебень. В современном мире самым популярным покрытием является асфальт.
Одним из формальных отличий улиц от дорог является наличие
тротуаров. На самом деле, многие улицы, даже в крупных городах, не
имеют тротуаров, либо пешеходные дорожки не являются элементом
улицы. Кроме того, по улицам часто проходят трамвайные рельсы, посередине бывают высажены деревья, что редко встречается на дорогах.
В отличие от дороги, которая предназначена для движения
в определенный пункт назначения, улица может заканчиваться тупиком.
Часто улица имеет один ряд домов, с другой стороны может быть
парк, берег реки, пустырь. Часть улицы может быть вообще свободна от
строений.
33
Параметры дорог и улиц приведены в табл.4
Все искусственные сооружения, построенные в городах, можно разделить на четыре основные группы:
1) пересекающие естественные препятствия местности;
2) предназначенные для улучшения условий движения транспортных
средств и пешеходов;
3) обеспечивающие движения специальных видов транспорта;
4) необходимые для непродолжительной стоянки автомобилей.
7
К первой группе сооружений относятся мосты и виадуки. Мосты возводят через водные преграды (реки, озера, морские проливы и т. д.), а
виадуки — через глубокие лога и ущелья. Мост и виадук обеспечивают
движение автомобилей и пешеходов по улице или автомагистрали. Их
34
конструкция определяется главным образом видом препятствия, его характеристиками, а также транспортными требованиями.
Сооружения всех остальных групп по существу выделились
в самостоятельный вид, специфичный для городских условий.
Путепроводы и эстакады можно отнести ко второй группе сооружений. Путепроводом называют мостовое сооружение через автомобильную
или железную дорогу или улицу. Путепроводы, используемые только для
пропуска пешеходов над автомагистралью, следовало бы называть пешеходными путепроводами, но их обычно называют пешеходными мостами
или надземными пешеходными переходами. Под эстакадой понимают сооружение для беспрепятственного пропуска автотранспортных средств
над поверхностью земли. Если путепроводы возводят только на пересечениях транспортных магистралей, то область применения и назначения
эстакад значительно шире.
Эстакады применяют в следующих случаях: на пересечениях двух и более транспортных магистралей; для увеличения пропускной способности
Категория дорог и
улиц
1
Магистральные
дороги:
скоростного
движения
регулируемого
движения
Магистральные
улицы:
общегородского
значения:
непрерывного
движения
регулируемого
движения
Расчетная Ширина
Число Наименьскорость
полосы
полос
ший
движения, движения, движения радиус
км/ч
м
кривых в
плане, м
Таблица 4
Наиболь- Ширина
ший
пешепродоль- ходной
ный
части
уклон, тротуара,
м
6
7
2
3
4
5
120
3,75
4-8
600
30
-
80
3,50
2-6
400
50
-
100
3,75
4-8
500
40
4,5
80
3,50
4-8
400
50
3,0
35
1
районного значения:
транспортнопешеходные
пешеходнотранспортные
Улицы и дороги
местного значения:
улицы в жилой
застройке
улицы и дороги
научнопроизводственных,
промышленных и
коммунальноскладских районов
парковые дороги
Проезды:
основные
второстепенные
Пешеходные
улицы:
основные
второстепенные
Велосипедные
дорожки:
обособленные
изолированные
Продолжение табл. 4
5
6
7
2
3
4
70
50
3,50
4,00
2-4
2
250
125
60
40
2,25
3,0
40
30
3,00
3,00
2-3*
2
90
50
70
80
1,5
1,5
50
3,50
2-4
90
60
1,5
40
3,50
2
50
70
1,5
40
3,00
2
75
80
-
40
30
3,50
2,75
2
1
50
25
70
80
1,0
0,75
-
1,00
-
40
-
0,75
По
расчету
То же
-
60
По
проекту
То же
20
30
1,50
1,50
1-2
2-4
30
50
40
30
-
улиц; для пропуска скоростных автомагистралей над городской
застройкой, независимо от сложившейся сети улиц; на подходах к
большим мостам вместо высоких насыпей; на подходах к местам
скопления большого числа автомобилей (вокзалам, аэродромам,
гостиницам, стадионам); для уширения набережных и организации
движения вдоль рек; на косогорах, болотах
и в других сложных
условиях взамен насыпей и подпорных стен. За рубежом эстакады
называются highway. Рис.8
По
расположению
в
плане
различают
прямолинейные,
криволинейные, разветвляющиеся, кольцевые и спиральные эстакады; по
числу уровней движения — одно- и многоярусные. Эстакады
36
предназначены в основном для пропуска автомобильного и других видов
городского транспорта. Весьма редко по ним организуют одновременно и
пешеходное движение.
Рис.8 Расположение Highway
По условиям службы эстакады могут быть постоянными, обеспечивающими движение на весь срок их эксплуатации, и временными (сборноразборными).
Сложные транспортные пересечения, основными составляющими которых являются многоярусные эстакады под различные направления движения, распространены в городах со сложной уличной сетью и на подходах к крупным мостам.
В тех случаях, когда существующая улица не обеспечивает необходимую пропускную способность, вдоль них устраивают эстакады с одним
или несколькими уровнями движения. В условиях сформировавшейся городской застройки это практически единственный способ обеспечения
пропуска необходимой интенсивности движения. При организации движения вдоль городских набережных увеличение их пропускной способности достигается сооружением эстакад в пределах русла рек. В ряде случаев возникает необходи-мость пропуска больших транспортных потоков
в определенном направлении, не совпадающим с сетью улиц. Тогда возможен вынос движения на эстакаду, проходящую над городскими строениями в избранном направлении. Эта эстакада может быть транзитной
или иметь ответвления для связи с улицами пересекаемого района.
37
Необходимость в возведении эстакад возникает у аэропортов, крупных гостиниц, сложных перекрѐстков, стадионов, в речных и морских
портах. Эстакады в таких местах должны соответствовать их общему архитектурному облику и поэтому часто имеют достаточно сложную форму.
В городах, расположенных в сильно пересеченной или гористой местности, возможно устройство эстакад вдоль склонов. К сооружениям
второй группы можно отнести и подпорные стены городских набережных,
так как они обеспечивают проезд транспорта вдоль рек, играя одновременно роль регулирующих сооружений реки и элементов архитектурного
ансамбля города.
К группе специальных городских транспортных сооружений следует
отнести эстакады монорельсовых дорог, по которым перемещаются вагоны с пассажирами. В эту группу входят и верто-летные площадки, обеспечивающие транспортную связь центра города с его окрестностями. Вертолетные площадки располагают как на поверхности земли, так и на
крышах высоких зданий.
И наконец, обилие автомобилей в городах требует организацию мест
их стоянки. В центральных частях города редко можно найти достаточно
свободную площадь для устройства наземных стоянок, что приводит к
заполнению улиц стоящими автомобилями и ухудшению их пропускной
способности. Во многих случаях экономически выгодно строить надземные или подземные многоэтажные стоянки, относящиеся к сооружениям
четвертой группы. Их располагают в районах скопления большого числа
автомобилей в пределах пешеходной доступности от объектов административного, культурного или бытового назначения или прямо под ними.
Все перечисленные выше транспортные сооружения имеют единое
назначение, заключающееся в обеспечении эффективной работы транспорта в условиях города.
Отдельным направлением является водоотведение, поскольку вода
является главным "врагом" дорог и улиц. Проникая в земляное полотно
дороги, вода размягчает грунт, сильно снижая его несущие свойства. Замерзая вода, вследствие расширения, разрушает вместе с земляным полотном и твѐрдое покрытие дорожного полотна. Поэтому для их защиты
от разрушительного действия поверхностного стока и капиллярного поднятия устраивают водоотводные сооружения. К ним относятся боковые
канавы, кюветы, резервы, нагорные канавы, лотки, карьеры. На нагорных
участках устраивают перепады, быстротоки и гасители энергии — водоотбойные колодцы, стенки. Более полную информацию можно почерпнуть из СНиП 2.05.07-91 "Промышленный транспорт".
Обустройство дорожной полосы включает в себя посадку зеленых
38
насаждений, устройство велосипедных и пешеходных дорожек, площадок
отдыха и обзора, стоянок автомобилей, создание противоветровых устройств, установку рекламных щитов. Зеленые насаждения применяют для
снегозадержания, декоративных целей и осушения переувлажненных
территорий. Зеленые насаждения бывают в виде живых изгородей, лесных
полос, придорожных плодово-ягодных садов. Очень важно, чтобы
водителям автомобилей и автобусов после нескольких часов работы
предоставлялась возможность получения кратковременного отдыха. Для
этого устраивают площадки отдыха, как правило, вне населенных
пунктов, в тиши лесов, на берегах рек и озер.
Рост интенсивности и скорости движения автомобилей требует обустройства проезжей части и обочин полосами безопасности, бордюрами,
колесоотбойными брусьями, краевыми полосами и т.п.
Краевые полосы четко обозначают кромку проезжей части и
несколько уширяют крайние полосы движения. Краевая полоса должна
укреплять кромку дорожного покрытия, отличаться от нее по цвету и
служить переходом от дорожного покрытия к обочине. Ширина краевой
полосы составляет 0,5...0,75 м. Случайный заезд автомобиля на размокшую грунтовую обочину часто приводит к дорожно-транспортным происшествиям. Чтобы избежать этого, обочину необходимо укреплять.
Для повышения безопасности дорожного движения устанавливают
дорожные знаки, бордюры безопасности, ограждения, сигнальные
направляющие столбики, выполняют разметку дорожных покрытий.
Особым мероприятием является освещение автомобильных дорог.
Ночью, как правило, возникает больше дорожно-транспортных
происшествий, чем днем, хотя интенсивность движения ночью меньше.
Освещение дорог резко снижает число дорожно-транспортных
происшествий. Очень эффективно применение на дорожной полосе или
разделительных столбиках светоотражающих элементов.
Совершенствование эксплуатации дорог при большой интенсивности
движения в современных условиях возможно только при создании систем
управления и регулирования дорожного движения. Современные
достижения электроники позволяют использовать приборы для сбора
информации о движении, управлять транспортным потоком в пределах
отдельных участков или сети дорог, задавая оптимальные режимы
движения.
Для правильного и своевременного проведения работ по содержанию и
ремонту дорог, инженерных сооружений, организации управления и
регулирования дорожного движения необходимо точно знать условия и
дорожную обстановку. Для этого дорожные организации должны
39
создавать метеорологические, противолавинные и другие станции,
устанавливать приборы для определения скорости и интенсивности
движения, износа дорожных покрытий, ровности проезжей части,
оценки водно-теплового режима земляного полотна, предупреждения о
гололѐде, тумане и др.
3.3.2 Устройство и классификация «дорожной одежды»
«Дорожная одежда» — многослойная конструкция проезжей части
дороги, предназначенная для движения транспортных средств и передающая нагрузку от них на поверхность земляного полотна. Дорожная одежда
состоит из покрытия, основания и дополнительных слоѐв. (Рис.9).
Покрытие — верхний прочный слой, хорошо сопротивляющийся истирающим и ударным нагрузкам от колес автомобилей, а также воздействию природных факторов. Оно состоит из слоя износа и основного (несущего) слоя.
Основание – несущая прочная часть «дорожной одежды», состоящая
из одного или нескольких слоѐв, устраиваемых из каменного материала
или обработанного вяжущим грунта. Выбор типа «дорожной одежды»,
стоимость которой обычно составляет 40 – 60% от общей стоимости дороги, является важным и ответственным решением. Чем выше техническая
категория дороги, тем более высокие требования предъявляются к прочности и качеству «дорожной одежды».
Дополнительные слои располагают между основанием и грунтом
земляного полотна. Дополнительный слой оснований может быть дренирующим, выравнивающим, противозаиливающим, морозозащитным.
Верхний слой земляного полотна, или подстилающий грунт,
представляет собой тщательно уплотненный слой, на котором устраивают
«дорожную одежду». Подстилающий грунт должен быть достаточно прочным; в ряде случаев его укрепляют вяжущим.
Все конструкции «дорожных одежд» принято подразделять по сопротивлению изгибу на жесткие (цементобетонные) и нежесткие.
Покрытия в зависимости от капитальности конструкции, характера
движения и технико-экономических показателей бывают:
усовершенствованные капитальные (цементобетонные, монолитные и сборные; асфальтобетонные, укладываемые в горячем и
теплом состоянии и др.);
усовершенствованные облегченные (из щебеночных и гравийных
материалов, обработанных органическими вяжущими, из холодного асфальтобетона и др.);
40
переходные (щебеночные, шлаковые, гравийные, из грунтов, укрепленных вяжущими материалами и др.);
низшие (грунтовые, улучшенные различными местными материалами).
Рис.9. Дорожная одежда
Асфальтобетонные покрытия занимают ведущее место на магистральных дорогах. Они имеют высокие транспортно-эксплуатационные
показатели, прочны, долговечны, легко ремонтируются. Износ их даже
при тяжелом и интенсивном движении не превышает 1 — 1,5 мм в год.
Асфальтобетонные покрытия в зависимости от типа оснований и требований движения устраивают в один, два или три слоя. Верхний слой должен
обладать прочностью, износоустойчивостью и водонепроницаемостью.
Этим условиям соответствуют мелкозернистые и песчаные смеси, содержащие минеральный порошок.
Для устройства нижнего слоя покрытий применяют горячие крупно- и
среднезернистые асфальтобетонные смеси с минеральным порошком или
без него.
Цементобетонные покрытия обладают следующими преимуществами по сравнению с другими видами покрытий:
высокая прочность, что позволяет пропускать все транспортные
средства в любое время года;
длительный межремонтный срок (30—40 лет без резких колебаний температур и избытка влаги);
высокий коэффициент сцепления с колесами автомобилей, практически не изменяющийся при увлажнении покрытия;
41
светлый цвет покрытия, повышающий безопасность движения
ночью;
продолжительность строительного сезона больше, чем при применении органических вяжущих;
малый износ покрытия, не превышающий 0,1—0,2 мм в год.
Однако цементобетонные покрытия имеют ряд недостатков, которые
сдерживают их применение на дорогах. К ним относятся: большое число
поперечных швов, которые ухудшают эксплуатационные качества и ровность покрытия; трудность ремонта невозможность открывать движение
сразу после устройства покрытия и т. д.
Цементобетон применяют также для устройства оснований под асфальтобетонные покрытия на дорогах с интенсивным и тяжелым движением. Цементобетонное покрытие устраивают на дороге в виде монолитной сплошной плиты, разделенной на участки различной длины швами
расширения или в виде сборного покрытия из приготовляемых на заводе
плит различного размера. В последнем случае работы на дороге сводятся к
монтажу плит на подготовленном основании. Несмотря на некоторые достоинства этого вида покрытия, как, например, увеличение продолжительности сезона строительства, сборные бетонные покрытия на магистральных дорогах не применяют. Это объясняется крупными недостатками, которые значительно ухудшают их транспортно - эксплуатационные качества. В армированных покрытиях растягивающие напряжения частично
или полностью воспринимает арматура. В таких покрытиях применяют
арматуру в виде металлических сеток или стальных стержней с расходом
2...5 кг/м2 покрытия. Цементобетонные покрытия устраивают одинаковой
толщины по всей ширине проезжей части в один или два слоя. Двухслойные покрытия применяют с целью использования в бетоне для нижнего
слоя менее прочных каменных материалов. Толщину верхнего слоя в
двухслойных покрытиях принимают не менее 6 см. Выбор и назначение
однослойного или двухслойного покрытия основываются техникоэкономическими расчетами. Толщина слоя покрытия определяется расчетом с учетом категории дорог и должна быть не менее: для дорог I категории — 22 см; для дорог II категории — 20 см; для дорог III категории —
18 см. В двухслойных покрытиях толщина верхнего слоя должна быть не
менее 6 см.
3.3.3.Транспортные потоки
Транспортный поток (ТП) — это совокупность транспортных
средств, одновременно участвующих в движении на определенном
42
участке улично-дорожной сети.
Термин «транспортный поток» (в англоязычной литературе
используется термин Traffic Flow) используется западными учеными
и исследователями по аналогии с «потоками» в сплошных средах (а
позднее и дискретных – т.н. Granular Flow). Отправной точкой
исследований в ТП на западе считается гидродинамическая модель
Лайтхилла-Уизема. Сам по себе ТП всегда характеризуется исключительно средними (т.е. макроскопическими) параметрами: средняя
скорость, плотность (число автомобилей на единицу длины), интенсивность (число автомобилей, проходящих через любую данную точку
дороги в единицу времени). Два параметра (интенсивность и плотность)
изображаются в виде графика и называются фундаментальной
диаграммой (Fundamental Diagram, рис.10).
Рис.10. Фундаментальная диаграмма
Транспортный поток характеризуется взаимодействием транспортных средств в пространстве и во времени. Уже из этого названия
понятно, что ей придается исключительное значение. Фундаменталь-ная
диаграмма (ФД) – «камень преткновения» всей теории ТП. Все крутится
вокруг того, что в модели Лайтхилла-Уизема (и ей подоб-ным моделям)
ФД принята гладкой (дифференцируемой), а если ее строить по
показаниям датчиков – на ней в области средних значений плотностей
образуется «облако», никакой кривой не аппроксими-руемое. То есть
реально принятой в гидро- газодинамических моде-лях зависимости не
43
существует. Это привело к тому, что, с одной стороны, в ряде работ с
помощью клеточных автоматов была воспроизведена эмпирическая ФД.
С другой стороны, общеприз-нанный авторитет в области изучения ТП
Карлос Ф. Даганзо (США) предлагает вообще отказаться от рассмотрения
ФД, а ввести другие параметры – длина очереди, время проезда и проч.
У нас в стране официально используется термин «дорожное
движение» (закон РФ «О безопасности дорожного движения» –
совокупность общественных отношений…) Термин «транспортный
поток» тоже используется в «Организации дорожного движения» (ОДД),
но не определяется. Определяются только «необходимые данные,
характеризующие транспортный поток».
Наиболее
распространенными
характеристиками
дорожного
движения являются: интенсивность, плотность, скорость, состав,
задержки, распределение транспортных потоков по направлениям.
Модели, в которых объектом выступает ТП в целом, называются
макроскопическими и они используются для решения задач организации
дорожного движения (ОДД).
Под организацией дорожного движения понимают комплекс
научных, инженерных и организационных мероприятии, учитываю-щих
необходимый уровень эффективности и безопасности для транспортного и
пешеходного движения.
Состав транспортного потока характеризуется соотношением в нѐм
транспортных средств различного типа. Транспортному средству в
процессе движения требуется больший отрезок полосы, чем его длина
(статический габарит). Это объясняется тем, что для остановки
автомобиля требуется определенный путь, являющийся функцией
скорости. Учет влияния движения транспортных средств разных типов на
загрузку дороги осуществляется при помощи динамического габарита
(рис. 11), представляющего собой отрезок полосы дороги, минимально
необходимого ведомому автомобилю по условиям безопасности движения
при экстренном торможении впереди движущегося автомобиля. Оценка
состава транспортного потока осуществляется, в основном, по
процентному составу или доле транспортных средств различных типов.
Этот показатель оказывает значительное влияние на все параметры
дорожного движения. Вместе с тем состав транспортного потока отражает
общий состав парка автомобилей в данном регионе. Состав транспортного
потока влияет на загрузку дорог, что объясняется, прежде всего,
существенной разницей в габаритных размерах автомобилей. Если длина
легковых автомобилей варьиру-ется от 4 до 8 м, грузовых 6-8, то длина
автобусов достигает 16,5 м,
а автопоездов 24 м. В этой связи для
44
проведения расчѐтов транспортных потоков, пропускной способности
дорог и т.п. пользуются приведѐнными значениями транспортных единиц.
Рис.11. Динамический габарит автомобиля L
Все виды транспортных средств приводятся к легковому автомобилю
через коэффициенты, которые указаны в табл. 5.
Существующие значения коэффициентов приведения Кп, являясь константными, не полностью учитывают факторы, определяющие динамический габарит. В частности, при изменении скорости движения Кп меняется тем значительнее, чем больше статический габарит транспортного
средства.
На понятии динамического коридора в отечественной теории ОДД
были построены и исследованы модели «следования-за-лидером» (carfollowing или follow-the-leader — в англоязычной литературе встречаются
оба варианта). Модели такого типа называются микроскопическими. Существуют также мезоскопические модели, в которых рассматриваются
небольшие группы (кластеры) автомобилей на дороге. Транспортные
средства в силу конструктивных отличий и эксплуатационного состояния
обладают различными тормозными качествами. Это сказывается на динамическом габарите. Кроме того, его значение зависит от состояния дорожного покрытия, психофизиологических характеристик водителя и т. д.
Коэффициенты приведения Кп, представляющие собой отношение
динамического габарита транспортного средства данного типа
к динамическому габариту легкового автомобиля, позволяют фактическую
интенсивность транспортного потока представлять
в виде условной,
называемой приведенной
интенсивности, соответствующей потоку
легковых автомобилей.
Существует несколько классификаций состояний транспортного
потока.
Министерство транспорта США использует следующую классификацию по степени наполненности полосы движения транспортных
единиц (ТЕ) по отношению суммарной занимаемой автомобилями
45
площади полосы к общей еѐ площади на произвольном участке дороги:
35 % и более – так называемое старт-стоп движение («stop-and-go»);
22 % - 35 % – затрудненное движение;
15 % - 22 % – умеренное движение;
0 – 15 % – свободное движение.
Любопытно отметить, что 0 % – это тоже «движение».
Ученые Национального исследовательского центра Лос-Аламоса (Los
Alamos National Lab. – LANL) выделяют следующие виды ТП:
1. Свободный поток:
дорога
не
загружена,
автомобилисты
движутся на удобной им скорости, свободно переходя на соседние полосы
движения. На этой стадии автомобили сопоставимы с потоком частиц,
имеющих большую свободу в своем перемещении.
2. Синхронизированный поток: дорога становится переполненной,
автомобилисты внезапно теряют большую часть свободы перемеще-ния и
вынуждены двигаться уже как часть всеобщего транспортного потока,
согласовывая с ним свою скорость. При этом они уже не имеют возможности свободно менять полосу движения.
3. Останавливающийся поток: при очень большом числе автомо-билей в
потоке движение приобретает прерывистый характер (т. н. режим «stopand-go»). На этой стадии транспортный поток можно уподобить потоку
замерзающей воды, автомобили становятся на какой-то промежуток
времени как бы «приклеенными» к одному месту дороги.
Карлос Ф. Доганзо предлагает другое определение свободного
движения: «Будем говорить, что ТП не образует очередей (является
незаторным, «свободным»), если случайно возникшую локальную помеху
в движении ТП нельзя обнаружить выше по течению потока. И наоборот,
«если локально индуцированные изменения скорости обнаруживаются
выше по течению потока, мы говорим, что ТП является перегруженным
(образует очереди)».
В теории транспортных потоков ТП принято рассматривать
аналогично потоку жидкости или газа. Поэтому понятие «фазового
перехода» в транспортном потоке введено по аналогии с фазовыми
переходами в жидкостях – превращение пара в воду или воды в лед.
Объяснение же момента и динамики смены фазы в транспортном потоке,
по аналогии с тем как это происходит в природе, стало настоящим
вызовом для физиков – понимания этого вопроса на сегодняшний день
пока нет.
Транспортные потоки существенным образом влияют на транспортно-эксплуатационные показатели дорог и экологическую обстановку.
46
Таблица 5
Коэффициенты приведения интенсивности движения различных транспортных
средств к легковому автомобилю
№
п/п
1
1
2
3
4
5
Типы транспортных средств
Коэффициент приведения
2
3
1
0,75
0,5
Легковые автомобили
Мотоциклы с коляской
Мотоциклы и мопеды
Грузовые автомобили грузоподъемностью, т:
2
6
8
14
Св. 14
Автопоезда грузоподъемностью, т:
12
20
30
Св.30
1,5
2
2,5
3
3,5
3,5
4
5
6
Примечания:
1. При промежуточных значениях грузоподъемности транспортных средств
коэффициенты приведения следует определять интерполяцией.
2. Коэффициенты приведения для автобусов и специальных автомобилей следует
принимать как для базовых автомобилей соответствующей грузоподъемности.
3. Коэффициенты приведения для грузовых автомобилей и автопоездов следует
увеличивать в 1,2 раза при пересеченной и горной местности.
Поскольку
нагрузки
от
транспортных
средств
являются
динамическими, то их воздействие особенно опасно для «дорожной
одежды» в период сильного переувлажнения еѐ основания и земляного
полотна. Поэтому для предупреждения разрушения «дорожной одежды»
47
в весенний период на дорогах низших категорий ограничивают проезд
тяжелых грузовых автомобилей до полного высыхания низа дорожной
одежды. Дороги Ӏ - Ӏ Ӏ Ӏ категорий должны обеспечивать проезд в любое
время года. Недостаточная прочность земляного полотна дорожной
одежды и плохое качество материалов отдельных ее слоев приводят при
динамическом воздействии нагрузки к снижению ровности дорожного
покрытия, появлению на нем волн и выбоин. Все это вызывает
значительное снижение скоростей движения.
Отрицательное влияние на устойчивость верхнего слоя дорожного
покрытия оказывает также процесс резкого торможения большегрузных
автомобилей. Примером такого отрицательного воздействия являются
волны (гребенка) на автобусных и особенно троллейбусных остановках. В
районах
с жарким климатом, высокой температурой на поверхности
дорожного покрытия, доходящей иногда до 70...800С, асфальтобетон
размягчается а в результате проезда транспортных средств происходит
деформация верхнего слоя дорожного покрытия, снижается ровность,
резко меняются сцепные качества дорожного покрытия. Поэтому при
проектировании и эксплуатации автомобильных дорог должно детально
учитываться влияние природно-климатических условий.
Наиболее значимые факторы отрицательного влияния автомобильного транспорта на человека и окружающую среду следующие:
загрязнение воздуха;
загрязнение окружающей среды;
шум, вибрация;
выделение тепла (рассеяние энергии).
Вклад в загрязнение окружающей среды автомобилями, в основном
атмосферы, составляет – 60 - 90%. Двигаясь, в среднем, со скоростью 8090 км/ч автомобиль превращает в углекислоту столько же кислорода,
сколько 300-350 человек. Но дело не только в углекислоте. Годовой
выхлоп одного автомобиля – это 800 кг окиси углерода, 40 кг окислов
азота и более 200 кг различных углеводородов. В этом наборе весьма
коварна окись углерода. Из-за высокой токсичности еѐ допустимая
концентрация в атмосферном воздухе не должна превышать 1 мг/м3.
Уровень загазованности магистралей и примагистральных территорий
зависит от интен-сивности движения автомобилей, ширины и рельефа
улицы, скорости ветра, доли грузового транспорта и автобусов в общем
потоке и других факторов. При интенсивности движения 500
транспортных единиц в час концентрация окиси углерода на открытой
территории только на расстоянии 30-40 м от автомагистрали снижается в
48
3 раза и достигает нормы. Затруднено рассеивание выбросов автомобилей
на тесных улицах. В итоге практически все жители города испытывают на
себе вредное влияние загрязнѐнного воздуха.
Высокие уровни шума в городской среде, являющиеся одним из
агрессивных раздражителей центральной нервной системы, способны
вызвать еѐ перенапряжение. Городской шум оказывает неблагоприятное
влияние и на сердечнососудистую систему. Ишемическая болезнь сердца,
гипертоническая болезнь, повышенное содержание холестерина в крови
встречаются чаще у лиц, проживающих в шумных районах. Наибольшие
уровни шума 90-95 дБ отмечаются на магистральных улицах городов со
средней интенсивностью движения 2-3 тыс. и более транспортных единиц
в час. Уровень уличных шумов обуславливается интенсивностью,
скоростью и составом транспортного потока. Кроме того, он зависит от
планировочных решений (продольный и поперечный профиль улиц,
высота и плотность застройки) и таких элементов благоустройства, как
покрытие проезжей части и наличие зелѐных насаждений. Каждый из этих
факторов способен изменить уровень транспортного шума в пределах до
10 дБ.
В 2004 года шведские и британские учѐные обратили внимание на
влияние износа автомобильных шин и тормозных накладок на загрязнение
окружающей среды. По данным Национальной Службы Контроля за
Выбросами в атмосферу Великобритании [National Atmospheric Emissions
Inventory (NAEI)] в 2004 году около 18% выбросов цинка в атмосферу
Британии обусловлено износом автопокрышек. Шведские учѐные
отмечают, что главным источником выбросов меди, цинка и, возможно,
сурьмы в атмосферу городских районов являются тормозные накладки.
Главным источником цинка в воздухе шведских городов являются
автопокрышки. Это происходит из-за того, что оксид цинка является
наполнителем для резины, из которой делают автопокрышки, причем
содержание ZnO в покрышках может достигать 2%.
3.4. ИНТЕНСИВНОСТЬ ДВИЖЕНИЯ
Интенсивность N (х;t 1 ;t 2 ) ( в некоторых источниках Q) — это
число транспортных средств, проходящих через сечение дороги X- X в
течение данного промежутка времени (t 1 ;t 2 ). В зависимости от решаемой
задачи расчетным периодом определения интенсивности движения может
служить год, месяц, неделя, сутки, час и пр.
Интенсивность движения - величина неравномерная и в пространстве
(на различных дорогах или на различных участках одной и той же до49
роги) и во времени.
Неравномерность интенсивности движения может быть определена
коэффициентом неравномерности Кн, представляющим собой отношение
фактической интенсивности Nф за рассматриваемый период к средней
интенсивности Nср за более длительный промежуток времени:
Кн = Nф / Nср
В практике организации движения очень часто оперируют не
суммарной интенсивностью по направлениям, а так называемой удельной,
т. е. интенсивностью по полосе движения Ма.
Плотность q(х 1 ;х 2 ;t) (по некоторым источникам ρ) — это число
транспортных средств, находящихся в данный момент времени t на
заданном участке дороги (х 1 ;х 2 ). Плотность потока характеризует загрузку дороги. Предельная плотность данного участка соответствует числу
неподвижных транспортных средств, расположенных вплотную друг к
другу. В зависимости от их типов это число может быть различно. Если
для легковых автомобилей это число составляет 200 авт/км, то для
автобусов большого класса эта величина составит около 60 ед.
С увеличением плотности потока увеличивается взаимодействие
транспортных средств в потоке, снижается возможность выполнения
маневров и как следствие, снижается пропускная способность системы
дорожного движения (ДД). Плотность потока определяют уровнем загрузки дороги представляющим соотношение фактической плотности
максимально возможной п о условиям движения:
z = N/P,
где N- интенсивность движения;
Р- пропускная способность данного участка (элемента) дороги.
Применение понятия коэффициента загрузки позволяет строить
сопоставимые зависимости характеристик движения транспортного
потока от дорожных условий для дорог разных категорий, так как эта
величина безразмерная. Коэффициент z может принимать любые значения
от 0 до 1.
3.4.1. Уровни удобств движения
Под уровнем удобства движения понимается определенное качественное состояние транспортного потока, при котором устанавли50
ваются характерные условия труда водителей, условия комфортности
поездки и эффективности работы транспортных средств, а также аварийность. Каждый уровень удобства движения характеризуется значениями коэффициентов загрузки, скорости и насыщения движением.
Коэффициент скорости движения с - это отношение фактической
скорости движения при каком-либо уровне движения vz к желаемой
разрешѐнной скорости движения в свободных условиях.
c = vz/ vж;
Коэффициент насыщения движением ρ представляет собой отношение плотности потока при каком-либо уровне удобства движения к максимальной плотности транспортного потока.
ρ = qz/qmax.
Уровень удобства движения А (свободный) характеризуется следующими значениями коэффициентов: z ˂ 0,2; с ˃ 0,9; ρ ≤ 0,1. Обгоны
практически отсутствуют, автомобили не взаимодействуют между собой.
Водителем может выдерживаться желаемая скорость движения. Снижение
средних скоростей незначительно. Эмоциональная напряженность водителя низкая. Водители и пассажиры не испытывают неудобства при
движении автомобиля. Поездки являются комфортными.
Уровень удобства движения Б (устойчивый) характеризуется
следующими значениями коэффициентов: 0,45≥ z ˃0,2; 0,9≥ с ˃0,7; 0,3≥ ρ
˃0,1. В потоке непрерывно возрастает число автомобилей, которые совершают обгоны или вынуждены двигаться группами за медленно
движущимися автомобилями. Наблюдается резкое падение средних
скоростей движения. Исследования с применением ходовой лаборатории
показывают невозможность обгона при z = 0,45. Это значение можно
считать верхней границей уровня удобства движения Б. Эмоциональная
напряженность водителей быстро возрастает по мере загрузки движением
и приближается к наибольшей. Частота маневров наибольшая. При этом
уровне удобства движения водители испытывают снижение комфортности
поездки из-за необходимости совершения маневров обгона или объезда.
Уровень удобства движения В (неустойчивый) характеризуется
следующими значениями коэффициентов: 0,7≥ z ˃0,45; 0,7≥ с ˂ 0,55;
0,7≥ ρ ˂ 0,3. Происходит дальнейшее снижение скоростей движения.
Эмоциональная напряженность водителей достигает наибольшего уровня.
Водители испытывают неудобства из-за невозможности обгона медленно
51
движущихся автомобилей и необходимости внимательного слежения за
впереди идущим автомобилем. Комфортность поездки резко снижается.
Уровень удобства движения Г (насыщенный) подразделяются на два
подуровня (Г-а и Г-б), которые характеризуют изменение движения
плотного потока автомобилей при интенсивности, близкой и равной
пропускной способности.
Уровень удобства движения Г-а характеризуется следующими
значениями коэффициентов: 1 ≥ z ˂ 0,7; 0,55 ≥ с ˃ 0,4; 1≥ ρ ˂ 0,7. При
уровне удобства Г-а создается колонное движение с небольшими разрывами между колоннами. Обгоны отсутствуют. Между проходами
автомобилей в потоке преобладают интервалы меньше 2 с. Максимальная
интенсивность движения равна пропускной способности; наблюдается
значительное колебание интенсивности в течение часа. Скорости движения с ростом интенсивности меняются незначительно. Число дорожнотранспортных происшествии непрерывно увеличивается и начинает несколько снижаться при интенсивности движения, близкой к пропускной
способности. Движение происходит с остановками вследствие состояния
транспортного потока, близкого к затору. Эмоциональная загрузка водителя очень высокая при низком удобстве работы.
Уровень удобства движения Г-б характеризуется следующими
значениями коэффициентов: z = 1; 0,4 ≥с ˃0; ρ = 1. При уровне удобства
Г-б автомобили движутся непрерывной колонной с частыми остановками;
скорость в периоды их движения составляет 35-40% от скорости в
свободных условиях, а при заторах равна нулю. Интенсивность меняется
от нуля до интенсивности, равной пропускной способности. Число
дорожно-транспортных происшествий уменьшается по сравнению с
другими уровнями. Снижаются также их тяжесть и величина потерь.
Анализ распределения интенсивности движения в течение суток
показывает разные вероятности существования в течение суток каждого
уровня удобства движения на дорогах разных категорий.
Уровни удобства, характеризующие изменение взаимодействия
автомобилей в транспортном потоке, следует использовать для обоснования числа полос движения как на всей дороге, так и на ее отдельных
участках (в первую очередь на тех, где в дальнейшем будет затруднена
реконструкция: большие мосты, участки, проходящие через плотную
застройку; участки с высокими насыпями и др.); для обоснования
ширины полосы отвода; при разработке стадийных мероприятий по
повышению пропускной способности; для выбора средств регулирования
движения; при установлении предельной интенсивности для рассматриваемой категории дорог с учетом района ее проложения и движения на
52
ней.
Следует учитывать, что нормативные документы в области
определения уровня удобств движения относятся к 1981 году. Массовая
автомобилизация населения России началась в конце 90-х годов и еѐ
стабилизация ожидается к 2020 году. При колоссальном отставании
развития инфраструктуры от темпов автомобилизации страны уровень
удобства движения Г становиться привычным не только для мегаполисов,
но и крупных городов России.
3.4.2. Пропускная способность дорог и улиц
Методика расчета пропускной способности автомобильных дорог
в соответствии с Руководством по оценке пропускной способности
автомобильных дорог, утвержденным Минавтодором РСФСР 24.08.1981,
основана на использовании коэффициентов ее снижения. Такой подход
к учету влияния дорожных условий на пропускную способность является
очень удобным в практической работе. Для определения пропускной
способности Р используют результаты измерения скорости движения
одиночных автомобилей и максимальной плотности транспортного
потока:
Р = ωαvсв qmax,
где ω — коэффициент, учитывающий загрузку движением встречной
полосы, при равномерном распределении ω = 1, при свободной встречной
полосе движения (N < 100 авт./ч) ω = 1,3, при загруженной встречной
полосе движения ω = 0,99; α — коэффициент зависящий от дорожных
условий, α = 0,18...0,23, обычно принимают α = 0,19; vсв — скорость
движения одиночных автомобилей на рассматриваемом элементе дороги,
км/ч; qmax — максимальная плотность транспортного потока, авт./км.
Коэффициент снижения пропускной способности дороги определяют
как отношение пропускной способности Р рассматриваемого элемента
дороги к пропускной способности дороги с особо благоприятными
условиями движения Ртax:
β = P/Pmax.
Максимальная пропускная способность Рmax соответствует следующим дорожным условиям и составу транспортного потока: прямоли53
нейный горизонтальный участок большой протяженности без пересечений; ширина полосы движения 3,75 м; укрепленные обочины шириной 3
м; сухое дорожное покрытие с высокой ровностью и шероховатостью;
транспортный поток состоит только из легковых автомобилей; отсутствуют какие либо препятствия на обочинах, вызывающие снижение скорости
движения; погодные условия благоприятные.
Пропускная способность в конкретных дорожных условиях
приведѐнная, авт./ч:
Р=ВР м а х ,
где В — итоговый коэффициент снижения пропускной способности
дороги.
При расчете рекомендуется исходить из следующих значений максимальной пропускной способности Рmax:
двухполосные дороги — 2 000 авт./ч (в оба направления);
трехполосные дороги — 4 000 авт./ч (в оба направления);
дороги имеющие четыре полосы движения и более: 1 250 авт./ч
для крайней правой, 1 800 авт./ч для крайней левой, 1 600 авт./ч
для средних полос (на одной полосе).
Приведенные значения максимальной пропускной способности
являются средними для указанных дорог. В отдельных случаях на дорогах
с двумя полосами движения была зафиксирована пропускная способность
до 2 800 авт./ч. Основной причиной снижения максимальной пропускной
способности дороги является недостаточная протяженность участка с
особо благоприятными условиями.
Итоговый коэффициент снижения пропускной способности при
любом числе влияющих факторов
B = (0,5 + 0,037b+ 0.4513S + 0,0046 R - 0.0053pгр - 0,0038i +0,0007с +
0,00118vогр) β8... β13,
при числе влияющих факторов менее четырѐх
B = β1 β2... β13 ,
где b — ширина полосы движения, м, b = 3...3,75 м; S расстояние видимости, км, S = 0,045...0,4 км, при S > 0,4 принимают 0,4513S = 0,18052;
R—радиус кривой в плане, км, R = 0,01...5 км; ргр - доля грузовых автомобилей в транспортном потоке, % (0...30%); i — уклоны, ‰ i = 0...60‰;
с - расстояние до боковых препятствий, м, с = 0... 10 м; vогр - ограничение
54
скорости, км/ч,
vогр = 20...90 км/ч; β1... β13 — частные коэффициенты, отражающие влияние
соответственно ширины полосы движения (β1), бокового препятствия (β2),
количества грузовых автомобилей в транспортном потоке (β3),
продольного уклона (β4), расстояния видимости (β5), радиуса кривых в
плане (β6), скорости движения (β7), типа пересечения (β8), состояния
обочин (β9), типа дорожного покрытия (β10), типа сооружений для
обслуживания проезжающих (β11), вида разметки проезжей части (β12),
вида дорожных знаков (β13).
Следует иметь ввиду, что планируется принятие нормативных
документов в области дорожного строительства. Это может найти отражение и в изменении методики расчѐта пропускной способности дорог и
улиц. Данная тема предоставляет огромные возможности для исследовательской и практической работы на базе современных программных
продуктов .
3.5. СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ
3.5.1. Скорость движения на автомобильных дорогах
и городских улицах
Скорость v( х х ; х2 ; t) определяется как отношение пройденного
участка дороги (х 1 ; х 2 ) к промежутку времени за который этот участок
пройден. В практике организации движения используют понятия
скорости: мгновенной, сообщения, крейсерской, технической, эксплуатационной, транспортного потока.
Мгновенная скорость характеризуется мгновенным фиксированным
значением va в определенном сечении дороги.
Скорость сообщения vc определяется как отношение расстояния
между пунктами сообщения к времени нахождения транспортного
средства на маршруте.
Темп движения — время, затрачиваемое на преодоление единицы
длины пути, т. е. величина, обратная скорости сообщения, Т = 1/ vс.
Скорость транспортного средства зависит от всего многообразия
факторов, составляющих систему В—А—Д—С. Верхний предел
определяется максимальной конструктивной скоростью vc , заложенной в
конструкцию транспортного средства заводом-изготовителем. Однако
реализация максимальной скорости в условиях движения происходит
кратковременно и в чрезвычайных случаях. Фактически наблюдаемый
55
диапазон скоростей ниже ввиду неоднородности и сложности условий
движения. Одним из важнейших факторов, определяющих выбор водителем скоростного режима, является условие видимости.
Техническая скорость определяется отношением пройденного пути к
сумме времени в движении и остановок, связанных с ОДД (светофоры,
переезды и т.п.)
Эксплуатационная скорость определяется отношением пройденного пути ко всему времени нахождения на маршруте, включая время,
связанное с технологией перевозок (погрузка-выгрузка, оформление документов и т.п.)
Для оценки принятых проектных решений и эффективности выбранных мероприятий по улучшению геометрических элементов дорог и
повышению безопасности дорожного движения в качестве критерия
применяют скорость движения.
Методы расчета скорости движения одиночных автомобилей
основаны на положениях теории автомобиля и позволяют рассчитать
теоретические максимальные значения скорости движения одиночного
автомобиля в любой точке продольного профиля дороги криволинейного
очертания.
Общий вид уравнения движения автомобиля по вертикальной кривой
где А, В - коэффициенты, получаемые при аппроксимации кривой вращающего момента двигателя; k— коэффициент сопротивления воздуха; Fплощадь проекции автомобиля на плоскость, перпендикулярную
направлению его движения, м2; v — скорость движения автомобиля, м/с;
G — масса автомобиля, Н ; f — коэффициент сопротивления качению;
i — продольный уклон дороги, ‰; δ — коэффициент, учитывающий
влияние вращающихся масс автомобиля;
g — ускорение свободного
падения; dv/dt — ускорение автомобиля в м/с2.
Выполнив интегрирование получаем выражение для определения
скорости
где vн — начальная (входная) скорость движения на участке дороги, м/с;
a = A/G; b = (B+kF)/ G; μ = 2gb/δ ; S1 — расстояние от начала участка, м;
56
где: k2 = - 1/R; R — радиус вертикальной кривой, м.
Эффективность использования метода расчета скорости движения
автомобиля в проектировании автомобильных дорог зависит от того, насколько точно этим методом учитывается влияние элементов дорог на
скорость движения.
Развитие и совершенствование методов расчета скорости движения,
основанных на теории автомобиля, заключалось в более полном учете
реальных условий движения, геометрических элементов плана и продольного профиля дороги.
Максимально возможная скорость движения на участках кривых в
плане
где: R — радиус кривой в плане, м; γ2υ2 — используемая доля коэффициента поперечного сцепления, принимаемая в зависимости от скорости движения от 0,18 при 20 км/ч до 0,11 при 150 км/ч;
iв — поперечный уклон дороги, ‰;
Максимально возможная скорость движения на вогнутых кривых в плане
где: а — центробежное ускорение, м/с2;
Скорость движения на выпуклых вертикальных кривых определяют
с учетом среднего уклона отдельных участков ломаной, которой заменяют
вертикальную выпуклую кривую (в зависимости от длины кривой
отдельные участки ломаной принимают равными 50; 100 или 200 м).
Скорость движения в конце участка
где: vн — скорость движения в начале участка, км/час; Lр — длина участка
ло-маной, м; D — средний динамический фактор для интервала скоростей; f — коэффициент сопротивления качению; iср — средний уклон на
участке, усл. ед; iср = iн - Δ i / 2; iн — уклон в начальной точке участка,
усл.ед; Δ i — изменение уклонов на участке, усл.ед.
Среднюю скорость движения на дороге определяют по средней
скорости движения на отдельных элементах дороги:
57
где: vср — средняя скорость движения на отдельных участках дороги,
соответствующих Si .
Рассмотренные методы расчета скорости движения на участках
с малыми продольными уклонами не дают результатов, близких к
реальным.
Особенно важна точность определения скорости движения при
оценке безопасности дорожного движения по методу коэффициентов
безопасности. В этом случае необходимо иметь данные о допустимой
скорости движения на отдельных элементах дороги. Значения скорости
движения, получаемые по описанным выше методам, следует проверять
по формулам расчета предельно допустимых скоростей движения:
- на кривых в плане:
,
где: R — радиус кривой в плане, м; μ=0,15 — коэффициент поперечной
силы; iп — поперечный уклон, усл.ед;
- на кривых в плане при ограниченной видимости:
,
где: υ1— коэффициент продольного сцепления; i — продольный уклон, на
котором расположена кривая, усл. ед; S — расстояние видимости
определяют по формуле, м; 5 — запас пути для остановки перед препятствием, м.
где: В — ширина земляного полотна, м.
- на подъемах с уклоном i (до 20 ‰) заканчивающихся горизонтальным
участком:
58
;
где 5 — запас пути для остановки перед препятствием, м; kэ —
коэффициент эксплуатационных условий торможения, для легкового
автомобиля kэ = 1,45, для грузового автомобиля kэ = 1,8;
- при выпуклом переломе с сопрягающимися уклонами i1 и i2
.
При определении скорости движения необходимо учитывать
психофизиологическое воздействие дорожных условий на водителя,
выражающееся в уменьшении (на горизонтальных кривых, мостах и т.п.)
и увеличении (конец спуска с последующим подъѐмом) расчѐтной
скорости движения по рекомендуемым коэффициентам.
Мгновенная скорость движения автомобилей определена "Правилами
дорожного движения".
В России вне населенных пунктов разрешается движение:
• легковым автомобилям и грузовым автомобилям с разрешенной
максимальной массой не более 3,5 т на автомагистралях — со скоростью
не более 110 км/ч, на остальных дорогах — не более 90 км/ч;
• междугородным и маломестным автобусам и мотоциклам на всех
дорогах — не более 90 км/ч;
• другим автобусам, легковым автомобилям при буксировке прицепа,
грузовым автомобилям с разрешенной максимальной массой более 3,5 т
на автомагистралях — не более 90 км/ч, на остальных дорогах — не более
70 км/ч;
На практике, приведѐнная выше методика, позволяет получать более
высокие расчѐтные скорости движения даже для автомагистралей. Для
сравнения, максимальная скорость на автомагистралях ограничивается:
в Норвегии и на Кипре — 100 км/ч; в России, Швеции, Испании,
Эстонии— 110 км/ч. Причѐм в Испании это временное ограничение
скорости введено в целях экономии топлива. В Белоруссии, Бельгии,
Ирландии, Нидерландах, Румынии, Швейцарии — 120 км/ч; в Австрии,
Болгарии, Дании, Франции, Словакии, Словении, Украине, Чехии,
Турции, Венгрии — 130 км/ч; в Великобритании и Польше — 140 км/ч; в
США от 88 до 120 км/ч в зависимости от штата; в Германии скорость
движения на автобанах до сих пор не ограничена, хотя попытки введения
59
ограничения скорости предпринимаются регулярно с 1949 года.
Вместе с этим повсеместно снижаются скорости движения в городах
до 30-50 км/ч, на подобных автобану экспрессулицах предел скорости в
Великобритании увеличился со 110 до 120 км/ч, на остальных экспрессулицах максимальная скорость осталась 100 км/ч. В России, к сожалению,
пока нет понятия экспресс-улица.
3.5.2. Методика расчета средней скорости движения транспортного
потока
Скорость транспортного потока — это средняя скорость движения
транспортных средств в составе потока на определѐнном отрезке пути за
определѐнное время.
va = vсв (1- КN),
где: vсв - скорость движения в свободных условиях; КN - коэффициент,
учитывающий влияние интенсивности потока (1≥КN ≥ 0). Интересно, что
при скорости равной нулю в транспортном потоке автомобиль тоже
находится в движении. Коэффициент скорости движения
с=vz/vж,
где vz - скорость потока при каком-либо уровне удобства движения,
vж –
желаемая скорость.
Средняя скорость движения транспортного потока на отдельном элементе дороги при 0,01˂ z ˂ 0,85 с позиции оценки транспортно-эксплуатационных качеств дорог может быть рассчитана по формуле
vv = vΘv0 - αлkαN,
где: v — коэффициент, учитывающий средневзвешенное влияние состояния дорожного покрытия на скорость движения потока в зависимости от
природно-климатических условий; Θ — коэффициент, учитывающий влияние геометрических элементов дороги, состава транспортного потока
и средств организации дорожного движения; v0 — средняя скорость
свободного движения однородного потока, состоящего из легковых
автомобилей, на прямолинейном горизонтальном участке дороги с
шириной проезжей части 7.5 м, краевыми полосами по 0,75 м и укреп60
ленными обочинами шириной 3,5 м, v0 = 70 км/ч; αл — коэффициент,
учитывающий долю легковых автомобилей в составе транспортного потока; kα - коэффициент, учитывающий наличие дорожной разметки; N – интенсивность движения, авт./ч.
Коэффициент v определяют следующим образом:
где: m1, m2, m3, m4 — число дней эксплуатации, соответственно, при:
гололѐде, влажном дорожном покрытии, снежном покрове на проезжей
части и сухом дорожном покрытии (определяют по климатическим
справочникам);
g1, g2, g3, g4 — коэффициент снижения скорости движения,
соответственно, при: гололѐде (0,45), влажном дорожном покрытии (0,85),
снежном покрове (0,8) и сухом состоянии проезжей части(1).
Коэффициент Θ определяется по формуле
Θ = τ1τ2τ3,
где: τ — коэффициенты, учитывающие влияние продольного уклона,
состава транспортного потока на скорость свободного движения,
дорожных условий и средств организации дорожного движения на
скорость свободно движущихся автомобилей;
αл — коэффициент,
учитывающий долю легковых автомобилей в потоке.
Значения коэффициента τ1, в зависимости от величины уклона,
следующие:
Уклон, %о ………….0
τ1……………..…1
20
30
40
50 60
0,92 0,84 0,76 0,68 0,56
70
0,45
80
0,34
Значения коэффициента τ2 для разного состава потока. Для легковых
автомоб. в потоке, %.....0
10 20 40
50
70 100
τ2……………………...0,62 0,67 0,75 0,78 0,8 0,9 1
Значения коэффициента τ3 для разных сочетаний дорожных элементов и средств организации дорожного движения меняется от 0,55 до 1,15.
Значения коэффициента αл, согласно экспериментальным данным,
для практических расчѐтов принимают следующими: Для легковых
автомобилей в потоке,
61
% …….…..0
10
20
40
αЛ ………0,02 0,018 0,016 0,013
50
0,012
70
0,01
100
0,007
В соответствии с ОДН 218.0.006 -2002 "Правила диагностики и
оценки состояния автомобильных дорог" определение средней скорости
движения транспортного потока производится в следующей последовательности:
На каждом характерном участке дороги (на протяжении которого
основные элементы, параметры и характеристики дороги остаются
неизменными) определяют значение фактически обеспеченной максимальной скорости движения, км/ч:
где: КП— комплексный показатель транспортно-эксплуатационного состояния дороги, который определяют по линейному графику оценки
транспортно-эксплуатационного состояния дороги.
Снижение скорости при изменении интенсивности движения и
состава транспортного потока составляет:
Δv = 120ΔКрс,
где: ΔКрс — снижение коэффициента обеспеченности расчетной скорости
движения при изменении интенсивности движения и состава транспортного потока.
Средняя скорость транспортного потока на каждом характерном
участке дороги равна:
vni = vф max - tσv - Δv,
где: t — функция доверительной вероятности; σv — среднеквадратичное
отклонение скорости движения транспортного потока, км/ ч.
Средневзвешенная скорость транспортного потока по всей дороге
составляет, км/ч:
,
где : vпi — средняя скорость транспортного потока на каждом характерном
участке дороги, км/час; l i — протяжѐнность каждого характерного участка дороги, км; n — число характерных участков; L— длина дороги в км.
62
3.5.3. Коэффициент безопасности движения
Для выявления опасных участков и прогнозирования степени
опасности отдельных участков дороги используют методы оценки
коэффициента безопасности.
Коэффициентом безопасности Кбез — называется отношение
максимальной скорости движения, обеспечиваемой тем или иным
участком дороги, v к максимально возможной скорости въезда автомобилей на этот участок vвx:
Кбез = v/vвх .
Участки дорог оценивают по степени опасности для движения исходя
из следующих значений коэффициентов безопасности:
Кбез
Характеристика
участка дороги
Менее 0,4
Очень
опасный
0,4...0,6
Опасный
0,6...0,8
Малоопасный
Более 0, 8
Практически
неопасен
В проектах новых дорог не допускаются участки с коэффициентом
безопасности ниже 0,8. При разработке проектов реконструкции и
капитального ремонта автомобильных дорог следует проводить новое
проектирование участков с коэффициентами безопасности, не ниже 0,6.
3.6. ПРОЧНОСТЬ «ДОРОЖНОЙ ОДЕЖДЫ»
3.6.1. Силы, действующие на «дорожную одежду»
со стороны автомобиля
При движении автомобиля вдоль дороги происходит его
пространственное перемещение как поступательное, гак и поворотное.
При этом возникают вертикальные силы, вызывающие деформацию
дорожного покрытия, и касательные усилия, более значительные при
разгоне и торможении автомобиля в контакте шины колеса с дорожным
покрытием, они вызывают относительное смещение верхних слоев
дорожного покрытия.
Особенно сложным является движение автомобиля на подходах
к кривым в плане и на самих кривых, в пределах которых автомобиль
63
поворачивается вокруг вертикальной оси.
На таких участках возникают боковые силы, действующие как на
автомобиль, так и на верхний слой дорожного покрытия и оказывающие
большое влияние на устойчивость автомобиля. В связи с этим кривые в
плане и подходы к ним проектируют в первую очередь из условия
обеспечения устойчивого движения автомобиля, предупреждения его
опрокидывания и заноса. Таким образом, при движении автомобиля по
дороге действуют силы разные по направлению и величине.
Для предупреждения появления больших вертикальных усилий,
оказывающих отрицательное воздействие на подвеску автомобиля и на
дорожную одежду, вертикальные вогнутые кривые проектируют по
возможности больших радиусов.
Траектория и скоростной режим автомобиля во многом зависят от
того, насколько детально учтены при проектировании элементов
автомобильных дорог психофизиологические характеристики водите-ля.
Если водитель не имеет затруднений в оценке направления дороги, он
правильно выбирает траекторию движения автомобиля на проезжей части
и скоростной режим. Ошибки в действиях водителя, особенно при узкой
проезжей части, приводят к тому, что автомобиль заезжает на обочину,
тем самым разрушая кромку проезжей части, обочину и само дорожное
покрытие.
Большое значение имеет поддержание высокой ровности дорожного
покрытия, позволяющей снизить отрицательное воздействие автомобиля
на покрытие. Наличие неровностей вызывает колебания автомобиля,
вредные для человека, дорожного покрытия и самого автомобиля.
Неожиданный наезд автомобиля на большой скорости на неровность
может привести к разрушению дорожного покрытия и поломке конструктивных элементов автомобиля.
Особенно ухудшается взаимодействие колеса с дорогой при наличии
водяной пленки на поверхности дорожного покрытия, так как ухудшается
сцепление шины колеса с дорожным покрытием. А при высоких
скоростях (более 80 км/ч) возникает так называемое явление аквапланирования, заключающееся в образовании водяного клина между
колесами автомобиля и поверхностью дорожного покрытия; при этом
колеса автомобиля приподнимаются и автомобиль теряет управ-ляемость.
Появление большегрузных и скоростных грузовых автомобилей
привело к неприятному для водителей легковых автомобилей явлению:
при движении по влажному покрытию возникает водяное облако. Для
предупреждения аквапланирования и появления вокруг грузового автомобиля водяного облака устраивают так называемый дренаж-асфальт - пок64
рытие, в которое уходит часть воды из зоны контакта шины колеса с
дорожным покрытием. На автомобилях сбоку и сзади устанавливают
специальные защитные щитки.
Несомненно, что воздействия автомобиля на дорожные сооружения
усиливаются при неблагоприятных погодных условиях и при плохом
обеспечении отвода воды от дороги и ее сооружений, при этом
существенно увеличивается износ дорожного покрытия и дорожной
одежды в целом.
При движении автомобиля по дороге в зоне контакта колеса с
дорожным
покрытием
возникают
динамические
вертикальные,
продольные
и поперечные касательные силы, значение
которых зависит от типа автомобиля, шины колеса, природноклиматических условий и т. п.
На стоящее колесо действует только одна сила — вес автомобиля,
приходящийся на это колесо. Особенностью автомобильного колеса
является его эластичность. Под действием вертикальной силы колесо
деформируется (рис. 12а), в месте контакта радиус колеса меньше, чем в
других частях колеса, не соприкасающихся с дорожным покрытием.
Рис.12. Схема сил, действующих на дорожное покрытие:
а - стоящее колесо; б - ведущее колесо; в - ведомое колесо; D - размер
пятна контакта колеса с дорожным покрытием; Рср, Р max - соответственно
средний и максимальный прогиб дорожного полотна; G - вес автомобиля; R сила реакции; Gк - вес автомобиля, приходящийся на колесо; Мвр - вращающий
момент; Т - сила трения; rк - расстояние от центра колеса до поверхности
дорожного покрытия; r - радиус колеса; а - расстояние от мгновенного центра
скоростей О до линии действия силы реакции R; Рк - окружная сила; v скорость движения автомобиля
65
Площадь следа колеса F меняется в пределах 0,025... 0,1м2 . Для
одного и того же автомобили значение F зависит от нагрузки на колесо:
F = G / p,
где: G — вес автомобиля, приходящийся на колесо, Н; р — давление
воздуха в шине, Па.
Значение р не должно превышать 0,65 МПа на дорогах I — II категорий и 0,55 МПа на дорогах III — V категорий.
Различают площадь отпечатка колеса по контуру в форме эллипса
(рис. 12, а) и по выступам рисунка протектора. При определении среднего
давления в расчет принимают площадь отпечатка по выступам
протектора. При расчете «дорожной одежды» условно принимают
площадь отпечатка в виде круга диаметром D, м, равновеликую площади
эллипса:
D = 11,3 √ G / ( 0,1р )
В большинстве автомобилей имеются ведущие и ведомые колеса.
К ведущим колесам подается вращающий момент Mвр, Нм, от двигателя
автомобиля:
Mвр = Мдвикигμ,
где: Мдв — вращающий момент на коленчатом валу двигателя, Н м; ик —
передаточное число коробки передач; иг — передаточное число главной
передачи; μ — коэффициенты полезного действия КПП и главной
передачи.
Действие вращающего момента Mвр вызывает появление в зоне
контакта окружной силы Рк, направленной в противоположную сторону
движения (рис. 12, б ) . Сила Р к вызывает горизонтальную силу реакции
Т , представляющую собой силу трения колеса с дорожным покрытием,
при этом Т = Р к . При действии вертикаль-ной силы Gк возникает сила
реакции R, которая смещается вперѐд на расстоянии а по ходу движения
автомобиля. Значение Gк равно для грузовых автомобилей (0.65... 0,7)G,
для легковых (0,5 ...0,55)G, где G — общий вес автомобиля, Н.
На ведомое колесо (рис. 12, в ) действует сила тяги. Горизонтальная
реакция Т = Р к направлена в сторону, противоположную движению.
Вертикальная сила реакции R так же, как и в случае ведущего колеса,
смещена по ходу движения.
66
Вращающий момент Mвр, может быть определен также с учѐтом
окружной силы Р к , Н, и радиуса качения пневматического колеса r к ,м:
Mвр = Р к r к ,
при этом
rк = λr,
где: λ — коэффициент уменьшения радиуса колеса в зависимости от жесткости шин, λ = 0.93 ...0.96; r — радиус недеформированного колеса, м.
В точке О (мнгновенном центре скоростей) приложена сила трения
колеса с поверхностью дороги. Можно записать
R = Gк ;
Mвр = Тrк + Rа,
где: а —расстояние от мгновенного центра скоростей до точки
приложения силы реакции R. Откуда
Т= Mвр/ rк - R(а/rк).
Поскольку
Mвр/ rк = Pк,
Обозначим
а/rк = f; Gк(а/rк) = Gк f = Pf.
Тогда
T = Pк - Pf .
Для ведомого колеса можно записать
Gк = R;
Рк = T;
Ra = Рк rк .
Отсюда
Р к = R(а/rк); R = Gк Рк = Gк f; Рк = Рf ,
где: Pf
— сила сопротивления качению, Н; f — коэффициент
сопротивления качению.
Сопротивление качению зависит от скорости движения, эластичности
шины и состояния поверхности дорожного покрытия.
Коэффициент сопротивления качению возрастает с увеличением
скорости движения, так как кинетическая энергия колеса при наездах на
неровности прямо пропорциональна квадрату скорости качения.
Практически значение f остается постоянным для определенного типа
дорожного покрытия до скорости движения 50 км/ч:
Тип дорожного покрытия
f
67
Цементобетонное и асфальтобетонное
Щебеночное, обработанное вяжущим
Щебеночное, не обработанное вяжущим
Ровная сухая грунтовая дорога
0,01...0.02
0,02...0.025
0,03...0,04
0,03...0,06
При скорости движения более 50 км/ч коэффициент сопротивления
качению определяют по формуле
fv = f [1 + 0,01(v-50)],
где: v — скорость движения автомобиля, км/ч; f — коэффициент
сопротивления качению при скорости движения до 50 км/ч.
Движение автомобиля возможно при условии Т > Pк.
Сила трения достигает наибольшего значения, когда
Tmax = υGсцеп,
где: Gсцеп — нагрузка на ведущее колесо, Н; υ — коэффициент сцепления.
3.6.2.
Коэффициент сцепления
Коэффициент сцепления υ — это отношение максимального значения
силы тяги на ободе колеса к сцепному весу автомобиля.
Различают следующие значения коэффициентов сцепления (рис.13):
υ - при движении в плоскости качения без скольжения и буксования: υ1 —
при движении в плоскости качения при скольже-нии и буксовании
(коэффициент продольного сцепления); υ2 — при боковом заносе
(коэффициент поперечного сцепления).
Между этими коэффициентами сцепления имеются следующие
зависимости:
R = Gφ;
R2 = P2к + Y к2; Gк2 = Gк 2υ1 + Gк2 υ2;
υ2 = υ12 + υ22,
где: Yк — поперечная сила.
Отсюда
По результатам исследования υ1 = (0,7...0,8) υ; υ2 = (0,85...0,9) υ1.
68
Рис. 13. Силы, действующие на дорожное покрытие на криволинейных
участках: Рк — окружная сила (сила тяги); Yк — поперечная сила; R — сила реакции;
Значение υ зависит от типа и состояния дорожного покрытия,
скорости движения, температуры окружающей среды и других факторов
(табл.6)
Таблица 6
Зависимость значения коэффициента сцепления от различных факторов
Состояние дорожного
покрытия
Сухое, чистое
Сухое, чистое
Влажное, грязное
Обледенелое
Условия движения
Особо благоприятные
Нормальные
Неблагоприятные
Особо неблагоприятные
Коэффициент сцепления υ
(при скорости движения
60 км/ч)
0,7
0,5
0,3
0,1...0,2
При торможении колеса автомобиля часто возникают большие
касательные усилия (рис.14)
Сила торможения определяется по формуле
Ркт = υ Gкт,
где: Gкт — вес автомобиля, приходящийся на тормозящие колѐса, Н.
Боковые касательные силы возникают при движении по
криволинейным участкам дорог, при обгонах, боковом заносе, при
сильном поперечном ветре, при наличии большого поперечного уклона
проезжей части. Действие касательных сил в зоне контакта шины колеса с
69
дорожным покрытием приводит к истиранию и деформации дорожного
покрытия и истиранию шины.
Рис.14 Силы, действующие на дорожное покрытие при торможении:
Gкт — вес автомобиля, приходящийся на тормозящие колѐса; Мт — тормозящий
момент; Ркт — сила торможения; v — скорость автомобиля
Коэффициент сцепления является критерием скользкости дорожного
покрытия.
Скользкость дорожного покрытия — важнейшая характеристика
транспортно-эксплуатационного состояния дороги. Недостаточное
сцепление шины колеса с дорожным покрытием является, как правило,
первопричиной дорожно-транспортных происшествий с тяжелыми
последствиями.
Статистика показывает, что из-за низкого значения коэффициента
сцепления в весенний и осенний периоды происходит до 70% всех
дорожно-транспортных происшествий, в летний период 30 %.
Наиболее резкое снижение скорости наблюдается при появлении
льда, поскольку водители в этот период наиболее осторожны.
Для рекомендации водителям безопасных режимов движения и для
выявления участков дорог с низкими сцепными качествами необходимы
данные о значении коэффициента сцепления.
Коэффициент сцепления измеряют с помощью портативных
(малогабаритных) приборов, динамометрических установок и методом
торможения.
При измерении коэффициента сцепления портативными приборами
не требуется специальных установок и автомобилей. С помощью этих
приборов возможно измерение коэффициента продольного сцепления на
площадях ограниченного размера. Недостатком портативных приборов
являются малые размеры резинового элемента, имитирующего протектор
автомобильной шины. По этой причине такие приборы не используют для
измерения коэффициента сцепления грубо-шероховатой поверхности.
70
Другим недостатком портативных приборов является моделирование
качения колеса автомобиля с низкими скоростями.
Определение коэффициента сцепления с помощью динамических
установок производят при движении автомобиля с определѐнной скоростью. Существует много конструкций динамометрических установок. Как
правило, установки состоят из одноколѐсного прицепа.
Динамометрическими
тележками
определяют
коэффициент
сцепления по силе тяги, необходимой для протаскивания по дорожному
покрытию заторможенного колеса с заданной постоянной скоростью.
Сила сцепления шины тележки и дорожного покрытия при торможении
Рх, Н, определяется динамометром.
Коэффициент продольного сцепления определяют по формуле
υ1 = Рх/G,
где: G - вертикальная нагрузка, которая передается колесом на дорогу, Н.
Метод
определения
сцепления
дорожного
покрытия
по
отрицательному ускорению является расчѐтным. Для этого автомобиль
оборудуется регистрирующей аппаратурой и акселерометром - прибором,
измеряющим отрицательное ускорение в процессе торможения.
Коэффициент продольного сцепления определяют по формуле
υ1 =j/g,
где: j - отрицательное ускорение, м/с2; g - ускорение свободного падения,
g = 9,81 м/с2.
Однако приведенная зависимость справедлива только для
горизонтальных участков дороги и прямолинейного движения
автомобиля.
Для измерения коэффициента сцепления методом тормозного пути
выбирают горизонтальный ровный участок дороги с сухим покрытием и
разгоняют автомобиль до скорости 40 км/ч и в момент пересечения
намеченного места тормозят до полной остановки, затем замеряют
тормозной путь. Допускается производить замеры на участках дорог не
отвечающим вышеуказанным требованиям. Коэффициент продольного
сцепления в этом случае вычисляют по нижеприведѐнной формуле по
длине измеренного тормозного пути:
71
где : Кэ — коэффициент эффективности торможения, для легковых
автомобилей Кэ =1,2; v — скорость в начале торможения, км/ч; SТ —
длина тормозного пути, м; i — продольный уклон дорожного покрытия
(знак "минус" при подъѐме, "плюс" на спуске).
Результаты измерений методом тормозного пути несколько
превышают значения, полученные с помощью динамометрического прицепа.
Существенное влияние на коэффициент сцепления оказывает
температура воздуха. В качестве эталона принимается коэффициент
сцепления, полученный при температуре воздуха 20°С. При определении
коэффициента сцепления при других температурах вводят поправки.
Состояние дорожного покрытия по сцепным качествам оценивают
путем сравнения фактического значения коэффициента продольного
сцепления с его предельно допустимым значением. Дорожное покрытие
удовлетворяет требованиям эксплуатации, если фактическое значение
коэффициента сцепления оказывается больше предельно допустимого
значения или равным ему. Предельно допустимое значение коэффициента
продольного сцепления установлено в ГОСТ Р 50597—93 «Автомобильные дороги и улицы. Требования к эксплуатационному состоянию,
допустимому по условиям обеспечения безопасности дорожного
движения», и составляет 0,3 при измерении шиной без рисунка протектора
и 0,4 при измерении шиной, имеющей рисунок протектора.
С целью повышения коэффициента сцепления устраивают поверхностную обработку, обеспечивающую высокую шероховатость, или
устраивают дорожные покрытия, способствующие быстрому отводу
поверхностного стока жидкости с дороги.
Появление приборов, измеряющих коэффициент поперечного
сцепления, позволяет нормировать значения этого коэффициента. В ряде
стран (Великобритания, Франция) коэффициент поперечного сцепления
принят в качестве основного показателя сцепных качеств дорожного
покрытия, так как он более точно отражает взаимодействие шины колеса
автомобиля с дорожным покрытием в момент дорожно-транспортного
происшествия.
3.7. РОВНОСТЬ «ДОРОЖНОЙ ОДЕЖДЫ»
3.7.1. Шероховатость покрытия «дорожной одежды»
72
Ровность дорожного покрытия измеряют толчкомером, рейками
различных типов, акселераторами, акселерографами и т.п. в зависи-мости
от протяжѐнности участка и других условий.
Шероховатость поверхности дорожных покрытий - один из важнейших транспортно-эксплуатационных показателей автомобильных
дорог, обусловливающий надежность контакта автомобильной шины с
поверхностью дорожного покрытия и в значительной степени влияющий
на безопасность движения транспортных средств.
Микрошероховатость характеризуется неровностями длиной менее
2...3 мм и высотой 0,2...0,3 мм. Неровности длиной более 2...3 мм и
высотой более 0,2...0,3 мм называются макрошероховатостью.
При определении состояния дорожного покрытия чаще всего
оценивают макрошероховатость, к которой предъявляют противоречивые
требования. С одной стороны, макрошероховатость должна быть как
можно меньшей, чтобы обеспечивалась наибольшая площадь контакта
протектора шины с поверхностью дорожного покрытия. С другой
стороны, дорожная поверхность должна быть достаточно грубой, что
должно способствовать быстрому отводу воды из площадки контакта и
предупреждению тем самым явления аквапланирования. Однако
увеличение макрошероховатости ведет
к возрастанию сопротивления
качению, уровня шума и износа шин.
Основными параметрами, характеризующими макрошероховатость,
являются: высота (т.ч. средняя) выступов, шаг (в том числе средний)
неровностей (расстояние между соседними вершинами неровностей) .
Для измерения параметров шероховатости поверхности дорожного
покрытия применяют приборы разных типов, которые по принципу
действия подразделяют на контактные и бесконтактные.
Простейшим методом измерения шероховатости является метод
песчаного пятна, который заключается в распределении на поверхности
дорожного покрытия определенного объема песка (обычно 10 ..30 см3) с
размером частиц 0,15...0,3 мм. Песок распределяется вровень с
поверхностью отдельных выступов дорожного покрытия, придавая
песчаному пятну форму правильного круга. По измеренному диаметру
пятна D и объему песка V вычисляют среднюю глубину шероховатости:
При вычисленной средней глубине шероховатости на участках дорог
с продольными уклонами до 30 ‰ на дорожных покрытиях с
применением органических вяжущих, составляющей менее 0,7 мм, а на
73
цементобетонных покрытиях менее 0,5 мм, шероховатость считается
неудовлетворительной; при средней глубине шероховатости соответственно 0,7... 1,5 и 0,5...0,6 мм — удовлетворительной; 1,5...2 и 0,6...0,8 мм
— хорошей а при средней глубине более 2 и 0,8 мм — очень хорошей.
Для безопасного движения на участках дорог с большими уклонами
средняя глубина шероховатости должна быть не менее следующих
значений:
Уклон, ‰ ...................................................... 40 50 60 70 80
Средняя глубина шероховатости, мм ....
3,5 4 4,5 5 5,5
С помощью приборов контактного типа обеспечивается возможность
копирования контуров поверхности и определения числовых значений
параметров шероховатости. Принцип работы таких приборов основан на
ощупывании неровностей поверхности щупом с последующим
копированием контуров шероховатости на миллиметровую бумагу или
преобразованием механических колебаний в электрические. После
обработки полученных профилограмм определяют числовые значения
параметров шероховатости.
Современным методом определения макрошероховатости дорожных
покрытий является применение лазерных передвижных установок,
смонтированных на автомобиле. Впереди автомобиля устанавливают
лазеры для измерения профилей и текстуры дорожного покрытия. Запись,
обработку и хранение результатов измерений производят бортовым
вычислительным комплексом.
3.7.2. Теоретическое определение годового износа покрытия
Надѐжность автомобильной дороги характеризуется вероят-ностью
обеспечения
среднегодовой
технической
скорости
движения
транспортного потока, близкой к оптимальной в течение нормативного
срока службы «дорожной одежды» (межремонтного периода между
капитальными ремонтами «дорожной одежды»). Количественно эта
вероятность выражается числом автомобилей в составе транспортного
потока, движущихся со скоростью не ниже оптимальной, отнесенным к
общему числу автомобилей.
Можно говорить о надежности отдельных элементов дороги:
«дорожной одежды», геометрических элементов, искусственных
сооружений. Поэтому надежность автомобильной дороги определяется
надѐжностью ее отдельных элементов.
Основой оценки надежности является учѐт случайных изменений
74
прочностного состояния «дорожной одежды». На рис. 12 показан пример
изменения надѐжности усиленной нежѐсткой «дорожной одежды».
На графике видно резкое уменьшение надежности после 12 лет
эксплуатации «дорожной одежды». Уменьшение надежности начинается
после расчетного срока службы tp «дорожной одежды».
При росте интенсивности движении по геометрической прогрессии
расчетный срок службы определяют по формуле:
где: q — знаменатель геометрической прогрессии, описывающей рост
интенсивности движения от года к году; Тсл — срок службы, лет.
Рис.15. Изменение надѐжности дорожного покрытия в зависимости от срока
службы
tp — расчѐтный срок службы «дорожной одежды».
Кривая, представленная на рис.15, описывается уравнением:
р= 1 - ri,
где: р — надѐжность «дорожной одежды» по прочности; ri — степень
деформируемости «дорожной одежды»:
75
где: σк — среднеквадратичное отклонение коэффициента прочности на
участках с остаточными деформациями; Кпр -среднее значение коэффициента прочности на участке с остаточными деформациями, обычно Кпр =
0,7; Кпр = Еф/Етр; Еф и Етр — соответственно фактический и требуемый
модуль упругости «дорожной одежды»; Кпр1 и Кпр2 - численные значения
коэффициентов прочности, в пределах которых определяют ri.
Надѐжность тесно связана с понятием отказа, под которым
понимается событие, заключающееся в потере работоспособности
объекта.
Для «дорожной одежды» под отказом понимается событие, при
котором нарушается возможность выполнения транспортным потоком
определенной удельной работы, ткм/ч или ткм/сут. Отказ «дорожной
одежды» может возникнуть при снижении ее прочности, ухудшении
ровности и сцепных качеств дорожного покрытия. Учитывая, что
появление отказов «дорожной одежды» происходит не сразу, а по мере ее
эксплуатации, мероприятия по улучшению состояния «дорожных одежд»
следует выполнять поэтапно.
В начальный период эксплуатации дороги уровень ее надежности
наивысший и определяется принятой конструкцией «дорожной одежды» и
основания.
В процессе эксплуатации характеристики дорожного покрытия не
остаются постоянными, происходит снижение первоначального качества
дорожного покрытия.
В момент необходимости капитальною ремонта дорожное покрытие
достигает своих предельных технических характеристик, при этом
дальнейшая эксплуатация дороги становится невозможной, т.е. возникает
отказ. Этот момент характеризуется нижним предельно допустимым
уровнем надежности. В случае невыполнения средних ремонтов нижний
предел наступает быстро вследствие интенсивного прогрессирующего
разрушения дорожного покрытия. При выполнении работ по содержанию
дорог и средних ремонтов отдаляются сроки проведения капитального
ремонта и, следовательно, увеличивается общий срок службы дорожного
покрытия. Сроки проведения текущих и средних ремонтов являются
технико-экономическим понятием. Путем периодических ремонтов
повыша-ется надежность покрытия до экономически целесообразного
уровня. Таким образом, возникающие на дороге отказы устраняют ремонтами. Общая долговечность всей дороги складывается из суммы сроков
службы
конструкции,
определяемых
временем
наступления
промежуточных отказов.
76
После исчерпания возможностей конструкции по обеспечению
требуемых эксплуатационных характеристик на основе ремонтов
и содержания, необходим перевод этой конструкции в новое качественное
состояние на основе реконструкции, т.е. устройства более капитального
дорожного покрытия.
Рекомендуется следующая зависимость для оценки уровня
надежности битумоминерального покрытия:
где: h- текущее значение деформированной площади, тыс. м2; tp – время,
необходимое для ремонта 1000 м2 дорожного покрытия одной
структурной единицей, ч; m − количество структурных единиц.
Понятие надежности может быть применено и к таким элементам
дороги, как поперечный профиль и геометрические элементы. В этом
случае под отказом следует понимать событие, когда интенсивность
движения
превышает
пропускную
способность
дороги
при
рассматриваемых дорожных условиях.
В соответствии с теорией надежности надежность дороги в целом
оценивается надежностью ее составных элементов («дорожной одежды» и
покрытия,
искусственных
сооружений,
земляного
полотна,
геометрических элементов).
Дорога, имеющая несколько полос движения, при небольшой
интенсивности движения представляет собой резервируемую систему, в
которой сведѐн к минимуму полный отказ, так как имеется возможность
переключения движения на действующую проезжую часть.
3.8. РАБОТОСПОСОБНОСТЬ И НАДЁЖНОСТЬ ДОРОГ
3.8.1. Оценка безопасности дорог и перекрѐстков
Степень опасности участка дороги может характеризоваться помимо
коэффициента безопасности Кбез
итоговым коэффициентом
аварийности,
представляющим
собой
произведение
частных
коэффициентов, учитывающих влияние отдельных элементов плана и
профиля дороги:
Кит = К1К2...К17 ,
где: К1,К2 ..., К17 — частные коэффициенты, равные отношен и ю числа
77
дорожно-транспортных происшествий на участке при том или ином
параметре элемента плана и профиля дороги к числу дорожнотранспортных происшествий на эталонном горизонтальном прямом
участке дороги с проезжей частью шириной 7,5 м, шероховатым
дорожным покрытием и укреплѐнными обочинами.
Значения
частных
коэффициентов
аварийности
приведены
в ВСН 25—86 «Указания по обеспечению безопасности движении на
автомобильных дорогах», утвержденном Минавтодором РСФС Р
28.01.1986.
При определении значения коэффициента К5, учитывающего влияние
радиуса кривой в плане, вводят поправку на наличие виража. Для этого
при оценке степени безопасности дорожного движения исходят из
значения эквивалентного радиуса кривой, допускающего движение с той
же скоростью, что и на рассматриваемой кривой, но имеющей уклон
виража, равный уклону проезжей части на прямых участках:
где: υ — коэффициент поперечной силы, при расчѐтах на устойчивость
принимаемый равным коэффициенту поперечного сцепления (примерно
0,6 коэффициента продольного сцепления); i — поперечный уклон, отн.ед.
Индекс "кр" относится к рассматриваемой кривой, а индекс "пр" —к
характеристике проезжей части на прилегающем участке.
Для выявления опасных участков строят линейный график итоговых
коэффициентов аварийности (рис. 16). На нѐм наносят сжатый план и
профиль дороги с выделением всех элементов, от которых зависит безопасность дорожного движения и для которых имеются частные коэффициенты аварийности (продольные уклоны, вертикальные кривые, кривые в плане, мосты, населѐнные пункты, пересекающиеся дороги и т.п.).
На линейном графике итоговых коэффициентов аварийности
фиксируют по отдельным перегонам среднюю интенсивность движения
по данным учета, проводимого дорожными организациями, или
установленную при обследованиях дорог. На этом же графике показывают
места дорожно-транспортных происшествий. Анализ линейного графика
итоговых коэффициентов аварийности выполняют одновременно с
анализом графика распределения дорожно-транспортных происшествий.
В проектах новых дорог рекомендуется новое проектирование
участков, на которых Кит > 15...20. В проектах реконструкции или
78
капитального ремонта дорог в условиях холмистого рельефа
предусматривается перестройка участков с Кит > 25...50 в зависимости от
местных условий.
На существующих дорогах при Кит > 0,10...0,20 наносят разметку
проезжей части; при Кит > 20...40 устанавливают знаки запрещения обгона
и ограничения скорости.
При незначительном отличии коэффициентов аварийности на
смежных участках и ограниченных возможностях быстрого улучшения
всей дороги во время обследований необходимо устанавливать
очерѐдность улучшения условий дорожного движения или перестройки
опасных участков. Для этого при построении линейных графиков
итоговых
коэффициентов
аварийности
должна
дополнительно
учитываться
тяжесть
дорожно-транспортных
происшествий.
Рекомендуется вводить к частным коэффициентам аварийности
коэффициенты
тяжести,
или
стоимостные
коэффициенты,
учитывающие возможные экономические потери от дорожнотранспортных происшествий.
За единицу дополнительных стоимостных коэффициентов принято
среднее значение экономических потерь от одного дорожнотранспортного происшествия при разных дорожных условиях. Частные
коэффициенты тяжести m1...m11 имеют следующие значения в
зависимости от учитываемых факторов.
Ширина проезжей части, м:
7...7,5.................................................................................m1 = 1
6........................................................................................ m2 =
1,2
Продольный уклон, ‰;
более 30......................................................................... m3 = 1,25
менее 30............................................................................... . m4 = 1
Радиусы кривых в плане, м:
менее 350.........................................................................m5 = 0,9
более 350.................................................................................m5 = 1
Видимость, м:
менее 250................................................................................m6 = 0,7
более 250................................................................................m7 = 1
Пересечения:
в одном уровне......................................................................m8 = 0,8
в разных уровнях…………………………..…………….. m9 = 0,9
Населенные пункты.................................................................m10= 1,6
Число полос движения………………..1
2 3 4 и более
m11
=
0,9 1 1,3
1,4
79
Рис.16. Линейный график итоговых коэффициентов аварийности без учѐта Кит и
с учѐтом К'ит стоимостных коэффициентов
При выполнении практических расчетов для установления
очерѐдности улучшения участков дороги строят линейный график
итогового коэффициента тяжести Мт, равного произведению частных
коэффициентов:
Мт = m1m2...m11 .
Поправка к итоговым коэффициентам аварийности вводится при Кит
>15. Для полной оценки степени опасности движения по дороге
80
перемножают итоговый
коэффициент тяжести:
коэффициент
аварийности
и
итоговый
К 'ит = Кит Мт .
Указанные методы позволяют получить осредненную среднегодовую
оценку условий движения на дороге, так как значение большинства
частных коэффициентов определяются на основании данных об
аварийности в среднем за год без учета различия в природноклиматических условиях отдельных районов Российской Федерации, а
также сезонных колебаний аварийности, вызванных изменением
состояния дорог и метеорологических условий.
Мероприятия по улучшению транспортно-эксплуатационых качеств
дороги и их очередность предлагаются на основании местного анализа
линейных графиков коэффициентов безопасности, коэффициентов
аварийности, итогового коэффициенте тяжести, а также сезонных
графиков коэффициентов аварийности. Все графики включают в отчет,
который готовят по результатам обследования автомобильной дороги.
Наиболее
аварийными
участками
являются
пересечения
автомобильных дорог. Для разработки комплекса мероприятий по
повышению безопасности дорожного движения на пересечениях
необходимо знать степень их опасности. Наряду с анализом аварийности,
на пересечении оценивается опасность движения по каждому
направлению.
Степень безопасности дорожного движения на пересечениях в одном
уровне зависит от направления и интенсивности пересекающихся потоков
движения, числа точек пересечения, разветвлений и слияния потоков —
конфликтных точек, а также от расстояния между ними. При большем
числе автомобилей, проходящих через конфликтную точку, более
вероятны ошибки водителей, приводящие к возникновению дорожнотранспортных происшествий.
Степень опасности пересечения
оценивается показателем
безопасности движения Ка , характеризующим число дорожнотранспортных происшествий на 10 млн автомобилей, прошедших через
пересечение:
где:
81
,
G — сумма теоретической вероятности дорожно-транспортных
происшествий qi за 1 год в i-й конфликтной точке; n — число конфликтных точек на пересечении; Кг — коэффициент годовой неравномерности движения по месяцам с учѐтом среднесуточной интенсивности
движения; M, N — интенсивность движения соответственно на главной и
второстепенной дороге, авт./сут;
При Ка ˂ 3 пересечение считается не опасным; при 3,1˂ Ка ˂ 8
пересечение малоопасное; при 8,1˂ Ка ˂ 12 пересечение опасное и при
Ка ˂12 — очень опасное.
На вновь проектируемых дорогах показатель безопасности на
пересечениях в одном уровне не должен превышать 8.
Безопасность дорожного движения на пересечениях в разных уровнях
зависит от интенсивности движения транспортных потоков, проходящих
через конфликтные точки, число и степень опасности которых определяются схемой развязки. На полных развязках в разных уровнях пересечения
транспортных потоков исключаются и в конфликтных точках происходят
только маневры слияния и разветвления.
Опасность пересечения в разных уровнях оценивают по уравнению Ка
путем подстановки в него для конфликтных слияния и разделения
транспортных потоков значений коэффициентов относительной
аварийности. На проектируемых пересечениях в разных уровнях значение
Ка должно быть не более 5 на 10 млн. прошедших автомобилей.
Описанные методы успешно применяют для установления
очерѐдности реконструкции пересечений и оценки степени опасности
разных вариантов изменения планировки пересечений.
3.8.2. Способы повышения безопасности на опасных участках
дорог и на перекрестках
Принятие решения о применении того или иного способа повышения
безопасности дорожного движения на опасных участках и перекрѐстках
базируется на обработке статистических данных аварийности, материалах
обследования маршрутов движения, материалах обследования каждого
места дорожно-транспортного происшествия с учѐтом дорожноклиматических условий и условий видимости. Но едва ли не решающую
82
роль в принятии такого решения играет возможность финансирования
проекта реконструкции или нового строительства дороги или еѐ участка.
Поэтому самым распространѐнным способ повышения безопасности
движения остаѐтся установка знаков ограничения. Такой способ оправдан
как временное решение и является не более чем попытка уйти от решения
вопроса, если никаких более действенных мер не предпринимается. Ведь
если установлено ограничение, значит параметры дороги, улицы, методы
регулирования движения не обеспечивают безопас-ности движения
водителей или пешеходов. В дорожно-транспортных происшествиях
участвуют люди - водители, пешеходы, а автомобили выступают в
качестве инструмента, который неправильно или не по назначению
применили. Даже выражение "дорожно-транспортное происшествие
совершено по вине пешехода" говорит об ущербности подхода к
выявлению причин ДТП. Опосредованно, через водителя, автомобиль
становиться равноправным участником движения наряду с пешеходом
(человеком). Причина этого подхода лежит в небольшом по историческим
меркам промежутке времени бурного развития автомобилизации. В
начале прошлого века дороги повсеместно принадлежали пешеходам,
поскольку конное движение было соизмеримо
в скоростях с пешеходным движением, а интенсивное транспортное движение концентрировалась на небольших участках. Развиваясь, автомобилизация загнала
пешеходов вначале на тротуары, а затем и в подземные и наземные
пешеходные переходы. Человек в автомобиле стал выше человека
пешехода. Далее лавинообразно увеличилось количество ДТП с участием
всех участников движения. Локальные методы решения проблемы
аварийности, как-то; расширение и строительство новых дорог, качественное развитие техники и т.д. дают временный эффект. Требуется смена
философии, осмысления подходов к взаимодействию участников
движения. Некоторое понимание и нахождение новых подходов к обеспечению безопасности движения нащупывается в западноевропейских
странах, о чѐм речь пойдѐт в следующей главе. Пока же аргументом для
обоснования принятия действий для повышения, а правильнее говорить
обеспечения безопасности дорожного движения и установления
очерѐдности проведения мероприятий является применение методов
оценки ущерба от дорожно-транспортного происшествия.
3.8.3. Определение ущерба от ДТП
Ущерб в результате дорожно-транспортного
включает в себя несколько составляющих:
83
происшествия
от гибели и ранения людей;
от повреждения транспортных средств;
от порчи или утраты груза;
от повреждения дорожных сооружений;
от гибели и ранения людей (составляет самую значительную
часть ущерба от дорожно-транспортного происшествия);
от дорожно-транспортного происшествия оценивается на
основании расчета прямых и косвенных экономических потерь.
К прямым (непосредственным) потерям относятся: экономические
потери владельцев подвижного состава автомобильного транспорта,
службы эксплуатации дорог и грузоотправителей; затраты ГИБДД МВД
России и юридических органов на расследование дорожно-транспортных
происшествий и медицинских учреждений на лечение потерпевших;
затраты предприятий и организаций, сотрудники которых стали жертвами
аварий (оплата листков нетрудоспособности, выдача пособий); затраты
государственных органов социального обеспечения (пенсии) и страховые
выплаты.
К косвенным относятся экономические потери вследствие временного
или полного выбытия человека из сферы материального производства,
нарушения производственных связей и моральные потери.
Суммарные потери от одного дорожно-транспортного происшествия
определяют по формуле
где: П1i — затраты на восстановление поврежденных транспортных
средств, руб.; П2i - потери, связанные с простоем транспортных средств с
момента происшествия до их восстановления, руб.; П3i — затраты на
ремонт поврежденных улиц, инженерных сооружений (направляющих
ограждений, технических средств регулирования, перил мостов, опор
путепроводов, дорожных знаков и т.д.), руб.; П4i — потери от порчи или
утраты грузов в результате происшествия, руб.; П5i — затраты, связанные
с нарушением нормальных условий движения в зоне происшествия
(задержки и перепробеги транспортных средств при пропуске их по
объезду) и транспортных средств при пропуске их по объезду) и с уборкой
части дороги после происшествия, руб.; П6i — экономические потери от
вовлечения человека в происшествие (потеря части национального
дохода, расход на лечение, оплата листков нетрудоспособности, пенсии,
пособия и т.д.), руб.; П7i — затраты органов ГИБДД, судов и прокура-туры
84
на обследование, оформление материалов по происшествию, ведение
дознания, вызов свидетелей по происшествию, рассмотрение дела в суде и
т.д., руб.; n — число транспортных средств, грузов, людей и т.д., включенных в одно происшествие.
Для оценки потерь общества из-за выбытия человека из сферы
материального производства используется метод общих доходов. Основой
данного метода является выражение в денежной форме экономической
пользы, которую общество получило бы в случае предотвращения гибели
человека в дорожно-транспортном происшествии. При таком подходе
собственное потребление человека рассматривается как составная часть
государственной прибыли, полученной от производственной и социальноэкономической деятельности отдельных граждан.
Ущерб от гибели и ранения людей в результате дорожнотранспортного происшествия определяют по формуле
П6i = Пс + Пб + Пинв + Пин + Пр + П ,
где: Пс — потери, связанные с гибелью людей, имевших семью, руб.;
Пб — потери, связанные с гибелью людей без семьи, руб.; Пинв - потери,
связанные с получением пострадавшими инвалидности, полностью
лишившей их трудоспособности, руб.; Пин — потери, связанные с
получением пострадавшими инвалидности, частично лишившей их
трудоспособности, руб.; Пр -потери, связанные с временной
нетрудоспособностью, руб.; Пд — потери связанные с гибелью детей, руб.
Потери, связанные с гибелью в результате дорожно-транспортного
происшествия людей, имевших семью (Пс), и людей без семьи (Пб)
определяют по формулам:
Пс = Н1 + Кс;
Пб = Н2 + Кб,
где:Н1 — стоимостная оценка ущерба от гибели человека, имевшего
семью, руб.; Кс = Nпdис — число погибших, имевших семьи чел.;
dис— удельный вес людей из числа погибших, имевших семью, отн. ед.;
Nп — общее число погибших в результате происшествия, чел.;
Н2 — стоимостная оценка ущерба от гибели человека, не имевшего семью,
руб.; Кб = Nп - Кс — число погибших без семьи, чел.
Потери, связанные с получением инвалидности, в результате которой
пострадавшие полностью (Пинв) или частично (Пин) лишены
85
трудоспособности, рассчитывают по формулам:
Пинв = Н3Кинв;
Пин = Н 4 К ин ,
где: Н3 — стоимостная оценка ущерба от ранения с получением
инвалидности без возможности дальнейшей работы, руб.; Кинв = Кн - Кин —
число инвалидов, которые получают пенсию, чел.; Кин = Кн dри — число
инвалидов, которые получают пенсию и одновременно работают, чел.; dри
— удельный вес инвалидов, которые получают пенсию и одновременно
работают, отн. ед.; Кн = Nр dри — число пострадавших, получивших
инвалидность, чел.; Nр — общее число раненых в результате происшествия,
чел.; dпи — удельный вес постра-давших, получивших инвалидность, отн.
ед.; Н4 — стоимостная оцен-ка ущерба от ранении с получением инвалидности и возможностью дальнейшей работы, руб.
Потери от ранения людей, получивших временную нетрудоспособность в результате дорожно-транспортного происшествия:
ПР = Н5КР,
где: Н5 — стоимостная опенка ущерба от ранения без получения
инвалидности;
Кр= Np - Кн — число пострадавших, получивших
временную нетрудоспособность, чел.
Потери от гибели детей в результате дорожно-транспортного
происшествия:
Пд = Н6Кд,
где: H6 - стоимостная опенка ущерба от гибели ребенка, руб., Кд — число
погибших детей, чел.
К основным составляющим ущерба от гибели или ранения людей
в результате дорожно-транспортных происшествий относятся:
потери экономического вклада из-за отвлечения из сферы
производства людей, погибших или получивших телесные
повреждении;
затраты на оказание пострадавшим первой медицинской помощи и лечение;
выплаты пенсий (инвалидам, семьям погибших); оплата по
временной нетрудоспособности.
86
При подсчете потерь в результате гибели человека определяется
ожидаемая продолжительность его трудовой деятельности до пенсионного
возраста и оценивается недополученный вклад во внутренний валовой
продукт. Средний возраст погибших в результате дорожно-транспортных
происшествий определяется на основании официальных статистических
данных по формуле, отражающей удельный вес числа погибших каждой
возрастной категории:
где: S i — средний возраст погибших данной возрастной категории;
Ri — удельное число погибших данной возрастной категории, отн. ед.
Расчеты показывают, что средний возраст погибших в результате
дорожно-транспортных происшествий в Российской Федерации 39,5 лет.
При проведении ежегодных расчетов стоимостной оценки ущерба от
гибели человека данная величина должна уточняться исходя из последних
статистических данных.
Согласно существующему законодательству пенсионный возраст для
мужчин 60 лет, женщин 55 лет. Ожидаемое количество лет, которое не
дорабатывают до пенсионного возраста: у мужчин 20,5 лет, у женщин 15,5
лет, что составляет в среднем 18,5 лет.
Потери в рабочих днях, если человек не работает в течение 1 года —
262 рабочих дня.
Для стоимостной оценки ущерба общества в результате гибели
и ранения человека методом общих доходов определяется величина Д —
не произведенный им внутренний валовой продукт. Оценка ущерба
рассчитывается как частное от деления суммы фактического конечного
потребления Пкон населения и государственных учреждений (за вычетом
социальных трансфертов в натуральной форме) и валового накопления Вн
за год, на который ведется расчет, на среднегодовую численность
населения, занятого в экономике за тот же год, Nч:
При расчете стоимостных оценок ущерба от гибели или ранения
человека за базу принимается прогноз Минэкономразвития России о росте
внутреннего валового продукта и оценка индекса дефлятора внутреннего
валового продукта. Доходы, которые могли бы быть получены в будущем,
если бы человек не погиб и работал, приводятся к текущему моменту
времени методом дисконтирования.
Составляющими пособий по случаю потери кормильца являются:
пособия детям в возрасте до 16 лет;
пособия другим членам семьи, находящимся на иждивении.
87
При оценке потерь от ранения человека учитывают две группы
пострадавших: получившие инвалидность и получившие временную
нетрудоспособность.
При получении инвалидности учитывают стоимость нахождения
в стационаре, оплату по временной нетрудоспособности, выплату пенсии
по инвалидности, потери доходов обществом. При временной
нетрудоспособности учитывают стоимость нахождения в стационаре,
оплату по временной нетрудоспособности, потери доходов обществом.
По степени тяжести ранения, полученные в результате дорожнотранспортного происшествия, подразделяют на две категории: тяжелые
и легкие.
К тяжелым ранениям относятся:
длительные расстройства здоровья с временной утратой трудоспособности (60 дней и выше);
пособия другим членам семьи, находящимся на иждивении.
При оценке потерь от ранения человека учитывают две группы
пострадавших: получившие инвалидность и получившие временную
нетрудоспособность.
При получении инвалидности учитывают стоимость нахождения
в стационаре, оплату по временной нетрудоспособности, выплату пенсии
по инвалидности, потери доходов обществом. При временной
нетрудоспособности учитывают стоимость нахождения в стационаре,
оплату по временной нетрудоспособности, потери доходов обществом.
По степени тяжести ранения, полученные в результате дорожнотранспортного происшествия, подразделяют на две категории: тяжелые и
легкие.
К тяжелым ранениям относятся:
длительные расстройства здоровья с временной утратой трудоспособности (60 дней и выше);
стойкая утрата трудоспособности (инвалидность).
К легким ранениям относится расстройства здоровья с временной
утратой трудоспособности продолжительностью до 60 дней.
При определении потерь, связанных с временной нетрудоспособностью, используют следующие данные: средняя продолжитель-ность
временной нетрудоспособности; затраты на медицинское обслуживание
при стационарном лечении; потери доходов общества из-за временной
нетрудоспособности человека.
Оценка ущерба от гибели человека, не имевшего семьи:
88
Н2 = Д н п + Р у ,
где: Ру - расходы на оказание ритуальных услуг, руб.; Д н п — доходы,
которые принес бы человек, если бы работал с момента гибели до пенсии,
руб.:
где: tp — прогноз темпа роста внутреннего валового продукта, отн. eд.
в сопоставимых ценах; i — индекс внутреннего валового продукта за
рассматриваемый период, отн. ед. в текущих ценах; r — коэффициент
дисконтирования, отн. ед.
Оценка ущерба от гибели человека, имевшего семью:
Н1 = Н2+Пижд,
где: Пижд — сумма ожидаемых к выплате пособий по случаю потери
кормильца за 12 лет, руб.:
где: Пиж — пособие по случаю потери кормильца (среднемесячное) в
год, на который ведется расчет, руб.; 1,381 — среднее коли-чество человек в семье, получающих пособие по случаю потери кормильца.
После ранения в дорожно-транспортном происшествии и до получения инвалидности пострадавшему выплачивается пенсия по инвалидности
в среднем в течение 10,6 лет. Сумма пенсии определяется следующим образом:
где: Пр, — среднемесячная пенсия по инвалидности в год, на который
ведется расчет, руб.
Продолжительность нахождения пострадавшего в стационаре 120
дней, а временной нетрудоспособности — 150 дней.
89
Потери дохода общества при временной нетрудоспособности
Дбл = 150Пс,
где: Пс — потери в сутки, руб.:
Пс = Д/262.
Доходы, которые принес бы человек при условии полноценной работы с
момента ранения в течение 10,6 лет:
Ущерб от тяжелого ранения человека, получившего инвалидность
и неработающего:
Н3 = Дтр + Пинв + Нб + Нт + Дбл.
где: Нб — затраты на стационарное лечение; НТ — оплата временной нетрудоспособности.
Ущерб от тяжелого ранения человека, получившего инвалидность и
работающего:
Н4 = 0,5Дтр + Пинв + Нб + Нт + Дбл ,
Средняя длительность стационарного лечения одного пострадавшего
20 дней, а средняя продолжительность последующей временной
нетрудоспособности пострадавшего 30 дней.
Ущерб от легкого ранения складывается из затрат на лечение
в стационаре (20 дней) Об, оплаты временной нетрудоспособности (30
дней) O бл , потерь общества за время лечения в стационаре и временной
нетрудоспособности:
Двит = Пс (30 + 20).
Суммарные потери общества от легкого ранения человека
90
Н 5 = О б + Обл + Двит.
Анализ проведенных исследований показал, что средний возраст
гибели ребенка составляет 11 лет. Расчет ущерба для общества в
результате гибели ребенка проводится следующим образом. Затраты на
обучение одного ребенка
Зобуч= Зг.обуч/Nуч ,
где: Зг.обуч — затраты на образование в году, на который ведется
расчет, руб.; Nуч— общее число учащихся в расчетном году, чел.
Доля учащихся в средних специальных учебных заведениях:
ΔNт = Nспо /Nуч,
где: Nспо — число студентов в учреждениях среднего профессионального
образовании в расчетный год, чел.
Подобным образом рассчитывается доля учащихся в вузах в расчетном
году
Затраты общества на обучение, если бы ребенок не погиб: на
обучение в школе (дети в возрасте от 11 до 16 лет):
на обучение в учреждениях среднего профессионального образования
и высших учебных заведениях:
где: 3,5 — продолжительность обучения соответственно в учреждениях
среднего профессионального образования и высших учебных заведениях.
Заработная плата родителей, необходимая для того, чтобы вырастить
ребенка до трудоспособного возраста:
на детей, учащихся в школе:
91
где: 3г — среднегодовая заработная плата одного работника в расчетный
год, руб.;
на детей, учащихся в учреждении среднего профессионального
образования или высшем учебном заведении:
Доходы, которые недополучены обществом от ребенка в результате
его гибели:
где: 0,757 — коэффициент, учитывающий долю учащихся, начинающих
работать в 16 лет.
При технико-экономических расчетах суммарные экономические
потери от дорожно-транспортных происшествий определяются по
формуле:
где: Тсл — период суммирования, лет; Псрt — средние потери от одного
происшествия в t-м году, руб.; Мт — коэффициент, учитывающий тяжесть
происшествий; Nт — среднегодовая суточная интенсивность движения,
авт./сут; L — протяженность реконструируемого участка, км; Енп —
нормативный коэффициент экономической эффективности, Енп = 0,08.
Для оценки степени снижения ущерба от дорожно-транспортных
происшествий может быть использован метод коэффициентов снижения
потерь, которые характеризуют уровень снижении потерь от дорожно92
транспортных происшествий после проведения соот-ветствующих
мероприятий.
Годовой
ущерб
от
дорожно-транспортных
происшествий
в проектируемых условиях после внедрения мероприятий и годовую
экономию от снижения числа дорожно-транспортных происшествий ЭƩ
можно определить по формулам:
ПƩ пр = П Ʃ сущ Ʃ К п1 К п2 К п3 ...К пn ;
ЭƩ =П Ʃ сущ (1 - К п1 К п2 К п3 ...К пn ),
где П Ʃ сущ — годовой материальный ущерб от дорожно-транспортных
происшествий до реализации мероприятий по снижению числа дорожнотранспортных происшествий; К п1 К п2 К п3 ...К пn — коэффициенты снижения
потерь по отдельным мероприятиям (табл. 7)
Целесообразность проведения мероприятий, направленных на сокращение ущерба от дорожно-транспортных происшествий:
Т = С/ ЭƩ Тсущ,
где: Т — нормативный максимально допустимый срок окупаемости
Таблица 7
Значения коэффициентов снижения потерь по отдельным мероприятиям
Мероприятие
Снижение
потерь, %
1
1 Устройство «карманов» на остановках общественного транспорта
2
Коэффициент сниж. потерь
3
44
0.56
2. Установка пешеходных ограждений
75
0.25
3. Строительство подземного пешеходного перехода
73
0.27
4 Строительство пешеходной дорожки или тротуара
82
0.13
Продолже ние табл.7ППро
93
Продолжение табл. 7
1
2
3
5. Установка дорожных знаков
6. Установка светофорной социализации (трехцветный
светофор)
66
0.34
65
0,35
7. Установка одноцветного светофора с мигающим
желтым сигналом
77
0.23
8. Введение одностороннего движения
60
0.40
9. Строительство велосипедных дорожек
93
0.07
10. Оборудование трамвайных остановок
52
0.48
11 Разметка горизонтальная улицы или дороги
17
0,83
12. Разметка горизонтальная перекрестка
62
0,38
13. Установка пешеходных светофоров
50
0,5
14. Oграничение скорости движения
48
0,52
15. Введение координированного регулирования
46
0.54
16. Освещение проезжей части
67
0,33
17.Установка пешеходного светофора вызывного действия
56
0,44
18. Строительство развязок в разных уровнях
97
0,03
19. Разметка пешеходных переходов типа "зебра"
24
0,76
20. Увеличение радиуса кривых и расширение проезжей части в опасных местах
49
0,51
21. Расширение проезжей части в непосредственной
близости от перекрѐстка
51
0,49
Т = С/ ЭƩ Тсущ,
где: Т — нормативный максимально допустимый срок окупаемости затрат
на реконструкцию дороги, лет; С — капитальные затраты на реконструкцию дороги, руб.; Тсущ — срок окупаемости, лет.
При расчете величины годового ущерба от дорожно-транспортного
94
происшествия затраты от повреждения транспортных средств принимаются по данным страховых организаций.
3.9. Программа «За Европейскую Безопасность Российских
Автодорог» (ЗЕБРА)
Современные российские проблемы роста аварийности и пробок на
дорогах возникли в Западной Европе в пятидесятых годах прошлого
столетия и достигли своего "пика" в 1972 году. Состояние аварийности в
Западной Германии, к примеру, по удельным показателям было хуже, чем
в России в 2004 году. Этот год выбран не случайно. Именно в 2004 году
на дорогах России погибло более 24 тыс. человек, что подтолкнуло
Правительство к созданию "Целевой программы безопасности дорожного
движения до 2012 года", которая проработана уже до 2016 года и нашла
своѐ продолжение в "Транспортной стратегии России до 2030 года".
Вместе с тем в "Программе..." и "Стратегии..." в целом речь идѐт
о привычных подходах к решению проблемы аварийности, базирующихся на увеличении финансового обеспечения.
Подход
Швеции и Голландии, добившихся самых высоких
результатов снижения аварийности, нашѐл отражение в лозунге Vision
ZERO ("Цель — ноль").
"Цель — ноль" — это краткая форма лозунга: "Мы считаем
неприемлемым, когда на наших дорогах люди гибнут или получают
тяжѐлые травмы, и в перспективе мы должны свести летальные исходы и
тяжѐлый травматизм к нулю». Аналогичные Европейские программы
строились на следующих принципах:
Системный подход и эффективность управления реализацией через
независимые Центры Безопасности Дорожного Движе-ния;
Признание стратегии «Цель – ноль» официальной политикой
государства;
Открытость проекта, и как следствие, большая поддержка и участие
общественности;
Тщательный сбор данных и анализ результатов;
Основными составляющими программы явились: базовые принципы,
рецепты для внедрения, аудит и анализ. Наибольший интерес вызывают
подходы:
Людям свойственно ошибаться;
«Прощающая» инфраструктура;
Безопасность – общая ответственность;
95
Строительство безопасных дорог экономически выгодно;
Узнаваемость категорий дорог, их однородность и предсказу-емость;
Эффективная мотивация всех участников.
Последовательность соблюдения данных принципов и подходов
позволила сократить количество погибших в дорожно-транспортных
происшествиях, например, в Германии с 22 тыс.человек в 1972 году до
4тыс.человек в 2006.
Вместе с тем и подходы европейских стран на уровне изменения
дорожной инфраструктуры и увеличения безопасности транспортного
средства, включая такие меры как применение шлемов для
мотоциклистов, сидений для детей, по большей мере, конечны и каждое
новое мероприятие потребует больших затрат при меньшей отдаче. Цель –
ноль не достижима в рамках современной идеологии, когда участники
движения в системе ВАД (водитель-автомобиль-дорога) равноправны.
Становиться очевидным необходимость качест-венно новых подходов к
пониманию места участников движения в общем потоке перемещения,
требованиям к транспортным средствам и инфраструктуре.
Перспективные новшества есть, но они носят разрозненный характер.
К примеру, автоконцерны Японии испытали подушки безопасности для
пешеходов и приступают к их установке на автомобили. В США, Италии,
Японии и Германии очень активно проводятся опытные испытания
автомобилей, управляющихся без водителя и т.д.
В данных условиях качественный скачѐк в безопасности дорожного
движения неизбежен.
Программа "Цель – ноль" в России принята на уровне правящей
партии, а не правительства, что внове для современной России и, таким
образом, принцип всеобщей ответственности за безопасность дорожного
движения становится официальной политикой государства. Теперь
безопасность движения становится неотъемлемой частью безопасности
государства, и отступление от принципов обеспечения безопасности
дорожного движения во всех отраслях будет восприниматься как угроза
безопасности государства.
96