Торможение автомобиля и тормозной путь.

Торможение автомобиля и тормозной путь.

Для экстренной остановки авто или снижения его скорости применяется торможение. Торможение осуществляется одним из следующих способов:

1) после отключения сцепления осуществляется торможение тормозными колодками. Этот способ наиболее эффективен (на сухих шероховатых покрытиях).

2) при включенном сцеплении, движении на холостом ходу осуществляется торможение с использованием тормозной системы (на скользком покрытии).

3) на затяжных спусках торможение может осуществляться двигателем путем последовательного переключения на пониженной передаче. В этом случае энергия гасится трением различных частей авто.

Для расчетов геометрических элементов дорог, как правило, предполагается торможение по первой схеме. В этом случае   = 0. Тогда уравнение движения авто примет следующий вид:

, где - тормозная сила, G – вес авто, - коэффициент удельной тормозной силы. Для этих же условий он принимается равным коэффициенту продольного сцепления, так как при большей величине начнется скольжение авто, и эффект торможения снизится.

-силы сопротивления: качению, на уклоне, возд. среды.

Из уравнения равнозамедленного движения:             

;

Тогда после некоторых преобразований получим зависимость для определения пути торможения авто.

, V – в м/с, , P = 0

Для учета эффективности торможения разных тормозных систем и авто вводится дополнительно коэффициент эффективности торможения Кэ.

- путь, проходимый авто за время реакции водителя

- расстояние запаса, зазор безопасности

- путь торможения

время реакции  1-2,5

- определение расчетного торможения.

 

Основные понятия теории транспортных потоков.

Теория тр. потоков - наука, анализирующая режимы движения тр. средств  в различ. дор. условиях с учетом их динамических возможностей, состава тр. потока и психофизиологических особенностей водителей. Транспортный поток – поток авто, который движется по дороге. Этот транспортный поток обладает характеристиками: скоростью, плотностью, интервалом между авто.

Условия движения на дороге существенно зависит от интенсивности движения тр. потока.

Приняты 4 уровня удобства движения: А, Б, В, Г

А или свободный поток: Транспортный поток, в котором отдельные авто не оказывают влияния друг на друга, т.е авто движется с большим интервалом между собой.

Б или частично связанный поток: В этом случае ТС движутся группами, которые оказывают влияние друг на друга, но возможно большое количество обгонов примерно с одинаковой скоростью.

В. связанный поток Автомобили движутся большими группами. Между ними существует небольшой интервал. Обгоны возможны, но затруднительны

Г. плотный поток Движение затруднительно, обгоны практически не совершаются, интервалы между автомобилями малы. Как правило, движение осуществляется колоннами (практически пробка).

К характеристикам относятся:

  Средняя скорость транспортного потока. Её получают на основе многочисленных измерений скорости конкретного авто на определенном участке дороги и последующей их статической обработке.

 Плотность транспортного потока

N- интенсивность

V-скорость

∆S – интервал между машинами

Плотность транспортного потока - Количество авто приходящееся на единицу длины а/д.

Теории ТП делятся на 2 большие группы:

- теории, основанные на динамические модели транспортных потоков авто; они рассматривают расстоянтя между двумя следующими друг за другом по одной полосе без обгона авто и распространяют их на весь транспортный поток

- теории, основанные на вероятностных моделях; они анализируют движение 2-х встречных потоков в целом, учитывая возможности обгонов с заездом на смежную полосу движения.

Пропускная способность полосы движения

(число авто, пропускаемых за единицу времени)

Мах количество автомобилей, которое может пропустить участок с конкретными дорожными условиями, в ед времени.

Интенсивность движения – количество авто, которое проходит через сечение автодороги за ед.времени в прямом и обратном направлении вместе

Виды засоления грунтов

Засоленными называются грунты, содержащие легко растворимые соли, в количествах существенно влияющих на их физико- механические свойства

Засоленные грунты располагаются в засушливых районах, в степях, полупустынях или пустынях.

Различают 2 вида засоленных грунтов

- солончаки

- солонцы

В жаркое время солонец переходит в солончак

В холодное время - наоборот

По степени засоления различают

1.слабозасоленные грунты1,5-2 %

2.засоленные грунты от 2 до 5 %

3.сильно засоленные грунты от 5 до 8 %

4.весьма сильно засоленные грунты более 8 %

Степень засоления определяют путем химического анализа водных вытяжек грунта.

Последние 2 типа засоленных грунтов не пригодны для возведения земполотна.

По характеру засоления различают:

1. Сульфатно-содовое засоление (Na2SO4, MgSO4,Na2CO3,K2CO3,K2SO4) эти соли отрицат. воздействуют на битум, происходит процесс окисления, М в С в А, старение а/б, негативное воздействие, их нельзя обрабатывать вяжущими.

2. Хлоридно-сульфатное засоление (сульфатов больше, чем хлоридов).

3. Сульфатно-хлоридное засоление (хлоридов больше, чем сульфатов) NaCl, KCl, MgCl2, медленно размакают от воды, грунты после дождей становятся непроезжими.

4. Хлоридное

При проектировании на засоленных грунтах необходимо отдельно р/м стр-во зп и стр-во д.о.

Грунты ведут себя своеобразно: если солей немного, то грунт хорошо уплотняется, образует накатанную поверхность, быстро забирает влагу за счет гигроскопичности грунтов.

В сухом состоянии засоленные грунты являются достаточно прочными, однако, при увлажнении они резко снижают прочностные характеристики, поэтому все мероприятия, направленные на обеспечение устойчивости земполотна, должны быть связаны с созданием оптимального водно-теплового режима:

 

 

1) земполотно не должно устраиваться из грунтов, содержащих более 5 % легко растворимых солей.

2) в зависимости от рода грунта необходимо возвышать бровку земляного полотна на величину больше высоты капиллярного поднятия в данном грунте.

 3) для снижения высоты насыпи рекомендуется применять капилляро-прерывающие слои.

Иногда вместо капилляро-прерывающих слоев устраивают паро-, водонепроницаемые слои.

4) для устранения вредного влияния сульфатов в верхней части земляного полотна грунт обрабатывают гашеной известью.

5). при возведении земполотна из слабозасоленных грунтов необходимо обеспечение надежного водоотвода.

 

Признаки лавинной опасности

а)Рельеф

 1 - склоны крутизной 20-35 град лавиноопасны

 2.Лавиноопасными являются подветренные склоны и склоны южной экспозиции

                                                                    снег

Ветер

 

Б)Погода

1.опасна погода. когда в течение 1,5 суток наблюдается падение снега (с одновременным ветром, дующим со скоростью > 6 м/с) в ветреную погоду, когда он переносит частицы снега. Буран

2.выпадение снега при t, близкой к 0 снег при повышении Т превращается в дождь, тогда очень отяжелевщие склоны не выдерживают и сползают.

3.опасна морозная погода с ветром, когда образуются сухие лавины.

В)Снег

1.при выпадении снега в морозную погоду на подветренных склонах образуется значительные толщи снега, в результате перекристаллизации образуется фирновый (зернистый) снег, имеющий слабое сцепление как со склоном, так и со снежной массой

На поверхности снежного слоя образуется снежная корка, при нарушении которой возникает лавина в виде снежной доски.

2.Опасен снег, выпадающий при t, близкой к 0 С, так как слабое сцепление

 

Для защиты предусмотрены следующие мероприятия:

 

1. на пути лотковых лавин устанавливают заградительные стенки в 1 или 2 ряда

2. вблизи дороги устраивают специальные стенки-рассекатели

3. для предотвращения лавин –перегруженные снегом склоны обстреливают из артеллерийских орудий для вызывания искусственной лавины.

4. в случае частого падения лавин в зимний период в местах схода лавин на дороге устраивают противолавинные галереи. Они представляют собой сооружения в виде навесов из бетона, ж/б.

5. в особо сложных случаях (особенно в районе горных перевалов) дорогу стараются прокладывать в тоннели.

 

 

16. Конструктивные слои д.о. и требования к ним.

Под воздействием вертикальных и горизонтальных нагрузок в дор.одежде возникают напряжения затухающие с глубиной.

 

 

Конструктивные слои д.о.:
Покрытие – верхняя часть д.о., состоящая из одного или нескольких слоев, воспринимающая усилия от колес т.с., подвергающаяся воздействию атмосферных факторов.Состоит из слоев износа и основных слоев покрытия.

Основание –  несущая прочная часть конструкции д.о., обеспечивающая передачу и перераспределение напряжения конструкции и снижение их величины в грунте рабочего слоя земполотна.

Доп. слой основания – слой между несущим основанием и подстилающим грунтом рабочего слоя земполотна. Выполняет роль морозозащитного и дренирующего слоя.

Активная зона земляного полотна – соответствует глубине практического затухания напряжений от автом. нагрузки.

При конструировании д.о. необходимо учитывать:

 - Тип д.о, конструкция, вид покрытия должны удовлетворять трансп.-эксплуатац. требованиям, предъявленным к дороге соответствующей категории.

 - Конструкция д.о. должна быть типовой или разрабатываться индивидуально для каждого участка.

 - В районах, не обеспеченных стандартными каменными материалами необходимо применять местные каменные материалы, побочные продукты промышленности и грунты, обработанные вяжущими материалами.

 - Конструкции д.о. должны быть технологичными и обеспечивать возможность max механизации и индустриализации дор.-стр. процессов.

 - Необходимо учитывать реальные условия проевдения дор.-стр. работ (зимой или летом).

- Доп. слои основания совместно с верхними слоями и покрытием должны обеспечивать конструкции необходимую прочность, морозоустойчивость, а также дренирующую способность, а нижние слои основания должны сопротивляться сдвиговым напряжениям. 

 

Наледи и борьба с ними.

При наличии надмерзлотных вод, движущихся путем фильтрации по уклону около дороги могут образовываться наледи. Речные наледи образуются на мелководьях рек, особенно в тех местах, где русло разбивается на ряд мелких русел.

Мероприятия по борьбе с наледями подразделяются на две группы:

1.Пассивные;

2.Активные.

К пассивным мероприятиям относятся:

-р/м вариант обхода участка, где образуются наледи;

-на пути движения наледи устраивают удерживающие заборы;

-если грунт скальный, то проектируют спец. карманы д/размещения наледей.

К активным мероприятиям относятся:

-устройство мерзлотных поясов(представляет собой канавку с крылом);

-в более легких случаях, когда грунтовых вод меньше, вместо мерзлотного пояса устраивают мерзлотный валик из теплоизолирующего материала.

В случаях речных наледей можно рекомендовать след. мероприятия:

-вспрямление и углубление русел;

-утепление русел.

 

Защита оврага от размыва.

Оврагом наз. длинный лог с отвесными бортами. Различают действующие овраги и заросшие овраги(балки).

 

 

Рис.

На плане оврага следует различать следующие элементы:

А-устье оврага;

В- вершина оврага;

С - боковые отвершки;

Д-дно оврага;

Е-борта оврага.

В продольном профиле различают 3 зона:

I – зона размыва;

II – зона транзита;

 

III - зона аккумуляции.

Причины образования оврага:

-резко континентальный климат характерный выпадением осадков в летнее время в виде ливней;

-наличие мощный делювиальных отложений, представленных суглинками и лёссовидными грунтами;

-большой базис эрозии, т.е. превышении точки А над точкой В;

-отсутствие растительности;

-хоз-ая деятельность человека.

Наиболее радикальные мероприятия по борьбе с ростом оврага явл-ся создание придорожного водоема (в этом случаи з.п. проектируют по типу платины), а также облесение по периметру оврага в зоне отчуждения.

Укрепление вершины оврага

1.Устроиство валов распылителей;

2.Устройство гидротехнических сооружений

а)при уклоне до 50 ‰ устраивают канавы водоотводные с перепадами;

б) при уклоне от 50-100‰ устраивают перепады с водобойными колодцами;

в) при уклоне более 100‰ устраиваются быстроток;

г) при уклонах близких к вертикальным устраивают консольный или шахтный водосброс.

 

 

Рис.

Укрепление дна оврага

Как правило дно оврага закрепляется запрудами.

Рис.                                 , где

Р- высота запруды;

- уклон дна оврага. 

Укрепление бортов оврага

-уполаживание;

-террасирование.

 

 

Рис.

 

 

Пустынные формы рельефа.

Перемещение песчинок по направлению ветра вызывает общее движение поверхностных слоев в виде ряби. Постепенно поднимаясь по склонам песчаных холмов, песчинки после переноса через вершину скатываются и откладываются в зоне затишья с подветренной стороны. В результате этого песчаные холмы постепенно перемещаются по направлению ветра. Такие пески наз. подвижными. Скорость перемещения песчаных бугров уменьшается с увеличением их высоты.

Различают след. характерные формы рельефа песчаных пустынь:

1. Щебенистые пустыни

2. Барханы – песчаные холмы высотой 3-5 м, шириной до 100м,имеющие в плане форму лунного серпа с рогами, ориентированные по направлению ветра. Эта форма рельефа наиболее неустойчива и легко поддается действию ветра.

3. Барханные цепи – образуются в результате того, что в зависимости от времени года ветер меняет свое направление на противоположное. Высота – до 8 м, расположены перпендикулярно барханному ветру, ширина поверху - 10-12м и длину до 2 км.

Даванны- крупные барханы, ширина 8-10м. Их можно использовать для з.п.; нужно сбоку по откосам располагать растительность.

4. Грядовые пески – образуются при сезонно меняющихся ветрах, действующих под углом друг к другу, вытягиваются параллельно равнодействующей активных ветров длиной до 2-3 км,отстоят друг от друга примерно на одинаковом расстоянии 150-200м.

5. Такыры – песчаные образования между барханами. Если дорогу прокладывать по ним, то необходимо возвышение з.п.

6. Песчаные бугры –закрепленные растительностью невысокие песчаные холмы неправильного очертания. Их высота не превышает 6-8 м, а крутизна склонов примерно одинакова во всех направлениях.

Транспортная способность ветра прямопропорциональна квадрату скорости ветра. Поэтому при оценке условий переноса песков большую помощь может оказать анализ «роз ветров» или «динамических роз ветров».Для их построения по направлению каждого румба откладывают сумму произведений квадратов скоростей ветров на частоты их повторяемости в периоды, когда происходит перенос песка.

Основные сложности при проектировании дорог в зоне подвижных песков создает неустойчивость форм песчаного рельефа.

При проложении трассы дороги в 1-ую очередь надо по возможности использовать направление старых караванных путей.

Прежде чем приступать к строительству дороги необходимо выполнить след. мероприятия:

1. Выравнивание песчаного рельефа механическим способом или же с помощью ветра (устанавливать щиты под различным углом к ветру) (рисунок)

 

 

2.успокоение рельефа достигают путем посадки растительности

 

 

В случае интенсивного заноса дороги песком можно рекомендовать способ безаккумуляционного переноса песка через дорогу.(рисунок)

 

 

Деформации горных склонов.

Устойчивость горных склонов.

Горные склоны в нижней части, как правило, покрыты продук­тами выветривания горных пород. Лишь на крутых склонах скаль­ные горные породы выходят на поверхность. Поэтому при строи­тельстве горных дорог трассу обычно приходится прокладывать не непосредственно по прочным скальным породам, а по покрываю­щим их глинистым или несцементированным продуктам выветрива­ния этих пород.

Степень развития процессов выветривания на горных склонах при изысканиях может быть приближенно оценена по покрывающей их растительности. Налеты мхов и лишайников характерны для распространения зоны выветривания на глубину 10—25 см. Сплош­ной травяной покров появляется при мощности продуктов вывет­ривания 1—1,5 м. Развитие кустарников свидетельствует о распро­странении выветривания на глубину до 2 м.

Осадочные породы, сложенные пластами, часто залегают в виде складок, обращенных выпуклостью вниз (синклинали) или вверх (антиклинали). Встречаются разные наклоны пластов от горизон­тальных до почти вертикальных, разрывы пластов, сдвиги, сбросы.

 

 

Пласты известняков или песчаников могут разделяться прослой­ками глины, при насыщении которой влагой возможны сдвиги — оползни вышележащих пластов.

Размеры поперечного профиля автомобильных дорог, как пра­вило, малы по сравнению с толщинами пластов, слагающих горные склоны. Поэтому многообразные геологические классификационные разновидности залегания пластов применительно к расположению дорог по склонам могут быть сведены к нескольким схематизиро­ванным типам (рис. 32.1): а — горизонтальное залегание пластов; б — падение пластов в сторону склона; в — падение пластов внутрь склона; г — прислонное залегание более молодых пород.

Наиболее неблагоприятным для приложения дороги и требую­щим внимательной оценки геологических условий является располо­жение поверхностей контакта с наклоном в сторону откоса.

Степень воздействия природно-климатических факторов на гор­ные склоны определяется их экспозицией по отношению к странам света и крутизной, от которых зависит количество получаемого теп­ла. Южные и юго-западные склоны хорошо прогреваются солнцем. Их выветривание происходит интенсивнее. На них чаще образуют­ся осыпи, происходят снежные обвалы и селевые выносы. Эти скло­ны быстрее освобождаются от снега, и на них реже наблюдаются выходы грунтовых вод и возникают оползни. На северных и северо­восточных склонах снег иногда сохраняется до начала лета.

Вопрос о выборе экспозиции склона, по которому прокладывают дорогу, должен решаться в каждом конкретном случае в зависи­мости от местных условий, в первую очередь от крутизны и геоло­гического строения склонов — их устойчивости после постройки до­роги и возможной интенсивности развития процессов выветривания.

На пересечениях дорогой выходов коренных скальных пород ус­тойчивость земляного полотна обычно обеспечивается, если только они не раздроблены тектоническими трещинами.

Наиболее опасны выемки в осадочных породах, имеющих паде­ние пластов в сторону склонов. В них часто имеются глинистые и сланцевые прослойки, которые при насыщении водой теряют связ­ность, что может приводить к смещению подрезанных пластов или к вываливанию глыб.

При врезке полотна дороги в склон откос выемки прорезает на­пластования, изменяя при этом напряженное состояние склона* сло­жившееся в течение его длительной геологической истории.

 

 

Сплошность отдельных слоев нарушается, и устойчивость, ранее создавшаяся в результате их сопротивления разрыву или опирания, начинает обеспечиваться только сопротивлением сдвигу внутри сла­бых прослоек и по поверхности их контакта с подстилающими слоя­ми. В некоторых случаях обнаженные слои легко выветривающих­ся пород (аргиллиты, алевролиты, глинистые мергели), ранее покрытые более устойчивыми породами, начинают быстро выветри­ваться под влиянием попеременного увлажнения и просыхания, хо­тя в условиях первоначального залегания могли рассматриваться как скальные.

Изверженные породы более прочны и могут быть устойчивы в откосах при любом направлении напластований. Однако поскольку в поверхностных слоях они всегда в той или иной степени трещино­ваты в результате выветривания и тектонических процессов, необ­ходимо считаться с возможностью потери устойчивости отдельных массивов, выделяемых трещинами. Активизации и развитию про­цессов выветривания способствует производство скальных работ взрывным способом.

Многочисленные встречающиеся на практике деформации скло­нов могут быть сведены к ряду наиболее типичных случаев (рис. 32.2):

осыпание с крутых склонов продуктов выветривания;

обвалы и выпадание отдельных камней и обломков с крутых об­рывистых участков в скальных породах с сильной трещинова-тостью (камнепады);

сплыв сравнительно тонких поверхностных слоев грунтовых -склонов в результате переувлажнения осадками (сели);

пластическое оползание глинистых склонов, происходящее со скоростью нескольких сантиметров в год, проявляется, в частности, в неожиданных разрушениях подпорных стен после нескольких де­сятилетий работы. При загружении таких склонов, подрезании их выемками или нарушении поверхностного водоотвода скорость де­формации увеличивается, а пластические сдвиги могут перейти в обрушение;

обрушение части однородной грунтовой толщи при чрезмерной крутизне откоса, происходящее со срезанием по образующейся по­верхности скольжения и некоторым поворотом смещенной части во­круг горизонтальной оси (оползни);

смещение части грунта по подстилающим поверхностям в ре­зультате потери сцепления в зоне контакта. Причиной этого может быть переувлажнение подстилающего слоя при его наклонной по­верхности, боковое давление масс грунта, гидродинамическое дав­ление просачивающейся грунтовой воды;

боковое смещение отделившегося в результате образования вер­тикальной трещины блока из-за выжимания подстилающих грун­тов с малой несущей способностью (размягченных глин или плыву­чих песков), переувлажнения просадочных лёссов, таяния прослоек льда в вечномерзлых грунтах.

Приведенные примеры охватывают все возможные случаи нару­шения склонов в чистом виде. В природе обычно каждая дефор­мация оказывается проявлением нескольких форм. Это значительно усложняет разработку мероприятий по обеспечению устойчивости склонов, требуя внимательного изучения местных условий.

 

Торможение автомобиля и тормозной путь.

Для экстренной остановки авто или снижения его скорости применяется торможение. Торможение осуществляется одним из следующих способов:

1) после отключения сцепления осуществляется торможение тормозными колодками. Этот способ наиболее эффективен (на сухих шероховатых покрытиях).

2) при включенном сцеплении, движении на холостом ходу осуществляется торможение с использованием тормозной системы (на скользком покрытии).

3) на затяжных спусках торможение может осуществляться двигателем путем последовательного переключения на пониженной передаче. В этом случае энергия гасится трением различных частей авто.

Для расчетов геометрических элементов дорог, как правило, предполагается торможение по первой схеме. В этом случае   = 0. Тогда уравнение движения авто примет следующий вид:

, где - тормозная сила, G – вес авто, - коэффициент удельной тормозной силы. Для этих же условий он принимается равным коэффициенту продольного сцепления, так как при большей величине начнется скольжение авто, и эффект торможения снизится.

-силы сопротивления: качению, на уклоне, возд. среды.

Из уравнения равнозамедленного движения:             

;

Тогда после некоторых преобразований получим зависимость для определения пути торможения авто.

, V – в м/с, , P = 0

Для учета эффективности торможения разных тормозных систем и авто вводится дополнительно коэффициент эффективности торможения Кэ.

- путь, проходимый авто за время реакции водителя

- расстояние запаса, зазор безопасности

- путь торможения

время реакции  1-2,5

- определение расчетного торможения.