А.В. Косолапов Автомобильные дороги и городские улицы. Методические указания к курсовой работе для студентов всех форм обучения специальности 240100.03
.pdfМИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
КУЗБАССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра автомобильных перевозок
АВТОМОБИЛЬНЫЕ ДОРОГИ И ГОРОДСКИЕ УЛИЦЫ
Методические указания к курсовой работе для студентов всех форм обучения специальности 240100.03 “Организация
перевозок и управление на транспорте (автомобильном)”
Составители А. В. Косолапов В. В. Погорелый
Рассмотрены и утверждены на заседании кафедры Протокол № 24 от 25.01.2000
Рекомендованы к печати учебно-методической комиссией специальности 240100.03 Протокол № 4 от 25.01.2000
Электронная копия хранится в библиотеке главного корпуса КузГТУ
Кемерово 2000
1
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Тема курсовой работы - расчет параметров и элементов автомобильной дороги.
Цели курсовой работы - закрепление теоретического материала дисциплины “Автомобильные дороги и городские улицы”, овладение методикой и навыками самостоятельного решения конкретной инженерной задачи по использованию научных знаний в исследовательской деятельности по конструированию автомобильных дорог и городских улиц.
Задачи курсовой работы - изучение современных методов проектирования автомобильных дорог и городских улиц, обеспечивающих надлежащую пропускную способность и эффективную скорость транспортных потоков при соблюдении требований безопасности движения транспорта и пешеходов; закрепление навыков пользования стандартами, табличными материалами, справочной, периодической и другой литературой, оформления расчётов и инженерных разработок.
Курсовую работу оформляют в виде расчётно-пояснительной записки на листах формата А4 с использованием миллиметровой бумаги для построения графика.
Курсовую работу выполняют по индивидуальному заданию в свободное от занятий время.
2. ЗАДАНИЕ К КУРСОВОЙ РАБОТЕ (см. варианты заданий в табл. 2) Расчетный автомобиль
Расчетная скорость V, м/с Коэффициент продольного сцепления ϕ Динамический фактор D
Перспективный срок службы дороги n, лет
Интенсивность движения на первый год эксплуатации дороги N1,
авт./ сут
Коэффициент эксплуатационного состояния тормозов Kэ Темп прироста интенсивности движения P, % Коэффициент сопротивления качению ƒ Коэффициент удобства движения µ
2
3. СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ
1. Определение расчетного тормозного пути |
|
|||||
Длину расчетного тормозного пути определяем по формуле |
|
|||||
Sтп |
= S |
р |
+ S |
т |
+ S , м |
(1) |
|
|
б |
|
где Sр - путь, проходимый автомобилем за время реакции водителя, м; Sт - путь, необходимый для изменения скорости, м; Sб - зазор безопасности, м:
Sр = V tрв, м |
(2) |
где V - расчетная скорость, м/с; tрв - время реакции водителя, прини-
мается равным одной секунде |
V2 Kэ |
|
|
|
Sт = |
|
, м |
||
2 g (ϕ + ƒ |
) |
|||
|
|
где Kэ – коэффициент эксплуатационного состояния тормозов; ϕ
эффициент сцепления; ƒ – коэффициент сопротивления качению Зазор безопасности выбирается в пределах: Sб = 5...10 м.
2. Определение допустимых продольных уклонов
Допустимый продольный уклон определяется по формуле iв = D − ƒ , %0,
где D - динамический фактор
(3)
–ко-
(4)
3. Определение минимально допустимых радиусов кривых в плане
3.1. Определение радиуса кривой в плане с устройством виража |
|
||||
Данный радиус определяем по формуле |
|
||||
|
план |
= |
V2 |
|
|
R |
|
|
, м |
(5) |
|
|
|
||||
|
|
|
g (μ + iв) |
|
где µ - коэффициент удобства движения; iв - уклон дороги, %0
3.2. Определение радиуса кривой в плане без устройства виража Данный радиус определяется по формуле
Rплан = V2 (6) g μ
(в данном случае уклон равен 0 (iв = 0))
3
4. Определение допустимых радиусов выпуклых и вогнутых кри-
вых
4.1. Определение допустимого радиуса выпуклых кривых Минимальный радиус для случая возможности встречи на пути
автомобиля препятствия определяем по формуле |
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
п |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
RI = |
(Sт) |
|
|
, м |
|
|
|
(7) |
|||||||||||||
п |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
- расстояние от автомобиля до препятствия |
|
|||||||||||||||||||||||||
где Sт |
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
п = |
|
S |
|
|
+ |
|
S |
|
+ |
S |
|
, |
м. |
|
(8) |
|||||||||
|
S |
т |
|
тп |
|
|
|
р |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
б |
|
|
|
|
|
||||||
Минимальный радиус для случая возможности встречи на пути |
||||||||||||||||||||||||||
автомобиля другого автомобиля определяем по формуле |
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( |
|
а) |
2 |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
RII |
= |
Sт |
|
|
|
|
, м |
|
(9) |
||||||||||
а |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4,8 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
- расстояние между двумя автомобилями: |
|
|||||||||||||||||||||||||
где Sт |
|
|||||||||||||||||||||||||
|
а = |
2 |
S |
|
|
|
+ 2 |
|
S |
|
|
|
+ |
S |
, м. |
(10) |
||||||||||
|
S |
т |
|
|
тп |
|
|
|
|
|
р |
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
б |
|
|
|||||||||
4.2. Определение допустимого радиуса вогнутых кривых |
|
|||||||||||||||||||||||||
Данный радиус определяем в дневное время по формуле |
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
RI = |
|
V2 |
|
|
, м |
|
(11) |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
в ночное время по формуле |
|
0,05 g |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
а)2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
RII = |
|
|
|
|
|
|
|
|
Sт |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, м |
(12) |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
2 (hф + |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
Sт sin α ) |
|
|
где hф - возвышение центра фары над поверхностью дороги, м; α -
угол распространения пучка света фар в вертикальной плоскости, град. Поскольку угол α мал, то принимаем Sат sinα = 0.
5. Определение перспективной интенсивности движения и категории дороги
Перспективную интенсивность движения определяем по формуле
n |
= N1(1+ |
|
P |
)n − 1, авт./ сут |
(13) |
|
Nпер |
|
|
||||
100 |
||||||
|
|
|
|
4
где N1 - интенсивность движения на первый год эксплуатации, авт./сут;
P - темп прироста интенсивности движения, %; n - срок службы дороги, годы.
Категория дороги выбирается по величине полученной перспективной интенсивности движения.
6. Определение пропускной способности одной полосы движения
6.1. Построение графика зависимости интенсивности движения от скорости N = ƒ (V).
Зависимость интенсивности движения от скорости имеет вид
|
|
|
Nчас |
= |
1000V |
, авт./ ч |
|
(14) |
|||||
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
L |
|
|
|||
где L - расстояние между передними и задними бамперами автомоби- |
|||||||||||||
лей, движущихся друг за другом, м; V - скорость движения автомобиля, |
|||||||||||||
км/ч. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
L определяем по формуле |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
||||
L = |
V |
+ |
|
K э V |
|
|
+ Sб + |
l а , м |
(15) |
||||
3,6 |
|
254 (ϕ + ƒ |
|
|
|
||||||||
|
|
|
± iв) |
|
|
||||||||
где lа - длина автомобиля, м |
|
Nчас |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
Nсут = |
|
, авт./ сут |
|
(16) |
|||||||
|
|
0,2 |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(при расчетах проводится округление значений интенсивности до целых величин в большую сторону).
Результаты вычислений при подстановке значений скорости от 20 до 120 км/ч и при шаге 5 км/ч сводят в табл. 1.
|
|
|
|
|
|
Таблица 1 |
||
V, км/ч |
20 |
25 |
|
… |
115 |
|
120 |
|
L, м |
|
|
|
|
|
|
|
|
Nчас, авт./ч |
|
|
|
|
|
|
|
|
Nсут, авт./сут |
|
|
|
|
|
|
|
|
По данным табл. 1 строим график зависимости N = ƒ |
(V). |
|||||||
По этому графику определяем при |
Nmax оптимальное значение |
скорости.
5
6.2. Определение пропускной способности одной полосы движе-
ния
Часовую пропускную способность определяем по формуле |
|
|||||||
Pчас = |
0,85 Nmax , авт./ч |
(17) |
||||||
Суточная пропускная способность определяем по формуле |
|
|||||||
Pсут = |
Pчас , авт./ сут |
(18) |
||||||
|
|
0,2 |
|
|
|
|||
7. Проектирование поперечного профиля дороги |
|
|||||||
7.1. Определение количества полос движения |
|
|||||||
Количество полос определяем по формуле |
|
|||||||
|
|
n |
|
|
||||
nп = |
Nпер |
|
|
(19) |
||||
Pсут 0,45 |
|
|||||||
|
|
|
||||||
(при расчете число полос округляем в большую сторону). |
|
|||||||
7.2. Определение ширины проезжей части |
|
|||||||
Ширину проезжей части определяем по формуле |
|
|||||||
В= |
b + |
|
c |
+ y + |
x , м |
(20) |
||
2 |
||||||||
|
2 |
|
|
2 |
|
где b - ширина кузова автомобиля, м; с – колея автомобиля, м; у - расстояние от внешней границы следа колеса до края проезжей части, м
y = |
0,1+ 0,0075 Vрасч , |
(21) |
||
где x - зазор между кузовами встречных автомобилей, м |
|
|||
x = |
0,3 + |
0,0075 |
V1+ V2 , |
(22) |
где V1 = V2 = Vрасч, км/ч. |
|
|
|
|
7.3. Проверка правильности выбранного количества полос |
|
|||
|
|
n |
|
|
|
Z = |
Nпер |
≤ 0,45 . |
(23) |
|
Pсут nп |
|||
|
|
|
|
8. Прогнозирование режимов движения транспортного потока
В зависимости от значения Z выбирается соответствующий уровень удобства движения.
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Варианты заданий |
|
|
Таблица 2 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
№ вар. |
Автомобиль |
V |
ϕ |
D |
n |
N1 |
P |
Kэ |
ƒ |
µ |
1 |
ГАЗ-3102 |
20,5 |
0,32 |
0,034 |
20 |
1800 |
3 |
1,2 |
0,01 |
0,12 |
2 |
ВАЗ-2108 |
25 |
0,35 |
0,093 |
25 |
2400 |
5 |
1,2 |
0,01 |
0,1 |
3 |
ГАЗ-3307 |
20 |
0,29 |
0,034 |
30 |
1500 |
2 |
1,3 |
0,02 |
0,15 |
4 |
ЛАЗ-699 |
15 |
0,26 |
0,04 |
35 |
2000 |
6 |
1,5 |
0,025 |
0,12 |
5 |
М-21412 |
28 |
0,3 |
0,032 |
20 |
1900 |
4 |
1,2 |
0,03 |
0,13 |
6 |
ЗиЛ-4331 |
21 |
0,39 |
0,035 |
25 |
1550 |
3 |
1,4 |
0,015 |
0,14 |
7 |
КамАЗ-5410 |
22 |
0,34 |
0,025 |
30 |
2100 |
2 |
1,4 |
0,02 |
0,12 |
8 |
ВАЗ-2105 |
26 |
0,35 |
0,031 |
35 |
2500 |
5 |
1,2 |
0,021 |
0,1 |
9 |
ГАЗ-3110 |
30 |
0,31 |
0,036 |
30 |
1950 |
4 |
1,2 |
0,021 |
0,13 |
10 |
ВАЗ-2110 |
30 |
0,29 |
0,025 |
15 |
1580 |
8 |
1,2 |
0,01 |
0,2 |
11 |
Икарус-256 |
25 |
0,35 |
0,023 |
20 |
1400 |
6 |
1,5 |
0,012 |
0,21 |
12 |
ГАЗ-31029 |
25,5 |
0,41 |
0,04 |
10 |
1000 |
4 |
1,2 |
0,01 |
0,12 |
13 |
ВАЗ-2108 |
28 |
0,24 |
0,031 |
25 |
1200 |
8 |
1,2 |
0,02 |
0,15 |
14 |
ВАЗ-2109 |
30,1 |
0,3 |
0,034 |
20 |
1500 |
10 |
1,2 |
0,015 |
0,16 |
15 |
Иж-2715 |
25,8 |
0,25 |
0,025 |
30 |
2500 |
8 |
1,2 |
0,02 |
0,1 |
16 |
Иж-2126 |
24,1 |
0,17 |
0,023 |
20 |
2100 |
6 |
1,2 |
0,023 |
0,15 |
17 |
МАЗ-5335 |
26,9 |
0,26 |
0,036 |
15 |
2300 |
2 |
1,4 |
0,03 |
0,13 |
18 |
МАЗ-6422 |
28,7 |
0,25 |
0,023 |
25 |
2400 |
3 |
1,4 |
0,028 |
0,16 |
19 |
ПАЗ-3205 |
25,4 |
0,34 |
0,024 |
20 |
1580 |
7 |
1,5 |
0,03 |
0,12 |
20 |
КАвЗ-3976 |
24,1 |
0,28 |
0,024 |
20 |
1500 |
8 |
1,4 |
0,026 |
0,13 |
21 |
КамАЗ-5320 |
15,0 |
0,26 |
0,03 |
15 |
2400 |
2 |
1,4 |
0,01 |
0,14 |
22 |
ВАЗ-21099 |
29,5 |
0,24 |
0,029 |
20 |
2200 |
5 |
1,2 |
0,015 |
0,15 |
23 |
ВАЗ-2104 |
25,0 |
0,23 |
0,028 |
22 |
1800 |
4 |
1,2 |
0,02 |
0,12 |
24 |
ВАЗ-2121 |
23,0 |
0,25 |
0,025 |
25 |
2000 |
3 |
1,2 |
0,03 |
0,2 |
25 |
ВАЗ-2105 |
28,0 |
0,23 |
0,025 |
20 |
1500 |
2 |
1,2 |
0,014 |
0,1 |
26 |
ВАЗ-2108 |
25,0 |
0,24 |
0,02 |
15 |
2000 |
5 |
1,2 |
0,023 |
0,2 |
27 |
ВАЗ-2109 |
23,0 |
0,21 |
0,02 |
10 |
1800 |
6 |
1,2 |
0,014 |
0,14 |
28 |
ВАЗ-2110 |
28,0 |
0,22 |
0,024 |
12 |
2500 |
4 |
1,2 |
0,018 |
0,12 |
29 |
ВАЗ-21099 |
29,5 |
0,26 |
0,026 |
10 |
3000 |
10 |
1,2 |
0,02 |
0,14 |
30 |
ГАЗ-31029 |
26,0 |
0,23 |
0,022 |
16 |
1850 |
9 |
1,2 |
0,011 |
0,13 |
31 |
ГАЗ-3307 |
18,5 |
0,25 |
0,027 |
10 |
2500 |
2 |
1,4 |
0,014 |
0,14 |
32 |
ВАЗ-2104 |
22,0 |
0,24 |
0,028 |
12 |
1800 |
5 |
1,2 |
0,01 |
0,13 |
33 |
МАЗ-6422 |
15,0 |
0,26 |
0,025 |
15 |
2400 |
6 |
1,4 |
0,025 |
0,12 |
34 |
ЗиЛ-4330 |
15,0 |
0,26 |
0,027 |
20 |
1800 |
3 |
1,4 |
0,015 |
0,14 |
35 |
ВАЗ-2108 |
25,5 |
0,24 |
0,028 |
25 |
1550 |
1 |
1,2 |
0,013 |
0,15 |
7
СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Бабков В.Ф., Андреев О.В. Проектирование автомобильных дорог.: Учеб. для вузов. Ч. I и II - М.: Транспорт, 1979.
2. Васильев А.П., Сиденко В.М. Эксплуатация автомобильных дорог и организация дорожного движения: Учеб. для вузов. - М.: Транспорт, 1990.
8
Составители Андрей Валентинович Косолапов
Владимир Владимирович Погорелый
Автомобильные дороги и городские улицы
Методические указания к курсовой работе для студентов всех форм обучения специальности 240100.03
“Организация перевозок и управление на транспорте (автомобильном)”
Редактор Е. Л. Наркевич
ЛР № 020313 от 23.12.96
Подписано в печать 18.02.2000. Формат 60× 84/16.
Бумага офсетная. Отпечатано на ризографе. Уч.–изд. л. 0,4. Тираж 50 экз. Заказ Кузбасский государственный технический университет.
650026, Кемерово, ул. Весенняя, 28.
Типография Кузбасского государственного технического университета. 650099, Кемерово, ул. Д. Бедного, 4а.