2.2. Пропускная способность и загрузка автомобильной дороги движением
Практическая пропускная способность дороги определяется по зависимости
Р=Рmах • В, легк.авт./ч, (2.4)
где Рmах - максимальное количество автомобилей, которое может пропустить данный участок дороги или дорога в целом в особо благоприятных, эталонных условиях.
За эталонные условия движения приняты следующие: прямолинейный горизонтальный участок большого протяжения без пересечений; ширина
полосы движения 3,75 м; укрепленные обочины шириной 3,0 м; сухое покрытие с высокой ровностью и шероховатостью; транспортный поток состоит только из легковых автомобилей; отсутствуют какие-либо препятствия на обочинах, вызывающие снижение скорости; погодные условия благоприятные.
Рmах определяется по зависимости
Рmах =1000∙(V/L)∙n, легк.авт./ч, (2.5)
где V- скорость, км/ч; L- динамический габарит автомобиля, м, n- число полос движения.
Динамический габарит автомобиля рассчитывается по формуле
L=la+lp+ST+l0, м, (2.6)
где 1а - длина автомобиля, м; 1р - расстояние, проходимое автомобилем за время, в течение которого водитель, увидев препятствие, осознает необходимость остановки и начинает тормозить; 1р фактически слагается из периода реакции водителя, периода запаздывания действия тормозного привода и периода неравномерного нарастания тормозного усилия; при расчетах элементов дорог сумма всех этих трех периодов принимается равной 1 секунде, что предусматривает напряженный режим движения и опытность водителя; тогда, исходя из этого условия, и при V, измеряемой в км/ч
1p=V/3,6, м; (2.7)
ST- тормозной путь, м.
Согласно теории автомобиля
ST = Кэ*V²/(254*(φ1±i+f)), (2.8)
где Кэ - коэффициент эксплуатационных условий торможения (при пневматическом и гидравлическом приводе Кэ=1,4); Кэ вводится в расчет тормозного пути в связи с тем, что в реальных условиях эксплуатации в процессе торможения не всегда удается реализовать теоретически возможное полное значение величины сцепления из-за состояния тормозной системы колес, покрытия, отличающегося от идеального; f - коэффициент продольного сцепления шин с покрытием; i - продольный уклон (знак «+» принимается, если расчет тормозного пути производится при движении на подъем, «-» - если на спуск), подставляется в зависимость (2.8) в абсолютном значении, например, i=0,03; f - коэффициент сопротивления движению (учитывает сопротивление качению и сопротивление воздушной среды); 10- зазор безопасности до впереди следующего автомобиля, м; 10 принимается равным 10 м для загородных дорог и до 3 м - для городских.
Заметим, что 1р + ST + 1о = S является расстоянием видимости, которое необходимо для экстренной остановки автомобиля перед возникшим на пути препятствием.
Подставляя в формулу (2.5) зависимости (2.7) и (2.8), получим
, (2.9)
Возвращаясь к зависимости (2.4):
В - итоговый коэффициент снижения пропускной способности дороги
В=β1 * β2*...* β13, (2.10)
где β1, β2...β13- частные коэффициенты снижения пропускной способности, отражающие влияние:
- ширины полосы движения (β1);
- боковых препятствий на обочине (β2);
- количества грузовых автомобилей в потоке (β3);
- продольного уклона (β4);
- расстояний видимости (β5);
- радиуса кривых в плане (β6);
- скорости (β7);
- типа пересечения (β8);
- состояния обочин (β9);
- типа покрытия (β10);
- типа сооружения для обслуживания проезжающих (β11);
- вида разметки проезжей части (β12),
- вида дорожных знаков (β13).
Соотношение значений приведенной расчётной интенсивности движения и фактической (практической) пропускной способности дороги определяет загрузку дороги движением. Определяется по зависимости
Z=Nn/P. (2.11)
Значения Z, изменяющиеся в пределах от 0 до 1, определяют вид транспортного потока и характеризуют эффективность работы дороги.
Установлено, что если Z<0,2, то имеем свободный транспортный поток (т.е. одиночные автомобили едут по дороге на таком расстоянии друг от друга, что они практически не оказывают взаимного влияния на условия движения) и неэффективную работу дороги.
Если Z=0,2-0,45, то имеем так называемый частично связанный транспортный поток и малоэффективную работу дороги. При частично связанном потоке движение происходит в виде временно создающихся групп из нескольких автомобилей; после обгонов частично связанный поток распадается и образуется свободный транспортный поток.
При Z=0,45-0,7 имеем связанный транспортный поток и эффективную работу автомобильной дороги. Связанный поток характерен тем, что все автомобили в нем оказывают взаимное влияние друг на друга, движение осуществляется в виде больших групп автомобилей, в случае обгонов скорость обогнавшего автомобиля начинает вновь определяться движением едущего перед ним автомобиля.
Если Z=0,7-l,0, то имеем так называемый плотный, или насыщенный, транспортный поток, при котором автомобили следуют друг за другом, обгоны становятся невозможными, в местах ухудшения дорожных условий возможны заторы; дорога в этом случае работает неэффективно.