Транспортно-експлуатаційні якості автомобільних доріг та безпека руху

Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Національний  транспортний університет

Кафедра «Будівництва та експлуатації доріг»

 

 

 

 

КОНТРОЛЬНА  РОБОТА

З дисципліни «Транспортно-експлуатаційні якості

автомобільних доріг та безпека руху»

Завдання  № 19

 

 

 

 

 

 

 

                                        Виконав:

                                                                  Студент групи БД-VI-1м

                                                  Власюк М.Ю.

                                          Перевірив:

                                                                         Кандидат техн. наук, доцент 

                                                      Островерхий О.Г.

 

 

 

 

Київ 2012

 

 

ЗМІСТ

1. Рівність проїзної частини, вплив її на ефективність роботи автомобілів……………………………………………………………...
2. Показники ефективності транспортної роботи дороги. Собівартість перевезень, складові собівартості перевезень………………………..
3. Пропускна здатність дороги…………………………………………...

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Рівність проїзної частини, вплив її на ефективність

 роботи автомобілів

Всі показники  роботи рухомого складу розрізняють  на дві групи:

1) Тягово-швидкісні  показники:

а) швидкість  руху –  (км/год);

б) обертовий  момент – М;

в) тягове зусилля – Т;

г) коефіцієнт використання потужності

де Р_ф і Р_дв– відповідно фактично використовувана і максимальна потужність двигуна.

2) Паливно-економічні  показники:

а) швидкість  руху –  (км/год);:

б) питома витрата палива –  (г/е. л. с. год);

в) лінійна  витрата палива – Q (л/100 км або кг/100 км);

г) собівартість перевезень – а (грн./маш-км або грн./ткм).

Рівність  проїзної частини впливає на формування всіх без винятку показників роботи рухомого складу. Загальний характер впливу рівності на величину кожного  з показників наведено на рис. 1. Конкретні  ж значення показників залежать від  типу транспортного засобу і можуть бути визначені на основі прямих вимірів  або відповідних розрахунків.

Рис. 1. Характер впливу рівності проїзної частини на

показники роботи рухомого складу

 

Вплив рівності проїзної частини на швидкість руху на дорозі зумовлюється перш за все: а) зниженням з її погіршенням керованості  автомобілем і комфортності руху; б) збільшенням поперечного габариту транспортних засобів і зменшенням у зв’язку із цим зазору безпеки  між автомобілями; в) погіршенням  у зв’язку із інтенсифікацією  коливального процесу умов реалізації фактичних зчіпних якостей проїзної частини: коливальний процес погіршує умови взаємодії шин з проїзною частиною, і фактичний коефіцієнт зчеплення шин з поверхнею  покриття буде визначитися як

                              

,                                               (1)

де  - коефіцієнт зчеплення шин з проїзною частиною при швидкості руху, близькій до нуля;

- імовірність реалізації коефіцієнта  зчеплення  у зв’язку із коливальним процесом.

Зростання з погіршенням рівності проїзної частини обертового моменту і  тягового зусилля, необхідних для підтримування  рівномірного руху, питомої і лінійної витрат палива зумовлене тим, що колеса автомобіля при зустрічі з кожною нерівністю втрачають частину кінетичної енергії на її подолання. Чим більша кількість і більші розміри цих  нерівностей, тим більша сумарна  величина втраченої на подолання  нерівностей кінетичної енергії  автомобіля. Щоб підтримувати в цих  умовах рівномірний рух з заданою  швидкістю, двигун автомобіля повинен  розвивати більшу потужність, більший  обертовий момент і тягове зусилля, і як наслідок – витрачати більше палива на одиницю шляху.

Зниження  швидкості руху з погіршенням  рівності проїзної частини, погіршення інших тягово-швидкісних показників роботи автомобілів, зниження паливної економічності руху зумовлюють зростання  показників роботи автомобілів –  собівартості перевезень.

Для покращення показників роботи автомобілів на дорогах  проводять ремонтно-відновлювальні роботи, однією з основних задач  яких з точки зору роботи транспорту є покращення рівності проїзної частини. Найбільш ефективним у цьому плані є поточний відновлювальний ремонт доріг, оскільки він забезпечує досягнення мети за відносно невелику вартість. Поточний відновлювальний ремонт характеризується вирівнювальною ефективністю

                                     

,                                           (2а)

де  , - показники рівності проїзної частини в показаннях поштовхоміра, відповідно до і після проведення поточного відновлювального ремонту. Значення визначається за виразом

                       

, см/км                          (2б)

де h – товщина влаштовуваного замикаючого шару при даному поточно-відновлювальному ремонті (при влаштуванні поверхневої обробки – її товщина, у разі укладання шару асфальтобетону в (2б) приймається               h=4 см).

 

 

2. Показники ефективності транспортної роботи дороги. Собівартість перевезень, складові собівартості перевезень

 

 

Для накопичення та структуризації витрат при здійсненні перевезень використовують Методичні рекомендації з формування собівартості перевезень (робіт, послуг) на транспорті.

Рекомендації можуть застосовуватись  для цілей планування, ведення  обліку і калькулювання собівартості перевезень вантажів і пасажирів, робіт  і послуг, пов'язаних з транспортним процесом, як на транспортних підприємствах, так і на інших підприємствах, що виконують зазначені роботи (послуги), незалежно від форм власності  і підпорядкування, але з урахуванням  технологічних та організаційних особливостей кожного підприємства.

Конкретний перелік  і склад статей калькулювання  собівартості перевезень визначається підприємством.

Собівартість перевезень (робіт, послуг) — це виражені в грошовій формі поточні витрати транспортних підприємств, безпосередньо пов'язані з підготовкою та здійсненням процесу перевезень вантажів і пасажирів, а також виконанням робіт і послуг, що забезпечують перевезення.

Витрати на здійснення перевезень (робіт, послуг) характеризують витрати поточного періоду (року, кварталу, місяця) на дані цілі.

Витрати на перевезення (роботи, послуги) включають у собівартість того звітного періоду, в якому вони виникли, незалежно від дати сплати грошових коштів. Непродуктивні витрати і втрати відображаються в обліку того звітного періоду, в якому вони виникли.

Витрати в іноземній  валюті на виконання перевезень (робіт, послуг) відносяться на собівартість у гривнях згідно з офіційним  курсом Національного банку України, що діє на дату здійснення витрат.

Планування собівартості перевезень (робіт, послуг) є складовою  плану економічного та соціального  розвитку транспортних підприємств, які  розробляються ними самостійно на підставі показників планового обсягу перевезень вантажів і пасажирів, інших робіт  і послуг, продуктивності праці, фонду  її оплати тощо, і являє собою  систему техніко-економічних розрахунків, які визначають величину витрат на здійснення перевезень (робіт, послуг).

Метою обліку витрат і  визначення собівартості перевезень (робіт, послуг) є своєчасне, повне та достовірне визначення фактичних витрат на їх виконання, обчислення фактичної собівартості окремих видів перевезень (робіт, послуг), здійснення контролю за використанням  матеріальних, трудових і грошових ресурсів.

З метою правильної організації  планування, обліку, калькулювання  та аналізу собівартості перевезень витрати на перевезення (роботи, послуги) класифікуються за різними ознаками.

За місцем виникнення витрати  на перевезення (роботи, послуги) групуються в розрізі відокремлених структурних  підрозділів транспортних підприємств.

Залежно від характеру  та призначення виконуваних процесів виробництво поділяється на основне, допоміжне і обслуговуюче (невиробниче) господарство.

До основного виробництва  належать відокремлені структурні підрозділи підприємств, які безпосередньо  здійснюють перевезення, виконують  роботи та послуги, що належать до основного  виду діяльності: перевезення вантажів, пасажирів, транспортно-експедиційні послуги для підприємств, організацій  та населення; навантажувально-розвантажувальні роботи; такелажні роботи, експлуатація складів, перевалочних пунктів, вантажних  станцій, контейнерів, інші роботи та послуги.

Допоміжне виробництво  призначене для обслуговування підрозділів  основного виробництва: виконання  робіт по технічному обслуговуванню, ремонту рухомого складу, інших основних засобів, забезпечення інструментом, запасними  частинами для ремонту транспортних засобів та устаткування, різними  видами енергії, транспортними та іншими послугами. До нього належать ремонтні цехи, дільниці, майстерні, енергетичні, експериментальні та інші підрозділи.

До невиробничого господарства належать: житлово-комунальне господарство, культурно-побутові заклади, підсобні сільськогосподарські підприємства, науково-дослідні, оздоровчі, спортивні та інші структурні підрозділи, які не беруть участі у  здійсненні та забезпечені перевезень.

3. Пропускна здатність автомобільних доріг

 

 

Під пропускною здатністю дороги (смуги руху) розуміють  максимальну кількість автомобілів Р, яку може пропустити дана ділянка дороги або дорога в цілому чи смуга руху за одиницю часу за умови забезпечення заданої швидкості й безпеки руху. Пропускна здатність здебільшого визначається кількістю автомобілів за годину (авт./год). Розрізняють теоретичну пропускну здатність, яку визначають розрахунком для однієї смуги руху із постійних інтервалів між автомобілями в транспортному потоці, що складається лише з легкових автомобілів. Обчислена теоретично максимальна пропускна здатність є критерієм оцінки системи «дорожні умови – транспортні потоки» і визначає максимальну кількість автомобілів, яку може пропустити переріз смуги руху в експериментальній ситуації при належних заходах з організації дорожнього руху.

Практичну (реальну) пропускну здатність визначають для певних конкретних дорожніх умов, складу і швидкості транспортного потоку.

Максимальну пропускну здатність визначають на основі аналізу основного рівняння транспортного потоку. Якщо відома відстань L, м, між передніми бамперами автомобілів, які рухаються один за одним, і швидкість руху  υ, м/с, то кількість автомобілів, що можуть пройти через даний переріз за 1 год, тобто пропускна здатність смуги руху,

                                 

.                                             (1)

Відрізок  дороги L, що припадає на один автомобіль під час його руху, називають динамічним габаритом. Цей відрізок складається з довжини автомобіля l_а , шляху реакції водія υt ( t – час реакції), шляху гальмування S_r та зазору безпеки l₀ , тобто

                                

.                                     (2)

Динамічний  габарит має параболічну залежність від швидкості руху.

Гальмівний  шлях у динамічному габариті дорівнює різниці гальмівних шляхів переднього і наступного за ним автомобіля, тобто

                                  

,                                    (3)

де К_п і К_н – коефіцієнти експлуатаційної надійності гальм переднього і наступного за ним автомобілів (позначимо К_н – К_п через ).

Підставивши (1) і (2) в (3), матимемо

               

.                                      (4)

Дослідження (4) на екстремум свідчить, що максимально  можлива інтенсивність руху, тобто  максимальна пропускна здатність, буде при швидкості

                             

.                             (5)

Тоді

                   

                               (6)

Як показала А.Я. Хом’як ,в одному і тому самому перерізі Р_мах може змінюватись в значних межах залежно від надійності гальм, реакції водіїв і обраних ними режимів руху.

Величина  , яка характеризує частку гальмівного шляху в динамічному габариті автомобіля, і зазор безпеки l₀ залежать від оцінки водієм наступного автомобіля ситуації на дорозі. На цю оцінку певним чином впливають дорожні умови і заходи з організації дорожнього руху.

Звичайно  беруть =1,0…1,3. Професор Ю.М. Даденков вказував на можливість брати =0, тоді максимальна пропускна здатність буде при швидкості, що дорівнює нескінченності. Розриваючи невизначеність, дістанемо

                            

.                                                (7)

У цьому  випадку інтервали між появою автомобілів у певному перерізі дорівнюють часовій реакції водія. Обчислена за формулою (7) абсолютна  пропускна здатність смуги руху при t = 1 с становитиме 3600 авт./год. У США час реакції водія беруть 1,5 с, йому відповідає абсолютна пропускна здатність смуги 2400 авт./год.

Абсолютна пропускна здатність практично  неможлива. Для реальних умов рекомендують такі значення максимальної пропускної здатності: для двосмугових доріг – 2000…2200 авт./год в обох напрямках; для трисмугових – 3000 авт./год в обох напрямках; для багато смугових – 1250 авт./год для крайньої правої смуги, 1800 – для крайньої лівої і 1500…1700 авт./год – для проміжних смуг.

Залежності (6) і (7) для визначення пропускної здатності  не відображають реальних умов руху, оскільки вони одержані на підставі припущення про впорядкований рух на одній  смузі проїзної частини. В дійсності  безперервного, рівномірного руху на автомобільних  дорогах, і особливо на вулицях міст, немає. Тому значення пропускної здатності, обчислені за теоретичними формулами, як правило, більші за реальні у зв’язку  з тим, що реальні умови не повністю відповідають основним вимогам розрахункової  схеми; зокрема це стосується безперервності руху, однакової швидкості автомобілів  у потоці та однакових інтервалів між ними.

Реальну практичну пропускну здатність  смуги руху для заданих дорожніх умов, складу й швидкості руху визначають за формулою

                            

.                                                 (8)

Підсумковий коефіцієнт зниження пропускної здатності т дістають перемноженням окремих коефіцієнтів зниження :

.

Значення  окремих коефіцієнтів зниження пропускної здатності встановлюють експериментально.

На підставі міркувань, які дали змогу вивести  формулу (8), для визначення реальної пропускної здатності смуги руху запропонована залежність

                            

,                                           (9)

за якою визначають пропускну здатність  , коли задано середню швидкість , тобто за нормальних дорожніх умов. Швидкість вільного руху залежить від дорожніх умов, складу руху, характеру поїздок.

На формування швидкості вільного руху найбільше  впливають ширина проїзної частини, тип і стан дорожнього покриття, безпечна відстань видимості дороги, її повздовжній похил, стан узбіч, кривина  траси, наявність і повторюваність перехрещень.

Швидкість вільного руху може бути визначена  на основі експериментальних досліджень транспортних потоків у конкретних дорожніх умовах. Згідно з дослідженнями  орієнтовано середню швидкість  вільного руху вантажних автомобілів  на прямолінійних горизонтальних ділянках можна брати 55 км/год, а середню швидкість поодиноких легкових автомобілів – 80 км/год. Якщо даних натуральних спостережень немає, то швидкість вільного руху підраховують за графіками динамічних характеристик автомобіля з урахуванням коефіцієнта зниження пропускної здатності (0,6…0,8).

Вплив різних факторів (дорожнє покриття, рівність проїзної частини, наявність підйомів і спусків, недостатня видимість  тощо) на пропускну здатність проявляється в тому, що ці фактори знижують середню  швидкість руху; збільшення коефіцієнта  опору коченню f зумовлює збільшення значення і зменшення Р_мах ; у цілому пропускна здатність знижується.

Залежність (9) добре характеризує вплив сукупності факторів на значення пропускної здатності  смуги руху і є ефективним інструментом для теоретичного аналізу взаємозв’язку  між пропускною здатністю і окремими факторами. Крім того, ця залежність є  зручною і надійною для практичних розрахунків.

За складних дорожніх умов, коли , пропускну здатність слід визначати за формулою (6), підставляючи задані значення швидкості і відповідні значення .

Типова  пропускна здатність смуги руху характеризує максимальну інтенсивність  руху у частково пов’язаному режимі транспортного потоку з деяким зниженням  швидкості порівняно із швидкістю  поодиноких автомобілів.

Для характеристики умов дорожнього руху використовують поняття рівнів зручності, коефіцієнта  завантаження дороги Z, тобто відношення фактичної інтенсивності руху N до пропускної здатності смуги руху:

                                            Z=N/P.                                            (10)

Розрізняють чотири рівні зручності руху (табл. 1).

Таблиця 1

Рівень зруч-ності руху	Інтен-сивність руху на смузі, авт./год	Стан транспорт-ного потоку	Умови руху автомобілів	Коефіцієнт заванта-ження	Швидкість потоку відносно швидкості  поодинокого автомобіля	Умови роботи водія
А	360	Вільний	Взаємних перешкод немає	Менше 0,2	0,9…1,0	Легкі
Б	900	Частково пов'язаний	Утворення груп автомобілів, часті обгони	0,20…0,45	0,7…0,9	Нормальні
В	1200	Пов'язаний	Групи автомобілів збільшуються. Між  ними зберігаються інтервали. Умови  обгону ускладнюються	0,45…0,70	0,55…0,70	Утруднені
Г	1600	Насичений	Утворюється суцільний потік автомобілів, швидкість значно зменшується. Можливі  затори	0,7…1,0	0,40…0,55	Напружені

 

Для створення  резерву пропускної здатності на випадок незапланових інтенсивних перевезень, а також сезонних і добових піків інтенсивності руху розрахунковий коефіцієнт завантаження дороги, передбачений проектом при здаванні її в експлуатацію, не повинен перевищувати 0,55 її практичної пропускної здатності, а на період її реконструкції він повинен перевищувати 0,75.

Згідно  з коефіцієнтом завантаження призначають  кількість смуг руху проїзної частини. Відповідно до нормативних документів на проектування доріг загального користування передбачаючи на дорогах ІІ…ІV категорій дві смуги руху. Кількість смуг руху на багато смугових магістралях визначають за формулою

                                      

,                                               (11)

де N – інтенсивність руху, авт./год, зведена до легкових автомобілів;               – коефіцієнт сезонної нерівномірності руху; Z – коефіцієнт завантаження, що відповідає потрібному для даної дороги рівню зручності; Р – типова пропускна здатність дороги даної категорії.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Література:

1. О.А. Білятинський, В.Й. Заворицький, В.П. Старовойда, Я.В. Хом’як. Проектування автомобільних доріг. Частина 1: Підручник. – К.: Вища шк., 1997. – 518 с.;

2. С.С. Кизима. Експлуатація автомобільних доріг: навчальний посібник для студентів вищих навчальних закладів, які навчаються за напрямом підготовки. «Будівництво». – К.: НТУ, 2009. – 272 с.;

3. А.О. Собакарь, Я.Д. Холмянський, С.М. Тараненко. – Основи безпеки дорожнього руху: Навчальний посібник / за редакцією В.М. Бесчастного. – К.: Знання, 2007. – 312 с.