Условия движения по периодам года. Каждому периоду года соответствуют свои условия погоды, влияющие на состояние поверхности покрытия и условия движения.
К зимнему относят период с устойчивой среднесуточной температурой воздуха ниже 0°С.
Продолжительность характерных периодов года
Под зимним подразумевают период с начала образования устойчивого снежного покрова до его схода. На большей части территории РФ зимний период является самым длительным:
В зимний период поверхность меняется в широких пределах: может быть сухой и чистой, покрыта слоем сухого рыхлого снега (заснеженной), снежным накатом, мокрым снегом или ледяной коркой.
Переходные периоды – весенний осенний-с неустойчивой погодой, при которой наблюдаются осадки всех видов (твердые, жидкие и смешанные). Весенним считается период со среднесуточной температурой воздуха от 0 до +15 °С. В целом продолжительность этого периода: отличающегося переходами от потеплений к похолоданиям, колеблется от 30 до 60-80 дней. Осенним принято считать период, характеризующийся понижением температуры от +15°С до 0°С осенью. В переходные периоды года чаще покрытие влажное и мокрое, грязные в разрушенные обочины.
Летом увеличивается количество осадков, но сокращается их продолжительность. В летний период наиболее часто наблюдается сухое чистое покрытие, сухие обочины и в целом благоприятные условия движения.
Наиболее удобные и безопасные условия движения автомобилей на дороге приняты за эталонные – сочетание таких параметров, транспортно-эксплуатационных характеристик дорог, их состояния, параметров расчетного автомобиля, характеристик климата и погоды, которые обеспечивают благоприятные и безопасные условия движения с расчетной скоростью при оптимальной нервно-эмоциональной напряженности водителя. За эталонные условия для двухполосных дорог принято движение одиночного автомобиля на прямом горизонтальном участке с шириной проезжей части 7,5 м, укрепленной обочиной 2,5 м, видимостью встречного автомобиля 750 м, с шероховатым покрытием, коэффициент сцепления которого в мокром состоянии для шин с протектором не ниже 0,6, ровность не больше 300 см/км (по ПКРС-2), а коэффициент сопротивления качению 0,01-0,02; при этом погода сухая, время летнее, температура воздуха 20 °С, ветер отсутствует, метеорологическая дальность видимости больше 750 м [5]. Любое ухудшение условий движения по сравнению с эталонными ведет к снижению максимально возможной или максимально допустимой скорости.
Изменения ширины проезжей части и обочин по периодам года. Фактически используемая ширина проезжей части и обочин на одном и том же участке изменяется в широких пределах в различные периоды года в зависимости от погодно-климатических условий, конструктивных особенностей земляного полотна, проезжей части, краевых полос, обочин, а также от уровня содержания дороги (см рис).
Характерные поперечные профили дорог в различные периоды года:
а -летом; б -осенью и весной при неукрепленных обочинах; в - зимой на участках, не имеющих помех для снегоочистки; г - зимой, на участках, имеющих помехи для снегоочистки; д, е - при неполной очистке снега; 1 - уплотненный снег; 2 - рыхлый снег; 3 - колеи наката; а - ширина загрязненных полос осенью и весной; а1 -ширина обочин; а2 - фактическая ширина обочин зимой; b1 - ширина проезжей части; b2 – ширина чистой проезжей части; b3 – используемая ширина проезжей части; с -ширина полос наката из снега или льда; В1 – ширина земляного полотна; В2 - ширина дороги зимой
Фактически используемая для движения ширина чистой укрепленной поверхности
B1ф = B пр + 2 b – 2 b з,
где В пр – проектная ширина проезжей части, м; b – ширина краевой укрепленной полосы, м; b з – ширина полосы загрязнения краевой укрепленной полосы
или прикромочной полосы проезжей части, м.
Летом в сухую погоду во всех климатических зонах в основном сохраняются проектные параметры поперечного профиля дорог и проезд осуществляется по всей ширине покрытия; обочины в этот период сухие, плотные. В переходные периоды года, особенно осенью, изменения фактической ширины проезжей части начинаются с выпадением дождей, понижением и увеличением относительной влажности воздуха, а весной – при таянии снега. Это происходит за счет загрязнения проезжей части, которое зависит от грунта обочин, их ширины и вида укрепления, общей ширины проезжей части, наличия въездов и съездов без твердого покрытия. Занесенная автомобилями на проезжую часть грязь растаскивается колесами к кромкам и откладывается на прикромочной полосе проезжей части (см рис).
Характерные состояния обочин в переходные периоды года:
а - при наличии краевых укрепленных полос; б - укрепление на всю ширину; в - без укрепления; 1 - чистая поверхность; 2 - слой пыли или грязи; 3 - колеи и неровности на обочине
При неукрепленных обочинах сокращение проезжей части из-за загрязнения достигает 0,6-1,2 м. На участках с укрепленными на всю ширину обочинами сокращения ширины проезжей части почти не происходит. Характерным для зимних условий является исчезновение четких очертаний границ земляного полотна и сглаживание его форм. В районах с длительным зимним периодом, частыми снегопадами и метелями при регулярной снегоочистке на прикромочных полосах обочин и проезжей части образуется ровный плотный слой снега шириной 0,2-0,6 м и толщиной 2-10 см, по которому может происходить движение автомобилей, (см рис).
Параметры и состояние обочин зимой:
а - при тщательной очистке снега; б - приобразовании вала снега на участках ограждений, сигнальных столбиков; а п- проектная ширина обочины; а ф - фактическая ширина обочины
Фактическая ширина проезжей части, используемая для движения на дорогах с хорошим зимним содержанием, как бы увеличивается. Поэтому на отдельных участках зимой могут быть лучшие условия для движения, чем летом. Средняя ширина фактически используемой полосы равна 8-8,5 м, т.е. больше чем ширина проезжей части. Интересно отметить, что эту ширину водители выбирают в течение всей зимы, и, по-видимому, она являете наиболее предпочтительной для двухполосного движения. Ширина прикромочных полос уплотненного снега колеблется от 0,2 до 2,5 м с каждой стороны.
Расчетные состояния поверхности. В процессе эксплуатации под влиянием метеорологических условий технического уровня, качества со держания дорог, интенсивности и состава движения формируется множество состояний поверхности, на которых можно выбрать характерные в каждый период года. Эти состояния приняты за расчетные:
в летний период – сухое чистое покрытие и обочины;
в осенне-весенний переходный период:
а) все покрытие мокрое, чистое;
б) покрытие мокрое, чистое, прикррмочные полосы загрязнены;
в) покрытие мокрое, загрязненное. Схему «а» принимают расчетной для дорог I и II категорий с обочинами, укрепленными на всю ширину каменными материалами и с применением минеральных или органических вяжущих. Схема «б» относится к дорогам или участкам с укрепленными краевыми полосами и неукрепленными обочинами или с обочинами, укрепленными щебнем (гравием) без вяжущих. Схема «в» относится к дорогам без укрепленных краевых полос и обочин;
в зимний период:
а) слой рыхлого снега на покрытии и обочинах находится только во время снегопадов и метелей в перерывах между проходами снегоочистительных машин;
б) проезжая часть чистая, уплотненный снег и лед на прикромочных полосах, рыхлый – на обочинах;
в) проезжая часть покрыта плотным снежным накатом, на обочинах – рыхлый снег;
г) на покрытии гололед;
д) поверхность влажная, имеется рыхлый мокрый снег или слой снега и льда, растворенного хлоридами. Схемы «а», «б», «г» и «д» принимают расчетными для дорог I—IIIкатегорий, схемы «б» и «в» - для дорог III и IV категорий.
Расчетную толщину слоя рыхлого снега на покрытии принимают с учетом защищенности дороги от заносов и оснащенности дорожной службы машинами для зимнего содержания, но не менее 10 мм.
Каждому расчетному состоянию покрытия соответствует коэффициент сопротивления качению и коэффициент сцепления, ширина чистой фактически используемой для движения поверхности дороги, которые непосредственно влияют на скорость, удобство и безопасность движения автомобилей.
Продолжительность различных состояний дороги. Втечение года она зависит от климата данного района, технического уровня дороги и качества ее содержания. Каждый метеорологический фактор характеризуется вероятностью появления (повторяемостью), продолжительностью действия и последействия.
Продолжительность действия - продолжительность самого метеорологического фактора (дождя, снегопада и т.д.). Продолжительность последействия - время с момента прекращения данного метеорологического фактора до прекращения или ликвидации его последствий на состояние дорог и условия движения (например, время просыхания поверхности дороги после прекращения дождя). Продолжительность последействия может быть получена только путем наблюдений за состоянием дорог в различные периоды года. Ряд метеорологических факторов практически не обладает последействием: температура и влажность воздуха, ветер, туман.
Средняя продолжительность их действия составляет: положительная температура воздуха – 4-6 ч; отрицательная – 10-12 ч; относительная влажность воздуха – 8-10 ч; ветер – 8-12 ч; туман – 4-8 ч.
Продолжительность того или иного состояния поверхности дороги
T = P(x)(t1 + t2),
где Р(х)- вероятность появления метеорологического фактора, определяющего характерное состояние поверхности дороги (дождь, снегопад, метель, гололед); t1 – продолжительность действия, ч; t2 – то же последействия, ч.
Отличительная особенность переходных периодов заключается в возрастании длительности последействия осадков, что объясняется повышенной влажностью, пониженной температурой воздуха и испаряемостью в эти периоды. В осенне-весенний период просыхание покрытия и обочин во много раз продолжительнее выпадения дождя или мокрого снега особенно при температуре воздуха от 0 до + 7 °С. В этот период дожди даже небольшой интенсивности имеют последействие в 3-5 раз больше, чем ливневые дожди летом.
Большой разброс продолжительности последействия метеорологических факторов наблюдается зимой, что объясняется разнообразием условий снегозаносимости и уровней содержания дорог.
Для практических целей продолжительность состояний поверхности можно определить по формуле
Ti = λi л D л + λi о.в D о. в + λi з D з,
где λi л, λi о.в, λi з – коэффициенты продолжительности различных состояний (сухого, мокрого, заснеженного, снежного наката, гололеда); D л, D о. в, D з – продолжительность летнего, осеннее – весеннего и зимнего периодов в данной зоне, дни.
Коэффициент λi комплексно учитывает влияние климата, интенсивности движения, технического уровня и уровня содержания дороги. Его значения принимают по таблице.
Таблица
| Кате-гория дороги | Коэффициент λ для различных состояний дороги и периодов года | |||||||||
| летний | осеннее-весенний | зимний | ||||||||
| сухое | мокрое | сухое | мокрое | сухое чистое | мокрое | рыхлый снег на покрытии | снежный накат | искусст-венный гололед | естест-венный гололед | |
Примечания. 1. Большие значения коэффициента λдля сухого покрытия в летеий и переходные периоды принимают при наличии краевых укрепленных полос или укрепленных обочин.
2. Для зимнего периода коэффициент λназначают с учетом оснащенности дорожной службы машинам и оборудованием для зимнего содержания. Минимальное значение λдля мокрого покрытия, рыхлого снега, снежного наката и гололеда принимают при 100% оснащенности по сравнению с нормативной, соответственно максимальные значения λ, при оснащенности 50% и менее.
