CC BY
53
УДК625.72
ВИЗНАЧЕННЯ РАД1УС1В К1ЛЬЦЕВИХ ОБХОД1В ТА КУТА В1ДХИЛЕННЯ ОБХ1ДНИХ АВТОМОБ1ЛЬНИХ ДОР1Г
С.Б. Угненко, професор, д.т.н, О.М. Ужв1ева, асистент, ХНАДУ
Анотаця. Розглянуто визначення padiycie млъцевих обход1в i кута в1дхилення обх1дних автомобтъних доpiг. Для визначення padiyca ктъцевого обходу рекомендуетъся використати co6ieapmicmb автомобыьних перевезенъ вaнтaжiв з урахуванням фактора прискорення гх доставки для доpiг, що забезпечуютъ piзнi швидкоcтi.
Ключов1 слова: автомобшъна дорога, paдiycи млъцевих обходiв, дорожнъо-транспортм витрати, дорожня мережа.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАДИУСОВ КОЛЬЦЕВЫХ ОБХОДОВ И УГЛА ОТКЛОНЕНИЯ ОБХОДНЫХ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ
Е.Б. Угненко, профессор, д.т.н., Е.Н. Ужвиева, ассистент, ХНАДУ
Аннотация. Рассмотрено определение радиусов колъцевых обходов и угла отклонения обходных автомобилъных дорог. Для определения радиуса колъцевого обхода рекомендуется исполъ-зоватъ себестоимостъ автомобилъных грузоперевозок с учетом фактора ускорения их доставки для дорог, которые обеспечивают разные скорости.
Ключевые слова: автомобилъная дорога, радиусы колъцевых обходов, дорожно-транспортные расходы, дорожная сетъ.
DETERMINATION OF RADIUSES OF CIRCULAR ROUNDS AND REJECTION CORNER OF ROUNDABOUT HIGHWAYS
Ye. Ugnenko, Professor, Doctor of Technical Science, E. Uzhvieva, Assistent, KhNAHU
Abstract. Determination of radiuses of circular rounds and corner of unlocking of roundabout highways is considered in the article. For determination of the radius of circular round it is recommended to utillize the prime price of motor-car transportations of loads taking into account the factor of acceleration of their delivery for roads which provide different speeds.
Key words: highway, radiuses of circular rounds, road are transport charges, travelling network.
Вступ
Одним i3 основних елеменпв дорожньо! мереж в сучасних планах розвитку мют е обхвдш автомобшьш дороги. Значення цих дор^ не вичерпуеться прийняттям на себе транзитних автомобшв i виводом !х за меж мсько! територи, хоч це i е !х основним завданням [1].
Обхщш автомобшьш дороги, ^м цього, повинш приймати на себе частину
автомобшв, яю виконують мюью перевезення мiж окремими районами мюта. Перенесення частини транспортних потоюв за межi мюько! територи рiвнозначне i перенесенню супроводжуючих !х забруднюючих речовин. Проте за межами мюта за рахунок оргашзацп дорожнього руху з оптимальною швидкютю можливе значне зниження емюп шкщливих речовин транспортного потоку. Крiм того, iстотно нижча щшьнють населення, а наявний проспр дозволяе в бiльшостi випадкiв обшти
дрiбнi населеш пункти так, щоб вони не потрапляли в саштарно-захисну зону дороги. У практищ автодорожнього проектування прийнято розглядати декiлька варiантiв просторового розташування автомобiльних дорiг на мюцевосп. Визначення найбiльш задовольняючого екологiчним i економiчним вимогам варiанта е складним завданням, оскiльки кожний володiе набором i позитивних, i негативних якостей.
Найактуальшшим завданням е вибiр ращушв кiльцевих обходiв. В розроблених нормативних документах з питань вибору трас кшьцевих обходiв е лише загальш рекомендаций що мiстять у собi перелiк можливих варiантiв трас i послiдовнiсть !х технiко-економiчного порiвняння.
Мета та постановка задачi
Найбiльшого поширення у практицi проектування набули кiльцевi обходи, що розмiщуються на меж резервних мiських територiй. Головною метою такого розмщення е вiддалення трас кшьцевих обходiв вiд юнуючо! мюько! забудови, що дозволяе використовувати щ обходи як позамiськi автомобiльнi дороги, на яких забезпечуються бiльш висок швидкостi руху. Таким чином, дуже часто радiус кiльцевого обходу залежить вiд розмiрiв забудовано! та резервно! територи мiста. Нарiвнi з прокладанням кiльцевих обходiв в багатьох випадках будують ще й мiськi кiльцевi автомобiльнi дороги для руху автомобшв в обхiд центральних районiв мюта [2, 3].
Потреба в кшьцевих обходах i мiських кiльцевих автомобшьних дорогах свiдчить про необхiднiсть бшьш широкого практичного пiдходу до питання розмiщення кiльцевих обходiв. Незважаючи на вщомче розмежування у сферах дiяння мiських та позамiських дорожнiх оргашзацш, проектування кiльцевих обходiв мае вестись вщповщно до планiв розвитку мют з метою завчасно! пiдготовки цих обходiв до виконання функцiй мюьких кiльцевих автомобiльних дорiг [4].
Визначення радiуса кiльцевого обходу
Визначення радiуса кiльцевого обходу зводиться до сшвставлення дорожньо-транс-
портних витрат при про!здi автомобiлiв по ввiдних дорогах i кiльцевих обходах з рiзними швидкостями. Необхiдно правильно вибирати центральну частину мiста, вулична мережа яко! повинна бути максимально звiльнена вщ автомобiльного транспорту.
Для цього порiвнюють приведенi до певного року сумарш дорожньо-транспортнi витрати. Для бшьшо! зручност варiанти порiвнюють за величиною питомих дорожньо-транспорт-них витрат [3].
Розглянемо мюта, модель обходу яких може бути представлена у виглядi кшьця. У цьому випадку про!зд по кшьцевому обходу (рис. 1, а) випдний, якщо
Рис. 1. Схема до визначення радiусiв кшьцевих обходiв
, И D Щ. И D
(Я + г) КТО+ Тмъ1 ш КТ707 ле 0, ы ле 0Р
, И D щ
+ (Я - г) + ТЪ
'¡е 0Р кЫ
щ
+ Т, Ъ +
(1)
де Я - радiус кiльцевого обходу в км; г -радiус центрально! частини мюта, яка повинна бути максимально звшьнена вщ автомобiльного транспорту в км; Dв -зведенi до вихщного року дорожнi витрати, пов'язаш з ремонтом 1 км ввщно! магiстралi
в грн;
Dк -
зведенi до вихщного року
дорожнi витрати пов'язаш з бущвництвом i ремонтом 1 км кшьцевого обходу в грн; е 0 - обсяг вантагав, що направляються в мiсто та шуть транзитом по тiй чи шшш магiстралi в т; Тм, Тк - транспортна складова собiвартостi автомобiльних перевезень 1 т/км по мюькому i кiльцевому маршрутах в грн;
о
а - кут мiж
ввiдними автомобшьними магiстралями в радiанах; F - коефщент використання прискорення доставки вантаж1в. З рiвняння (1) одержимо формулу для визначення радiуса кiльцевого обходу
R =
Иж D ц
г кз :т0 + Т ч + ли е 0, в ш
(2)
ж — ц ж — ц а з—+ Т чц + з—— + Т чц -
Ие QF кШ Ие QF кШ + ж —в + Т Цщ
+ з—0^ + Т чъ ие ОР кцщ
ж — ц - + Т чц
Ие О вШ
Розрахунок радiуса за формулою (2) ведеться методом послщовного наближення. Спочатку визначаеться радiус без урахування коефiцieнта Р; поим визначаеться коефщент Р, який вводиться в формулу (2) для повторного ршення. Величина
коефщента
Р = 1 + f .
Р
визначаеться з виразу
Тут f - вiдносне збшьшення обсягу перевезень
f =
2г
К,
Яа^ V.
V,
+ к т
де Ум, Ук - швидюсть руху aвтомобiлiв по мюькому i кiльцевому маршрутах; 1е, Уе -довжина маршруту i швидкiсть руху aвтомобiля; Кп - коефщент використання пробiгу aвтомобiлiв; т - сумарний час на навантаження та вивантаження автомобшв за один рейс в год.
Рaдiус нового кшьцевого обходу (рис. 1, б) визначаеться за формулою
R =
, и — щ (R - Ra - d) к—0 + т Г -ле 0 ы
ж
|е О
ц .ж —к
+ Тв ч - а з
ш
и
е 0Р
-+ Т
ц
(R + ') Ие—0 + Т. Щ
ле 0 ы
ж —
3
е 0Р
-+ Т
ц
де d - ширина мсько1 територи, яка повинна бути максимально звшьнена вiд автомобiльного транспорту; R - рaдiус рaнiше збудованого чи запроектованого кiльцевого обходу.
Крiм розглянуто! вище кшьцево1 моделi обхщних aвтомобiльних дорiг, може бути застосована простша модель обходу, що складаеться з двох прямолшшних дiлянок, яю вiдходять вiд ввщно1 автомобшьно1 дороги тд кутом а (рис. 2).
Рис. 2. Схема до визначення кута вщхилення обх1дно1 автомобшьно1 дороги
Вказана модель обходу може бути використана в компактних i витягнутих у довжину мiстaх, для яких така схема найбшьшою мiрою вщповщае природним або планувальним умовам розвитку мюта.
Розрахунок кута вiдхилення обходу вщ автомобшьноТ дороги
Для виводу транзитних автомобшв за меж мюта необхщно збудувати обхвдну aвтомобiльну дорогу, яка повинна пройти через якусь опорну точку Р (межа юнуючо1 чи перспективное' забудови мiстa). Сумарш дорожньо-трaнспортнi витрати на розрахунковий перюд при цьому повиннi бути мшмальними. Розв'язання цього завдання зводиться до вщшукання кута вiдхилення обходу а вщ ввщно1 автомобшьно1 дороги.
к
к
Вщповщно до нашо! схеми величину кута a можна одержати з píbhoctí
Довжина дiлянки ввщно! автомобшьно! дороги мiж точками А i О визначасться за формулою
И DB
'а
е Q
+ T ъ = i
ы
И DK
¡е QF
щ
+ T ъ ,
(4)
l1 = l2 cos a .
Висновки
де l - довжина дiлянки ввщно! автомобшьно! дороги, розмщено! мiж точкою вiдмикання обходу i центром мюта; l2 - довжина обхвдно! автомобшьно! дороги (до точки p);
В робот визначено декiлька варiантiв просторового розташування автомобiльних дорiг на мiсцевостi. Визначення найбшьш задовольняючого екологiчним i економiчним вимогам варiанта е складним завданням,
ГЛ I," I 11. I " I I
I Ч VI' I 11 11 I
РППЛ ГГ1 с
набором
C06ÍBapT0CTÍ перевезень вантаж1в по ввщнш автомобiльнiй дорозi. Величина береться середньозважена для дiлянок автомобшьно! дороги в межах i за межами мюта; T - те ж, по обхщнш автомобiльнiй дорозi.
Для визначення кута a приймемо l2 = l + a , звiдки a = l2 - l1. 1з трикутникiв AOD i АОР (рис. 2)
b . a — = sin — l1 2 '
a a li
звщки b = l1 sin—, а 2b = 2l1 sin— , cos a = -L , 2 2 l
2
I2 = —a = li cos a
ж 1 ,ц ■>--1
ч
и cos a ш
Пюля пiдстановки рiвняння (4) матиме вигляд
И D„
щИ
11вКТ^1+ Т2Ъ = к1 +1 з
ж 1
е Q1
ы Л
и cos a
1 ЦЩн 1чъг
ж D ц Гз-^ + Т_ЧЧ
, (5)
звщки
е QF
ж D„
ц
cos a =
з " „ + Тк ч ие QF ш
ж D ц - в + ТвЧ ш
(6)
е Q
Знаючи кут a , неважко визначити довжину обхщно! автомобшьно! дороги
l2 =
h
sin a
позитивних, i негативних якостеи.
Оптимальний вар1ант вибираеться за сукупнютю техшчних, економ1чних i еколопчних характеристик. Пряме зютавлення варiантiв за довжиною траси, площею i складом земель, що будуть вщчужеш пiд будiвництво обходiв населених пунктiв, ще не дае достатшх пiдстав для еколого-економiчного вибору, хоча i впливае на нього в ютотнш мiрi. Для цього необидно враховувати весь комплекс критерив.
Максимальне використання кшьцевих обходiв для мюьких перевезень можливе за умови близького розмщення цих обходiв вiд мюько! забудови.
Обrрунтованi в роботi залежносп з визначення радiусiв кiльцевих обходiв i кута вiдхилення обхвдних автомобшьних дорiг послужать основою для перспективного розмiщення дорожньо! мережi на найближчих до мюта територiях.
Лггература
1. БiлятинськиИ О.А. Основнi критерп, якi
застосовуються для визначення ризику екологiчних показникiв автомобiльних дор^ та природного простору населених пунктов / О.А. БiлятинськиИ, СБ. Угнен-ко // Вiсник транспортно! академи Укра!ни та Нац. трансп. ун-ту. - К. : НТУ КАД1. - 2000. - №4. - С. 83-85.
2. Угненко Е.Б. Усовершенствование мето-
дов оценки экологической безопасности природной среды при строительстве и реконструкции автомобильных дорог : моногр. / Е.Б. Угненко. - Харюв : ХНА-ДУ, 2005. - 139 с.
3. Угненко Е.Б. Методология проектирова-
ния реконструкции автомобильных до-
рог с учетом экологических показателей : моногр. / Е.Б. Угненко. - Харюв : ХНАДУ, 2008. - 181 с.
4. Автотранспортные потоки и окружающая среда - 2 : учеб. пособие для вузов / ВН. Луканин, А.П. Буслаев, М.В. Яшина ; под ред. В.Н. Луканина. - М. : ИН-ФА-М, 2001. - 646 с.
Рецензент: В.1. Клименко, профессор, д.т.н.,
ХНАДУ.
Стаття надшшла до редакци 12 кв^ня 2010 р.
