Влияние скользкости покрытия на безопасность движения

Одной из важнейших задач содержания дорог является устранение скользкости покрытия. Каменные материалы, использующиеся для изготовления верхнего слоя дорожной одежды, имеют свою отличающуюся друг от друга структуру, шероховатость, текстуру, а значит и скользкость.

При воздействии динамической нагрузки от колес проезжающих автомобилей микрочастицы поверхности получают эффект сглаживания, что приводит к повышению скользкости всего покрытия в целом. Это вызывает снижение коэффициента сцепления поверхности дороги, а, следовательно, и снижение безопасности движения. Особенно это явление наблюдается в местах наката колес по дороге.

Такое явление как повышенная скользкость покрытия может наблюдаться в зависимости от времени суток и от времени года. В летние дни при повышенной температуре воздуха происходит плавление битума на поверхности дороги, что вызывает повышение скользкости дороги (в то время как в ночное время шероховатость дороги повышается). С другой стороны, в осенние, весенние и зимние дни повышенная скользкость дороги объясняется выравниванием покрытия (его сглаживанием) за счет повышенной влажности (весной), загрязнения (осенью) или заснеженности дороги (зимой).

Дорожно-эксплуатационные службы обязаны поддерживать поверхность дороги на соответствующем уровне.

Конструктивно повышение коэффициента сцепления дороги обеспечивают, по крайней мере, 3 мероприятия:

1) использование шин с развитым протектором;

2) создание уклонов (поперечных) на участках дороги, где возможно скапливание влаги;

3) повышение коэффициента сцепления дороги за счет применения более шероховатых материалов.

Несмотря на все попытки повысить коэффициент сцепления в дождливую погоду, возникает эффект аквапланирования (называемый также гидропланированием), проявляющийся в создании гидродинамического клина в месте контакта колеса с поверхностью дороги (рис. 3.1). Плёнка воды, которая не успевает выжаться из-под колеса, собираясь под движущимся набегающим колесом, образует клин, гидродинамическое давление в котором превышает давление колеса на поверхность дороги. По мере увеличения длины клина площадь контакта шины с дорогой уменьшается и происходит резкое снижение коэффициента сцепления. При достижении некоторой критической скорости полностью нарушается контакт колеса с дорогой.

Рис. 3.1 - Эффект аквапланирования

Этот клин создает условия потери контакта колеса с дорогой в зависимости от скорости движения. Скорость, при которой начинается этот эффект, называется критической скоростью начала аквапланирования :

, км/ч,                                                (3.1)

где  − коэффициент, учитывающий состояние протектора шины, дороги и т.д.;  − давление воздуха в шине, МПа.

Этот эффект опасен тем, что автомобиль полностью теряет управление.

Влияние местного скользкого участка на проезжей части на безопасность движения можно оценить, используя коэффициент безопасности. Используем пример, когда два автомобиля, следующие друг за другом с равными скоростями, равными величине , двигаются по участку дороги с коэффициентом сцепления  и внезапно попадают на участок дороги с коэффициентом сцепления , который меньше . Второй участок в этом случае называется опасным.

Оба водителя снижают скорость до величины  и продолжают двигаться по этому участку.

Чтобы оценить безопасность движения при переходе от нормального участка на опасный участок, применяется коэффициент безопасности движения:

.                                        (3.2)

Так как коэффициент сцепления зависит от скорости, то в нашем случае расчёт должен вестись по следующей формуле:

.                                        (3.3)

ВЫВОДЫ

Построить график зависимости  от коэффициента  при разных сочетаниях  и  в диапазонах: = 0,2…0,8 с шагом 0,1; = 0,1…0,7 с шагом 0,1 в обоих случаях и сделать выводы. Скорость движения автомобиля изменяется в пределах 110-65 км/ч.

Таблица 3.1 – Исходные данные

№ вар.	, км/ч	, км/ч	, (шаг 0,1)	, (шаг 0,1)
1	35-80	80-45	0,2-0,8	0,1-0,7
2	40-75	35-85	0,2-0,8	0,1-0,7
3	40-85	90-35	0,2-0,8	0,1-0,7
4	25-75	75-35	0,2-0,8	0,1-0,7
5	30-85	85-45	0,2-0,8	0,1-0,7
6	25-85	80-30	0,2-0,8	0,1-0,7
7	25-90	95-40	0,2-0,8	0,1-0,7
8	45-90	100-55	0,2-0,8	0,1-0,7
9	45-100	105-60	0,2-0,8	0,1-0,7
0	35-85	105-70	0,2-0,8	0,1-0,7

Задание 4.