Определение пропускной способности

При определении максимальной пропускной способности одной полосы движения принимается, что автомобили движутся друг за другом с одинаковой скоростью на расстоянии, достаточном для полного торможения при внезапной остановке переднего автомобиля.

Длина участка дороги, приходящаяся на один автомобиль на дороге равна

, (115)

где S_p – расчетный безопасный тормозной путь, м; l₄ – длина автомобиля, м.

, (116)

где l₁ – путь, проходимый автомобилем за время реакции водителя, равное одной секунде:

; (117)

l₂ – путь, который дополнительно пройдет задний автомобиль вследствие различия в состоянии тормозов переднего и заднего автомобилей.

, (118)

где S_з и S_п – тормозные пути, соответственно, заднего и переднего автомобилей; l_з – некоторый запас расстояния между остановившимися автомобилями; К_з и К_п – коэффициенты эксплуатационного состояния тормозов, соответственно, заднего и переднего автомобилей; V – скорость автомобиля (Vз=Vп=V), км/час; i – уклон элемента профиля, на котором производится торможение, f – сопротивление качению, кгс/т; j – коэффициент сцепления.

Таким образом, безопасное расстояние между автомобилями при торможении равно

. (119)

Количество автомобилей, прошедших через рассматриваемое сечение дороги в одном направлении за час, т.е. пропускная способность одной полосы движения, при скорости движения V км/ч, равно

авт/час . (120)

При мгновенной остановке переднего автомобиля (первое допущение К_п=0) пропускная способность определяется выражением

. (121)

Максимальная пропускная способность по формуле (121) при скорости движения автомобиля, равной 2040 км/ч, составляет 1100 - 1600 авт/ч. При дальнейшем возрастании скорости пропускная способность N медленно снижается (рис.32).

Рис. 32. Теоретическая пропускная способность полосы движения при разных значениях коэффициента сцепления: 1 – по уравнению 121; 2 – по уравнению 122

При одинаковом состоянии тормозов переднего и заднего автомобилей (второе допущение К_з = К_п) пропускная способность определится выражением

. (122)

Уравнения (121) и (122) не отражают реальных условий движения по дороге разнотипных автомобилей с разными скоростями движения и обгонами, создающими помехи для движения во встречном направлении.

С увеличением интенсивности движения, естественно, пропускная способность уменьшается (так как падает скорость из-за помех), и скорость потока для дорог с двумя полосами движения при смешанном составе движения подчиняется эмпирической зависимости:

, (123)

где V_о – скорость движения одиночного автомобиля при отсутствии помех, км/ч, которая зависит от дорожных и погодных условий;
N – суммарная интенсивность движения в обоих направлениях, авт/ч; a – коэффициент снижения скорости, который зависит от состава движения: a = 0,016 при 20 % легковых автомобилей в составе транспортного потока: a = 0,0012 при – 50% и a = 0,008 при – 80% легковых автомобилей.

Уравнение (123) накладывает ограничение на использование уравнения (121), поскольку средняя скорость потока автомобилей, которой соответствует определенная пропускная способность, должна удовлетворять одновременно уравнению (123).

Рис. 33. Зависимость пропускной способности дороги от скорости движения транспортного потока: 1 – зависимость скорости транспортного потока от интенсивности; 2 – пропускная способность, рассчитанная по интервалам между автомобилями при разных скоростях движения;
3 – типичная пропускная способность полосы; 4 – скорость при типичной пропускной способности

На рис. 33 N_т – типичная пропускная способность; V_тип – типичная скорость. Строительные нормы и правила на проектирование дорог общего пользования [1] предусматривают для дорог I категории 4, 6, 8 полос движения, для дорог II–IV категории две полосы движения, для V категории одну полосу движения [1, табл.4].

Для обгона на двухполосных автодорогах используются полосы встречного движения. При назначении числа полос на многополосных автомобильных магистралях, а также для выявления мест, где необходимо устройство дополнительных полос движения (на подъемах, у пересечений и т.д.) используется формула:

, (124)

где П – общее число полос движения; N – интенсивность движения на дороге, авт/ч, приведенная к легковым автомобилям; e – коэффициент сезонной неравномерности движения; Z – коэффициент загрузки, соответствующий необходимому для данной дороги уровню удобства работы водителей [7, табл.6.2]; N_пр – типичная пропускная способность полосы движения для дороги данной категории

пропускную способность полосы движения можно определить по формуле: авт/час.,

Где v = 100 - расчетная скорость движения, км/час;

= 0,5- коэффициент сцепления;j

f = 0,02 - коэффициент сопротивления качению;

l₂ = 15 - длина автомобиля, м;

lо = 10- запас расстояния, м;

Кэ = 1,4- коэффициент эксплуатационного состояния тормозов.