dr inż. Lech Michalski - Katedra Inżynierii Drogowej Politechniki Gdańskiej

BUDOWA DRÓG
I AUTOSTRAD

Wykład 1

dr inż. Lech Michalski - Podstawy Inżynierii Ruchu

2

Treści wykładu - część I

 

Ruch drogowy – użytkownicy i pojazdy.

 

Ruch drogowy - cechy i parametry ruchu

 

Klasyfikacje dróg. Proces projektowania dróg i

autostrad. Specyfika dróg miejskich i zamiejskich

 

Projektowanie geometryczne przekroju, planu i

profilu.

 

Standardy projektowania skrzyżowań i węzłów

drogowych.

 

Wyposażenie drogi (Oznakowanie, urzadzenia

odwodnienia, urządzenia bezpieczeństwa,

 

Przepustowość drogi.

 

Bezpieczeństwo ruchu drogowego.

dr inż. Lech Michalski - Katedra Inżynierii Drogowej Politechniki Gdańskiej

RUCH DROGOWY –
użytkownik drogi i pojazd

dr inż. Lech Michalski - Podstawy Inżynierii Ruchu

4

System
Człowiek – Droga - Pojazd

ruch

człowiek

droga

pojazd

dr inż. Lech Michalski - Podstawy Inżynierii Ruchu

5

Człowiek w ruchu
drogowym

 

Uczestnicy ruchu (kierujący,

pasażer, pieszy,

 

Użytkownicy drogi

i związane z nimi

 

Cechy psychofizyczne i czynniki

modyfikujące (wzrok, słuch, uwaga,

reakcja itp.)

dr inż. Lech Michalski - Podstawy Inżynierii Ruchu

6

Wzrok

 

Pole widzenia

 

Rozpoznawanie barw

 

Widzenie przestrzenne

(stereoskopowe)

 

Zdolność adaptacji wzroku

 

Wrażliwość na olśnienie

dr inż. Lech Michalski - Podstawy Inżynierii Ruchu

7

Pole widzenia

dr inż. Lech Michalski - Podstawy Inżynierii Ruchu

8

Słuch i równowaga

 

wrażliwość słuchu

 

ograniczenie częstotliwości odbieranych

dźwięków

 

bilateralna lokalizacja słuchu

 

zmęczenie receptora słuchu

 

receptor drgań

 

receptor równowagi

dr inż. Lech Michalski - Podstawy Inżynierii Ruchu

9

Uwaga i czas reakcji

Uwaga – zdolność do spostrzeżeń lub zdolność do skierowania

myśli na przedmiot lub zjawisko

Podzielność uwagi

Pojemność uwagi (bodźce/jednostka czasu)

Trwałość uwagi (zdolność koncentracji)

Czas reakcji – czas od zaistnienia bodźca do wykonania czynności
Sytuacje przewidywane i niespodziewane
Doświadczenie i nawyki

Przykład: czas reakcji przy hamowaniu

oczekiwane 0,4 – 0,8 s

nieoczekiwane

0,5 – 1,1 s

dr inż. Lech Michalski - Podstawy Inżynierii Ruchu

10

Czas reakcji w zależności od rodzaju
bodźca

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

Ca?kowity c zas re akc ji [s ]

Czêstoœæ

sk

u

m

u

lo

w

an

a

[%]

REAKCJA PROS TA

REAKCJA NIES PODZIEWANA

REAKCJA

OCZEKIWANA

dr inż. Lech Michalski - Podstawy Inżynierii Ruchu

11

Czynniki modyfikujące

Zmęczenie

Wpływ na czas reakcji, stałość uwagi

Alkohol, narkotyki (środki odurzające)
Osobowość

Zrównoważenie, odpowiedzialność, zdyscyplinowanie,

niecierpliwość, agresja, emocjonalność

Mikroklimat i czynniki meteorologiczne

Temperatura, tlen, hałas, zmiany ciśnienia, wilgotność, wiatr

Droga i otoczenie, ruch drogowy
Nadzór nad ruchem

Intensywność, metody, represja, prewencja

dr inż. Lech Michalski - Podstawy Inżynierii Ruchu

12

Wymagania do projektowania
dróg, pojazdów, organizacji ruchu

 

Jednolitość ukształtowania drogi

 

Jednoznaczność toru ruchu

 

Prostota rozwiązań np. skrzyżowań

 

Dobra widoczność, zwłaszcza przy dużych

prędkościach

 

Unikanie monotonii, obiektów

odwracających uwagę,

 

Urządzanie miejsc odpoczynku

dr inż. Lech Michalski - Podstawy Inżynierii Ruchu

13

Pojazd w ruchu drogowym

 

Cechy pojazdów

 

Podstawowe warunki ruchu

 

Manewry pojazdów na drodze

dr inż. Lech Michalski - Podstawy Inżynierii Ruchu

14

Rodzaje pojazdów

 

Pojazd

 

środek transportu przeznaczony do poruszania się po

drodze oraz maszyna do tego przystosowana

(samochodowe, silnikowe, rowery i motorowery, wózki,

przyczepy

 

Pojazd silnikowy

 

pojazd wyposażony w silnik z wyjątkiem motoroweru

pojazdu szynowego

 

Pojazd samochodowy

 

pojazd silnikowy o prędkości przekraczającej 25km/h

 

Pojazd wolnobieżny

 

pojazd silnikowy o prędkości ograniczonej do 25km/h

 

Pojazd specjalny, uprzywilejowany, zabytkowy

dr inż. Lech Michalski - Podstawy Inżynierii Ruchu

15

Pojazdy samochodowe

 

Osobowy

 

Autobus (mikrobus, średni, duży)

 

Samochód ciężarowy (z i bez

przyczepy

 

Motocykl

 

Ciągnik

dr inż. Lech Michalski - Podstawy Inżynierii Ruchu

16

Cechy pojazdów

 

cechy statyczne

 

wymiary

 

masa

 

kinematyka

 

ruch po drodze bez rozpatrywania przyczyn
tego ruchu

 

dynamika

 

Rozważania sił powodujących ruch i jego
zmiany

dr inż. Lech Michalski - Podstawy Inżynierii Ruchu

17

Oddziaływanie cech pojazdu

Wymiary

Szerokości pasów ruchu, stanowisk

Kolor

Widzialność

Masa

Konstrukcja nawierzchni, prędkość

Położenie środka ciężkości

Stateczność

Rozstaw osi, zwis

Promień krętu, poszerzenie jezdni

Rozstaw osi

Stateczność

Moc silnika

Prędkość, ładowność

Prędkość

Geometria, czas podróży, brd

Charakterystyka dynamiczna

Przyspieszenia, ruch na wzniesieniach

Kształt karoserii

Prędkość, zużycie paliwa

Resorowanie

Komfort jazdy

Hamulce

Bezpieczeństwo

Kształt bieżnika

Przyczepność, droga hamowania

Zużycie paliwa

Ekonomika, emisja

Oświetlenie

Widoczność

Hałaśliwość i emisja spalin

Hałas drogowy i zanieczyszczenie

powietrza

dr inż. Lech Michalski - Podstawy Inżynierii Ruchu

18

Warunki ruchu pojazdów

 

Pierwszy warunek ruchu

Aby ruch pojazdów mógł się odbywać, to siła napędowa nie

może

być mniejsza od sumy oporów ruchu

P

n

≥ Σ O

i

 

Drugi warunek ruchu

Aby ruch pojazdów mógł się odbywać, siła przyczepności

podłużnej musi być większa od siły napędowej

Q

n*

g

*

µ

i

≥ P

n

dr inż. Lech Michalski - Podstawy Inżynierii Ruchu

19

Pierwszy warunek ruchu

dr inż. Lech Michalski - Podstawy Inżynierii Ruchu

20

Opory ruchu

Siła napędowa

Pn = 3600 M

*

η / v

gdzie:

M – moc silnika kW

v – prędkość jazdy km/h

η – współczynnik sprawności

Opory ruchu

Opór podstawowy

Opór powietrza

Opór na pochyleniach

Opór bezwładności

Opór na łuku

dr inż. Lech Michalski - Podstawy Inżynierii Ruchu

21

Opór podstawowy (toczenia)

O

1

= Q

s

*

g

*

f

Qs – masa pojazdu
f – współczynnik oporu zależny od rodzaju

nawierzchni

dr inż. Lech Michalski - Podstawy Inżynierii Ruchu

22

O

2

= ρ α F v

2

/2

ρ – gęstość powietrza
α – współczynnik oporu powietrza

F – powierzchnia czoła pojazdu

Opór powietrza

dr inż. Lech Michalski - Podstawy Inżynierii Ruchu

23

Opór wzniesienia

O

3

= +- i

*

Q

s *

g

dr inż. Lech Michalski - Podstawy Inżynierii Ruchu

24

Opór bezwładności

O

4

= +- Q

s

*

δ

*

dv/dt

δ – współczynnik mas wirujących

dr inż. Lech Michalski - Podstawy Inżynierii Ruchu

25

Opór na łuku poziomym

O

5

= 12 10

-6

Q

s

*

g

*

v

4

/R

2

dr inż. Lech Michalski - Podstawy Inżynierii Ruchu

26

Drugi warunek ruchu

dr inż. Lech Michalski - Podstawy Inżynierii Ruchu

27

Zjawiska na styku opony z jezdnią

Współczynnik przyczepności
Adhezja

Przyleganie opony do powierzchni jezdni
poślizg

Histereza gumy

Strata energii wywołana odkształcaniem się gumy

Akwaplanacja

Oddzielenie przez wodę opony od nawierzchni

dr inż. Lech Michalski - Podstawy Inżynierii Ruchu

28

Współczynnik przyczepności

Współczynnik przyczepności

µ

jest miarą

zdolności nawierzchni do wytwarzania sił

tarcia warunkujących ruch pojazdu,

możliwości zmiany prędkości i

bezpieczeństwa ruchu.

Zależy od :

 

Rodzaju nawierzchni

 

Tekstury

 

Prędkości

 

Obciążenia kół

 

Rodzaju opony

 

Ciśnienia w oponie

dr inż. Lech Michalski - Podstawy Inżynierii Ruchu

29

Układ sił na styku koło - nawierzchnia

dr inż. Lech Michalski - Katedra Inżynierii Drogowej Politechniki Gdańskiej

MANEWRY POJAZDÓW

dr inż. Lech Michalski - Podstawy Inżynierii Ruchu

31

Manewry pojazdów na drodze
na odcinkach międzywęzłowych

Przyspieszanie
Opóźnianie
Hamowanie
Wyprzedanie
Wymijanie
Omijanie
Nawracanie
Postój

dr inż. Lech Michalski - Podstawy Inżynierii Ruchu

32

Przyspieszanie

dr inż. Lech Michalski - Podstawy Inżynierii Ruchu

33

Opóźnianie

dr inż. Lech Michalski - Podstawy Inżynierii Ruchu

34

Hamowanie

dr inż. Lech Michalski - Podstawy Inżynierii Ruchu

35

Wyprzedzanie

dr inż. Lech Michalski - Podstawy Inżynierii Ruchu

36

Zmiana pasa ruchu