dr inż. Lech Michalski - Katedra Inżynierii Drogowej Politechniki Gdańskiej
BUDOWA DRÓG
I AUTOSTRAD
Wykład 1
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