Способ выполнения виража с переменными параметрами и дорожная конструкция для его реализации

 

Изобретение относится к проектированию, строительству и эксплуатации авто-, мото-, велотрасс, преимущественно спортивного назначения и может быть использовано при проектировании и строительстве автодорог и трасс специального назначения, тренажерных комплексов и аттракционов. Техническим результатом изобретения является повышение безопасности движения на вираже. Способ выполнения виража состоит в изменении уклона проезжей части от начала отгона виража до примыкания к виражу с определением вертикальных координат верха дорожной одежды. Новым является то, что определение координат производят с учетом функций ускорения движения транспортного средства и изменения нагрузки на дорожную одежду, после чего осуществляют подъем дорожного основания с внешней стороны виража поворотом отдельных его частей вокруг их осей, расположенных горизонтально, с последующей фиксацией их положения. Дорожная конструкция для изменения параметров виража содержит дорожную одежду. Новым является то, что основание выполнено из сегментов, уложенных внахлест, соединенных попарно-последовательно, посредством осей с внутренней стороны виража и установленных на шарнирных кронштейнах, которые соединены осями со стойками дополнительного основания, жестко связанного с фундаментом, кроме того, сегменты свободной стороной уложены на гибкую связь, закрепленную к боковым частям конструкции и снабженную талрепом, а ложементы гибкой связи установлены на подпятники винтовых механизмов, расположенных между основанием и дополнительным основанием. 2 с.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к проектированию, строительству и эксплуатации авто-, мото-, велотрасс, преимущественно спортивного назначения и может быть использовано при проектировании и строительстве автодорог и трасс специального назначения, тренажерных комплексов и аттракционов.

Известен способ отгона виража за счет поворота внешней половины проезжей части вокруг оси дороги, что используется при проектировании и строительстве отгонов виражей с уклонами, равными уклону внутренних (относительно оси дороги) полос движения [1].

Недостатком указанного решения является то, что при изменении условий эксплуатации отсутствует возможность изменять параметры виража.

Известен также способ выполнения виража [2], состоящий в том, что по ширине проезжей части от начала отгона виража до примыкания к виражу уклон, причем вертикальные отметки покрытия по верху дорожной одежды определяют по зависимости: а минимальную длину отгона виража определяют по зависимости; где h(A^m_n) - вертикальная отметка в определяемой точке A^m_n, мм; h(A^m_n+1) - вертикальная отметка в начале виража, в точке через которую проходит вертикальная поверхность, параллельная кромке проезжей части со стороны оси дороги и содержащая точку A^m_n, мм; h(A^m₁)- вертикальная отметка в точке начала отгона виража, через которую проходит вертикальная поверхность, параллельная кромке проезжей части со стороны оси дороги и содержащая точку A^m_n, мм; x - расстояние от начала отгона виража до вертикальной поверхности, перпендикулярной кромке проезжей части со стороны оси дороги и содержащей точку A^m_n, мм; L_отг - длина отгона виража, мм; L^min_отг - минимально допустимая длина отгона виража, мм;
B_k - ширина полосы движения, мм;
I_k - уклон k-й полосы движения или средний уклон касательных, проведенных через поверхности покрытий k-й полосы движения криволинейного очертания;
I_доп - дополнительный продольный уклон на отгоне виража (не более 0.005).

Недостатком данного способа является отсутствие возможности его использования при проектировании и строительстве специализированных автомобильных дорог спортивного назначения, так как приведенные зависимости не учитывают особенности движения спортивного транспортного средства в условиях поворота дороги,
Известна дорожная конструкция [3], включающая дорожную одежду с основанием из песка с прослойками из синтетического материала, заглубленного под швами, при этом пустоты между песком заполнены герметизирующим упругим материалом.

Недостатком данной дорожной конструкции является отсутствие возможности ее использования при устройстве виражей с переменными параметрами.

Известна также дорожная конструкция [4], включающая дорожную одежду, уложенную на решетки, расположенные одна под другой и соединенные между собой, а ячейки решеток заполнены теплоизоляционным материалом.

Недостатком этой дорожной конструкции также является отсутствие возможности использования ее при устройстве виражей с переменными параметрами.

Техническим результатом заявляемого изобретения является повышения безопасности движения на вираже.

Технический результат достигается тем, что в способе выполнения виража с переменными параметрами определение координат верха дорожной одежды производят с учетом функций ускорения движения транспортного средства и изменения нагрузки на дорожную одежду, после чего осуществляют подъем дорожного основания с внешней стороны виража, поворотом отдельных его частей вокруг их осей, расположенных горизонтально, с последующей фиксацией их положения.

Технический результат достигается также тем, что в дорожной конструкции для изменения параметров виража основание выполнено из сегментов, уложенных внахлест, соединенных попарно-последовательно, посредством осей с внутренней стороны виража и установленных на шарнирных кронштейнах, которые соединены осями со стойками дополнительного основания, жестко связанного с фундаментом, кроме того сегменты свободной стороной уложены на гибкую связь, закрепленную к боковым частям конструкции и снабженной талретом, а ложементы гибкой связи установлены на подпятники винтовых механизмов, расположенных между основанием и дополнительным основанием.

Определение верха координат дорожной одежды виража выполняют с учетом Y = f(a, Q) - функций ускорения движения транспортного средства и изменения нагрузки на дорожную одежду позволяют внести в известную зависимость поправку, учитывающую динамику движения транспортного средства на вираже в спортивных кроссовых заездах, где движение не учитывает комфортность водителя, а только лишь скорость прохождения его и безопасность. Известно, что при прохождении виража изменяются составляющие действующих сил, в следствии чего изменяется центр тяжести движущейся системы и, как следствие, изменение коэффициента сцепления шин с дорожным покрытием, что является причиной схода транспортного средства со следа, частых переворотов и травм водителей. Таким образом, предложенный способ позволяет обеспечить профиль виража в соответствии с характером движения по трассе: заданной скоростью, нагрузкой на дорожное покрытие и, что не мало важно, также с профессиональными навыками водителей, особенно в режиме их обучения, а в случае необходимости изменять параметры виража в соответствии с поставленными задачами и обеспечением безопасности,
Выполнение дорожной конструкции для изменения параметров виража в виде основания из сегментов, уложенных внахлест, соединенных попарно-последовательно посредством осей с внутренней стороны виража и установленных на шарнирных кронштейнах, которые соединены осями со стойками дополнительного основания, жестко связанного с фундаментом, кроме того сегменты, свободной стороной уложенные на гибкую связь, закрепленную к боковым частям конструкции и снабженной талрепом, а ложементы гибкой связи, установленные на подпятники винтовых механизмов, расположенных между основанием и дополнительным основанием - позволяет обеспечить необходимый профиль виража, в зависимости от заданных условий его эксплуатации и изменение этого профиля при изменении условий эксплуатации. Кроме того, данная дорожная конструкция позволяет обеспечить безопасные условия движения транспортных средств, обеспечивая их устойчивость.

Таким образом, проведенный сравнительный анализ с прототипами заявляемого изобретения позволяет сделать вывод о соответствии последнего критерию "новизна".

Кроме того, сопоставление заявляемого изобретения с другими техническими решениями показывает, что оно вытекает из них неочевидным образом, что обеспечивает ему критерий "изобретательский уровень".

Применение данного изобретения в области проектирования и эксплуатации автомобильных дорог, особенно спортивного, тренажерного и аттракционного назначения, позволяет решить проблемы безопасности водителей и сохранности автотехники, что в свою очередь позволяет сделать вывод о соответствии его критерию "промышленная применимость".

Предлагаемое изобретение поясняется следующими чертежами, где:
на фиг. 1 изображен общий вид виража в плане;
на фиг. 2 - сечение Б-Б,
на фиг. 3 - вид по A фиг. 1.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

По известному выражению, но с учетом f = (a, Q) определяются координаты верхних точек дорожного покрытия, то есть

где f = (a, Q) - параметрический коэффициент, а - ускорение транспортного средства, Q - нагрузка на дорожную одежду;
h(A^m_n) - вертикальная отметка в определяемой точке A^m_n, мм;
h(A^m_n+1) - вертикальная отметка в начале виража, в точке через которую проходит вертикальная поверхность, параллельная кромке проезжей части со стороны оси дороги и содержащая точку A^m_n, мм;
h(A^m₁) - вертикальная отметка в точке начала отгона виража, через которую проходит вертикальная поверхность, параллельная кромке проезжей части со стороны оси дороги и содержащая точку A^m_n, мм;
x - расстояние от начала отгона виража до вертикальной плоскости, перпендикулярной кромке проезжей части со стороны оси дороги и содержащей точку A^m_n, мм;
L_отг - длина отгона виража, мм.

Далее посредством механических узлов дорожной конструкции выставляют верх дорожного покрытия в заданных координатах, после чего положение фиксируется.

Дорожная конструкция для реализации способа выполнения виража с переменными параметрами состоит: из дорожного покрытия - 1, выполненного из упругого рулонного материала; дорожного основания, выполненного из двух шарнирно соединенных частей, верхняя часть которого - 2 изготовлена из сегментов, уложенных внахлест и соединенных между собой попарно-последовательно посредством осей - 3; нижняя часть дорожного основания - 4 жестко соединена с фундаментом - 5. Верхняя и нижняя части соединены между собой посредством осей - 6. Края сегментов - 2 уложены на гибкую связь - 7, закрепленную к боковым частям - 8 конструкции и снабженную талрепом - 9. Ложементы гибкой связи уложены на подпятники винтовых механизмов - 10, установленных между верхней и нижней частями дорожного основания - 2, то есть между основным и дополнительным основанием.

Дорожная конструкция для реализации способа работает следующим образом.

Вращением вилки талрета - 9 гибкую связь - 7 освобождают от натяжения. Вращением винтовых механизмов - 10 выставляют верх дорожного покрытия - 1 в заданные координаты, ранее определенные и необходимые для соблюдения условий безопасности проведения процесса обучения, тренинга или соревнований. В результате поочередного вращения винтовых механизмов верхняя часть дорожного основания - 2, выполненная из сегментов раздвигается, в следствии чего изменяются параметры виража (поперечный уклон профиля, протяженность участка с заданным профилем, а также длина отгона), поворотом верхней части в целом вокруг оси - 6, соединяющей составные части 2 и 4, После установки заданных координат верха дорожной одежды по всему периметру вращения вилки талрета - 9 ликвидируют провисания гибкой связи - 7. Фиксация положения дорожного покрытия обеспечивается элементами конструкции - винтовыми механизмами - 10, исключающими самопроизвольное их опускание.

В случае изменения условий эксплуатации виража изменяют параметры также выше описанным способом.

Таким образом, предложенный способ выполнения виража с переменными параметрами и дорожная конструкция для его реализации позволяет обеспечить безопасность движения за счет устойчивости транспортных средств, и выполнять изменения параметров в полном соответствии с эксплуатационными условиями.

Список литературных источников
1. Бабков В.Ф., Андреев О.В. Проектирование автомобильных дорог, М., ч. 1, 1979 г., с. 367.

2. Описание изобретения к патенту РФ N 2024668, E 01 C 1/00, 1992 г. - Способ выполнения отгона виража.

3. Описание изобретения к патенту РФ N 2020197, E 01 C 5/00, 1990 г. - Дорожная одежда и способ ее возведения.

4. Описание изобретения к патенту РФ N 2013486, E 01 C 9/10, 1988 г. - Дорожная конструкция.

Формула изобретения

1. Способ выполнения виража с переменными параметрами, состоящий в изменении уклона проезжей части от начала отгона виража до примыкания к виражу с определением вертикальных координат верха дорожной одежды, путем геометрических построений по заданной формуле, отличающийся тем, что определение координат производят с учетом функций ускорения движения транспортного средства и изменения нагрузки на дорожную одежду, после чего осуществляют подъем дорожного основания с внешней стороны виража поворотом отдельных его частей вокруг их осей, расположенных горизонтально, с последующей фиксацией их положения.

2. Дорожная конструкция для изменения параметров виража, содержащая дорожную одежду, отличающаяся тем, что основание выполнено из сегментов, уложенных внахлест, соединенных попарно-последовательно посредством осей с внутренней стороны виража и установленных на шарнирных кронштейнах, которые соединены осями со стойками дополнительного основания, жестко связанного с фундаментом, кроме того, сегменты свободной стороной уложены на гибкую связь, закрепленную к боковым частям конструкции и снабженной талрепом, а ложементы гибкой связи установлены на подпятники винтовых механизмов, расположенных между основанием и дополнительным основанием.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3