О влиянии крутизны откосов насыпи лесной дороги на аварийность автотранспортных средств

УДК [630*3+625.711.84]

О ВЛИЯНИИ КРУТИЗНЫ ОТКОСОВ НАСЫПИ ЛЕСНОЙ ДОРОГИ

НА АВАРИЙНОСТЬ АВТОТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ

ON THE EFFECT OF STEEPNESS OF FOREST ROAD EMBANKMENT SLOPES ON THE ACCIDENT RATE OF MOTOR VEHICLES

Осин Д.С., Меньшиков А.М.

(Северный (Арктический) федеральный университет им. М. В. Ломоносова,

г. Архангельск, РФ)

Osin D.S., Menshikov A.M.

(Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov, Arkhangelsk, Russia)

В статье с позиций обеспечения безопасности дорожного движения затрагиваются вопросы влияния отдельных элементов поперечного профиля лесной дороги на поперечную устойчивость автопоездов-сортиментовозов.

From the standpoint of ensuring road safety, the article addresses the impact of individual elements of the transverse profile of a forest road on the transverse stability of freight trains.

Ключевые слова: лесовозные дороги, лесовозные автопоезда, дорожно-транспортные происшествия, откосы насыпей, бермы

Key words: logging roads, logging road trains, traffic accidents, embankment slopes, berms

В соответствии с заявленной концепцией темы по исследованию причин аварийности автотранспортных средств (далее – АТС) на лесных дорогах [1], нами были изучены материалы 618 дорожно-транспортных происшествий (далее – ДТП), произошедших в 2018-2022 гг. на дорогах лесопромышленного комплекса Архангельской области. В результате анализа материалов расследования зарегистрированных в установленном порядке ДТП отмечено, что в 35 % случаев имел место выход АТС за пределы габаритной полосы движения на обочины, с последующим сползанием по откосу насыпи и опрокидыванием в финишной фазе ДТП. В большинстве случаев такие ДТП происходили на выходе АТС из закруглений трассы дороги. Для них характерны высокая степень тяжести и значительный ущерб, нанесенный дорогостоящим, как правило, импортным АТС (рис.1).

Известно, что степень устойчивости АТС на наклонной поверхности против поперечного опрокидывания определяется условием [2]:

где β – угол поперечного уклона поверхности, град.

В – колея АТС, м;

h_a– высота центра масс АТС, м.



Рисунок 1- Типичный характер ДТП при аварийном сходе автопоездов-сортиментовозов на откосы насыпей лесовозных дорог

Возможность АТС противостоять опрокидыванию зависит главным образом от отношения называемого коэффициентом поперечной устойчивости. Средние значения η_{п.у .}и соответствующие им величины угла β (в скобках) составляют [2]:

- легковые автомобили 0,9…1,2 (40…50⁰);

- грузовые автомобили 0,55…0,80 (30…40⁰);

- автобусы 0,50…0,60 (25…35⁰).

Прицепы и полуприцепы, входящие в состав автопоездов-сортиментовозов, обладают меньшей поперечной устойчивостью в сравнении с автомобилями-тягачами вследствие высоко расположенного центра масс и значительного момента инерции подрессоренных масс относительно оси крена подвески [2]. Вследствие этого, специализированный прицепной состав лесовозных дорог более предрасположен к опрокидыванию при сходе на откосы насыпей.

В п.6.4.17 действующего Свода правил по проектированию и строительству лесных дорог СП 288.1325800.2016 [3] указано, что крутизну откосов насыпей и выемок для дорог всех категорий следует выполнять до максимально допустимых предельных значений. Согласно данным Приложения Д этого же документа, для наиболее распространенных в Архангельской области грунтов и насыпей высотой до 6 м крутизна откосов нормируется 1:1,5.

На рис. 2, а представлен поперечный профиль лесовозной дороги постоянного действия III_л технической категории, выполненный согласно проектным нормам [3]. Видно, что при типичной для лесовозных дорог высоте насыпи 1…1,2 м и заложении 1:1,5 длина откоса составляет более 2 м,

Рисунок 2 - Геометрические элементы лесной автомобильной дороги:

а – поперечный профиль согласно нормам СП 288.1325800.2016;

б – поперечный профиль с устройством предохранительных берм

Расчеты поперечной устойчивости показывают, что у груженого прицепа-сортиментовоза критический угол крена не превышает 25°, что значительно меньше угла заложения откоса 33,7°, соответствующего нормативной крутизне откоса 1:1,5. В такой ситуации практически исключается возможность избежать опрокидывания для вышедшего за пределы габаритной полосы движения и съехавшего на откос насыпи автомобиля с прицепом или полуприцепом.

Более того, в реальных эксплуатационных условиях крутизна откосов может постепенно увеличиваться до 1:1 и более вследствие перемещения грунта на откосы при частых профилированиях ездовой поверхности грейдерами, а также за счет сдвиговых явлений в теле земляного полотна при воздействии на него транспортных вибраций от движущихся АТС. Такая ситуация характерна для насыпей, возводимых из местного грунта с большим содержанием глинистых фракций, уложенного при строительстве в земляное полотно экскаваторами из боковых канав, что также типично для лесных дорог.

Неблагоприятные соотношения масс тяжелых АТС-сортиментовозов и относительно небольших масс насыпных частей конструкций лесовозных дорог под опорными контурами АТС являются одной из причин превышения предельно допустимых ускорений собственных колебаний насыпей и сползания грунта с откосов в боковые канавы. В результате контуры насыпей приобретают аморфные очертания, а канавы перестают выполнять функцию водоотвода.

К сожалению, проверка вариантов проектируемых низких насыпей на динамическую устойчивость при воздействии транспортных вибраций, особенно актуальных для лесовозных автодорог, действующими отраслевыми нормами проектирования СП 288.1325800.2016 также не предусматривается [4].

Наиболее рациональным решением в данной ситуации представляется устройство предохранительных берм (рис.2,б), которые могли бы удерживать АТС от опрокидывания при аварийных сходах на откосы насыпей, а сами насыпи – от поперечного «расползания» и перекрытия действующих боковых канав. Для реализации этого предложения при очередной актуализации СП 288.1325800.2016 необходимо внести поправки в соответствующие нормы проектирования земляного полотна лесных дорог.

Список использованных источников

1. Меньшиков А. М. Вопросы безопасности движения на автомобильных дорогах лесного комплекса / А. М. Меньшиков, Д. С. Осин //Инженерные задачи: проблемы и пути решения: сб. научных трудов по итогам II Всероссийской (национальной) научно-практической конференции Высшей инженерной школы САФУ 26.11.2020. Архангельск: Сев. (Арктич.) федер. ун-т им. М.В. Ломоносова, 2021. С. 177-180.

2. Меньшиков А.М. Дороги и подвижной состав лесозаготовительных предприятий: учеб. пособие. Москва; Вологда: Инфра-Инженерия, 2023. 304 с.

3. СП 288.1325800.2016 Свод правил «Дороги лесные. Правила проектирования и строительства», с изм. 2019.

4. Меньшиков А. М. Проверка динамической устойчивости насыпи лесовозной автомобильной дороги/ А. М. Меньшиков, А. Е. Земцовский // Инженерные задачи: проблемы и пути решения : сб. научных трудов по итогам IV Всероссийской (национальной) научно-практической конференции Высшей инженерной школы САФУ 16-18 ноября 2022. Архангельск: Сев. (Арктич.) федер. ун-т им. М.В. Ломоносова, 2022. С.150-153.