О 3 О

6 О 3 О

5 О О 1

Рис. 2. Найкоротша ( оптимальна) пов’язуюча мережа

Після побудови найкоротшої (оптимальної) пов’язуючої мережі з`являється основа, яка дозволяє вирішувати питання про розміщення додаткових вузлових точок. Ланки найкоротшої пов’язуючої мережі зв`язують між собою кореспондуючі точки, в яких сходяться або перетинаються різні маршрути. Ці ж точки є вузлами поєднання окремих ланок мережі. Але на практиці виявляється доцільним влаштовувати примикання доріг і в інших точках, які звуться додатковими вузловими точками. Ознакою необхідності такої додаткової вузлової точки є наявність гострого кута, утвореного ланками мережі. Для того, щоб визначити додаткові вузлові точки, визначають кут примикання за формулою:

сos α = [(Q₁ – Q₂ ) T_осн] / [Q _n F ( Q _n ) T _під ] (3)

F( Q _n ) = 1 + (a Д) / (Q _n b T _під ), (4)

де Q₁,Q₂, - кількість вантажів, які підлягають переміщенню відповідно праворуч і ліворуч від примикання по головній ланці, тис. т.

Q_n – кількість вантажів, які підлягають переміщенню по під`їзній ланці, тобто сума Q₁ і Q₂ , тис.т.

Т_осн, Т_під – транспортна складова собівартості перевезень, відповідно по головній ланці та ланці, прийнятій під`їзною, грн./ Т км;

а та b – коефіцієнти, які враховують ефективність капіталовкладень, враховані в табл.10.

Для полегшення виконання обчислень за наведеними формулами складається таблиця 10.

Таблиця 10. Таблиця визначення аД та bТ

Категорія дороги	Інтенсивність руху, N авт / добу	Вантажонапруженість,Q , тис.т.	Дорожні витрати, приведені до звітного року, Д, у.о. / км	Транспортна складова собівартості перевезень, Т , у.о ./ т.км	аД	вТ
1	> 10000	9893	1493	0,02	522,5	0,0406
2	10000 - 3000	9893 -2968	786	0,04	275	0,0812
3	3000-1000	2968 - 989	538	0,06	188,3	0,1218
4	1000-150	989 - 150	237	0,08	82,9	0,1624
5	< 150	150	102	0,10	35,7	0,203

Вантажонапруженість підраховується за формулою:

Q = N_в Д К_п К_в В_ср f, (5)

де N_в - кількість вантажних автомобілів транспортного потоку, авт / добу,

Д –кількість робочих днів на рік , Д = 320;

К_п – коефіцієнт використання пробігу автомобілями;

К_в - коефіцієнт використання вантажопідйомності автомобіля;

В_ср – середня вантажопідйомність автомобілів,

В_ср = (В₁Р₁ + В₂Р₂ + … В_nP_n ) / ( P₁ + P₂ +…+ P_n), (6)

B ₁-…B_n – вантажопідйомність кожної марки автомобіля, т ;

P₁ … P_n –відсоток автомобілів певної марки в потоці ; %;

f - коефіцієнт необлікованих перевезень , f = 1,1 – 1,2 .

Значення D та Т, наведені в табл. 10, прийняті відповідно до нормативних та статистичних даних (надалі при розрахунках використовуються дані табл.10).

Вантажонапруженість, відповідно до категорій доріг, визначають в наступній послідовності. Скажімо, для дороги I-ої категорії при інтенсивності N = 10000 авт/добу і 65 % вантажних автомобілів у транспортному потоці (згідно з завданням ), інтенсивність вантажного потоку :

Середня вантажопідйомність автомобілів відповідно до формули ( 6 ) :

B_ср = ( 7 33 + 4  25 + 3,5  7 ) / ( 33 + 25 +7 ) = ( 231 +100 + 24,5 ) / 65 = 5,47 т

Вантажонапруженість розраховується за формулою ( 5 ) :

Q^I = 6500 × 320 × 0,85 × 0,93 × 5,47 × 1,1 = 9893392 т

Для II категорії :

Q^II = 1950 × 320 × 0,85 × 0,93 × 5,47 × 1,1 =2968018 т

Для III категорії :

Q^III = 650 × 320 × 0,85 × 0,93 × 5,47 × 1,1 =989339 т

Для IV , V категорій :

Q= 98 × 320 × 0,85 × 0,93 × 5,47 × 1,1 =149162 т

Відповідні значення Q заносяться в табл.10.

Додаткові вузлові точки слід шукати в тих випадках, коли ланки, які сходяться в кореспондуючій точці, утворюють гострий кут. Ця обставина є зовнішньою ознакою, яка умовно полегшує пошук вузлових точок.

На рис.3 показане можливе розташування вузлової точки 7, якщо вантажі переміщуватимуться з точки 3 в точку 6 за маршрутом 3-7, 7-6, а не 3-4, 4-6

  4

7 3

6

Рис. 3. Схема до визначення положення вузлової точки

Відповідно до рис.3, праворуч від точки примикання 7 будуть переміщуватися вантажі :

Q₁ = Q_3-4 + Q_2-4 + Q_1-4 = 79,8 + 19,1 +15,2 =174,1 тис. т

Ліворуч від точки 7 будуть переміщуватися вантажі :

Q₂ = Q_3-6 +Q_2-6 +Q_1-6 +Q_3-5 +Q_2-5+Q_1-5 =43,9+35,0+0+27,5+0+18,3=124,7 тис. т

Q_n = Q₁ +Q₂ = 174,1 + 124,7 = 298,8 тис. т.

За даними табл.10 Q _n відповідає вантажонапруженості для дороги 4-ої категорії, відповідно для 4-ої категорії приймаються за даними табл.10 і значення аD і bT , які потрібні для розрахунків.

Тоді за формулою (4) :

F (Q_n) = 1 +

Обчислюємо значення кута примикання a ( формула 3 ) :

cos a = [| 174,1 – 124,7 |   0,10 ] / ( 298,8   2,71   0,08 ) = 0,075 ;

a = 85 ^o 42` .

Значення Т_осн та Т_під в формулі ( 3 ) беруться із табл.10 відповідно до різниці | Q₁- Q₂| , якій відповідає Т_осн = 0,10 для 5-ої категорії дороги, та зна-чення Q_n, якому відповідає Т_осн = 0,08 для 4-ої категорії дороги. Кут a відкладається між ланками (3-4) та (4-6) простою побудовою. Своєю вершиною кут a направляється в сторону більшого вантажопотоку. Ланка (4-6) механічно ділиться на дві ланки : (4-7) та (7- 6 ), довжина яких визначається за масштабом і, відповідно, складає 5,0 км та 10,6 км. Отже, замість ланки (3-4) утворилася нова ланка (3-7) завдовжки 15,8 км.

Для визначення необхідності додаткових ланок виконують перевірку :

l_ф / l_i-j ^>_<[ 1+ ] ,  (7)

де l_ф , l_i-j - довжина відповідного маршруту за ланками найкоротшої пов’язуючої мережі та довжина додаткової ланки, км;

Q – кількість вантажів, які необхідно перевезти між точками, тис. м;

К_пр – коефіцієнт прискорення перевезень, К_пр = 0,7 – 0,8.

Якщо ліва частина нерівності є більшою за праву – додаткова ланка приймається, якщо ні – в ній немає необхідності. Можливі додаткові ланки для побудованої найкоротшої пов’язуючої мережі вказані на рис. 4.

 4

 

 7 2

 

 6

 3

 

5 1

Рис. 4. Схема мережі із можливими додатковими ланками.

Необхідність введення додаткових ланок розглядається для кожного окремого незамкненого контуру найкоротшої пов’язучої мережі. Розглянемо додаткову ланку між точками 3 та 6, відстань між якими 18,0 км, а вантажонапруженість 43,9 тис. т. При відсутності дороги між точками 3 та 6 вантажі між ними слід перевозити по ланках 3-7 і 7-6, довжиною відповідно 15,8 км та 10,6 км , тобто довжина маршруту за ланками найкоротшої пов’язучої мережі : l_ср =15,8км + 10,6км = 26,4км.

Тоді ліва частина нерівності (7):

l_ф / l_3-6 = 26,4 / 18 =1,46 ;

Права частина нерівності (7):

Оскільки 1,46 < 2,79 , то додаткової ланки влаштовувати не потрібно.

Розглянемо додаткову ланку між точками 3 та 5 , відстань між якими l _3-5 = 16,6км , а вантажонапруженість 27,5т. За відсутності дороги між точками 3 та 5 вантажі між ними будуть перевозитися за маршрутом 3-7, 7-6, 6-5, довжиною l_ф = 15,8км + 10,6км + 15,2км = 41,6 км.

Ліва частина нерівності (7) : l_ф / l_3-5 = 41,6 / 16,6 =2,50 ;

права частина нерівності (7) :

Оскільки 2,50 < 3,37 , то додаткова ланка не потрібна.

Розглянемо додаткову ланку між точками 1 та 5 , відстань між якими l_1-5 = 27,0км , а вантажонапруженість 18,3тис.т. За відсутності дороги вантажі слід перевозити за маршрутом 1-3 , 3-7 , 7-6 , 6-5 , довжина якого l_ф = 17,0км + 15,8км + 10,6км + 15,2км = 58,6 км.

58,6 / 27,0 [ 1+ ] ;

2,17 < 4 , отже додаткової ланки влаштовувати не потрібно.

Розглянемо додаткову ланку 2-4 , l_2-4 = 22,8км ; вантажонапруженість 19,1 тис. т.

l_ф = l_2-3 + l_3-7 + l_7-4 = 18,0км + 15,8км + 5,0км = 38,8км

38,8 / 22,8 [ 1+ ] ;

1,7 < 3,83, додаткова ланка не потрібна.

Остаточний вигляд дорожньої мережі приведений на рис.5

Додаткова ланка 1-2 не розглядається, оскільки по ній не здійснюються перевезення (табл. 1).

 4

7 2

 6

3

5  1

Рис.5. Остаточний вигляд раціональної дорожньої мережі.

II. Тип 2.

Задачі типу 2 – це задачі, які виникають при обробці даних та аналізі результатів транспортних вишукувань, а саме – вимірювання миттєвих швидкостей. Результати визначення миттєвих швидкостей записуються у вигляді таблиці 11. Завдання полягає у визначенні швидкостей 15% , 50% та 85% забезпеченості.

Таблиця 11. Розподіл миттєвих швидкостей руху

Види транспортних засобів (ТЗ)	Швидкості руху , км / г														Всього ТЗ
	15 20	20 25	25 30	30 35	35 40	40 45	45 50	50 55	55 60	60 65	65 70	70 75	75 80	80 85
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
Легкові авт.	5	7	9	10	15	20	18	20	16	17	10	7	5	2	161
Вантажні авт	2	8	10	7	8	5	3	3	2	2	1	-	-	-	51
Автопоїзди	2	2	1	2	3	2	1	-	-	-	-	-	-	-	13
Автобуси	1	2	3	4	5	7	8	5	1	-	-	-	-	-	36
Мотоцикли	-	1	1	1	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	3
Транспортний потік, авт.	10	20	24	24	31	34	30	28	19	19	11	7	5	2	264
Частість,%	4	8	9	9	12	13	11	10	7	7	4	3	2	1	100

Підраховуються кількість автомобілів кожного виду (стовпчик 16), кількість та відсоток автомобілів, які рухаються в кожному із швидкісних діапазонів (стовп. 2-15) для транспортного потоку. Результати підрахунків заносяться в табл. 12.

Таблиця 12. Аналіз швидкостей руху

Швидкості руху, км / г	Частота , кільк. авт.	Частість , %	Накопичена частість , %
15 – 20	10	4	4
20 – 25	20	8	12
25 – 30	24	9	21
30 – 35	24	9	30
35 – 40	31	12	42
40 – 45	34	13	55
45 - 50	30	11	66
50 – 55	28	10	76
55 - 60	19	7	83
60 – 65	19	7	90
65 – 70	11	4	94
70 – 75	7	3	97
75 – 80	5	2	99
80 – 85	2	1	100

S 264 100

На основі даних табл. 12 будується кумулятивна крива, за якою визначаються швидкості 15% , 50% , та 85% забезпеченості .

Щоб побудувати кумулятивну криву, по осі ординат відкладають накопичену частість, % ( рис.6 ) , а по осі абсцис – швидкості руху.

Кумулятивна крива дає можливість проаналізувати швидкісну структуру транспортного потоку, визначивши швидкості 15% , 50% та 85% забезпеченості, які вважаються, відповідно, мінімальною, середньою та максимальною (або швидкістю організації руху) швидкостями транспортного потоку.

Для того, щоб побудувати кумулятивні криві окремо для легкового, вантажного та інших транспортних потоків, відповідно підраховується кількість автомобілів, що рухаються в даних швидкісних діапазонах (%) окремо для кожного з видів транспорту, які розглядаються.

Рис. 6. Кумулятивна крива : V_{15 ,} V_{50 ,} V₈₅ – швидкості 15% , 50% та 85% забезпеченості для транспортного потоку.

III. Тип 3

Задачі типу 3 виникають при роботі з картами на стадії підготовки до геодезичних вишукувань чи при складанні планів та карт на основі геодезичних вишукувань

а) Визначити з точністю до 0,1 промилі похил лінії АБ , якщо на карті М 1 : 10000 АБ = 1,5 см , а висота перерізу рельєфу 2,5 м. Точки А і Б розташовані на сусідніх горизонталях.

Горизонталі

Б¹

i =?

l

Б

Рис. 7. Рисунок до задачі 3а :

При М 1 : 10000 – в 1см 100м. Отже , перевищення в 2,5 м відбувається на відрізку довжиною: L = 100м х 1,5 = 150 м.

Визначаємо похил:

,  = = 0,0166  17 %₀

б) Визначити висотну відмітку точки К , яка знаходиться на відрізку АБ. Довжина АБ на карті складає 12мм , КБ = 9мм. Точка А лежить на горизонталі 25,0м , а точка Б на горизонталі 27,5м.

KK

25,0

27,5

Рис. 8. Рисунок до задачі 3б .

Перевищення між горизонталями ББ¹ = 27,5 – 2.5,0 = 2,5м

На карті АК = АБ – КБ = 12мм – 9мм = 3мм ;

Позначимо : Б¹Б = H ; К¹К = h ;

; h = .

Висотна відмітка точки К : H_к = А_А + h ;

H_К = 25,0м + 0,625м = 25,625м .

в) Визначити масштаб карти, на якій довжина відрізка АВ становить 1 см, різниця висотних відміток між кінцями відрізку – 1,0 м, а похил лінії АВ становить 20%₀

_В

_{h=1,0 мА х х = 1,0 / 0,02 = 50 м;}

h/x = 20%0,

х = 1,0 / 0,02 = 50 м;

якщо 50 м на карті відповідають 1 см відповідно до умови задачі, то масштаб карти становить 1:5000.

Отже, М 1:5000.

Контрольні запитання до курсу «Інженерні вишукування»

1.  Види інженерних вишукувань

2.  Окреслити місце економічних вишукувань в загальній схемі проектно-вишукувальних робіт.

3.  Які завдання економічних вишукувань ?

4.  Окреслити місце технічних вишукувань в загальній схемі проектно-вишукувальних робіт.

5.  Яке завдання технічних вишукувань ?

6.  Якою є послідовність виконання проектно-вишукувальних робіт ?

7.  Визначення економічних вишукувань та мета їх проведення.

8.  Склад економічних вишукувань

9.  Періоди проведення економічних вишукувань.

10.  Якими є джерела інформації при проведенні економічних вишукувань ?

11.  Що таке дорожні витрати ?

12.  Що таке транспортні витрати ?

13.  Показники порівняльної та загальної економічної ефективності.

14.  Якою є умова оптимальності дорожніх мереж ?

15.  Якою є послідовність визначення конфігурації дорожніх мереж ?

16.  Економічні вишукування як основа економічного проектування.

17.  Транспортні вишукування як складова економічних вишукувань.

18.  Склад транспортних вишукувань.

19.  Як проводиться облік руху транспортних потоків ?

20.  Встановлення (вишукування) основних характеристик транспортних потоків.

21.  Якими є методи визначення інтенсивності та складу руху ?

22.  Визначення перспективної інтенсивності руху.

23.  Визначення приведеної інтенсивності руху.

24.  Швидкості руху.

25.  Що таке миттєва швидкість, яка її відмінність від інших швидкостей ?

26.  Як визначити середню швидкість транспортного потоку та швидкість організації руху ?

27.  Що таке швидкості руху транспортного потоку 15%, 50% та 85% забезпеченості, як вони визначаються?

28.  Визначення швидкості сполучення, встановленої швидкості.

29.  Визначення технічної, експлуатаційної швидкостей руху.

30.   Послідовність проведення технічних вишукувань

31.   Види технічних вишукувань

32.  Підготовчий період технічних вишукувань

33.  Польовий період технічних вишукувань

34.  Камеральний період технічних вишукувань

35.  Особливості технічних вишукувань при різних формах рельєфу

36.  Особливості технічних вишукувань на перетинах доріг

37.   Особливості та склад технічних вишукувань мостових переходів

38.  Основні документи, які треба отримати в результаті вишукувань мостового переходу

39.   Що таке ситуаційний топографічний план ?

40.   Що таке крупномасштабний топографічний план ?

41.  Яка мета проведення інженерно-геодезичних вишукувань ?

42.  Склад інженерно-геодезичних вишукувань.

43.  Опірні геодезичні мережі.

44.  Які особливості дорожніх інженерно-геодезичних вишукувань ?

45.  Трасування та закріплення основних елементів траси на місцевості.

46.  Які особливості складання пікетажного журналу при різних формах рельєфу ?

47.  Як виконується нівелювання та висотне закріплення траси ?

48.  Як виконується нівелювання поперечників?

49.  Окреслити особливості інженерно-геодезичних вишукувань мостових переходів.

50.  Яким є склад інженерно-геологічних вишукувань ?

51.  В чому полягають польові інженерно-геологічні вишукування ?

52.  Електророзвідувальні та сейсмоакустичні методи геологічних вишукувань.

53.  Які особливості інженерно-геологічних вишукувань мостових переходів?

54.  Як проводяться вишукування місцевих дорожньо-будівельних матеріалів?

55.  Який склад інженерно-гідрометричних вишукувань ?

56.  Як проводяться водомірні спостереження?

57.  Які є методи промірювання глибин на річках ?

58.  Як визначається швидкість течії ?

59.  Як визначаються витрати в заданому перерізі?

60.  Який склад екологічних вишукувань ?

61.  В чому полягає мета розробки та який склад ОВНС ?

62.  Як визначити концентрацію у повітрі шкідливих речовин від руху транспортних потоків?

63.  Як визначити вплив шкідливих речовин від руху транспортних потоків на стан здоров’я населення ?

64.  Як визначити забруднення довкілля відпрацьованими газами ?

65.   Яким є вплив транспортного шуму на стан здоров’я населення?

66.  Як визначаються рівні транспортного шуму ?

67.   Якими можуть бути заходи по зниженню рівнів загазованості, транспортного шуму ?

68.  Аеровишукування та методи їх проведення.

69.   Передбудівні вишукування.

70.  Особливості вишукувань при реконструкції.

71.  Експлуатаційні вишукування.

72.  Особливості містобудівних вишукувань.

73.   Проаналізувати взаємозв`язок різних видів інженерних вишукувань

Контрольні задачі до курсу «Інженерні вишукування»

1. Визначити кут повороту траси, якщо правий по ходу кут становить 190 градусів.

2. Визначити пікетажне положення точки К, якщо похил АК складає 20‰, а пікетажне положення т.А: ПК8+16. Висотні відмітки початку і кінця відрізку, відповідно:

3. Визначити кут повороту траси, якщо правий по ходу кут становить 60 градусів.

4. Визначити кут повороту траси, якщо правий по ходу кут становить 320 градусів.

5.  Визначити висотну відмітку точки Р, що знаходиться на відрізку АВ, довжина якого на карті становить 17 мм, довжина ВР на карті – 6 мм. Кінці відрізка А та В знаходяться на горизонталях, відповідно, 22,5 та 25,0 м. Навести рисунок.

6. Визначити масштаб карти, на якій похил відрізка АБ, кінці якого розташовані на сусідніх горизонталях, складає 5‰ при висоті перерізу рельєфа 2,5м. Довжина АВ на карті – 1см. Навести рисунок.

7. Визначити перспективну інтенсивність руху, якщо інтенсивність в період вишукувань складає 120 авт/г, коефіцієнт щорічного прирощення інтенсивності – 0,5, а перспективний період – 20 років.

8. Визначити інтенсивність руху в період 15.00-16.00, якщо при визначенні інтенсивності руху в період 10.00-11.00 того ж дня вона складала 500 авт/г, а коефіцієнти годинної нерівномірності є наступними: К_10-11 = О,71; К_15-16 = 1,65.

9. Визначити приведену інтенсивність руху транспортного потоку, якщо фактична інтенсивність складає 370 авт/год, визначений під час спостережень склад руху : легкових автомобілів – 70%, вантажних до 2 т –20% (коефіцієнт приведення 1,5); автобусів – 8% (коефіцієнт приведення 2,5); тролейбусів – 2% ( коефіцієнт приведення 3,0).

10. Визначити технічну швидкість на маршруті довжиною 10 км, якщо ходовий час руху складає 20 хв., а час затримок – 5 хв.

11. Визначити технічну швидкість на маршруті довжиною 15 км, якщо ходовий час руху складає 0,25 год., а час затримок – 5 хв.

12. Визначити експлуатаційну швидкість на ділянці, якщо відстань між її та кінцевими пунктами складає 15 км, ходовий час руху 25хв. ,час на планові та позапланові зупинки 15 хв., час обороту в кінцевих пунктах 7 хв.

13. Визначити швидкість сполучення на ділянці, якщо відстань між її початковим та кінцевим пунктами складає 25 км, ходовий час руху 25хв., час на планові та позапланові зупинки - 12 хв

14. Побудувати та дати оцінку кривій розподілу швидкостей руху та кумулятивній кривій, одержаним на основі нижче наведеного розподілу миттєвих швидкостей руху транспортного потоку в умовах міста:

Швидкість, авт/год 15-20 20-25 25-30 30-35 35-40 40-45 45-50 50-55 55-60 60-65 65-70 Кількість автом. 10 12 16 20 25 27 26 21 15 10 7

15. Визначити середню швидкість та швидкість організації руху для транспортного потоку на основі вказаного вище розподілу миттєвих

Література

1. А.Я. Хом’як. Інженерні вишукування у транспортному будівництві. – К: Знання, 2007 – 348 с.

2. Автомобільні дороги. ДБН В.2.3-4:2007. - К.: Мінрегіонбуд України, 2007 . – 91 с.

3. Інженерні вишукування для будівництва. ДБН А.2.1-1-2008. - К.: Мінрегіонбуд України, 2008. – 64.

4. О.А. Білятинський, В.И. Заворицький, В.П. Старовойда, Я.В. Хом`як. Проектування автомобільних доріг, частина I. -К.:Вища школа, 1997. – 518 с.

5. О.А. Білятинський, В.П. Старовойда, Я.В. Хом`як. Проектування автомобільних доріг , частина II.- К.: Вища школа , 1998 . – 412 с.

6. Н.Г. Видуев, Ю.В. Полищук . Инженерные изыскания. К.: Вища школа , 1979 . – 269 с.

7. Я.В. Хомяк . Проектирование сетей автомобильных дорог.- М: Транспорт , 1983. – 207 с.

8. Г.А.Федотов. Автоматизированное проектирование автомобильных дорог. - М: Транспорт, 1986. - 317 с.

9. Гарбук С.В. Космические системы дистанционного зондирования Земли. – М: «СканЭкс», 1997 – 205с.

10. Иванов В.Н. Методика и аппаратура для исследования транспортно-эксплуатационных характеристик комплекса автомобиль-водитель-дорога (в целях повышения безопасности движения и совершенствования методов проектирования элементов систем этого комплекса). – М: Высшая школа, 1971. – 123 с.

11. В.Солуха. Оцінка впливу об’єктів будівництва на навколишнє середовище згідно з ДБН А.2.2.-1-95. - К.:"3нання", 2000. - 111 с.