egzamin dyplomowy pytania PDF

Preview

Summary

kompilacja odpowiedzi na pytania do egzaminu dyplomowego 2022...

Description

1. Jakie cechy wzroku kierowcy są istotne dla formułowania zasad projektowania bezpiecznych dróg i dlaczego? Cechy wzroku kierowcy istotne dla formułowania zasad projektowania bezpiecznych dróg: ➢ Zakres pola widzenia – Poziome granice widzenia tworzą kąt około 160 stopni. Wszystko, co znajduje się poza stożkiem o kącie wierzchołkowym 20 stopni jest mało wyraźne. Pole widzenia zmniejsza się wraz ze wzrostem prędkości. ➢ Zdolność adaptacji wzroku do światła i ciemności – pełna adaptacja wzroku do ciemności trwa około godziny; zaburzenia widzenia w mroku (tzw. „kurza ślepota”) stanowią poważne zagrożenie bezpieczeństwa ruchu, ➢ Wrażliwość na olśnienia, które wiąże się z adaptacją – „ olśnienie” kierowcy światłami samochodów jadących z przeciwka, ➢ Stereoskopowe widzenie – odpowiedzialne za prawidłową ocenę odległości , ➢ Rozpoznawanie barw – kierowca powinien bezbłędnie rozpoznawać kolory stosowane do sterowania ruchem za pomocą sygnalizacji świetlnej z odległości 150-200 m. Cechy wzroku mają wpływ na następujące zasady projektowania (Wnioski do projektowania dróg i organizacji ruchu): ➢ Geometryczne ukształtowanie drogi powinno być jednolite, ponieważ kierowca – po przejechaniu pewnego odcinka nieoznaczonej drogi – nie oczekuje nagłej zmiany jej parametrów. Jeżeli taka zmiana jest nieunikniona, niezbędne jest odpowiednio wczesne ostrzeżenie kierowcy, który nie może być zaskoczony. Zasada ta dotyczy także innych elementów drogi, układu dróg i organizacji ruchu. ➢ Jednoznaczne wyznaczenie toru jazdy (np. za pomocą znaków poziomych) odciąża kierowcę od konieczności ciągłego wyboru właściwego toru jazdy. ➢ Rozwiązanie skrzyżowań i węzłów nie powinno zmuszać kierowcy do równoczesnego obserwowania kilku kierunków i podejmowania wielu decyzji równocześnie. ➢ Przy większych prędkościach ruchu należy uwzględnić ograniczenie pola ostrego widzenia oraz niemożność odwracania wzroku od kierunku jazdy na dłuższy okres. Wynikają stąd np. wnioski dotyczące odpowiedniej lokalizacji i wymiarów znaków drogowych. ➢ Należy unikać projektowania dróg charakteryzujących się monotonią. Poza właściwym rozwiązaniem geometrycznym istnieją możliwości urozmaicenia nawet długiego, prostego odcinka drogi, przez odpowiednio zaprojektowaną zieleń przydrożną. Przy drogach obciążonych dużym ruchem należy unikać lokalizowania obiektów przyciągających uwagę kierowców. ➢ Przy projektowaniu oświetlenia tuneli, parkingów podziemnych itp. należy uwzględniać ograniczoną akomodacyjną zdolność oka kierowcy. ➢ Znaki drogowe, sygnalizatory itp. powinny być zaprojektowane (pod względem formy, barw, liternictwa itp.) z uwzględnieniem zdolności użytkowników dróg do ich odczytywania w różnych sytuacjach. ➢ Lokalizacja znaków i sygnalizatorów powinna uwzględniać warunki ich spostrzegania (kierunek, prędkość jazdy, tło, położenie w stosunku do słońca itp.)

1

2. Omów pierwszy warunek ruchu pojazdu. Jaki ma on wpływ na formułowanie zasad projektowania dróg? Pierwszy warunek ruchu – aby mógł odbywać się ruch pojazdów to siła napędowa nie może być mniejsza od sumy oporów ruchu. Gdzie:

Pn ≥ ∑ Oi = OT + OP + OW + OB + OŁ

Pn – siła napędowa [N] OT – opór podstawowy (toczenia) [N] OP – opór powietrza [N] OW – opór wzniesienia [N] OB – opór bezwładności [N] OŁ – opór na łuku poziomym [N]

Siła napędowa: Gdzie:

M – moc silnika [kW] η – współczynnik sprawności v – prędkość jazdy [km/h]

Opór podstawowy (toczenia): Gdzie:

Pn =

3600 ∙ M ∙ η v

OT = Qs ∙ g ∙ f

Q s – aktualna masa pojazdu [kg] g – przyśpieszenie ziemskie [m/s2] f – współczynnik oporu zależny od rodzaju nawierzchni (wartości od 0,01 do 0,3)

Opór powietrza:

Gdzie:

OP =

ρ ∙ α ∙ F ∙ v2 2

ρ – gęstość powietrza ( 1,226 kg/m3 w temperaturze 15°C ) α – współczynnik oporu powietrza (ew. Cx w granicach od 0,3 dla osobówek do 1,5 dla ciągników siodłowych) F – powierzchnia czoła pojazdu [m2] v – względna prędkość naporu powietrza (względna prędkość pomiędzy pojazdem i powietrzem z uwzględnieniem kierunku wiatru) [m/s]. Gdy wiatr wieje z przodu to go dodajemy do prędkości pojazdu, gdy wiatr z tyłu to go odejmujemy, a gdy z boku to wyliczamy jego wartość za pomocą twierdzenia Pitagorasa.

Opór wzniesienia: Gdzie:

OW = ±i ∙ Qs ∙ g

„+” jazda w dół ; „-” jazda w górę i – pochylenie podawane w postaci liczby bezwzględnej (ułamku dziesiętnym) Q s – masa pojazdu [kg] g – przyśpieszenie ziemskie [m/s2]

2

Opór bezwładności Gdzie:

OB = ±Q s ∙ δ ∙

„+” jazda w dół ; „-” jazda w górę Q s – masa pojazdu [kg] δ – współczynnik mas wirujących dv – przyśpieszenie [m/s2] dt

Opór na łuku poziomym

Gdzie:

Q s – masa pojazdu [kg] g – przyśpieszenie ziemskie [m/s2] v – prędkość jazdy [km/h] R – promień łuku [m]

OŁ =

dv dt

12 ∙ 10−6 ∙ Qs ∙ g ∙ v4 R2

Wpływ pierwszego warunku ruchu na zasady projektowania dróg: Aby łatwo było spełnić pierwszy warunek ruchu, należy starać się by suma oporów była jak najmniejsza, w związku z tym, ważne jest by: - na drogach była nawierzchnia, której współczynnik oporu będzie ni ski – nawierzchnie asfaltowe i betonowe, - w miarę możliwości nie tworzyć dróg o zbyt dużych pochyleniach.

3. Omów drugi warunek ruchu pojazdu. Jaki ma on wpływ na formułowanie zasad projektowania dróg? Drugi warunek ruchu – aby pojazd mógł się poruszać na drodze, siła przyczepności podłużnej musi być większa od siły napędowej. Q n ∙ g ∙ μ ≥ Pn Gdzie:

Q n – masa pojazdu na oś napędową [kg] g – przyśpieszenie ziemskie [m/s2] μ – współczynnik przyczepności (0,2-0,7) Pn – siła napędowa [N]

W celu spełnienia tego warunku należy zagwarantować odpowiednio wysoki współczynnik przyczepności. Jego wartość zależy głównie od prędkości pojazdu, rodzaju nawierzchni, obciążenia koła, rodzaju oraz ciśnienia opony. Wpływ drugiego warunku ruchu na formułowanie zasad projektowania dróg: Należy stosować odpowiednio dobre nawierzchnie (bitumiczna, betonowa, bruk, tłuczeń) w celu zapewnienia jak największej wartości współczynnika przyczepności. Współczynnik przyczepności 𝝁 – miara wartości sił jakie drogą tarcia mogą być przenoszone między ogumionym kołem a jezdnią. W przypadku ruchu pojazdu pomiędzy oponą a jezdnią nie zachodzi tarcie w klasycznym pojęciu, ale występują zjawiska adhezji, odkształcenia i zaczepiania. Ważniejsze czynniki wpływające na styku „opona – jezdnia”: - związane z oponą: konstrukcja opony, właściwości gumy bieżnika, kształt i głębokość rzeźby bieżnika, obciążenia koła, ciśnienie powietrza w oponie - związane z jednią: rodzaj materiałów użytych do warstwy ścieralnej, tekstura nawierzchni, zdolność do odprowadzenia wody z jezdni, wilgotność, zanieczyszczenia, oblodzenie lub zaśnieżenie. - związane z warunkami pracy opony: poślizg opony względem jezdni, prędkość jazdy, temperatura. Adhezja – przyleganie opony do powierzchni jezdni. poślizg Histereza gumy – strata energii wywołana odkształceniem gumy Akaplanacja – oddzielenie przez wodę opony od nawierzchni

3

4. Jakie są zasadnicze czynniki wpływające na długość drogi hamowania? Zasadnicze czynniki wpływające na długość drogi hamowania : ➢ Prędkość z jaką poruszał się pojazd – wraz ze wzrostem prędkości rośnie pęd pojazdu, więc aby

➢

➢ ➢ ➢

zatrzymać pojazd, układ hamulcowy musi zadziałać większą siłą na opony. Jeżeli prędkość jest za duża w stosunku do możliwości zarówno hamulców, opon jak i rodzaju nawierzchni, po której się on porusza, auto ulegnie poślizgowi a droga hamowania ulegnie wydłużeniu. Należy pamiętać, że droga hamowania i energia zderzenia rosną szybciej niż prędkość. Dwukrotny wzrost prędkości to czterokrotne wydłużenie drogi hamowania i takie samo zwiększenie energii zderzenia. Rodzaj nawierzchni, pochylenie podłużne, warunki pogodowe i prędkość wiatru – rodzaj nawierzchni decyduje o tym jaka jest przyczepność opon do podłoża, najlepsza przyczepność jest do suchej powierzchni betonowej, potem asfaltowej itd. Wiadomo, że jeżeli powierzchnia jest mokra, przyczepność jest gorsza, a jak jest ślisko i temperatura otoczenia maleje warunki stają się tylko gorsze. Jeżeli pokryjemy powierzchnie śniegiem to droga hamowania wydłuży się dwukrotnie, a przy pokryciu lodem to czterokrotnie.

Stan i rodzaj układu hamulcowego Stan i rodzaj opon Masa pojazdu – długość drogi hamowania można wyznaczyć w przybliżony sposób stosując zasadę, że energia kinetyczna pojazdu zostaje zniszczona przez pracę oporów ruchu na długości drogi hamowania. Im masa samochodu jest większa tym układ hamulcowy musi wykonać większą pracę by zatrzymać samochód.

➢ ➢

Doświadczenie i umiejętności kierowcy (czas reakcji) Widoczność i ukształtowanie terenu – im bardziej kręta droga i ograniczona widoczność, tym zostaje nam mniej czasu na podjęcie decyzji do uniknięcia niebezpiecznego zdarzenia na drodze.

5. Co to jest prędkość projektowa i miarodajna. Do czego służą te parametry projektowe? Prędkość projektowa – parametr techniczno-ekonomiczny któremu podporządkowane są graniczne wartości elementów drogi, proporcje między nimi oraz zakres wyposażenia drogi. Prędkość projektowa zależy od klasy technicznej drogi oraz od ukształtowania i zagospodarowania terenu. Ten parametr projektowy służy do określenia : ➢ Minimalnego promienia łuku kołowego poziomego i pionowego. ➢ Maksymalnych wartości pochylenia niwelety. ➢ Parametru krzywej przejściowej w przypadku dróg klasy Z i wyżej. ➢ Najmniejszych promieni krzywej wypukłej i wklęsłej. ➢ Udziału odcinków z możliwością wyprzedzania. ➢ Niektórych parametrów pasów włączenia i wyłączenia. ➢ Wartości przechyłki na łuku kołowym w planie. Prędkość miarodajna – parametr odwzorowujący prędkość samochodów osobowych w ruchu swobodnym na drodze, służący do ustalenia wartości elementów drogi, które ze względu na bezpieczeństwo ruchu powinny być dostosowane do tej prędkości. Parametr stosowany wyłącznie dla dróg o klasie technicznej nie niższej niż G. Prędkość miarodajna powinna być co najmniej równa prędkości projektowej drogi i nie większa od niej o więcej niż 20 km/h. Ten parametr projektowy służy do określenia: ➢ Najmniejszego promienia łuku kołowego poziomego ➢ Najmniejszej długości widoczności na zatrzymanie i wyprzedzanie.

4

6. Co to jest natężenie miarodajne i jak je się ustala w projekcie drogi. Do czego służy ten parametr projektowy? Natężenie miarodajne – natężenie ruchu w ustalonej godzinie panujące w roku prognozy(15 rok od daty budowy lub 10 od daty przebudowy) na skrzyżowaniu wyrażone w liczbie [P/h]. Uszeregowanie wszystkich godzinowych natężeń ruchu z danego roku, od największego do najmniejszego umożliwia wyznaczenie miarodajnego godzinowego natężenia ruchu, czyli natężenia 30,50,100 lub 150 godziny w roku. W Polsce za miarodajne przyjmuje się natężenie szczytowej „pięćdziesiątej godziny” w roku, co zakłada możliwe przeciążenie ruchem drogi w ciągu 49 godzin roku. Natężenie miarodajne służy do celów projektowania geometrycznego(przekrój drogi, liczba pasów, typ skrzyżowania) i prognozowania ruchu. Opracowanie prognoz według maksymalnych(w ciągu roku) natężeń ruchu i projektowania na ich podstawie elementów układu komunikacyjnego byłoby ekonomicznie nieuzasadnione i prowadziłoby do dużych rezerw przepustowości w pozostałych godzinach ruchu. Dlatego nie przyjmuję się maksymalnych natężeń, tylko miarodajne. UZUPEŁNIENIE: Miarodajnym natężeniem jest natężenie: ➢ 50 godziny w roku – dla skrzyżowań dróg poza terenem zabudowy, ➢ 30 godziny w roku – dla skrzyżowań dróg na terenie zabudowy małych miejscowości lub w zewnętrznej strefie dużych miast(drogi wylotowe), ➢ Przeciętne szczytowe natężenie godzinowe ruchu w dniu roboczym – dla skrzyżowań dróg na terenie zabudowy dużych miast(strefa centralna i pośrednia), ➢ Przeciętne szczytowe natężenie godzinowe ruchu weekendowego lub turystycznego – dla skrzyżowań, na których dominujący jest ruchu weekendowy lub turystyczny. Przy wyznaczaniu miarodajnych natężeń ruchu rozróżnić należy dwa przypadki: 1) Budowy skrzyżowania albo przewidywanych istotnych zmian ruchu – wyznaczenie natężeń w roku prognozy powinno być oparte na modelowaniu ruchu w sieci drogowej w obszarze istotnie oddziałującego na ruch na skrzyżowaniu 2) Przebudowy skrzyżowania – wyznaczenie miarodajnych natężeń ruchu powinno być oparte na pomierzonych natężeniach ruchu. Pomiar natężeń ruchu powinien być wykonany z uwzględnieniem struktury rodzajowej, struktury kierunkowej i podziału okresu pomiarowego na 15 minutowe interwały rejestracji. Pomiar natężeń ruchu powinien trwać 3-4 godziny, tak aby objąć okresy szczytowych natężeń w ciągu dnia: 1. Roboczego – dla skrzyżowań dróg o gospodarczym charakterze ruchu. 2. Weekendowego – dla skrzyżowań dróg o rekreacyjnym charakterze ruchu. 3. Wakacyjnego – dla skrzyżowań o turystycznym charakterze ruchu. Zaleca się kilkukrotne wykonanie pomiaru ruchu: Trzykrotnie – dla skrzyżowania dróg poza terenem zabudowy oraz dla skrzyżowań z ruchem weekendowym lub turystycznym zlokalizowanych na terenie zabudowy Dwukrotnie – dla pozostałych skrzyżowań zlokalizowanych na terenie zabudowy Natężenia ruchu z kilkukrotnych pomiarów należy uśrednić

5

7. Jakie czynniki drogowe mają wpływ na prędkość ruchu pojazdów. Podaj charakter zależności (orientacyjny wykres zależności)? Czynniki wpływające na prędkość: 1. Człowiek 2. Pojazd 3. Droga: - Czynniki drogowe: a) Geometria drogi b) Nawierzchnia c) Środki organizacji ruchu - Czynniki ruchowe: - Natężenie, struktura rodzajowa i kierunkowa - Czynniki otoczenia a) Geometria drogi: ➢ Krętość drogi

WNIOSEK: Wraz ze wzrostem krętości drogi prędkość maleje.

➢

Wartość promieni łuków poziomych

WNIOSEK: Wraz ze wzrostem wartości R, prędkość rośnie.

6

➢

Pochylenia niwelety i ich długości

WNIOSEK: Wraz ze wzrostem pochyleń, prędkość maleje.

➢ ➢

➢

Kąty zwrotu kierunku trasy WNIOSEK: Wraz ze wzrostem kąta zwrotu trasy, prędkość maleje.

Szerokość jezdni → Z poprzednich wykresów .

WNIOSEK: Im szersza jezdnia, tym prędkość wyższa.

Widoczność WNIOSEK: Im lepsza widoczność, tym prędkość wyższa.

b) Nawierzchnia: ➢ Stałe cechy powierzchniowe(równość, szorstkość), ➢ Zmienne cechy powierzchniowe, ➢ Wilgotność, ➢ Śliskość. c) Środki organizacji ruchu: ➢ Przepisy ogólne(określone prawem o ruchu drogowym), ➢ Wymagania lokalne(lokalna regulacja prędkości).

7

8. Podaj fundamentalne prawo przepływu ruchu. Narysuj zależność prędkość–gęstość–natężenie. Co to jest prędkość optymalna?

Równanie stanu strumienia pojazdów (fundamentalne prawo przepływu ruchu): 𝑞 = 𝑘 ∙ 𝑣𝑡 Dla zależności fundamentalnych obowiązują następujące warunki brzegowe: 1 – q=0 dla k=0 i k=kmax 2 – 𝑣𝑡 = 0 dla k=kmax 3 – 𝑣𝑡 → 𝑣𝑡0 = 𝑣0 dla k=0, gdzie 𝑣0 jest prędkością pojazdów w ruchu swobodnym Z równania stanu strumienia pojazdów i warunków brzegowych wynika modelowy, fundamentalny wykres q(k). Średnie chwilowe prędkości 𝑣𝑡 = 𝑞/𝑘 w każdym punkcie wykresu reprezentowane są przez nachylenie wektora wychodzącego z początku układu współrzędnych i przechodzącego przez ten punkt. Zgodnie z definicją swobodny ruch strumienia występuje, gdy 𝑣𝑡 (𝑘, 𝑞) = 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡. Maksymalna wartość intensywności qmax (odpowiadająca przepustowości przekroju) związana jest z gęstością optymalną kopt. Sytuacja taka zachodzi przy pewnej optymalnej prędkości 𝑣𝑜𝑝𝑡 . Prędkość optymalna 𝑣𝑜𝑝𝑡 – wartość związana z gęstością optymalną kopt dla której osiąga się maksymalną wartość intensywności qmax (odpowiadającą maksymalnej przepustowości przekroju). W zależności od stopnia wzajemnego oddziaływania między pojazdami można wyróżnić trzy zasadnicze stany strumienia ruchu: 1 – swobodny; gdy na drodze znajduje się niewiele pojazdów, których kierowcy mogą swobodnie wybierać prędkość jazdy a wyprzedzanie może być wykonywane bez utrudnień 2 – częściowo wymuszony; kiedy na sposób jazdy kierowców oddziałują inne pojazdy, a swoboda doboru prędkości i wyprzedzania jest ograniczona 3 – wymuszony; kiedy wyprzedzanie jest niemożliwe i ruch pojazdów odbywa się w kolumnach z podobnymi prędkościami. Makroskopowe charakterystyki strumienia ruchu: - Intensywność (natężenie) ruchu q – liczba pojazdów przejeżdżających określony przekrój drogi w jednostce czasu [P/s]. - Gęstość ruchu k – liczba pojazdów znajdujących się na pasie ruchu odcinka drogi o jednostokowej długości [P/km]. - Średnia prędkość 𝑣𝑡 – odnosi się do zbioru pojazdów uczestniczących w ruchu [m/s] lub [km/h].

8

9. Podaj podstawowe parametry charakteryzujące parkowanie. Do czego służą te parametry? Charakterystyki parkowania: 1. Cel i czas trwania parkowania. 2. Akumulacja parkowania. 3. Wykorzystanie parkowania: - Wskaźnik napełnienia parkingów w szczycie. - Wskaźnik rotacji. - Udział parkujących niezgodnie z przepisami . Cel parkowania – cel podróży kierowców i pasażerów parkującego pojazdu. Czas trwania parkowania – długość okresu parkowania danego pojazdu na jednym miejscu. Akumulacja parkowania – miara nasilenia parkowania definiowana jako liczba pojazdów parkujących równocześnie na analizowanym parkingu lub obszarze. Wskaźnik wykorzystania powierzchni parkingowej WP – udział procentowy miejsc postojowych na których parkują pojazdy Pp w całkowitej liczbie miejsc parkingowych Mp w danym okresie (np. szczycie – stosunek szczytowej akumulacji do pojemności parkingowej). Pp WP = ∙ 100 [%] Mp Wskaźnik rotacji parkowania WR – stosunek liczby parkujących pojazdów Ppn w okresie analizy do całkowitej liczby miejsc parkingowych Mp

Gdzie:

WR =

P𝑝𝑛 [P/stanowisko] Mp

WR < 1 – niewykorzystana podaż stanowisk postojowych 1 < WR < 5 – występują parkowania krótkie, średnie i długie WR > 5 – duże zapotrzebowanie na parkowanie krótkie

Cel parametrów charakteryzujące parkowanie: ➢ Określenia potrzeb parkingowych. ➢ Określenia rezerw parkingowych, bilansu parkingowego, deficytu parkingowego . ➢ Pomocy przy rozważaniu różnych zasad sterowania parkowaniem.

9

10. Podaj klasyfikację funkcjonalną i techniczną dróg (kategorie i klasy dróg). Do czego służą klasyfikacje? Klasa techniczna drogi – przyporządkowanie drodze odpowiednich parametrów technicznych, wynikających z jej cech funkcjonalnych. Istnieje 7 klas technicznych dróg publicznych: - autostrady (A), - ekspresowe (S), - główne ruchu przyspieszonego (GP), - główne (G), - zbiorcze (Z), - lokalne (L), - dojazdowe (D). Kategoria drogi – droga na podstawie funkcji jaką pełni zaliczana do jest do jednej z 4 kategorii. 1) Drogi Krajowe – drogi o znaczeniu krajowym i międzynarodowym, stanowiące połączenie między miastowe. Drogi krajowe stanowią własność Skarbu Państwa. Podlegają zarządowi Generalnego Dyrektora Dróg Krajowych i Autostrad. Klasy A, S, GP i wyjątkowo G. 2) Drogi Wojewódzkie – drogi o znaczeniu wojewódzkim, stanowiące połączenie między miastami. Drogi wojewódzkie stanowią własność województwa i podlegają jego zarządowi. Klasy G, Z i wyjątkowo GP. 3) Drogi Powiatowe – drogi stanowiące połączenia miast będących siedzibami powiatów z siedzibami gmin i siedzibami gmin między sobą. Drogi powiatowe stanowią własność powiatu i podlegają jego zarządowi. Klasy G, Z i wyjątkowo L. 4) Drogi Gminne – drogi o znaczeniu lokalnym niezaliczone do innych kategorii, stanowiące uzupełnienie sieci dróg służących miejscowym potrzebom. Drogi gminne stanowią własność gminy i podlegają zarządowi wójta, burmistrza lub prezydenta miasta. Klasy L, D i wyjątkowo Z. Cel klasyfikacji technicznych i funkcjonalnych dróg: Klasyfikacje techniczne służą doborowi odpowiednich parametrów dla dróg na podstawie Warunków Technicznych. Przykładowe parametry to: maksymalna szerokość ulic w liniach rozgraniczających, szerokości pasów ruchu, prędkości projektowe i miarodajne, promienie łuków w planie i profilu oraz zakres stosowania skrzyżowań. Klasa

A

S

GP

G...