رویکردی جدید در جهت بهینه سازی شعاع قوس‌های افقی راه‌های نظامی کشور

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی عمران و نقشه برداری، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران

2 دکتری، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه بین المللی امام خمینی قزوین(ره)، قزوین، ایران

3 دانش آموخته کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی عمران و نقشه برداری، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران

10.22034/tri.2021.241341.2798

چکیده

در کشور ایران از آیین نامه 415 برای بررسی طرح هندسی و تامین ایمنی در راهها استفاده شده است و برای راه های نظامی آیین نامه خاصی در نظر گرفته نشده است. قوس‌های افقی از قسمت های بسیار مهم و بحرانی در طرح هندسی راهها می باشند. هدف این تحقیق طراحی بهینه شعاع قوس های افقی در راه های نظامی تحت شرایط واقعی تر است. طراحی مسیر در آیین نامه 415 بخصوص حداقل شعاع قوس افقی با توجه به مدل جرم نقطه‌ای صورت گرفته است. با توجه به این نکته که در واقعیت وسیله نقلیه چند بعدی مسیر موردنظر را طی می‌کند و نه یک جسم صلب، با یک نقطه تماس با سطح جاده، تردید در دقیق بودن رابطه ارائه‌شده توسط آیین نامه 415 دور از منطق به نظر نمی‌رسد؛ زیرا در واقعیت نیروی وارد بر هر یک از چرخ های وسیله نقلیه هنگام عبور از قوس افقی متفاوت از هم هستند. در این راستا 112 سناریو برای خودروهای باری(Truck) در نظر گرفته‌شده است. این سناریوها متشکل از تغییرات هندسه مسیر شامل شیب عرضی، شیب طولی، شعاع قوس افقی و سرعت طرح است. نتایج حاکی از آن است، که با در نظر گرفتن محدویت های دینامیکی شتاب جانبی، شاخص واژگونی، شاخص انتقال بار، نرخ چرخش خودرو، ضریب اصطکاک جانبی در قوس افقی، شعاع پیشنهادی تا 6/95 % کمتر از شعاع حاصل از آیین نامه 415 است. همچنین می توان گفت که شعاع های پیشنهادی در این تحقیق برای قوس های افقی در راههای صعب العبور نظامی- عملیاتی مناسب و پرکاربرد می باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

A new approach to optimizing the radius of the horizontal curves of the country's military roads

نویسندگان [English]

  • Sajad Javadi 1
  • Bahram Shirini 2
  • Behnam Bavelibahmai 3
  • Mohammad Amin Asghary 3
1 Ph.D., Candidate, Department of Civil Engineering, K. N. Toosi University of Technology, Tehran, Iran.
2 Ph.D., Civil Engineering Dept., Imam Khomeini International University, Qazvin, Iran.
3 M.Sc., Grad., Department of Civil Engineering, K. N. Toosi University of Technology, Tehran, Iran.
چکیده [English]

In Iran, the Code 415 is used to study the geometric design and road safety. There are no specific manuals to design military roads. This paper is aimed to optimally design the radius of horizontal curves in military roads under more realistic conditions. For the purpose of road geometric design in the Code 415, the minimum radius of horizontal curves is calculated based on the point mass model. In the real world, vehicles move like a multi-dimentional mass not a rigid one, therefore the equation presented in the code 415 can be questioned. This doubt seems to be reasonable, since in reality, the forces acted on each single tire differes as vehicle passes the horizontal curve. So, in order to analyze more accurately, 112 scenarios are considered in this research. The scenarios include different slopes, grades, rollover indices, load transfer indices, lateral friction factors in the horizontal curves. The results showed that considering the dynamic limitations of lateral acceleration, Rollover index, load transfer index, Roll rate, lateral friction factor, the proposed radius in this paper can be lower than the proposed radius in 415 by 95.6 percent. These proposed radii of of horizontal curves are suitable and widely used in difficult operational-military routes.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Military roads؛ Horizontal curve
  • minimum radius
  • vehicle dynamic

مراجع

-عطاری، ع.، (1393)، "بررسی اثر شیب شیروانی در ارتقا ایمنی وسایل نقلیه خارج شده از جاده­های برون شهری با توجه به شبیه­سازی حرکت وسایل نقلیه"، پایان­نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه آزاد اسلامی (واحد اهر).
-جابری، ا. ح.، (1395)، "آنالیز حاشیه ایمنی قوس افقی در جاده­های برونشهری بر اساس آشتو (کتاب سبز)"، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه بین المللی امام خمینی.
-AASHTO. (2011), "A Policy on Geometric Design of Highways and Streets", AASHTO.
-Chang, T. H., (2001), "Effect of vehicles' suspension on highway horizontal curve design", Journal of transportation engineering, 127(1), pp.89-91.
-Choudhari, T., & Maji, A., (2021), "Risk assessment of horizontal curves based on lateral acceleration index: a driving simulator-based study", Transportation in developing economies, 7(1), pp.1-11.
-Easa, S. M., & Dabbour, E., (2003), "Design radius requirements for simple horizontal curves on three-dimensional alignments", Canadian Journal of Civil Engineering, 30(6), pp.1022-1033.
-Echaveguren, T., Bustos, M., & De Solminihac, H., (2004), "A method to evaluate side friction in horizontal curves, using supply-demand concepts", Paper presented at the 6th International Conference on Managing Pavements: The Lessons, The Challenges, The Way AheadQueensland Department of Main RoadsARRBFRH GroupExor CorporationPavement Management ServicesFederal Highway AdministrationWorld HighwaysGHDBrisbane City CouncilTasmania Department of Infrastructure, Energy and ResourcesAustralian Road Federation (ARF) HansenCooperative Research Centre for Construction Innovation.
 
-Figueroa Medina, A. M., & Tarko, A. P., (2007), "Speed changes in the vicinity of horizontal curves on two-lane rural roads", Journal of transportation engineering, 133(4), pp.215-222.
-Findley, D. J., Hummer, J. E., Rasdorf, W., Zegeer, C. V., & Fowler, T. J., (2012), "Modeling the impact of spatial relationships on horizontal curve safety", Accident Analysis & Prevention, 45, pp.296-304.
-Himes, S. C., (2013), "Reliability Based Design of Horizontal Curves Considering the Effects of Grades".
-Imberg, J., & Palmberg, A., (2015), "How curve geometry influences driver behavior in horizontal curves-A study of naturalistic driving data".
-Kilinc, A. S., & Baybura, T., (2012), "Determination of minimum horizontal curve radius used in the design of transportation structures", depending on the limit value of comfort criterion lateral jerk TS06G-Engineering Surveying, Machine Control and Guidance.
-Kordani, A. A., Javadi, S., & Fallah, A., (2018), "The effect of shoulder on safety of highways in horizontal curves: With focus on roll angle", KSCE Journal of Civil Engineering, 22(8), pp.3153-3161­.
-Lamm, R., & Choueiri, E. M., (1987), "Recommendations for evaluating horizontal design consistency based on investigations in the state of New York", Transportation Research Record, 1122(68), e78.
-Noland, R. B., & Oh, L., (2004), "The effect of infrastructure and demographic change on traffic-related fatalities and crashes: a case study of Illinois county-level data", Accident Analysis & Prevention, 36(4), pp.525-532.­
-Othman, S., Thomson, R., & Lannér, G., (2014), "Safety analysis of horizontal curves using real traffic data", Journal of transportation engineering, 140(4), 04014005.
-Qu, G., He, Y., Sun, X., & Tian, J., (2018), "Modeling of lateral stability of tractor-semitrailer on combined alignments of freeway", Discrete Dynamics in nature and Society.
Tan, C. H., (2005), "An investigation of comfortable lateral acceleration on horizontal curves: The Pennsylvania State University."
-Xu, J., Yang, K., Shao, Y., & Lu, G., (2015), "An experimental study on lateral acceleration of cars in different environments in Sichuan", Southwest China. Discrete Dynamics in nature and Society.
پژوهشنامه حمل و نقل
دوره 19، شماره 1 - شماره پیاپی 70
فروردین 1401
صفحه 111-128

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار