Fisic Chlaonadh na gCuar Bóthair
Nuair a ghluaiseann feithicil timpeall ar chuar cothrománach, gineann an luas luasghéarú lártheifeach a bhrúnn an fheithicil amach i dtreo imeall seachtrach an bhóthair. Chun an fórsa seo a chothromú agus sábháilteacht chomh maith le compord na dtiománaithe a chinntiú, déantar dromchla an bhóthair a chlaonadh isteach. Tugtar sár-airde nó forairdeacht ar an gclaonadh seo. Rialálann an chothromóid phointe-mhaise an caidreamh fisiciúil idir luas na feithicle, ga an chuair, an fhorairdeacht agus an fhrithchuimilt chliathánach:
e + f = V² ÷ (k × R)
Áit arb é:
- e: Ráta na forairdeachta (mar dheachúil).
- f: An fachtóir frithchuimilte cliathánaí a úsáidtear.
- V: Luas na feithicle.
- R: Ga an chuair chothrománaigh, tomhaiste go lárlíne an bhóthair.
- k: Tairiseach uimhriúil a bhraitheann ar na haonaid tomhais (127 do mhéadrach, 15 do thras-tíortha impiriúla).
Mura bhfuil an bóthar claonta go leor, caithfidh frithchuimilt idir na boinn agus an pábháil an t-éileamh cliathánach iomlán a iompar. Má sháraítear teorainneacha compord nó greamaitheachta, sleamhnóidh an fheithicil. Ríomhann an t-áireamhán seo an chaoi a ndéantar an t-éileamh cliathánach a dháileadh idir an claonadh fisiciúil agus an fhrithchuimilt de réir na gcaighdeán innealtóireachta is déanaí.
Dáileadh Modh 5 de chuid AASHTO
Chun an ráta forairdeachta cuí a chinneadh, leanann an uirlis seo Modh dáileacháin 5 de chuid an AASHTO Green Book (2018, an 7ú heagrán). Ní dhéanann an modh seo an fhorairdeacht nó an fhrithchuimilt a uasmhéadú láithreach; ina ionad sin, roinntear an t-éileamh cliathánach iomlán (D = V² ÷ (k · R)) go comhréireach idir an dá fhachtóir bunaithe ar a n-uasteorainneacha faoi seach:
e = D · e_max ÷ (e_max + f_max)
Déantar an teorainn frithchuimilte cliathánaí (f_(max)) a idirshuíomh go huathoibríoch ó tháblaí AASHTO bunaithe ar an luas dearaidh. Mar shampla, i gcóras méadrach, raonann na teorainneacha compord seo ó 0.17 ag 30 km/h síos go dtí 0.09 ag 120 km/h. I gcóras impiriúil, raonann siad ó 0.17 ag 20 mph síos go dtí 0.08 ag 80 mph. Cinntíonn an dáileadh comhréireach seo go bhfanann an tiomáint compordach ag luasanna níos ísle gan gá le claonadh ró-ghéar, ach go soláthraítear an t-uasmhéid sábháilteachta ar chuair ardluais.
Rialacha Dearaidh agus Teorainneacha Polasaí
Agus cuar á dhearadh, caithfidh an t-innealtóir uasteorainn pholasaí (e_(max)) a roghnú a oireann don aeráid áitiúil agus don chomhthéacs. Cuireann AASHTO cúig uasteorainn ar fáil:
- 4% go 6%: Sráideanna uirbeacha ina mbíonn stadanna go minic agus luasanna ísle.
- 8%: Limistéir ina bhfuil sneachta agus oighear coitianta, chun cosc a chur ar fheithiclí mall sleamhnú isteach i dtreo lár an chuair nuair a bhíonn an bóthar sleamhain.
- 10% go 12%: Mórbhóithre tuaithe ardluais i réigiúin gan oighear amháin.
Má roghnaítear uasteorainn os cionn 8%, taispeánann an t-áireamhán an rabhadh: “Tá uasteorainneacha os cionn 8% beartaithe do thimpeallachtaí saor ó oighear.”
Ina theannta sin, má tá an luas dearaidh 70 km/h (45 mph) nó níos lú, taispeántar an nóta: “Leanann sráideanna uirbeacha ar luas íseal critéir ar leith de chuid an Green Book — caith leis seo mar sheiceáil, ní mar dhearadh.” Má tá an ráta ríofa níos lú ná an gnáth-fhána trasnaí, feicfear an teachtaireacht: “Tá an ráta ríofa faoi bhun na gnáth-fhána trasnaí — is féidir rannán gnáth-fhána trasnaí a choinneáil anseo.”
Céimniú an Aistrithe: Rith chun Srutha agus Rith Amach
Ní féidir le tras-fhána an bhóthair athrú go tobann ó ghnáth-fhána trasnaí ar thadhlaí go dtí an fhorairdeacht iomlán ag tús an chuair. Teastaíonn fad aistrithe chun an pábháil a rothlú go réidh. Tá dhá chuid sa réigiún aistrithe seo:
- Rith amach tadhlaí (Lₜ): An fad a theastaíonn chun an lána seachtrach a rothlú óna ghnáth-fhána trasnaí contrártha go dtí go mbeidh sé cothrom (0%).
- Rith chun srutha sár-airde (Lᵣ): An fad a theastaíonn chun an pábháil iomlán a rothlú ó leibhéal cothrom go dtí an ráta forairdeachta deiridh.
Chun na faid seo a ríomh, úsáideann an t-áireamhán an t-uasghrádán coibhneasta (Δ) idir imeall an phábhála agus ais an rothlaithe, a athraíonn de réir an luais (m.sh., 0.80% ag 20 km/h síos go dtí 0.38% ag 120 km/h). Is é an fhoirmle don rith chun srutha ná:
Lr = (w · n₁ · e ÷ Δ) · b_w
Áit arb é w leithead an lána, n₁ líon na lánaí a rothlaíodh, e an ráta forairdeachta, agus b_w fachtóir coigeartaithe do lánaí iolracha. I gcás cuair gan bíseach, cuirtear thart ar dhá thrian (67%) den rith chun srutha ar an tadhlaí díreach roimh thús an chuair, agus an trian eile (33%) laistigh den chuar féin.
Príobháideacht agus Próiseáil Sonraí
Ríomhtar gach rud go háitiúil i mbrabhsálaí an úsáideora. Ní uaslódáiltear aon sonraí ionchuir, luachanna cuair ná torthaí chuig freastalaithe seachtracha; fanann gach faisnéis ar do ghléas féin go hiomlán.
Ceisteanna Coitianta
Conas a chinneann an t-áireamhán idir forairdeacht agus frithchuimilt? Socraíonn an chothromóid pointe-mhaise e + f = V² ÷ (127·R) an t-éileamh cliathánach D ó luas agus gha. Roinneann modh 5 de chuid AASHTO ansin é i gcomhréir leis an dá uasluach: e = D·e_max ÷ (e_max + f_max), áit arb é f_max an teorainn frithchuimilte bunaithe ar chompord sa Green Book don luas dearaidh — 0.17 ag 30 km/h síos go dtí 0.09 ag 120 km/h, idirshuite idir luachanna an tábla. Brúnn luasanna níos gasta agus cuair níos géire níos mó den éileamh ar an bhforairdeacht go dtí go sroichtear uasteorainn an pholasaí; thairis sin tá an gha ró-bheag, agus tuairiscíonn an t-áireamhán an t-íosgha in ionad an toradh a theorannú go tostach.
Cén uasteorainn pholasaí ba cheart dom a roghnú? Meaitseáil polasaí na gníomhaireachta bóithre, a dhéanann comhbhabhtáil idir costas an chuair agus cobhsaíocht feithiclí mall agus an aeráid. Cuireann AASHTO cúig uasteorainn ar fáil: 4% agus 6% do limistéir uirbeacha ina mbíonn stadanna go minic agus trácht mall, 8% mar a mbíonn sneachta agus oighear coitianta, agus 10% nó 12% i réigiúin gan oighear amháin ar mhórbhóithre tuaithe ardluais — is féidir le feithicil mhall sleamhnú isteach ar chuar oighreata a bhfuil forairdeacht ghéar air.
Conas a aimsítear luas comhairleach cuair atá ann cheana? Is é seo an luas is airde ag a bhfanann éileamh frithchuimilte an chuair laistigh den teorainn chompord — ag réiteach V² = 127·R·(e + f_max(V)) do V, leis an bhforairdeacht thomhaiste e. Toisc go dtiteann an teorainn frithchuimilte féin de réir mar a mhéadaíonn an luas, níl aon fhoirm iata ag an gcothromóid, mar sin déanann an t-áireamhán atriall trí dhéroinnt go dtí an crosphointe agus slánaíonn sé an toradh SÍOS go dtí an chéad 5 eile le haghaidh luach postáilte. Má sháraíonn fiú an luas is ísle sa tábla an teorainn, teastaíonn níos mó gha nó níos mó forairdeachta don chuar; má tá an crosphointe thar 130 km/h, ní chuireann an cuar teorainn le luas sa raon clúdaithe.
Cad is rith chun srutha forairdeachta and rith amach tadhlaíoch ann? Ní féidir leis an tras-fhána léim go tobann ón ngnáth-dhromchla dronnach go dtí an fhorairdeacht iomlán ag pointe an chuair. Rothlaíonn an rith amach tadhlaíoch an lána seachtrach óna dhromchla dronnach contrártha go dtí go mbíonn sé cothrom; rothlaíonn an rith chun srutha forairdeachta an pábháil iomlán ansin ó leibhéal cothrom go dtí an ráta iomlán. Déanann AASHTO an rith chun srutha a thomhas bunaithe ar uasghrádán coibhneasta idir imeall an phábhála agus ais an rothlaithe — 0.80% ag 20 km/h síos go dtí 0.38% ag 120 km/h — ionas go bhfaigheann bóithre ardluais aistrithe níos faide agus níos séimhe. I gcás cuair gan bíseach, cuirtear thart ar dhá thrian den rith chun srutha ar an tadhlaí roimh thús an chuair; le bíseach, forbraítear an rith chun srutha feadh fhad an bhísigh ina ionad sin.
Cathain nach bhfuil an modh seo infheidhme? Úsáideann iarnróid claonadh cothromaíochta, ar foirmle dhifriúil í. Tá critéir Green Book ar leith ag sráideanna uirbeacha ísealluais (70 km/h / 45 mph agus faoi) a bhfuil luachanna frithchuimilte níos airde acu. Forbraíonn cuair atá nasctha le bíseach an rith chun srutha feadh an bhísigh seachas an scoilt thadhlaíoch a thaispeántar anseo. Agus ní thagann aon ríomh ráta in ionad dearaidh draenála, achair radhairc agus pábhála — ní mór nach dtitfeadh aisiompú na tras-fhána ar íosphointe próifíle, agus teastaíonn na huasteorainneacha níos ísle i réigiúin oighreata.