MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ AGRONOMICKÁ FAKULTA DIPLOMOVÁ PRÁCE

MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ AGRONOMICKÁ FAKULTA

DIPLOMOVÁ PRÁCE

BRNO 2014

RADEK FASORA

Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav zemědělské, potravinářské a environmentální techniky

Vliv stavebně technického řešení komunikace na bezpečnost silničního provozu Diplomová práce

Vedoucí práce: Ing. Jiří Pospíšil, CSc.

Vypracoval: Bc. Radek Fasora

Brno 2014

Čestné prohlášení

Prohlašuji, že jsem práci: Vliv stavebně technického řešení komunikace na bezpečnost silničního provozu vypracoval samostatně a veškeré použité prameny a informace uvádím v seznamu použité literatury. Souhlasím, aby moje práce byla zveřejněna v souladu s § 47b zákona č. 111/1998 Sb.,o vysokých školách ve znění pozdějších předpisů a v souladu s platnou Směrnicí o zveřejňování vysokoškolských závěrečných prací. Jsem si vědom, že se na moji práci vztahuje zákon č. 121/2000 Sb., autorský zákon, a že Mendelova univerzita v Brně má právo na uzavření licenční smlouvy a užití této práce jako školního díla podle § 60 odst. 1 autorského zákona. Dále se zavazuji, že před sepsáním licenční smlouvy o využití díla jinou osobou (subjektem) si vyžádám písemné stanovisko univerzity, že předmětná licenční smlouva není v rozporu s oprávněnými zájmy univerzity, a zavazuji se uhradit případný příspěvek na úhradu nákladů spojených se vznikem díla, a to až do jejich skutečné výše. V Brně dne:………………………..

…………………………………………………….. podpis

PODĚKOVÁNÍ

Tímto bych chtěl poděkovat panu Ing. Jiřímu Pospíšilovi, CSc. za pomoc při psaní diplomové práce, jeho bohaté zkušenosti a čas strávený na konzultačních hodinách. Dále bych chtěl poděkovat mechanizátorovi ZD Sokolnice, a to svému otci Janu Fasorovi, za umožnění experimentálního měření, a také Bc. Petrovi Sklenářovi za odbornou pomoc při měření. Poděkování patří i Haně Sklenářové za korekturu, Tereze Sklenářové za pomoc a podporu při psaní této práce a v neposlední řadě i mé rodině.

Abstrakt Fasora, R. Vliv stavebně technického řešení komunikace na bezpečnost silničního provozu. Diplomová práce. Brno: Mendelova univerzita v Brně, 2014. Práce popisuje podmínky využívání dopravních sítí. Zabývá se vlečnými křivkami pro ověřování průjezdu směrovým obloukem. Přesněji se zaměřuje na navržení a vytvoření šablon vlečných křivek pro traktorové soupravy.

Klíčová slova vlečná křivka, směrový oblouk, traktorová souprava, návěs, přívěs.

Abstract Fasora, R., Influence of building technical solutions of roads for the safety of these roads. Diploma thesis. Brno: Mendel University in Brno, 2014. Thesis describes the conditions of using the traffic roads. It is concered with towed curves for validation of driving through the curves. Precisely it is aiming to proposing and creating templates of the towed curves for tractor sets.

Keywords towed curve, directional curve, tractor set, semi-trailer, trailer.

OBSAH 1

Úvod ................................................................................................................... 8

2

Cíl práce ........................................................................................................... 10

3

Doprava ............................................................................................................ 11 3.1

Hmotnost vozidel ...................................................................................... 11

3.1.1

Hmotnost na nápravu ......................................................................... 12

3.1.2

Maximální přípustná šířka ................................................................. 13

3.1.3

Maximální povolená výška................................................................ 13

3.1.4

Maximální povolená délka ................................................................ 13

3.2

Technické podmínky „TP 171“ ................................................................ 14

3.2.1

Směrodatná vozidla ........................................................................... 16

3.2.2

Šablony vlečných křivek ................................................................... 18

3.2.2.1 Způsob jízdy 1 ............................................................................... 19 3.2.2.2 Způsob jízdy 2 ............................................................................... 19 3.3

3.3.1

Výpočet přívěsové jízdní soupravy (Křivda V.)................................ 20

3.3.2

Výpočet poloměru zatáčky (Petříček. V) .......................................... 22

3.3.3

Porovnání Petříček vs. Křivda ........................................................... 27

3.4

4

Výpočty vlečných křivek .......................................................................... 20

Základní pojmy ......................................................................................... 28

3.4.1

Návrhová rychlost ............................................................................. 30

3.4.2

Směrodatná rychlost .......................................................................... 31

Praktická část ................................................................................................... 38 4.1

Metodika ................................................................................................... 38

4.2

Traktorové soupravy ................................................................................. 39

4.3

Vlastní měření ........................................................................................... 42

4.3.1

Teoretická programová/počítačová část ............................................ 42

4.3.1.1 Disky Lemken + HTS 100 ............................................................. 43 4.3.1.2 Návěsný vůz Annaburger .............................................................. 44 4.3.1.3 Návěs HTS 100 a 9t přívěs ............................................................ 46 4.3.2

Praktická část ..................................................................................... 47

4.3.3

Postup měření .................................................................................... 50

4.3.3.1 Návěs Fliegl TMK 140 .................................................................. 50 4.3.3.2 Přívěs 9t ......................................................................................... 52 4.3.3.3 Porovnání teoretické a skutečné vlečné křivky ............................. 54 5

Diskuze............................................................................................................. 55

6

Závěr ................................................................................................................ 57

7

Seznam literatury ............................................................................................. 58

8

Seznam obrázků ............................................................................................... 59

9

Seznam tabulek ................................................................................................ 61

10

Seznam rovnic .................................................................................................. 62

1 ÚVOD Pod pojmem komunikace si člověk představí jednoduše cestu. Ta slouží k dopravě, přesunu materiálu a osob z jednoho místa na druhé. Čím více vozidel, tím větší nebezpečí, proto je potřeba dbát na správné navržení silnice. Tak nějak spolu musí všichni spolupracovat. Výrobci chtějí co největší vozy, ale musí brát ohledy, aby splnily požadavky pro jízdu po silnicích. Stroje v této době jdou konstrukčně a technologicky opravdu rychle kupředu a komunikace se jim nestačí přizpůsobovat. Proto jsou v takové stavu, jaké vidíme. Obecně v zemědělské dopravě je široká škála dopravních prostředků. Ať už od jednonápravových vleček po několikanápravové tažné vozy nesoucí desetitunový materiál. Silnice pod tíhou soupravy mění strukturu povrchu a její stav je devastován. Důvodů je mnoho, jednak složení jádra vozovky, ale především rozměry dopravních souprav. Krajina kolem vozovek je většinou obrostlá stromy a jinými porosty, zasahující do vozovky. Traktorovým soupravám se, se zvyšujícím výkonem traktoru, zvyšují i jejich rozměry. Zákonem stanovená šíře vozidel je 2,55 m. Na tuto šíři se i konstruuje většina cest. Výjimku mají právě zmiňované zemědělské stroje, a to 3 m. Zejména v době sklizní tzv. „žní“ je možno na komunikacích minout překládací vozy a návěsy přepravující obiloviny a jiné plodiny. Traktorové soupravy se musí svojí šířkou často vyhýbat protijedoucím vozidlům až za okraj krajnice na nezpevněnou část komunikace. Tím dochází k postupnému degradování povrchu vozovky. Faktorů je ale více. Většina moderních traktorů je schopna vyvinout rychlost nad 50 km/h. S takovýmto kolosem vážicím desítky tun je jízda a manipulace obtížná. Aby nebyla hmotnost nákladu soustředěna pouze na jednu nápravu, použije se většinou dvou až tří nápravový návěs, čímž se náklad rozloží mezi jednotlivé nápravy a zatížení není tak velké. Vše má své výhody i nevýhody. Velké návěsy a přívěsy mohou převážet daleko více materiálu, menší počet potřebných souprav pro odvoz materiálu např. obilovin, čímž se ušetří palivo. Nevýhodou je tlak na půdu jednak na poli, kde je tendence minimalizovat utužení půdy, a dále manipulace s traktorovou soupravou. Vyhýbání se na pozemních komunikacích a díky výjimce pro zemědělské stroje jsou problémem různé mosty, vjezdy na váhu, vjezdy do podniků, ale i do měst a do skladů. Jak to bude v budoucnosti, můžeme jen hádat. Ale podle současné tendence četnosti a rychlosti vyvíjení nových strojů a přepravních vozů se dá očekávat, že bude požadavek na větší hmotnost dopravujících souprav. K tomu bude potřeba uzpůsobit 8

především strukturu dopravních sítí, ale i vše ostatní. Připravit se tak na těžší dopravní stroje, které se do šířky zvětšovat snad už nebudou, ale do délky jsou omezeny zatím jen zákony. V dnešní době se neklade takový důraz na polní cesty, jaký by měl být. Po nich se pohybují traktorové soupravy, které svou konstrukcí a rozměry postupně devastují cesty. Proto je třeba myslet na to, jak se bude pohybovat vývoj traktorových souprav v závislosti na dimenzování nejen polní, ale celé dopravní sítě.

9

2

CÍL PRÁCE Cílem práce je shromáždit obecné poznatky o komunikacích. Posoudit vliv stavebně

technického řešení komunikace pro traktorové soupravy. Návrh šablon traktorových souprav pro rozšíření TP 171. Porovnání průjezdu směrovým obloukem traktorovou soupravou v praxi.

10

3

DOPRAVA Cesty se na zemi budují již tisíce let. S vývojem člověka začala vznikat i námi

dobře známá doprava. Stavěly se silnice, zatáčky, mosty, první vozidla, která se rozvíjela tak jako vše ostatní, a také vznikla dopravní pravidla. Otázka zní, kdo nebo podle čeho si člověk řekl: „Takhle bude vypadat silnice, takto ji postavíme!“? Pravděpodobně se nikoho takového nezeptáme. V této době je praxe podstatně na jiné úrovni a mnoho se změnilo. Avšak základ je stále stejný. Struktura silniční dopravy má jisté požadavky a pravidla. Podle nich je proto potřeba komunikace vytvářet. V této době jsou stovky stavebních inženýrů, kteří mají spousty podkladů, dle kterých staví komunikační síť. Existují na to různé programy, které zjednodušují práci běžnými výpočty a rýsováním. Výsledkem je šablona. Jedná se o vlečnou křivku1, podle které se postaví silnice v závislosti na několika faktorech. Jedná se zejména o účel komunikace, pro jaký předpoklad se bude využívat. Není jedno, jak široká bude. Ministerstvo dopravy České republiky vydalo předpisy pro oblast pozemních komunikací pod názvem „Technické požadavky“. Konkrétně se jedná o „TP 171 – Vlečné křivky pro ověřování průjezdnosti směrových prvků pozemních komunikací“. V nich jsou definovány nejpoužívanější typy vozidel, pro které jsou vlečné křivky vytvořeny.

3.1 Hmotnost vozidel Traktor může táhnout max. 2,5 násobek své hmotnosti. Jako teoretický příklad uvedu traktor o hmotnosti 10 tun. Maximální hmotnost přípojného zařízení nesmí přesáhnout 25 tun. Pokud ale traktor dotížíme na jeho max. dovolenou hmotnost 13 t, poté budeme moct připojit stroj o hmotnosti 32,5 t. Podmínkou je, dovolený údaj v technickém průkazu a nepřekročení max. dovolené hmotnosti jízdní soupravy.

1

Pojem „vlečná křivka“ převažuje v literatuře a je akceptován a používán značnou částí odborné veřejnosti. Z hlediska matematického, resp. jazykového se jedná spíše o „vlečnou plochu“

11

Tabulka č. 1 (kds.vsb.cz, online 2006) Náprava 2 nápravy 3 nápravy u přívěsů se 2 nápravami u přívěsů se 3 u přívěsů se 4 a více u jízdních souprav u pásových vozidel

Hmotnost [t] 18,00 25,00 18,00 24,00 32,00 48,00 18,00

Největší povolená hmotnost zvláštních vozidel nesmí překročit hodnoty platné pro silniční vozidla. U traktorových návěsů a přívěsů s nápravami uprostřed může být hmotnost vyšší, než je uvedeno v tabulce č. 2 u přívěsů, v závislosti na počtu náprav o hmotnost, která připadá na závěsné zařízení tzv. oko oje, a to u traktorových návěsů o max. 3,00 t a přívěsů s nápravami uprostřed o max. 1,00 t. Největší dovolené hmotnosti by měly být uvedeny v technickém průkazu vozidla, stroje. Okamžitá hmotnost vozidla (soupravy) nesmí překročit největší povolenou hmotnost vozidla. Jedná-li se o znečištění (bláto, voda, sníh), připouští se překročení maximálně o 3 %. U zvláštních vozidel a souprav převyšujících okamžitou hmotností povolenou hmotnost soupravy nebo hmotnost na nápravu, platí zvláštní předpisy. (kds.vsb.cz, online 2006)

3.1.1

Hmotnost na nápravu

Hmotnost na nápravu nesmí překročit u dvojnápravy součet zatížení obou náprav při jejich dílčím rozvoru:

Tabulka č. 2 (kds.vsb.cz, online 2006) Náprava u jednotlivé nápravy u jednotlivé hnací nápravy u dvojnápravy do 1,0 m * od 1,0 m do 1,3 m od 1,3 m do 1,8 m od 1,3 m do 1,8 m **

Hmotnost [t] 10,00 11,50 11,50 16,00 18,00 19,00

Pozn.: * - dvojnápravou se rozumí dvě nápravy umístěny za sebou, vzdálenost středů max. do 1,8 m. 12

** - je-li hnací náprava vybavena dvojitou montáží pneumatik a vzduchovým pérováním nebo dvojitou montáží a max. zatížení na nápravu nepřekročí 9,50 t. (kds.vsb.cz, online 2006)

3.1.2

Maximální přípustná šířka

Tabulka č. 3 (kds.vsb.cz, online 2006) kategorie vozidla M1 vozidla M2, M3, N, O, OT, T vozidla s tepelně izol. nástavbou * dvoukolové mopedy ostatní vozidla L přívěsný vozík za dvoukolové vozidlo samojízdných a přípojných prac. strojů tramvaj Pozn. * - tloušťka stěn je větší než 45 mm

3.1.3

šířka [m] 2,50 2,55 2,60 1,00 2,00 1,00 3,00 2,65

Maximální povolená výška

Tabulka č. 4 (kds.vsb.cz, online 2006) vozidlo výška [m] vozidla * 4,00 kategorie L 2,50 kategorie N3, O4, určené pro přepravu vozidel 4,20 Pozn. * max. výška včetně sběračů tramvají a trolejbusů v nejnižší prac. poloze

3.1.4

Maximální povolená délka

Tabulka č. 5 (kds.vsb.cz, online 2006) vozidlo jednotlivé vozidlo s výjimkou bus a návěs * přípojné vozidlo O1 nebo O2 * speciální přívěs nebo nákladní přívěs pro přepravu letadel * autobus se 2 nápravami autobus se 3 a více kloubový autobus kloubový dvoučlánkový bus a trolejbus kloubový tříčlánkový bus a trolejbus souprava tahače s návěsem souprava mot. vozidla s 1 přívěsem

délka [m] 12,00 8,00 9,50 13,50 15,00 18,75 18,00 22,00 16,50 18,75 13

souprava mot. vozidla s 1 přívěsem kategorie 20,75 O4 určeným pro přepravu vozidel vozidel kategorie L 4,00 tramvaj (sólo) včetně spřáhel 18,00 souprava tramvají a kloubové tramvaje 40,00 včetně spřáhel souprava traktoru s 1 přívěsem/návěsem 18,00 souprava traktoru s přípojným prac. strojem 18,00 souprava samojízdného stroje s podvozkem 20,00 pro přepravu prac. zařízení stroje souprava se 2 přívěsy nebo 22,00 s návěsem a 1 přívěsem Pozn. * - vybaveno spojovacím zařízením třídy B50-X (pro kouli ISO 50)

Délka přípojného vozidla za dvoukolové mot. vozidlo nesmí být větší, než délka tažného vozidla, max. 2,5 m. Pro vozidla, jež svým nákladem přesahují dovolené rozměry, platí zvláštní předpisy. (kds.vsb.cz, online 2006)

3.2

Technické podmínky „TP 171“ Technické podmínky slouží ke stavbě dopravní sítě. Při průjezdu směrovým

obloukem jsou přední řídicí kola vedena po trajektorii, kterou udává řidič. Zatímco zadní kola se pohybují v závislosti na konstrukci a rozměrech vozidla nebo jízdní soupravy. Nejedou totiž po stejné dráze jako kola přední, nýbrž zmenšují poloměr oblouku. Při průjezdu levotočivou zatáčkou jsou vlečné křivky tvořeny předním pravým rohem vozidla a vnitřní poloměr značí obrys levé zadní nápravy přívěsu, jak je znázorněno na Obr. 1. Z obrázku je jasně vidět, že přívěsová jízdní souprava po průjezdu levotočivou zatáčkou vytvoří dvě křivky. Tím vznikne vlečná plocha potřebná k projetí oblouku.

14

Obr. 1 Znázornění vlečné křivky (upraveno) (kds.vsb.cz, online 2005)

Podobně je to i u ostatních vozidel, ať už osobních, nákladních nebo zemědělských. Vlečné křivky jsou ohraničeny obalovými křivkami, které vychází ze směrodatného obrysu jízdní soupravy a poloze náprav. Konkrétní tvar dané vlečné křivky závisí mj. na umístění náprav, spojovacích bodů (u jízdních souprav), na konstrukci přívěsu a návěsu, na rozměrech soupravy a na obsluze. Pomocí šablon vlečných křivek je dosaženo hospodárného využití místa tak, aby směrodatné vozidlo projelo daným úsekem. Zejména v intravilánu je prioritou šetřit místem.

Co se týče zemědělských strojů, tak technické předpisy „TP 171“ se tímto hlediskem nezabývají. Proto se zaměřím právě na tuto problematiku, protože zemědělské vozy nejsou ojedinělým dopravním prostředkem, který se vyskytuje na silnicích. Může převážet několika tunové náklady a traktory dosahují rychlosti až 60 km/h. Na komunikaci tak tvoří nedílnou část dopravní sítě. (TP 171, 2004)

15

3.2.1

Směrodatná vozidla

Zastupují určitou skupinu motorových vozidel a jsou volena tak, aby svými rozměry odpovídala 85% výskytu vozidel. Je to tedy vozidlo, které svými rozměry nepřekračuje 85 % vozidel dané skupiny. Směrodatná vozidla jsou znázorněna v tabulce č. 6. Rozměr vozidla je složen z délek: převis vpředu, rozvor a převis vzadu viz Obr. 2.

Obr. 2 Definice rozměrových charakteristik vozidel (upraveno) (tatratech.wz.cz, online 2010)

Zkrátka směrodatné vozidlo je myšleno tak, aby se komunikace nestavěly na největší možné soupravy, ale na nejčetněji vyskytovaná vozidla. Jde především o úsporu prostotu, komunikace by byla předimenzována a zabírala by tím více prostoru než je potřeba. V reálném využití jsou rozdíly nepatrné. Směrodatné vozidlo se od maximálního vozidla neliší téměř vůbec. V kategorii nákladních vozidel se výrobci snaží hospodárně využít povolených hodnot. U návěsové soupravy je za 85% vozidlo považováno vozidlo maximální povolené délky tzn. 16,50 m. U přívěsové soupravy je rozdíl oproti maximálnímu vozidlu čtyři centimetry tzn. 18,71 m jako směrodatné vozidlo. U šířky vozidel směrodatná vozidla nepřekračují hodnotu 2,50 m, přestože je maximální šířka povolena 2,55 m. V silničním provozu si můžeme všimnout velkých jízdních souprav, např. kamionová, kdy si nadjíždí do zatáček. Není to tím, že by silnice byla postavena malá, je to známka toho, že rozměry vozidla jsou využity maximálně přepravním hodnotám a komunikace je situována tak, aby na ni projelo 85 % vozidel dané skupiny bez větších problémů a zabrala tak co nejméně místa. (TP 171, 2004)

16

Tabulka č. 6 Geometrické charakteristiky směrodatných vozidel a zákonné maximální hodnoty (TP 171, 2004) Vnější rozměry Převisy Druh vozidla

Osobní automobil Nákladní automobil Dodávka/obytný automobil Malý nákladní (2 nápravy) Velký nákladní (3 nápravy) 1) Přívěsová souprava Tažné vozidlo (3 nápravy) 1) Přívěs (2 nápravy) Návěsový souprava Tažné vozidlo (2 nápravy) Návěs (3 nápravy) Autobusy Dálkový a linkový autobus 12,00m 7) Dálkový a linkový autobus 13,70m 2) Dálkový a linkový autobus 15,00m 2) Kloubový autobus 7) Vozidla pro rozvoz odpadu 2 nápravy 3 nápravy 3 nápravy 2) Limity rozměrů podle vyhl. 341/2002 Sb. Motorové vozidlo s výjimkou autobusu Přívěs Přívěsová souprava Návěsová souprava Autobus Kloubový autobus dvoučlánkový

Délka

Rozvor

[m] 4,47 (4,34)

[m]

[m]

[m]

2,7

0,94

1,10

6,89 9,46 10,10 18,71 9,70 7,45 16,50 6,08 13,61

3,95 5,20 5,30 1)

0,96 1,40 1,48

1,98 2,86 3,32

2,17 2,29 2,50 4)

2,70 3,80 3,80

7,35 9,77 10,05

5,287 1) 4,84

1,50 1,35 3)

2,92 1,26

2,50 4) 2,50

4,00 4,00

10,30 10,30

3,80 7,75

1,43 1,61

0,85 4,25

2,50 4) 2,50

4,00 4,00

7,90 7,90

12,00 5,80 13,70 6,35 2) 14,95 6,95 2) 17,99 5,98/5,99

2,85 2,87 3,10 2,65

3,35 4,48 4,90 3,37

2,50 4) 2,50 4) 2,50 4) 2,50 4)

3,70 6) 3,70 6) 3,70 6) 2,95

10,50 11,25 11,95 11,80

9,03 9,90 9,95

1,35 1,53 1,35

3,08 3,60 4,70

2,50 4) 2,50 4) 2,50 4)

3,55 3,55 3,55

9,40 10,25 8,60

4,60 4,77 1) 3,90

vpředu vzadu

Šířka

Obrysový poloměr Výška zatáčení vnější [m] [m] 5,85 1,51 (5,65)

[m] 1,76 (1,68)

12,00 12,00 18,75 16,50 15,00 18,00

2,55 4)5) 4,00 6)

12,50

Pozn. 1)

U třínápravových vozidel je zadní hnací dvounáprava sloučena do jedné střední nápravy U třínápravových vozidel s nepoháněnou třetí nápravou rozvor odpovídá hodnotě vzdálenosti mezi přední řídicí nápravou a hnací nápravou 3) Bez délky oje 4) Bez vnějších zrcátek 5) Nástavby chladírenských vozidel až 2,60 m 6) V patrovém provedení 4,00 m 7) Nízkopodlažní autobusy Karosa-Renault Citybus mají hodnoty rozvorů a převisů mírně odlišné, jízdní charakteristiky jsou však velmi podobné a šablony vlečných křivek v příloze pro tato vozidla rovněž použitelné ( ) Návrhové vozidlo osobní automobil s redukovanými rozměry. 2)

17

3.2.2

Šablony vlečných křivek

Šablony slouží jako praktická pomůcka ke změně pozemních komunikací. Použití je zejména při malých rychlostech a poloměrech (menší než 20 m). Využití je dále u návrhu a kontroly průjezdu směrových oblouků, křižovatek, okružních křižovatek, vjezdů na pozemky, parkoviště, obratiště, u dopravních ostrůvků atd. Šablony jsou tvořeny na směrodatná vozidla v měřítku 1 : 250 a 1 : 500. Pro každé směrodatné vozidlo jsou dvě šablony znázorňující způsob jízdy. Čáry zakreslené na šabloně značí obrys, resp. plochu soupravy potřebnou k projetí oblouku viz Obr. 3 a Obr. 4. (TP 171, 2004)

Obr. 3 Vlečné křivky návěsové jízdní soupravy – způsob jízdy 1 (výřez) (opvk.cdvinfo.cz, online 2010)

Obr. 4 Vlečné křivky návěsové jízdní soupravy způsob jízdy 2 (výřez) (opvk.cdvinfo.cz, online 2010) 18

3.2.2.1 Způsob jízdy 1 Natáčení volantu probíhá za jízdy malou rychlostí. Obsluha vozidla vjíždí do oblouku po linii ve stejném natáčení volantu jako při výjezdu. Vnější poloměry odpovídají poloměrům zatáčení příslušného směrodatného vozidla. (TP 171, 2004)

3.2.2.2 Způsob jízdy 2 Řidič natočí volant téměř při stojícím vozidle. Ve vodicí linii vznikne zlom. Tento způsob jízdy je simulován přechodem mezi přímkou a kruhovým obloukem. Dosahuje se maximálního úhlu řízení. V dnešní době se při dimenzování částí pozemních komunikací využívá způsob jízdy 1. U druhého způsobu se jedná o výjimečný případ, který by neměl být aplikován u nových projektů. Spíše pro ověřování sjízdnosti stávajících zařízení novými směrodatnými vozidly. Při stavbě komunikace, použitím šablon vlečných křivek, by se měly brát v potaz boční pohybové vůle, které činí 0,50 m. Mají charakter bezpečnostních křivek. Lze je možno zkrátit na 0,25 m tak, kde jsou stísněné podmínky a velmi malá rychlost. Šablony jsou vhodné pouze pro jízdu vpřed. Pro couvání je to reálné jedině u malých vozidel bez přívěsu. U ostatních není možné předpovídat pohyb jízdní soupravy, popř. jej napodobit. Je potřeba dbát při návrhu dopravní komunikace na účel použití. Zda bude cesta využívána často i pro jízdu vzad, aby konstruktéři počítali s místem navíc pro možné užití. Existují však programy, které dokáží napodobit jízdu vzad. Nejdůležitějším faktorem je obsluha, která neřídí strojově, ale podle svých zkušeností. A tak nemůže nikdy projet trasu lépe než počítač. Porovnání můžeme sledovat na obrázku 5. Z obrázku je patrné, že tmavá plocha značí teoretickou jízdu, bíla pak skutečnou, zjištěnou v praxi.

19

Obr. 5 Teoretická a skutečná vlečná křivka couvání (upraveno), jednotky [m] (TP 171, 2004)

Šablony vlečných křivek dle TP 171 nezahrnují nadrozměrná vozidla, speciální a už vůbec ne zemědělská. Svými rozměry přesahují zákonem stanovené hodnoty. Četnost těchto dopravních prostředků není tak nízká, aby se jim nevěnovala pozornost. Proto je tato práce zaměřena především na zemědělské traktorové soupravy. (TP 171, 2004)

3.3 Výpočty vlečných křivek Vlečné křivky se v této době konstruují různými programy, ve kterých je možnost volby jednotlivých prvků, jako jsou rozměry, maximální úhel natočení kol, minimální poloměr otáčení soupravy apod. Před tím než byly programy, křivky musely z něčeho vycházet.

3.3.1

Výpočet přívěsové jízdní soupravy (Křivda V.)

Jako teoretický příklad si zvolíme nákladní přívěsovou soupravu. Rozměry jsou uvedeny v Tabulka č. 7, ze kterých je vypočten vnitřní obrysový poloměr a plocha, resp. šířka jízdního pásu sJP, potřebná k projetí oblouku.

20

Obr. 6 Základní rozměry přívěsové jízdní soupravy při průjezdu zatáčkou (kds.vsb.cz, online 2005)

Tabulka č. 7 Rozměry soupravy (kds.vsb.cz, online 2005) Název vnější obrysový poloměr šířka vozidel přední převis hnacího voz. rozvor hnacího voz. zadní převis hnacího voz. (po závěs pro přívěs) délka oje rozvor přívěsu

Značka/symbol s a b c

Hodnota [m] 12 2,5 1,465 5 1,8

d e

2,92 5

Šířku jízdního pásu vypočítáme dle Pythagorovy věty z jednotlivých trojúhelníků, vyznačených na Obr. 6. =

(

) −( + ) =

(10,11 −

,

) + 1, 8 = 9,041

(1)

=

− ) +

!

=

−" =

9,041 − 2,92 = 8,56

(3)

#

=

−$ =

8,56 − 5 = 6,95

(4)

!

=

12 − (1,465 + 5) = 10,11

21

(2)

Vnitřní obrysový poloměr =

#

− = 6,95 −

,

= 5,7

(5)

Šířka jízdního pásu &'( =

−

= 12 − 5,7 = 6,3

=

−&−

(6)

Vybočení přívěsu = 10,11 − 2,5 − 5,7 = 1,91

(7)

(Křivda, 2002)

Jak již bylo zmíněno, v současnosti se již podle výpočtů nepostupuje, neboť moderní doba si žádá moderní vybavení. A to v podobě programů jako je např. Transoft Auto Turn, S-Schleppkurve a program AutoCAD od společnosti Autodesk a další. Výsledkem jsou plochy potřebné k projetí daného poloměru tzv. vlečné křivky. (kds.vsb.cz, online 2005)

3.3.2

Výpočet poloměru zatáčky (Petříček. V)

Z teorie víme, že ať už se jedná o přívěs nebo návěs, žádný nekopíruje křivku tažného vozidla. S přibývajícími nápravami se zmenšuje poloměr ke středu oblouku a zvětšuje šířka jízdního pásu potřebná k projetí, viz Obr. 7a. Teorii si uvedeme dle Petříčka (1984) na odvozu dřeva z lesa. Plocha s potřebná k projetí oblouku je vypočítána z rozdílu největšího a nejmenšího poloměru zatáčky. &=

−



(8)

Souprava s jednonápravovým přívěsem

! #

=

+

+

=√

−



(9)

=

#

+

=√

−

+



=

#

−

=√

−

+

−

=

a

22

+

(10)

+



(11) (12), (13)

Celková vzdálenost stop s soupravy &=,+

kde:

−

−

+

−



(14)

p – rozchod, šířka stop vozidla v přímce [m], R – poloměr zatáčky cesty [m], R1 – poloměr vnější stopy kol vozidla [m], R2 – poloměr vnitřní stopy kol vozidla [m], m – rozvor tažného vozidla [m], c – vzdálenost mezi nápravou a závěsným okem přívěsu [m].

Obr. 7 Schéma výpočtu stop soupravy a) přívěsových, b) polopřívěsových a návěsových, c) polopřívěsových souprav spojených dlouhou ojí (ABO trojúhelník) (Petříček, 1984)

Souprava automobilu s dvounápravovým přívěsem Každá souprava s jiným počtem náprav a jinými rozměry se liší ve velikosti plochy určené k projetí zatáčky. Celková šířka jízdní dráhy soupravy s je dána vztahem: &=,+

−√

−

+

−

+-

kde: n – rozvor přívěsu [m].

Kinematika jízdy polopřívěsových souprav U polopřívěsových souprav závisí jízdní vlastnosti na druhu souprav Obr. 7b. 23

(15)

Jízda nákladního automobilu s jednonápravovým polopřívěsem spojeným dlouhou ojí Kinematika je podobná jako jízdní soupravy na Obr. 7c. Velikost průjezdní šířky se počítá podobně jako u jednonápravových přívěsů &=

−

(8): &=,+

−√

−

+

−

(16)

Jízda motorového vozidla s jednonápravovým polopřívěsem Šířka cesty je dána výpočtem, který je znázorněn na Obr. 8a:

&=,+

−

−

−.

(17)

Obr. 8 Schéma výpočtu minimální šířky jízdních stop s navedeným polopřívěsem (Petříček, 1984)

Kvůli bezpečnosti na silnici je vhodné, aby přečnívající konec nákladu opisoval křivku, kterou opisuje přední část motorového vozidla. Dosaženo je to pootočením podvozku proti nákladu o úhel / znázorněný na Obr. 8b. Z toho plyne celková šířka. 0 =

−

(18)

!

Poloměr R3 se vypočte podle následujícího postupu: #

=

cos / =

+ (. + ") − 2 ∗ (. + ") ∗ cos / (56 78)9 7:9 ;∗(56 78)

(19) (20)

24

=

+ " − 2 ∗ " ∗ cos /

= !

=

(56 78)9 7:9 56 78

+" −

+

(21)

;

=

(22) +

+

(23), (24)

Maximální šířka s1 stopy jízdní dráhy s navedeným polopřívěsem: 0 =

−

!

=,+

−

+" −"

(56 78)9 7:9 56 78

" =.−. −

kde:

(25) (26)

R – poloměr cesty [m], R1 – poloměr vnější stopy motorového vozidla [m], R3 – poloměr stopy kola polopřívěsu [m], R4 – poloměr stopy zadní nápravy polopřívěsu před naváděním [m], R5 – poloměr zadní nápravy polopřívěsu před naváděním [m], p – šířka stopy vozidla [m], l – délka dopravovaného dříví [m], lo – vzdálenost oplenů [m], d – převislý konec nákladu za oplenem polopřívěsu [m], b – převislý konec nákladu před oplenem tažného vozidla [m], m – rozvor motorového vozidla [m], s1 – minimální šířka stopy po navedení polopřívěšu [m], cos / – úhel mezi poloměrem cesty R a osou nákladu [°].

Musí se brát ohled na to, že náklad vstupuje svým středem do vozovky (Obr. 8a ve vzdálenosti x) mimo stopu přívěsu, čímž zmenšuje poloměr zatáčky blíže ke středu. Vypočítaná šířka soupravy tak přesně neurčuje průjezdnou šířku vozovky.

Pro určení skutečné šířky vozovky použijeme R6 platí vztah: cos = = ?

=

(56 78)9 7:9 ;∗(578)

>/

∗ sin =

(27) (28)

25

& =,+

−

∗ sin /

(29)

Kinematika pohybu návěsových souprav Návěsová souprava má stejné jízdní vlastnosti jako polopřívěsová. Díky pevnému rámu má návěs konstantní rozvor. Točnice, neboli sedlo tahače, umožňuje vertikální výkyvy ±8° a horizontální otáčení až o 90 (Obr. 9). Minimální šířka stopy tahače a návěsu s je dána vztahem: &=

kde:

−

=,+

−

−

−.

(30)

R1 – poloměr vnější stopy motorového vozidla [m], R2 – poloměr vnitřní stopy návěsu [m], p – rozchod kol vozidla [m], m – rozvor tahače [m], lo – rozvor návěsu [m]. (Petříček, 1984)

Obr. 9 Vybočení tahače a návěsu a) vertikální do kopce-údolí, b) horizontální do zatáčky (Petříček, 1984)

26

3.3.3

Porovnání Petříček vs. Křivda

Odvození výpočtu průjezdu zatáčkou podle Křivdy je na pohled poněkud jasnější a chápavější, než je tomu u Petříčka. Jednak prvně zmiňovaný autor má poněkud novější vydání a dále oba typy nejsou aplikovány na tentýž typ vozidla. Platí však oba stejně. Prof. Petříček odvození vztahuje na lesnické mechanizační prostředky. Ty nejsou zcela totožné, jako klasická traktorová souprava. Ale principiálně se jedná o ten samý případ průjezdu směrového oblouku. V jeho knize Mechanizační prostředky v lesnictví průjezd obloukem vysvětluje na polopřívěsech a tzv. oplenu. Jednotlivé příklady se liší konstrukcí oplenu, jeho rozměry, řiditelností, počtem náprav a délkou oje. Spojení polopřívěsu a oplenu se používá při dopravě dlouhých kusů dřeva nad 15 m. Polopřívěs je odpojen od tažného zařízení kvůli manipulaci v ostrých zatáčkách, aby kola příliš nevybočovala z jízdní dráhy tažného stroje. Zařízení k ovládání může být ruční, motorické nebo samočinné. Ovládání spočívá v tom, že v rámu podvozku je otočně uložen šroub, který otáčením ve funkční matici spojené s oplenem otáčí rám s nápravou polopřívěsu proti oplenu na kterém je náklad. Díky tomu tak náklad nevybočuje tolik z jízdní dráhy soupravy a není tak větší problém projet i ostřejší zatáčky. Důležitá je ale zručnost obsluhy stroje. Dalším typem je samočinné řízení dvounápravových polopřívěsů. Vozidlo je nezávislé na tažném, a proto je nutné jej řídit. Při vzdálenostech do šesti metrů oplenů se k řízení dvounápravových polopřívěsů se spřáhnutými nápravami silná oj, která slouží pro vedení poopřívěsu do žádaného směru. Toto řešení je využíváno v zahraničí. U nás to výrobní podmínky nedovolují. Proto je využíváno jiných způsobů řízení polopřívěsů. Například samočinné řízení s výkyvným natáčením kol přední nápravy jako u automobilu od otáčejícího se pevného oplenu (Obr. 10) nebo vychylováním celé přední nápravy pomocí kuličkové točnice, kde je řízení ovládáno pákovým převodem od otočného oplenu. Při jízdě naprázdno s těmito opleny je nutno přepravovat je na tažném vozidle. Důvody jsou jednak bezpečnost, úspora paliva, zvýšení průměrné rychlosti a životnosti, snížení opotřebení pneumatik u polopřívěsu a zlepšení manévrovatelnosti.

27

Obr. 10 Řízení polopřívěsů a) ruční a elektrické řízení jednonápravových polopřívěsů b) samočinné řízení dvounápravových polopřívěsů typu Glogger c) samočinné řízení dvounápravových polopřívěsů typu Majkut (Petříček, 1984)

Ing. Křivda popisuje průjezd směrového oblouku na nákladní soupravě a kloubovém autobusu, resp. trolejbusu. Z obrázku 6 je jasně vidět, co vše je třeba k výpočtu vlečné plochy, resp. ke zjištění šířky jízdního pruhu. Křivda využívá prvky základní matematiky, a to trojúhelníky vyznačeny na obrázku tlustou čarou a užití Pythagorovy věty. Z rozměrů soupravy a zvoleného vnějšího obrysového poloměru je postupným výpočtem dosaženo výpočtu potřebných hodnot. V současnosti za nás tuto situaci provádějí přesné programy, kterým pouze nadefinujeme informace k vytvoření směrového oblouku. Je to věc spíše stavebních techniků a konstruktérů dopravních komunikací, kteří tyto vlečné křivky tvoří.

3.4 Základní pojmy Pozemní komunikace Za pozemní komunikaci se rozumí liniová stavba, sloužící k provozu silničními nebo jinými nekolejovými dopravními vozidly, k pohybu chodců, cyklistů, výjimečně i kolejové dopravy jako je tramvaj. Zemní těleso pozemní komunikace je tvořeno jako násyp, zářez, odřez nebo jako kombinace násypu a zářezu (Obr. 11) 28

Obr. 11 Zemní těleso pozemní komunikace (Daněk, 2003)

Silniční komunikace Silniční komunikace je tvořená zpevněnou částí povrchu vozovky, určená pro pohyb motorových i nemotorových vozidel.

Silniční komunikace s omezeným přístupem Je komunikace, pro kterou platí trvalé nebo časové omezení některých druhů dopravních prostředků, popř. chodců. Omezení může být např. konstrukční rychlost motorových vozidel vjíždějících na rychlostní komunikaci nebo „Pěší zóna“ s omezením vjezdu vozidel bez povolení.

Dopravní proud Je řada všech po sobě jedoucích vozidel nebo chodců v pruhu nebo ve více pruzích jedním dopravním směrem. Může být složena z několika jízdních nebo pěších pruhů.

Intenzita Počet silničních vozidel (chodců), který projede určitým profilem silniční komunikace za časové období: – hodinová intenzita (voz/h) – použití pro návrh křižovatek – denní intenzita (voz/24h) – pro návrh úseků, stanovení kategorie. 29

Špičková intenzita Nejvyšší intenzita dopravního provozu zjištěná za dané časové období.

Intenzita dopravního zatížení dle časového období – současná (výchozí) – zjištěná průzkumem, z celostátního sčítání dopravy apod. – výhledová – přepočtem ze současné pro výhledové období (u pozemních komunikací se počítá většinou na období životnosti zhruba 20 let).

Kapacita komunikace Maximální počet vozidel, která mohou projet úsekem komunikace za daných podmínek za daný čas (voz/h, voz/24h).

Návrhové prvky Geometrické a konstrukční prvky pro projektování silničních komunikací závislé na návrhové rychlosti. (Daněk, 2003)

3.4.1

Návrhová rychlost

Rychlost, kterou lze bezpečně projet jakýmkoliv dopravním úsekem navrhované komunikace za normálních atmosférických podmínek a bez ovlivnění provozem ostatních vozidel. Návrhová rychlost není rychlost, kterou se bude vozidlo pohybovat, nebo limitní a ani nezaručuje bezpečnou jízdu či provoz za daných podmínek. Jde o smluvní empirickou rychlost vycházející z fyzikálních zákonů, na kterou se vztahuje jistá míra bezpečnosti na komunikacích, resp. bezpečnost komunikace bude v přijatelných mezích. Absolutní bezpečnost ovšem nezaručuje. Návrhová rychlost bývá nižší, než maximální povolená. Příkladem může být dálnice s maximální rychlostí 130 km/h. Rychlost může být vyšší ale i menší, než návrhová. Záleží totiž na faktorech, jako jsou hustota dopravního proudu (zácpa), klimatické podmínky (mlha), složení dopravního proudu (nákladní, osobní vozidla, traktory aj.) (fce.vutbr.cz, online 2006)

30

3.4.2

Směrodatná rychlost

Navrhovaná trasa realizovaná podle návrhové rychlosti se dále musí ověřit směrodatnou rychlostí. Ta je větší nebo stejná jako návrhová a blíží se skutečné rychlosti vozidel. Směrodatná rychlost bere v potaz, na rozdíl od návrhové, působení jednotlivých směrových prvků. Podélné sklony avšak nezahrnuje. Příkladem je směrové řešení, kde převažuje přímá, nebo oblouky s velkým poloměrem, kde se předpokládá větší rozdíl skutečné a návrhové rychlosti proti místům, kde jsou limitní hodnoty návrhových prvků. Řidič většinou udržuje konstantní rychlost v souvislých úsecích, což je i při vjezdu na oblouk s menším poloměrem. Směrodatná rychlost se určuje zvlášť pro směrově rozdělené a směrově nerozdělené komunikace. Pro směrově nerozdělené silnice závisí směrodatná rychlost na křivolakosti komunikace. B=

G



∑FHI|EF | 5

(31)

Křivolakost K se stanoví tak, že se sečtou všechny úhlové změny v jednotlivých dílčích úsecích a podělí se celkovou délkou. Podmínkou jsou stejné nebo alespoň podobné charakteristiky úseků. Směrodatná rychlost by pak mezi dílčími úseky neměla být větší než 10 km/h. Pokud bude rozdíl větší, norma dovoluje zvolit dílčí úsek tak, aby se rozdíl změnil vhodnou volbou úseku na 10 km/h. Křivolakost je přímo úměrná součtu úhlových změn v jednotlivých dílčích úsecích (od 1 do j) v posuzovaném úseku [grad] a nepřímo úměrná délce posuzovaného úseku. Resp. je to průměrná úhlová změna na jednom kilometru trasy. Směrodatná rychlost se vyhledává podle návrhové rychlosti a křivolakosti viz Tabulka č. 8. (fce.vutbr.cz, online 2006)

Tabulka č. 8 Směrodatné rychlosti pro směrově rozdělené silnice (fce.vutbr.cz, online 2006) Návrhová rychlost [km/h] 50 60 70 80 90

Směrodatná rychlost v km/h při křivolakosti ≤ 249 250 - 315 316 a více 70 70 60 80 80 70 90 80 70 90 80 80 90 90 90

31

Pro dálnice a směrově rozdělené silnice udává norma směrodatnou rychlost pouze v závislosti na návrhové, bez ohledu na křivolakost apod. faktory nějak ovlivňující dynamiku jízdy (viz Tabulka č. 9 a Tabulka č. 10).

Tabulka č. 9 Směrodatné rychlosti pro směrově rozdělené silnice s neomezeným přístupem citace: (fce.vutbr.cz, online 2006) Návrhová rychlost [km/h] Směrodatná rychlost [km/h]

100 100

80 90

70 80

Tabulka č. 10 Směrodatné rychlosti pro dálnice a rychlostní silnice (fce.vutbr.cz, online 2006) Návrhová rychlost [km/h] Směrodatná rychlost [km/h]

120 130

100 110

80 100

Extravilán Pozemní komunikace nacházející se mimo zastavěné území. – dálnice – pozemní komunikace směrově rozdělené, s omezeným připojením mimoúrovňovými křižovatkami, s omezeným přístupem (min. konstrukční rychlost 80 km/h). – silnice – směrově rozdělené i nerozdělené dvoupruhové, s křižovatkami úrovňovými i mimoúrovňovými, s omezeným (rychlostní) i neomezeným přístupem. Značení podle dopravního významu na silnice: I. (čísla 1-99), II. (100-999) a III. třídy (čtyř a pěticiferným znakem, např. I/57). – účelové komunikace – zemědělské, lesní – platí pro ně zvláštní normy.

Příčné uspořádání komunikace je dáno kategorií dle ČSN 73 6101 Projektování silnic a dálnic. Kategorie je charakterizována zlomkem, obsahujícím písemný znak, kategorijní šířku v [m] a návrhovou rychlost v [km/h] (např. S 9,5/70)

Písemný znak charakterizuje druh komunikace: • • •

D – dálnice R – rychlostní komunikace (s omezeným přístupem: chodci, cyklisté, vozidla nesplňující požadavky) S – silnice s neomezeným přístupem. (Daněk, 2003)

32

Obr. 12 Příčný profil dvoupruhové komunikace (Daněk, 2003)

Vysvětlivky: Silniční koruna – celá šíře vozovky vymezená hranami silniční koruny, od nichž začíná zemní těleso. a – jízdní pruh – část komunikace určená pro jízdu silničních vozidel b – Kategorijní šířka – volná šířka v koruně. To znamená šířku silnice měřenou kolmo na pozemní komunikaci, od krajních překážek jako je směrový sloupek, svodidlo, dopravní značka apod. c – nouzový pruh/zpevněná krajnice – slouží k nečekaným událostem (poruchy, odstavení apod.) e – nezpevněná krajnice – část sloužící k umístění dopr. značek, bezpečnostních a záchytných zařízení v – vodicí proužek – prvek ohraničující jízdní pás. (Daněk, 2003)

Tabulka č. 11 Základní kategorie dvoupruhových komunikací (podle Obr. 12) (Daněk, 2003) Kategorie Šířka písemný b návrhová a*) v c e znak [m] rychlost [km/h] [m] [m] [m] [m] 7,5**) 70; 60; 50 3,00 0,25 0,25 0,25 9,5 0,50 S 10,5 80; 70; 60 3,50 0,25 1,00 0,50 11,5 1,50 R 11,5 100; 80; 70 3,50 0,25 1,50 0,50 *) Základní hodnota bez rozšíření ve směrovém oblouku **) Při intenzitě silničního provozu do 1 500 voz/24hod se kategorie typu S 7,5 provádí v tomto uspořádání: S

7,5

70; 60; 50

3,00

33

0,00

0,00

0,75

Intravilán Pozemní komunikace nacházející se v zastavěném území. Nejen silnice I., II. a III. třídy, ale i ostatní se nazývají městské (místní) komunikace a k jejich realizaci slouží ČSN 73 6110 Projektování místních komunikací. Označení kategorie je obdobné jako v případě extravilánu. V čitateli je písemný znak definující skupinu komunikace a šířka hlavního dopravního prostoru [m]. Ve jmenovateli pak návrhová rychlost v [km/h] (např. MS 16,5/60, MO 12/50).

Písemný znak vyjadřující funkční skupinu městské komunikace: • • •

MR – městská komunikace rychlostní MS – městská komunikace sběrná MO – městská komunikace obslužná.

Pokud se v dopravním prostoru vyskytuje tramvajový pás, objeví se ve znaku třetí písmeno „T“ (MST, MOT). Pro úseky ležící na okraji města se používá tvar příčného řezu bez chodníků (do krajnic) a ve znaku je tak písmeno „K“ (MOK).

Rozdělení městské komunikace podle dopravně urbanistické funkce: • • • •

A – rychlostní – komunikace s funkcí pouze dopravní B – sběrné – komunikace s funkcí dopravní i obslužnou C – obslužné – komunikace s funkcí pouze obslužnou D – nemotoristické – zklidněné, pěší, cyklistické komunikace.

Dle dopravního významu a vazby na okolní území, myšleno zástavbu a komunikační síť, se městské komunikace dělí do funkčních tříd (viz Tabulka č. 13). Dopravní návaznost jednotlivých tříd místních komunikací je zřejmá z charakteristik funkčních tříd. Komunikace C3 a C2 tvoří nejhustší obslužnou síť. Městská třída C1 má mimo obslužné, také společenský význam. Nachází se většinou na území s větším počtem obchodů, vysokých intenzit pěších a parkujících vozidel. Z obslužných tříd vede doprava na sběrné komunikace funkční třídy B2 a B1, a dále pak na rychlostní komunikace A2, event. A1. Ne ve všech městech jsou funkční třídy A1 a A2 zastoupeny. (Daněk, 2003)

34

Obr. 13 Příčný profil dvoupruhové městské komunikace (viz Tabulka č. 12) (Daněk, 2003)

Tabulka č. 12 Základní kategorie dvoupruhových městských komunikací (podle Obr. 13) (Daněk, 2003) písmenný znak MS, MO MO MS MO

Kategorie b návrhová [m] rychlost [km/h] 14 70; 60; 50 12 50; 40 9 60; 50 8 50; 40; 30

a [m] 3,50 3,00 3,50 3,00

Šířka v [m] 0,25 0,25 0,50 0,50

e [m] 2,75 2,75 -

Tabulka č. 13 Členění místních komunikací podle struktury osídlení, dopravního významu a vazby na komunikace ve volné krajině (Daněk, 2003)

Funkční třída

Charakteristika použití rychlostní komunikace ve městech nad 250 tisíc obyvatel, průtah dálnic a rychlostních silnic ve městech nad 100 tisíc obyvatel, vazba na dálnice a rychlostní silnice

Poloha v sídelním útvaru Typické požadavky na hranici vyšších vyloučení přímého urbanistických útvarů styku s okolním územím

A2

rychlostní komunikace ve městech nad 50 tisíc obyvatel, průtah rychlostních silnic ve městech nad 20 tisíc obyvatel, vazba na rychlostní silnice

na hranici vyšších urbanistických útvarů

omezení přímého styku s okolním územím

B1

sběrné komunikace ve městech nad 20 tisíc obyv., průtah ve městech a významných střediskových obcích, navazují na silnice I. a II. třídy

na hranici nižších urbanistických útvarů

převážně dopravní význam, důraz na požadovanou rychlost a omezení přímé obsluhy

B2

sběrné komunikace nižších obytných útvarů pro jejich obsluhu a průtahy silnic III. třídy spojení nestřediskových obcí, navazují na silnice III. třídy

mezi nižšími obytnými útvary

dopravní význam s částečnou přímou obsluhou

A1

35

C1

městské třídy převážně společenského významu ve stávající zástavbě

obslužné osy městských útvarů

C2

obslužné komunikace doplňující spojení mezi nižšími obytnými sběrných komunikací ve stávající i nové útvary nebo uvnitř zástavbě obytných útvarů

umožnění přímé obsluhy všech objektů

obslužné komunikace zpřístupňující uvnitř obytných útvarů objekty a území ukončené někde i slepě

C3

pěší zóny

v historických a obchodních centrech měst

za stanovených podmínek dovolená obslužná doprava pěší ulice s vyloučením veškeré mot. dopravy

D1 obytné zóny zklidněné komunikace

ve stávajících i nově budovaných obytných souborech obytné ulice ve stávajících obyt. souborech nízkopodlažní zástavby

D2 cyklistické D3 pro pěší

cyklistické stezky, pruhy a pásy určené cyklistickému provozu

neomezená

stezky pro pěší, chodníky, průchody apod.

neomezená

přímá obsluha všech objektu za stanovených podmínek provozu

vyloučení nebo oddělení veškeré motorové dopravy

Minimální poloměr směrového oblouku – bezpečnost podle ČSN 73 6101 Vycházím zde z normy ČSN 73 6101 Projektování silnic a dálnic, kde je uveden výpočet pro minimální poloměr směrového oblouku viz Tabulka č. 14: :JK

=

L K M.∗OP9 +%

(32)

V současnosti se za konstantu dosazuje 0,3, tedy: :JK

O9

P = 0,3 ∗ +%

kde: vn – návrhová rychlost [km/h] p – příčný sklon [%]. (fce.vutbr.cz, online 2006)

36

(33)

Tabulka č. 14 Nejmenší dovolené poloměry směrových kružnicových oblouků ve vztahu k návrhové rychlosti a k dostřednému sklonu podle ČSN 73 6101 (fce.vutbr.cz, online 2006)

37

4

PRAKTICKÁ ČÁST

4.1 Metodika V této práci jsem se rozhodl vytvořit teoretické vlečné křivky traktorových souprav, pomocí výpočtů v softwaru. Jelikož zákon dovoluje výjimku pro zemědělské stroje širší 2,5 m, budu se zabývat jejich bočením, rozměry a hlavně plochou potřebnou k projetí směrového oblouku. Důvodem je absence vlečných křivek pro zemědělské stroje. Konkrétně traktorové soupravy, kterými se technické podmínky označené jako „TP 171“ nezabývají. Přitom je doprava v zemědělství stále více automatizována a zdokonalována aplikací velkých a rychlých souprav. Na základě analýzy jsem vytvořil typové vozidlo s výkonem 130 hp chápané jako malý traktor a 220 hp jako velký traktor. K těmto tažným strojům budu připojovat různé návěsy/přívěsy a vytvářet tak vlečné křivky pro jednotlivé velikosti směrových oblouků. Rozměry nezbytné k výpočtům v softwaru jsem musel zjistit a změřit, jelikož ne všechny rozměry výrobci uvádí na svých prezentačních materiálech, popř. internetových sítí. Jednalo se například o vzdálenost od středu zadní nápravy traktoru po jednotlivé závěsy (etážový závěs, agrohák a závěsná ramena). Dalším měřeným parametrem byl od středu přední nápravy po čelo závěsného závaží, tzv. přední převis traktoru. U některých přípojných strojů bylo důležité změřit vzdálenost od oka oje po střed přední nápravy, resp. první nápravy v závislosti na typu přípojného vozidla. Dále pak od oka oje po střed otáčení přívěsu. V dalším bodu se budu zabývat zvoleným programem, který budu upravovat, resp. rozšiřovat na zemědělská vozidla a ověřovat jeho funkčnost. Nejprve provedu pomocí softwaru teoretické výpočty souprav, ze kterých vytvořím vlečné křivky. Na tyto křivky aplikuji jednotlivé traktorové soupravy různých rozměrů a zjistím, zda je jejich kombinace zvoleného poloměru a soupravy teoreticky možná. V praktické části aplikuji přímo zvolená typová vozidla na konkrétní poloměr a provedu experiment. V něm budu ověřovat, zda je zvolený software funkční i pro reálnou soupravu ve skutečnosti a jestli platí stejná kritéria platná v programu i pro praxi. Experiment budu provádět na návěsové a přívěsové soupravě a porovnávat s teoretickou, vytvořenou softwarem. Vlečné křivky v experimentu budu provádět viditelně, aby bylo možné jejich vyhodnocení. To pak provedu porovnáním teoretické i praktické vlečné křivky a zobrazením na přiložených fotografiích. Jaké jsou rozdíly a 38

zda je možné na základě vytvořeného programu aplikovat křivky do praxe pro navrhování vjezdů, zatáček, mostů apod.

4.2 Traktorové soupravy Pro tuto práci jsem vybral software CadTools, jinak známého programu Autocad, ve kterém však není možnost volby zemědělských strojů. Proto pomocí této nástavby jsem nadefinoval a vytvořil traktorové soupravy. Typový traktor jsem zvolil John Deere 6534 a JD 8220, které jsem měl k dispozici. K nim byly taktéž vytvořeny jednotlivé přípojné stroje v závislosti na potřebném výkonu. Na následujícím Obr. 14 je tzv. „screenshot“, znázorňující práci ve zvoleném softwaru. V pravé části je nástavba CadTools, v jehož okně je nadefinována traktorová souprava a kde se mohou měnit jednotlivé parametry soupravy. V levé části pak samotný program Autocad, na kterém byly aplikovány vlečné křivky. Na obrázku je konkrétně souprava JD 8220 + fekál HTS 100, kterému se budu věnovat později.

Obr. 14 Screenshot programu Pro ilustraci je uveden obrázek traktoru se kterým byly vytvořeny křivky v programu. Na obrázku je znázorněn traktor bez čelního závaží. Avšak v programu Autocad bylo se závažím bylo počítáno. Druhým tažným strojem byl výkonově slabší traktor. Jako přípojné stroje byly použity fekál HTS 100, 9t přívěs, žací lišta Claas, disky Lemken a rozmetadlo hnoje/senážní vůz Annaburger HTS 22.04/03. 39

Tabulka č. 15 Rozměry použitých traktorů Parametry A B C střed zad. nápr. ramena střed zad. nápr. – etážový závěs střed zad. nápr. – agrohák šířka

traktor velký (220 hp) [m] 1,8 3 1,03

traktor malý (130 hp) [m] 1,35 2,65 0,87

1,3

1,05

1

0,75

1,2

0,6

2,5

2,3

Obr. 15 Značení rozměrů traktoru (upraveno) (strompraha.cz, online 2014)

Obr. 16 Rozmetadlo hnoje/senážní vůz Annaburger HTS 22.04/03 (agrocentrumzs.cz, online 2012)

40

Obr. 17 Šířka rozmetadla hnoje/senážního vozu Annaburger HTS 22.04/03 (agrocentrumzs.cz, online 2012)

V programu Autocad jsem senážní vůz použil dvakrát. Vůz totiž umožňuje přední nápravu zvednout, čímž se změní jednak rozměry, ale zejména plocha potřebná k projetí oblouku. Z obr. 16 lze jednoduše vidět, jak se posune rozměr od oka oje po nápravu. Zvednutí přední nápravy Annaburgru se projeví v závislosti na velikosti a ploše potřebné k projetí směrového oblouku. Díky zvednuté přední nápravě se střed otáčení přípojného vozidla posune dozadu tudíž na střed zadní nápravy, což má negativní následek. Zkracuje se tak vnitřní poloměr oblouku a zvětšuje vlečná plocha.

Tabulka č. 16 Rozměry přípojných vozidel použitých v programu Parametry střed oka oje – střed 1. nápravy rozvor náprav střed 2. nápravy – zadní převis šířka max.

fekál HTS 100 [m]

9t přívěs [m]

žací lišta Claas [m]

disky Lemken [m]

4,15

2,45

3,35

6,6

1,2

3,24

7,78

-

2,08

0,95

4,35

0,8

2,55

2,5

2,5

2,95

41

4.3 Vlastní měření 4.3.1

Teoretická programová/počítačová část

Po vytvoření směrodatných vozidel traktorů jsem nadefinoval traktorové soupravy, které jsem použil pro vytvoření vlečných křivek. Díky nim jsem mohl vytvořit různé poloměry směrových oblouků a popsat tak důležitost jejich významu v dopravě. Pro vytvoření vlečných křivek je nejdůležitější rozměr šířka jak traktoru, tak i přípojného vozidla. Díky té vznikne v programu plocha zaznamenávající využití plochy traktorové soupravy. Jelikož má většinou každý ze strojů jiné rozměry a přívěs nekopíruje čáry traktoru, vzniklo tak mnoho čar. Důvodem je především velikost a úhel poloměru zatáčky. Po zanesení údajů traktorové soupravy do programu jsem vynesl zvolený poloměr, který bude souprava projíždět. Po jeho projetí je vyznačeno několik čar znázorňujících pohyb vozidla a přívěsu. Jednotlivé čáry se v oblouku kříží. Aby bylo dosaženo největší plochy potřebné pro bezpečné projetí, bylo nutné tyto čáry upravit tak, aby zůstaly pouze ty, ze kterých plyne plocha resp. šířka jízdního pruhu, kterou traktorová souprava potřebuje pro její projetí. Čáry se kříží kvůli tomu, že přípojné vozidlo nekopíruje jízdu tažného vozidla. Přívěs zakresluje své vlastní křivky a vytváří zároveň vnitřní poloměr oblouku. Traktor naopak vytváří vnější poloměr oblouku. Po upravení všech křivek dostaneme celkovou vlečnou plochu, resp. šablonu vhodnou k navrhnutí průjezdu směrovým obloukem.

42

4.3.1.1 Disky Lemken + HTS 100 Na Obr. 18 je názorně vykreslen směrový oblouk o poloměru 15 m, jetý zleva doprava. Obrázek porovnává dva typy traktorových souprav, a to velký traktor se zapřaženými disky Lemken o šířce 2,95 m viz červená barva čar a malý traktor se zapřaženým fekálním návěsem HTS 100 o šířce 2,55 m viz fialová barva. Obrázek jednoznačně poukazuje na to, že souprava s větší šířkou potřebuje více místa na projetí konkrétního oblouku. Vnitřní křivku oblouku značí pravá strana disků, což je krajní obrysový bod umístěný ve středu nápravy, kolem kterého se disky otáčí. Stejné je to i u ostatní přípojných vozidel. Vnitřní křivku značí vždy ten bod, kolem kterého se přípojné vozidlo otáčí. Vnější křivku směrového oblouku značí rohový bod traktoru, v mém případě levý přední roh. Bod tvoří spojení pomyslných čar od čelního závaží a boku levé strany pneumatik.

Obr. 18 Směrový oblouk – vlečné křivky: disky Lemken + fekál HTS 100

43

4.3.1.2 Návěsný vůz Annaburger Na Obr. 19 je vytvořena šablona vlečné křivky z traktorové soupravy „Velký traktor s návěsem Annaburger HTS 22.04“, podobná šablonám z TP 171. Použitá návěsná traktorová souprava s Annaburgrem je zobrazena na spodní straně šablony. Šablony jsou určeny pro projektanty, kteří navrhují a konstruují silnice, vjezdy na most, do podniku apod. Poloměr směrového oblouku je 15 m.

Obr. 19 Vlečné křivky pro traktorovou soupravu Annaburger HTS 22.04 (upraveno) (transoftsolutions.com, online 2014), (agrocentrumzs.cz, online 2012)

44

Na Obr. 20 je zvětšen detail traktorové soupravy s návěsem HTS 22.04, který je zobrazen na předchozím Obr. 19. Opět se jedná o poloměr směrového oblouku o velikosti 15 m. Černá čára značí poloměr oblouku, po kterém se počátečním bodem v ose traktoru souprava pohybovala. Barevně jsou odlišeny jednotlivé jízdy stejné soupravy, avšak při jiném vybočení, resp. jiném zakřivení oblouku. V závislosti na zakřivení oblouku lze pozorovat vybočení traktorové soupravy. Z toho plyne potřebná šířka jízdního pruhu potřebná pro projetí daného typu oblouku.

Obr. 20 Detail vlečných křivek velkého traktoru s návěsem HTS 22.04

45

4.3.1.3 Návěs HTS 100 a 9t přívěs Rozdíl bude v bočení u přívěsu, a to z důvodu jeho konstrukce, rozměrů a jízdních vlastností, oproti návěsu. Názorně je to zobrazeno na následujícím Obr. 21 u traktorové soupravy s devítitunovým přívěsem. Žlutá barva charakterizuje fekální návěs HTS 100 o šířce 2,55 m a červená barva patří právě devítitunovému přívěsu o šířce 2,5 m. Rozdíl v šířce je takřka zanedbatelný, pouhých pět centimetrů. Právě proto je výsledek zajímavý, a to díky konstrukcím obou použitých přípojných vozidel. Fekální vůz má tandemovou nápravu, tzn. dvě nápravy blízko sebe a je zapojený do agroháku. Devítitunový přívěs má jednu zadní pevnou nápravu a jednu přední řídicí nápravu uchycenou na otočné oji a zapojenou do etážového závěsu. Z obrázku lze posoudit, že i při stejné šířce, zanedbáme-li rozdíl pěti centimetrů, má devítitunový přívěs menší plochu potřebnou na projetí oblouku. Důvodem je právě konstrukce přívěsu, rozvor náprav a délka od středu oje po střed přední nápravy.

Obr. 21 Detail porovnání návěsu a přívěsu

46

4.3.2

Praktická část

Praktickou část mé práce jsem aplikoval na dvě traktorové soupravy. Tažným strojem byl traktor John Deere 6534. Prvním zkoušeným přípojným vozidlem byl návěsný vůz Fliegl TMK 140, zobrazený na Obr. 22. Návěs má tandemovou nápravu a bod, kolem kterého se „Fliegl“ otáčí je střed mezi nápravami. Právě tam byla připevněna tyč značící vnitřní poloměr vlečné křivky.

Obr. 22 Návěsný vůz Fliegl TMK 140

Druhou traktorovou soupravou byl opět John Deere, avšak s devítitunovým přívěsem, zobrazeným na obrázku 23. Bod značící vnitřní poloměr oblouku se nachází ve středu zadní nápravy 9t přívěsu souběžně s bočnicí.

Obr. 23 John Deere s 9t přívěsem

47

Na Obr. 24 je zobrazeno připevnění značícího prvku, vytvářejícího vnější poloměr vlečné křivky. Jak je vidět z obrázku, bod značení se nachází v místě spojnice bočnic pneumatik a čelního zavěšení závaží. Zároveň je na masce traktoru připevněna kamera GoPro Hero 3 Black Edition, snímající tyč připevněnou na závěs. Kamera snímá jak tyč na závěsu, tak zem, na které je zaznačen poloměr pojížděného oblouku.

Obr. 24 Připevnění značícího prvku a kamery

Kamera je spojena přes wifi s tabletem Samsung Galaxy Tab 2, na kterém se zobrazuje prostor před traktorem a trasa, kterou traktorová souprava projíždí (Obr. 25). Díky propojení kamery a tabletu je dosaženo zpřesnění jízdy. Jelikož závěs tvoří bod, který je v ose traktoru a právě tento bod kopíruje poloměr směrového oblouku, který je zakreslen na zemi.

48

Obr. 25 Propojení tabletu a kamery

Pohled z kamery GoPro na závěs (Obr. 26), resp. bod, který se pohybuje po zvoleném poloměru. Tento obraz je promítnut přes bezdrátovou síť do tabletu a obsluha traktoru tak řídí soupravu skrze tento pohled. Pohled z kabiny by byl velice odlišný a nepřesný, jelikož by nebylo dosaženo téměř přesného kopírování závěsného bodu a zaznačeného poloměru, jako je pomocí kamery a tabletu.

Obr. 26 Snímání kamerou GoPro Hero 3 BE

49

4.3.3

Postup měření

Pro praktickou část jsem zvolil směrový oblouk o poloměru 15 m. Ten jsem zakreslil křídou na zem a zvýraznil jej posypovým materiálem bílé barvy z důvodu lepší viditelnosti při manipulaci se soupravou. Pro porovnání jsem zvolil tři typy zakřivení, a to tzv. vracečku, kdy se souprava otočí zpět o 180 °, dále úhel připomínající pravotočivou zatáčku a jako třetí zakřivení zatáčky podobající se úhlu 75 °. Na tyto zatáčky jsem použil již zmíněnou soupravu s návěsem a přívěsem.

4.3.3.1 Návěs Fliegl TMK 140 Jako první jsem použil návěsovou soupravu. Z důvodu přesnějšího výsledku, jsem zvolil rychlost pohybu soupravy 2 km/h, což odpovídá menší rychlosti, než je rychlost chůze. Aby bylo možno zaznačit co nejpřesněji křivky soupravy. Připevněné značící prvky byly obsluhovány dvěma osobami, které křídou značily pohyb soupravy Obr. 27. Značky byly ve vzdálenosti cca 30 cm, aby bylo měření co nejpřesnější. Po projetí oblouku jsem opět posypovým materiálem spojil, a zvýraznil tak body, které vytvořily ve výsledku vlčenou křivku, resp. plochu, kterou souprava potřebuje pro projetí.

Obr. 27 Osoby zaznamenávající pohyb soupravy

50

Na Obr. 28 je zobrazen téměř celý oblouk návěsové traktorové soupravy, díky širokoúhlé čočce kamery. Pokud bychom si domysleli a protáhli přímku, v polovině panelů, podél panelové cesty na levý i pravý konec, viděli bychom počátek a konec zatáčení traktoru. Oblouk tak tvoří úhel 180 °.

Obr. 28 Vlečná křivka traktorové soupravy s návěsem tzv. vracečka

Směrový oblouk je pojížděn zleva doprava. Prostřední čáru tvoří poloměr oblouku, který je roven 15 m. Po něm se pohybuje bod osy traktoru umístěný na čelním závěsu. Vnitřní čáru oblouku vytvořil bod na návěsu, kolem kterého se návěs otáčí. Vnější čáru oblouku vytvořil bod traktoru. Vytvořením vnitřní a vnější křivky vznikla vlečná křivka, která popisuje šířku jízdního pásu soupravy a zároveň zobrazuje vybočení přípojného vozidla traktoru.

51

Na Obr. 29 je zobrazen pohyb traktorové soupravy po projetí všech tří výjezdů z oblouku. Je zřejmé, že v závislosti na zakřivení poloměru se mění vnitřní a vnější křivky od středové. Existuje přímá úměra mezi zakřivením zatáčky a plochou traktorové soupravy. Pokud se zakřivením oblouku přibližujeme přímého směru, zabíráme tím tak méně plochy a naopak. Z toho plyne, že čím ostřejší zatáčka, tím více plochy je potřeba k jejímu bezpečnému projetí.

Obr. 29 Rozdílné vyjetí návěsové soupravy z oblouku 4.3.3.2 Přívěs 9t Princip značení jsem praktikoval stejným způsobem jako u předchozí soupravy, avšak s rozdílem připojení 9t přívěsu. Na Obr. 30 a Obr. 31 vidíme opět tři typy vyjetí ze směrového oblouku a jejich srovnání ve využité ploše. Jejich závislost je stejná jako u návěsu. Se zvětšující se ostrostí zatáčky se zvětšuje i plocha potřebná k projetí konkrétního oblouku. 52

Obr. 30 Traktorová souprava s 9t přívěsem

Obr. 31 Traktorová souprava s 9t přívěsem

53

4.3.3.3 Porovnání teoretické a skutečné vlečné křivky Na Obr. 32 je znázorněna zelenou barvou teoretická vlečná křivka vytvořená v programu. Červeně pak skutečná naměřená plocha, vytvořená traktorovou soupravou JD 6534 a 9t přívěsu. Vzdálenost skutečné vlečné křivky byla postupně měřena po 50 cm ±5 cm a hodnoty vyneseny do programu pro porovnání. Diference hodnot teoretické a skutečné křivky se pohybuje okolo ±50 cm. Odchylka je způsobena obsluhou řidiče, jeho přesností jízdy po vyznačené křivce, a také nedokonalým značením projeté trasy. Výsledkem je ověření funkčnosti programu v praxi.

Obr. 32 Porovnání teoretické a skutečné vlečné křivky

54

5

DISKUZE V teoretické části měření jsem vytvořil vlečné křivky pro jednotlivé traktorové

soupravy. Abychom zjistili rozdíl mezi širokým a klasickým přípojným vozem, uvedl jsem jako příklad disky o rozměru 2,95 m a fekální vůz šířky 2,55 m. Výsledek snad nemohl být jiný. Z porovnání plyne, že širší stroj potřebuje k projetí daného poloměru daleko více plochy. Je sice pravda, že disky byly zapřaženy za silnější a větší traktor, ale výsledku to tolik nebrání. Je jasné, že s širším strojem je horší manipulace. I kdyby byly disky zapřaženy za stejný traktor, jaký byl použit u fekálu, bude vnitřní poloměr vytvářející traktorová souprava menší, než u HTS 100. Proto se musí dbát především na jakékoliv poloměry, i když jízda po rovině s širším strojem, než dovoluje šíře jízdního pruhu, je také obtížná. Jde především o vjezdy z hlavní pozemní komunikace na vedlejší účelovou nebo vjezdy do podniků, a také na mosty. Tento faktor platí u všech typů souprav, resp. u jakékoliv soupravy, ať už se jedná o osobní automobil s připojeným vozíkem nebo traktorové a nákladní soupravy. Jak by měla vypadat vlečná křivka traktorové soupravy, jsem aplikoval na traktorové soupravě JD 8220 s návěsem Annaburger HTS 22.04. Konkrétně jsem zvolil na 15m poloměru několik variant zakřivení oblouku. Následně je v detailu vidět závislost vlečné plochy na zakřivení zatáčky a porovnání jednotlivých úhlů vyjetí z oblouku. Největší plochu potřebnou k projetí zatáčky má nejostřejší poloměr. S navracením se do přímého směru se tendence vlečné plochy zmenšuje. Takže v přímém směru tvoří šířku plochy soupravy nejširší bod traktoru a návěsu, popř. přívěsu. Při sebemenším zatočení bude šířka plochy vždy větší, než je šířka soupravy. V poslední části teoretického experimentu jsem vytvořil vlečné křivky pro porovnání návěsu HTS 100 a 9t přívěsu. Jejich rozměry, především šířkové, jsou takřka stejné, zanedbáme-li rozdíl pěti centimetrů. Díky tomu je jejich porovnání smysluplnější, jelikož v této práci jde především o šířku souprav a jízdního pruhu. Při stejných rozměrech se jeví jako lepší varianta přívěs. Na stejném poloměru totiž vytvoří menší vlečnou plochu. Jak jsem v předchozí části zmínil, důvodem je náprava na otočné oji, díky níž se pomyslné čáry přívěsu přibližují čarám traktoru. Tzn., že mezi nimi je menší rozdíl, než u návěsu. Ten díky nápravě umístěné v zadní části přípojného vozidla teoreticky prodlužuje oj, kterou právě u přívěsu nahrazuje přední otočná náprava. Zadní náprava návěsu resp. bod, kolem kterého se návěs otáčí, je tak vzdálen od závěsu traktoru. Tím dochází k tomu, že návěs si „zkracuje“ dráhu oblouku. Proto musí obsluha 55

soupravy dávat pozor na nadjíždění. To samozřejmě platí i u přívěsu, avšak v menší míře. I když přívěs vytváří menší plochu, není jednoznačné, že je vhodnější pro použití. Výběr vhodného přípojného vozidla záleží totiž na několika faktorech. Je jimi zejména manipulace ve skladech, hmotnost, kterou jsou schopni uvést. Díky tandemovým, či tridemovým nápravám je tak přepravní váha zvýšena. Riziko je tu ale u smýkání kol u těchto náprav. Jedná se především o tandemové, protože většina z nich nebývá řiditelná. Dochází tak ke snižování dezénu vzorku, což u přívěsu nedochází v takové míře. Naopak manipulace při jízdě zpět je s návěsem daleko snazší, ať už se jedná o jednonápravu, tandem nebo dokonce tridem. U tridemových návěsů bývá pevně uložena pouze středová náprava, což je samozřejmě výhodou. Ostatní jsou řiditelné, což můžeme vidět například při sklizňových prací přímo v praxi. Z důvodu omezenosti softwaru a nemožnosti použit takový návěs jsem nemohl provést experiment.

V praktické části jsem experimentální měření provedl na traktorové soupravě JD 6534 a návěsu Fliegl TMK 140 (obdobném jako je HTS 100) a 9t přívěsu. Výstupem byly viditelně zaznamenané vlečné křivky, které byly aplikovány na stejném 15m poloměru, jak je tomu v teoretické části. Experiment tvořila tři vyjetí z oblouku, což je vidět na předchozích fotografiích. Při srovnání návěsu a přívěsu byl závěr stejný jako v teorii, a to ten, že přívěs potřebuje k projetí poloměru menší plochu. Při stejných rozměrech je plocha po projetí soupravy s přívěsem menší, než s návěsem. Po změření vlečných křivek vyšly hodnoty podobně ± 50 cm, oproti teoretickému měření v programu. V praxi tak bylo potvrzeno to, co jsem v teorii vytvořil.

56

6

ZÁVĚR Cílem práce bylo shromáždit obecné poznatky o komunikacích. Posoudil jsem vliv

stavebně technického řešení komunikace pro traktorové soupravy, na které se v podstatě nebere ohled. Navrhnutí šablon pro rozšíření technických podmínek TP 171 a porovnání průjezdu směrovým obloukem traktorovou soupravou aplikovanou v praxi. Ve své práci jsem rozšířil stávající software o zemědělská vozidla resp. o traktorové soupravy. Pomocí nich jsem vytvořil vlečné křivky k ověření průjezdnosti směrového oblouku. V programu jsem vytvořil několik poloměrů, ale v praxi uvedl pouze 15m poloměr, na kterém jsem i provedl experiment. Do programu jsem nadefinoval traktorové soupravy, kde pouhou změnou parametrů vznikne nová souprava, která vytvoří vlečnou křivku dle zadaného poloměru. Podle zadaných rozměrů traktoru a přípojného vozidla je software schopen rozpoznat, zda je vytvoření vlečné křivky možné, či nikoliv, např. pokud by byl poloměr moc ostrý a souprava se tzv. lámala. V zemědělství existuje řada různých traktorů, ale především návěsů a přívěsů. Není jednoznačné říci, který je lepší, i když přívěs potřebuje třeba menší plochu k projetí oblouku. Na každou operaci se hodí jiné přípojné vozidlo. V potaz se musí brát několik faktorů. Jednak konstrukce, rozměry a hmotnost přepravujícího materiálu, a také manipulace s přípojným vozidlem. Jinak se řídí návěs a jinak přívěs. Obzvláště z hlediska couvání to není jednoduché. Na to je vhodnější návěs, ať už je to nějaký velký tridemový návěs nebo malý. Jde o to, že přívěs má řiditelnou přední nápravu, která tak znesnadňuje obsluze manipulaci. Jinými parametry pro správnou volbu vozidla je opotřebení kol, které je u neřiditelných návěsů pevně namontované na nápravě a dochází tak k smýkání. Jedním z důležitých kritérií je také finanční stránka a efektivita při využívání návěsu a přívěsu. Vytvořením vlečných křivek v programu a experimentálním pokusem jsem ověřil, že je software použitelný pro navrhování průjezdu směrových oblouků, různých vjezdů do podniků, na váhu, na most a že program funguje. Šablony vlečných křivek bych tak doporučil pro rozšíření Technických podmínek 171. Při vytváření vlečných křivek a navrhování směrových oblouků je opomíjena jedna důležitá část, kterou je couvání. Obr. 5 poukazuje na rozdíl v jízdě přímým směrem a při jízdě zpět. Rozdíly jsou opravdu znatelné. Bohužel pro nedostatek času a náročnosti experimentu, jsem jej nemohl zahrnout do této práce. Doporučuji tak pokračovat tímto směrem a rozšířit tuto problematiku právě o couvání traktorovou soupravou. 57

7

SEZNAM LITERATURY

[1] DANĚK, Jan a Vladislav KŘIVDA. 2003, Základy dopravy. 1. vyd. Ostrava: Vysoká škola báňská - Technická univerzita Ostrava, 190 s. ISBN 80-248-0410-7. [2] KŘIVDA, Vladislav. 2002, Posouzení účinnosti okružních křižovatek. Ostrava: VŠB-TU Ostrava. ISBN 80-248-0207-4. [3] PETŘÍČEK, Vsevolod. 1984, Mechanizační prostředky v lesnictví: celost. vysokošk. učebnice pro les. obory. 1. vyd. Praha: SZN, 285 s. [4] TP 171 – Vlečné křivky pro ověřování průjezdnosti prvků pozemních komunikací. 2004, Brno: Centrum dopravního výzkumu. ISBN 80-86502-2-14-7

[5] KŘIVDA, Vladislav. 2010, Analýza jízdy vozidel při průjezdu okružní křižovatkou s využitím

software.

[online].

[cit.

2014-04-19]

Dostupné

z:

http://opvk.cdvinfo.cz/file/vyukove-materialy-analyza-dynamiky-jizdy-vozidel/ [6] KŘIVDA, Vladislav a Jindřich FRIČ. 2005, Organizace a řízení dopravy. Okružní křižovatky [online]. [cit. 2014-04-19]. Dostupné z: http://kds.vsb.cz/ord/okruznirozmerna.htm [7] KŘIVDA, Vladislav, Michal RICHTÁŘ a Ivana OLIVKOVÁ. 2006, Předpisy a legislativa: Rozměry a hmotnosti silničních vozidel. Městská hromadná doprava [online]. [cit. 2014-04-19]. Dostupné z: http://kds.vsb.cz/mhd/predpisy-rozmery.htm [8] Rychlost. In: Návrhová a směrodatná rychlost, 2006 [online]. [cit. 2014-04-19]. Dostupné z: http://www.fce.vutbr.cz/PKO/0M2/PREDN6/rychlost.htm [9] Senážní vůz/rozmetadlo HTS 22.03/04. 2012, Měřín. [online]. [2014-04-19]. Dostupné

z:

http://www.agrocentrumzs.cz/images/stories/PRODUKTY/annaburger/rozmerysenazniho-vozu-hts-22.03-s-buggy-napravou-193.pdf [10] Silnice a dálnice. In: Minimální poloměr směrového oblouku, 2006 [online]. [cit. 2014-04-19]. Dostupné z: http://www.fce.vutbr.cz/PKO/0M2/PREDN2/predn2.htm

58

8

SEZNAM OBRÁZKŮ Obr. 1 Znázornění vlečné křivky (upraveno) (kds.vsb.cz, online 2005).................. 15 Obr. 2 Definice rozměrových charakteristik vozidel (upraveno) (tatratech.wz.cz,

online 2010) .................................................................................................................... 16 Obr. 3 Vlečné křivky návěsové jízdní soupravy – způsob jízdy 1 (výřez) (opvk.cdvinfo.cz, online 2010) ....................................................................................... 18 Obr. 4 Vlečné křivky návěsové jízdní soupravy způsob jízdy 2 (výřez) (opvk.cdvinfo.cz, online 2010) ....................................................................................... 18 Obr. 5 Teoretická a skutečná vlečná křivka couvání (upraveno), jednotky [m] (TP 171, 2004) ....................................................................................................................... 20 Obr. 6 Základní rozměry přívěsové jízdní soupravy při průjezdu zatáčkou (kds.vsb.cz, online 2005) ................................................................................................ 21 Obr. 7 Schéma výpočtu stop soupravy a) přívěsových, b) polopřívěsových a návěsových, c) polopřívěsových souprav spojených dlouhou ojí (ABO trojúhelník) (Petříček, 1984) ............................................................................................................... 23 Obr. 8 Schéma výpočtu minimální šířky jízdních stop s navedeným polopřívěsem (Petříček, 1984) ............................................................................................................... 24 Obr. 9 Vybočení tahače a návěsu a) vertikální do kopce-údolí, b) horizontální do zatáčky (Petříček, 1984) ................................................................................................. 26 Obr. 10 Řízení polopřívěsů a) ruční a elektrické řízení jednonápravových polopřívěsů b) samočinné řízení dvounápravových polopřívěsů typu Glogger

c)

samočinné řízení dvounápravových polopřívěsů typu Majkut (Petříček, 1984) ............ 28 Obr. 11 Zemní těleso pozemní komunikace (Daněk, 2003) .................................... 29 Obr. 12 Příčný profil dvoupruhové komunikace (Daněk, 2003).............................. 33 Obr. 13 Příčný profil dvoupruhové městské komunikace (viz Tabulka č. 12) (Daněk, 2003) ................................................................................................................. 35 Obr. 14 Screenshot programu................................................................................... 39 Obr. 15 Značení rozměrů traktoru (upraveno) (strompraha.cz, online 2014) .......... 40 Obr.

16

Rozmetadlo

hnoje/senážní

vůz

Annaburger

HTS

22.04/03

(agrocentrumzs.cz, online 2012) ..................................................................................... 40 Obr. 17 Šířka rozmetadla hnoje/senážního vozu Annaburger HTS 22.04/03 (agrocentrumzs.cz, online 2012) ..................................................................................... 41 Obr. 18 Směrový oblouk – vlečné křivky: disky Lemken + fekál HTS 100............ 43 59

Obr. 19 Vlečné křivky pro traktorovou soupravu Annaburger HTS 22.04 (upraveno) (transoftsolutions.com, online 2014), (agrocentrumzs.cz, online 2012) ........................ 44 Obr. 20 Detail vlečných křivek velkého traktoru s návěsem HTS 22.04 ................. 45 Obr. 21 Detail porovnání návěsu a přívěsu .............................................................. 46 Obr. 22 Návěsný vůz Fliegl TMK 140 ..................................................................... 47 Obr. 23 John Deere s 9t přívěsem ............................................................................ 47 Obr. 24 Připevnění značícího prvku a kamery ......................................................... 48 Obr. 25 Propojení tabletu a kamery ......................................................................... 49 Obr. 26 Snímání kamerou GoPro Hero 3 BE ........................................................... 49 Obr. 27 Osoby zaznamenávající pohyb soupravy .................................................... 50 Obr. 28 Vlečná křivka traktorové soupravy s návěsem tzv. vracečka ..................... 51 Obr. 29 Rozdílné vyjetí návěsové soupravy z oblouku ............................................ 52 Obr. 30 Traktorová souprava s 9t přívěsem ............................................................. 53 Obr. 31 Traktorová souprava s 9t přívěsem ............................................................. 53 Obr. 32 Porovnání teoretické a skutečné vlečné křivky ........................................... 54

60

9

SEZNAM TABULEK Tabulka č. 1 .............................................................................................................. 12 Tabulka č. 2 .............................................................................................................. 12 Tabulka č. 3 .............................................................................................................. 13 Tabulka č. 4 .............................................................................................................. 13 Tabulka č. 5 .............................................................................................................. 13 Tabulka č. 6 Geometrické charakt. směrodatných voz. a zákonné max. hodnoty ... 17 Tabulka č. 7 Rozměry soupravy............................................................................... 21 Tabulka č. 8 Směrodatné rychlosti pro směrově rozdělené silnice .......................... 31 Tabulka č. 9 Směrodatné rychl. pro směrově rozdělené silnice s neom. přístupem 32 Tabulka č. 10 Směrodatné rychlosti pro dálnice a rychlostní silnice ....................... 32 Tabulka č. 11 Základní kategorie dvoupruhových komunikací (podle Obr. 12) ..... 33 Tabulka č. 12 Zákl. kategorie dvoupruhových městských kom. (podle Obr. 13) .... 35 Tabulka č. 13 Členění místních komunikací podle struktury osídlení, dopravního

významu a vazby na komunikace ve volné krajině ........................................................ 35 Tabulka č. 14 Nejmenší dovolené poloměry směrových kružnicových oblouků ve vztahu k návrhové rychlosti a k dostřednému sklonu podle ČSN 73 6101 .................... 37 Tabulka č. 15 Rozměry použitých traktorů .............................................................. 40 Tabulka č. 16 Rozměry přípojných vozidel použitých v programu ......................... 41

61

10 SEZNAM ROVNIC (1) ............................................................................................................................. 21 (2) ............................................................................................................................. 21 (3) ............................................................................................................................. 21 (4) ............................................................................................................................. 21 (5) ............................................................................................................................. 22 (6) ............................................................................................................................. 22 (7) ............................................................................................................................. 22 (8) ............................................................................................................................. 22 (9) ............................................................................................................................. 22 (10) ........................................................................................................................... 22 (11) ........................................................................................................................... 22 (12), (13)................................................................................................................... 22 (14) ........................................................................................................................... 23 (15) ........................................................................................................................... 23 (16) ........................................................................................................................... 24 (17) ........................................................................................................................... 24 (18) ........................................................................................................................... 24 (19) ........................................................................................................................... 24 (20) ........................................................................................................................... 24 (21) ........................................................................................................................... 25 (22) ........................................................................................................................... 25 (23), (24)................................................................................................................... 25 (25) ........................................................................................................................... 25 (26) ........................................................................................................................... 25 (27) ........................................................................................................................... 25 (28) ........................................................................................................................... 25 (29) ........................................................................................................................... 26 (30) ........................................................................................................................... 26 (31) ........................................................................................................................... 31 (32) ........................................................................................................................... 36 (33) ........................................................................................................................... 36

62