2011-2012 Öğretim Yılı Bahar Yarıyılı Karayolu Dersi (0423412) Grup 4 Uygulama-I -Çözümler Soru 1 (MSY-3+4)- Toplam kütlesi 1,5 ton olan bir otomobil 80 km/sa hızla %6,5 eğimli bir yol kesiminde seyrederken yarıçapı 350 m olan bir yatay kurbaya girmiştir. Bu sırada yolda yeterli görüş mesafesi olduğunu gören otomobil sürücü hızını 5 sn içinde 100 km/sa’e çıkartarak önünde seyretmekte olan bir taşıtı geçmiştir. a)Sollama manevrası sırasında bu taşıtın motorunun üretmesi gereken güç ne kadar olmalıdır? b)Eğer otomobil arıza sebebi ile durmak zorunda kalırsa, tekrar harekete geçmesi için gereken çekim kuvvetinin alt ve üst sınırları ne olmalıdır? Verilenler: Yuvarlanma direnimi katsayısı, μ0=0,020; μr=μ0.[1-0,01.(V-50)]; hava direnimi katsayısı; K=0,025; F=0,8.b.h; b=1,75 m, h=1,50 m; Wh=0,75.K.F.V2; kurba direnimi, 400 N; motor verim katsayısı, η=0,90; kaplama kayma sürtünme katsayısı, f=0,4, Qm=2/3Q a) Q 1,5t 1500kg 15000 N r 0 [1 0, 01(V 50)] 0, 020[1 0, 01(100 50)] 0, 01 Wh 0, 75 KFV 2 0, 75 x0, 025 x(0,8 x1, 75 x1,5) x100 2 393, 75 N Qs 15000 x6,5 975 N 100 100 Wk 400 N We (hareket eden taşıtın yu var lanması) Wy 0, 010 x15000 150 N V 100 80 1000 20 x t 5 3600 5 x3, 6 Q 15000 100 80 Wivme x x 1666, 67 N g 10 5 x3, 6 W 1666, 67 400 975 393, 75 150 3585, 42 N Nm N 3600 m 0,9 3585, 42 N V 100 N m 110, 66 KW Z tr 3600 b) Duran taşıtın tekrar harekete geçebilmesi için: Qm f Z tr W W W y We 2 Qm f 15000 x x0, 4 4000 N üst sınır 3 (duran taşıtın yuvarlanma direnimi)Wy 0, 010 x15000 150 N Wy We 150 975 1125 N 4000 Z tr 1125 N Karayolu-G4/U1-U2 olmalı 1 Soru 2 (MSY-4+EK)- Motor gücü 140 KW olan bir kamyon, 45 km/sa hızla %6 eğimli bir rampayı çıkmaktadır. Boş ağırlığı 2500 kg olan kamyonun arka tekerlekleri motristir. Kamyonun taşıyabileceği yükü ve bu yük ile hareketini sürdürüp sürdüremeyeceğinizi kontrol ediniz. Verilenler: Motor verim katsayısı 0.90, kaplama yüzeyi kayma sürtünme katsayısı 0.45, yuvarlanma direnç katsayısı 0.020 N/N, kamyon genişliği 2,25 m., yüksekliği 2,1 m., F=0,9bh, hava direnci katsayısı 0,025, kg.sn²/m4 ,Taşıtın aderans ağırlığı, Qm=2/3.Q) 3600 N m 3600 x140 0,9 x 10080 N V 45 W Wy Wh We (0, 02Q) [0, 75x0, 025x(0,9 x2, 25 x2,1)452 ) 0, 06Q Z tr W 0, 08Q 161, 46 10080 Q 123982 N Q=12398,2 kg Kamyonun taşıyabileceği yük: Qtoplam Qdara 12398,2-2500=9898,2 kg Hareket için 2 şart var. Birincisi yukarıda sağlandı. İkinci şart kontrol edilir. Qm.f > Ztr 2/3 .123982. 0,45 > 10080 37194,6 N > 10080 N olduğundan hareket mümkündür. Soru 3- %6 eğimli bir yolda 2 taşıttan biri, V1=80 km/sa’lik hız ile rampa çıkarken, diğeri karşı yönden V2=90km/sa’lik hız ile inmektedir(Yolun bir şeridi bakım sebebi ile kapatılmıştır). Sürücülerin fren yaparak çarpışmadan durabilmeleri için, birbirlerini en az ne kadarlık mesafede görmeleri gerekmektedir? (t r1=0,75sn , tr2=1,25sn, f=0,40) Şerit, bakım nedeniyle kapatılmıştır. A A’ L fe ( A) 0, 278.V .tr 0, 00394. B’ B V2 f s L fe ( A) 0, 278.80.0, 75 0, 00394. 802 71,50m 0, 40 0, 06 L fe ( B ) 0, 278.90.1, 25 0, 00394. 902 125,14m 0, 40 0, 06 L L fe ( A) L fe ( B ) 71,50 125,14 196, 64m Karayolu-G4/U1-U2 2 Soru 450 km/sa’lik hız sınırı bulunan bir yerleşim bölgesi içinde seyreden bir sürücü, %6 çıkış eğimli bir yolda, önüne çıkan bir yayaya fren yapmasına rağmen çarpmıştır. Kazadan sonra ölçülen fren izi uzunluğu 28,25 m olarak bulunmuş, yayaya çarpmanın fren izinin 13. m’sinde olduğu belirlenmiştir. a. Sürücünün, kaza yerindeki 50 km/sa’lik hız sınırlamasına uyması durumunda çarpmayı (kazayı) önleyip önleyemeyeceğini tahkik ediniz. b. Kazanın önlenebilmesi için sürücü en fazla hangi hız ile gitmeliydi? Verilenler: * Sürücü reaksiyon süresi: tr=1,0 sn * Yolun kayma sürtünme katsayısı: f=0,60 ÇÖZÜM: 13 A A’ B’ lr=19,12 28,25 B V2 V2 28, 25 0, 00394 V 68, 79 km / sa f s 0, 6 0, 06 lr 0, 278.V .tr 0, 278.68,79.1 19,12 m 13 + 19,12=32,12 m’lik mesafesi var yayaya çarpmadan durabilmek için. a. l fe 0, 00394 V 50 km / sa olsa idi; V2 502 0, 278.50.1 0, 00394 28,82 m f s 0, 6 0, 06 28,82m <32,12m → Kazayı önleyebilecekti. L fe 0, 278.V .tr 0, 00394 b. L fe 32,12 0, 278.1.V 0, 00394 V2 0, 6 0, 06 0, 005V 2 0, 278V 32,12 0 Vmax 57, 04 km / sa Karayolu-G4/U1-U2 3 Soru 5 (MSY-10)- 100 km/sa hızla seyreden bir taşıt, önünde 70 km/sa hızla seyreden diğer bir taşıtı sollayacaktır. Sollama uzunluğunu ve süresini bulunuz. (d=8+0,2.V) A d1 A’ B’ B ls d2 Ls d1 8 0, 2 100 28m d 2 8 0, 2 70 22m ls V2 .ts Ls d1 d 2 ls V1.ts d1 d 2 V2 .t s ts (d1 d 2 ) 28 22 6sn (v1 v2 ) (100 / 3, 6 70 / 3, 6) Ls 28 22 6. 70 166, 67 m 3, 6 Soru 6 (ivmeli sollama) İki şeritli bir yolda 70 km/sa hızla seyreden bir otomobil sürücüsü, önünde 70 km/sa hızla giden bir kamyonu geçmek istemektedir. Arkadaki taşıt uygun görüş imkânı ortaya çıktığı zaman, hızını 5 sn’de 100 km/sa çıkararak sollama manevrasını gerçekleştirir. Arkadaki taşıtın öndeki taşıtı sollama mesafesi ne kadardır? (di=8+0,3.Vi, intikal-reaksiyon süresi, t r=1sn.) ÇÖZÜM: İvmeli sollama durumunda sollama süresi şu şekilde hesaplanır: d t si t r 2x d: Taşıt takip aralığı (m) (Her iki taşıt için aynı takip aralığı olur) tr : İntikal-reaksiyon süresi (sn) γ :Sollama manevrası yapan taşıtın ivmesi (m/sn2) t si 1 2 x V 100 70 1 . 1, 67m / sn2 t 5 3, 6 (8+0,3x70) 9,33sn 1, 67 Karayolu-G4/U1-U2 4 d lsi v 2 . t r 2. 2d d 70 ls v2 . t r 2. x(9,33) 2 x29 239, 42 m 2d= 3,6 Soru 7- 110 km/sa’lik bir hız ile gitmekte olan bir sürücü, önünde 65 km/sa’lik bir hız ile gitmekte olan aracı sollayacaktır. Aynı anda, karşı yönden 100 km/sa’lik hız ile 3. bir araç gelmektedir. Sollama yapacak sürücü için güvenli sollama mesafesi nedir? (Taşıt takip aralığı için d=8+0,2V bağıntısı kullanılacaktır, intikal-reaksiyon süresi, t r=1sn.’dir) 3’ v1 3 v2 v3 ts 1 1’ 2’ 2 d1 l2 d2 ts LS d1=8+0,2.110=30 m. d2=8+0,2.65=21 m. (d1 d 2 ) .( v1 v 3 ) (v1 v 2 ) (30 21) Ls .(110 100) (110 65) Ls Ls = 238 m. Soru 8- (ivmeli sollama) 85 km/sa’lik bir hız ile gitmekte olan bir sürücü, önünde 85 km/sa’lik bir hız ile gitmekte olan aracı sollayacaktır. Aynı anda, karşı yönden 100 km/sa’lik hız ile 3. bir araç gelmektedir. Sollama yapacak sürücü hızını 110 km/sa’e çıkararak manevrasını 7 sn’de tamamlamıştır. Sollama yapan sürücü için güvenli sollama mesafesi nedir? (Taşıt takip aralığı için d=8+0,3V bağıntısı kullanılacaktır, intikal-reaksiyon süresi, tr=1sn.) Lsi lsi lsk Lsi : Karşıdan taşıt gelmesi durumunda ivmeli sollama uzunluğu (m) Karayolu-G4/U1-U2 5 lsk : Sollama süresinde karşı yönden gelen taşıtın katettiği mesafe (m) v3 : Karşıdan gelen taşıtın hızı (m/sn) Lsi v 2 .t si 2d v 3 .t si d Lsi t r 2. .( v 2 v 3 ) 2d V 110 85 1 . 0,99m / sn2 t 7 3, 6 (8 0,3.85) (85 100) Lsi 1 2. 2.(8 0,3.85) (12, 63).(51,39) 67 716, 06 m . 0,99 3, 6 Soru 9- 80 km/sa’lik bir hız ile gitmekte olan bir sürücü, önünde 40 km/sa’lik bir hız ile gitmekte olan aracı sollayacaktır. Aynı anda, karşı yönden 90 km/sa’lik hız ile 3. bir araç gelmektedir ve o araç da önündeki 60 km/sa hıza sahip olan aracı sollayacaktır. Sollama yapacak sürücüler için güvenli sollama mesafesi nedir? (Taşıt takip aralığı için d=8+0,3V bağıntısı kullanılacaktır.) d3 3’ v1 v2 1 d1 1’ 2’ 2 l2 d2 ls1 LS ls= ls1+ ls2 ls d d4 d1 d 2 * V1 3 * V3 V1 V2 V3 V4 d1= 0,3.80+8 =32m. d2 = 0,3.40+8=20m. d3 =0,3.90+8=35m d4 =0,3.60+8=26m. 32 20 35 26 ls *80 *90 104 183 287m. 80 40 90 60 Karayolu-G4/U1-U2 6 l3 ls2 4’ d4 4 3 2011-2012 Öğretim Yılı Bahar Yarıyılı Karayolu Dersi (0423412) Grup 4 Uygulama-II –Çözümlü Sorular Soru 1- Proje ömrü sonundaki hizmet düzeyi C olarak tespit edilen, dalgalı bir arazi üzerinde bulunan iki şeritli ve çift yönlü bir karayolunda hacim/kapasite oranı %32 olarak ölçülmüştür. Bu yolda seyahat eden taşıt tipleri oranı %12 kamyon, %8 otobüs ve geri kalanı otomobil olacak şekilde dağılmaktadır. Yolun her iki yönünde de trafiğin dağılım oranı 50/50’dir. Bu yolda her iki şeritte bir saatte geçebilen maksimum taşıt sayısı kaç bo/sa’dir? Verilenler: 1 Kamyon=5 b.o., 1 Otobüs = 3,4 b.o. olarak alınacaktır. Şerit ve banket genişliği ile ilgili düzeltme faktörü (fw)=0,75 ‘dir. Trafiğin yön dağıtma faktörleri (fd) Yönlere dağılım Düzeltme faktörü 100/0 0,71 90/10 0,75 80/20 0,83 70/30 0,89 60/40 0,94 50/50 1,00 ÇÖZÜM: . . . . QSFi = 2.800 (Q/C)i fd fw fHV QSFi (Q/C)i fd fw fHV PT PB ET EB : Hizmet düzeyi (i) için hâkim yol ve trafik şartlarında, iki yön toplamı olarak hizmet hacmi (oto/sa). : Hizmet düzeyi (i) için hacim/kapasite oranı. :Trafiğin yön dağıtma faktörü. : Şerit ve banket genişliği ile ilgili düzeltme faktörü. : Ağır taşıt trafiği ile ilgili düzeltme faktörü. Bunun hesabı için de aşağıdaki bağıntı kullanılır. : Trafikteki kamyon yüzdesi. : Trafikteki otobüs yüzdesi. : Kamyonun birim otomobil eşdeğeri. : Otobüsün birim otomobil eşdeğeri. (Ağır taşıt trafiği ile ilgili düzeltme faktörü) f HV f HV 1 1 PT (E T 1) PB (E B 1) 1 0, 60 1 0,12.(5 1) 0,08.(3,4 1) fd: 1,00 (Tablodan). QSFi = 2800 . 0,32 . 1 . 0,75 . 0,60 = 403,20 QSFi = 403 bo/sa (Yuvarlatılmış) Soru 2- Proje hızı 100 km/sa olan, düz bir arazi kesiminde bulunan 3 şeritli şehirlerarası bir yolda yapılan ölçümde, taşıtların %15’inin kamyon, %18’inin otobüs, geri kalanının otomobil olduğu belirlenmiştir. B hizmet düzeyi için bu yolun tek yöndeki hizmet hacmini (tek bir şeritten bir saatte geçebilen maksimum taşıt sayısını) hesaplayınız. Karayolu-G4/U1-U2 7 Verilenler: Şerit ve banket genişliği ile ilgili düzeltme faktörü (fw)=0,75 ‘dir. Sürücülerin yolu sürekli kullandığı kabulü yapılacaktır. Proje hızı ≥ 100 km/sa ise Cj=2.000 otomobil/sa/şr; proje hızı=80 km/sa ise Cj=1.900 otomobil/sa/şr alınacaktır. Kamyon ve otobüslerin birim otomobil eşdeğerleri Arazi durumu Düz Dalgalı Dağlık 2,0 4,0 7,0 2,2 5,0 10,0 2,0 5,0 12,0 1,8 3,0 5,7 2,0 3,4 6,0 1,6 2,9 6,5 Hizmet Düzeyi A B ve C D ve E A B ve C D ve E Taşıt türü Kamyon (ET) Otobüs (EB) Yoğunluk (oto/km/şr) Hizmet Düzeyi Çok şeritli yollarda hizmet düzeyi kriterleri Vp=110 km/sa Vp=100 km/sa Vp=80 km/sa VOrt. qm VOrt. qm VOrt. qm Q/C Q/C Q/C (km/sa) (tş/sa/şr) (km/sa) (tş/sa/şr) (km/sa) (tş/sa/şr) A ≤ 7,5 ≥ 91 B ≤ 12,5 ≥ 85 C ≤ 18,8 ≥ 80 D ≤ 26,3 ≥ 64 E ≤ 41,9 ≥ 48 F > 41,9 < 48 d: Oldukça değişken 0,36 0,54 0,71 0,87 1,00 d 700 1.100 1.400 1.750 2.000 d ≥ 80 ≥ 77 ≥ 70 ≥ 64 ≥ 48 < 48 0,33 0,50 0,65 0,80 1,00 d 650 1.000 1.300 1.600 2.000 d ≥ 67 ≥ 62 ≥ 56 ≥ 45 < 45 0,45 0,60 0,76 1,00 d 850 1.150 1.450 1.900 d Çevre özelliğini yansıtan düzeltme faktörleri (fe) Yerleşim tipi Kırsal Banliyö Yol tipi Bölünmüş Bölünmemiş 1,00 0,95 0,90 0,80 Sürücü faktörleri (fp) Sürücü tipi (fp) Sürekli kullanıcı Zaman zaman kullanıcı 1,00 0,75-0,90 ÇÖZÜM: . . . . . . QSFi = Cj (Q/C)i N fw fHV fe fp QSFi Cj : Hizmet düzeyi (i) için hâkim yol ve trafik şartlarında, tek yöndeki hizmet hacmi (oto/sa). : İdeal şartlar altında, proje hızı (j) için şerit başına kapasite değeri. Proje hızı ≥ 100 km/sa ise Cj=2.000 otomobil/sa/şr; proje hızı=80 km/sa ise Cj=1.900 otomobil/sa/şr alınır. Karayolu-G4/U1-U2 8 (Q/C)i N fw fHV fe fp : Hizmet düzeyi (i) için hacim/kapasite oranı. : Tek yöndeki şerit sayısı : Şerit ve banket genişliği ile ilgili düzeltme faktörü. : Ağır taşıt trafiği ile ilgili düzeltme faktörü. : Yolun geçtiği çevrenin özelliğini yansıtan düzeltme faktörü. : Sürücünün yolu devamlı kullanıp kullanmamasını yansıtan düzeltme faktörü. PT PB ET EB : Trafikteki kamyon yüzdesi. : Trafikteki otobüs yüzdesi. : Kamyonun birim otomobil eşdeğeri. : Otobüsün birim otomobil eşdeğeri. Verilenler: Cj : 2.000 otomobil/sa/şr (Q/C)i :0,50 (Tablodan) N :3 fw :0,75 PT :0,15 PB :0,18 ET :2,2 bo (Tablodan) EB :2 bo (Tablodan) fHV :0,74 (Hesaplandı) f HV 1 1 0, 74 1 PT (ET 1) PB (EB 1) 1 0,15(2,2 1) 0,18(2 1) fe :1,00 (Tablodan) fp :1,00 (Tablodan) . . . . . . QSFi = Cj (Q/C)i N fw fHV fe fp QSFi =2000.0,50.3.0,75.0,74.1.1 = 1665 (bo/sa) Soru 3- 1990 yılında hizmete açılan 2x1 devlet yolunda yol hizmete açıldığı yıl geçen toplam taşıt sayısı 800.000 dir. (%40’ı ağır taşıt; 1 ağır taşıt= 2 b.o.) bu yolda 10 yıl sonra 687 bo/saat’ lik trafiğe ulaşacağı öngörülmektedir C hizmet düzeylerine karşılık gerek trafik sınır değerleri 1000 b.o./saattir. Yolun gerçek hizmet ömrü nedir? Karayolu-G4/U1-U2 9 ÇÖZÜM: 1990 yılında; 800.000 taşıt/yıl (%40 A.T., %60 H.T., 1 A.T.=2 bo) Projelendirmede esas alınan proje saatlik trafiği (30. saat trafiği) PST’hesabı: PST = (YOGT) . K K=1/6 (Şehirlerarası yol) K=1/8 (Şehir içi yol) 800000.(2.0, 40 1.0, 60) T1990 512bo / sa 365.6 T2000= 687 bo/sa Tn = T0 . (1+r)n Tn T0 r n : Beklenen trafik (Hizmet ömrü, n sonunda geçmesi beklenen) : Başlangıçtaki trafik : Yıllık ortalama trafik artış yüzdesi : Hizmet ömrü 687 512.(1 r )10 r %3 C hizmet düzeyi için: 1000 512.(1 0, 03) n log(1,953) n.log(1, 03) n 22, 64 yıl Soru 4 (MSY-2)- Proje ömrü 20 yıl alınarak projelendirilen ve 1990 yılında iki yönlü ve iki şeritli olarak işletmeye açılan bir devlet yolunda, hizmete açıldıktan sonra trafik sayımları yapılmış ve aşağıda verilen değerler elde edilmiştir. a) Yolun hizmet ömrünü hangi tarihte tamamlayacağını hesaplayınız. b) Şayet bu yol (2x2) şeritli olarak projelendirilseydi, serbest hız ne kadar süreyle korunabilirdi? Verilenler: Aşağıdaki hizmet hacmi tablosunda gerekli düzeltmeler yapılmıştır; yolun hizmet ömrü sonunda C hizmet düzeyinde çalışması istenmektedir; K=1/6; trafik artış oranı sabittir; 1 hafif taşıt = 1 bo, 1 ağır taşıt= 2,5 bo, olarak alınacaktır. Sayım Toplam taşıt sayısı (Tş/yıl) yılı Hafif taşıt Ağır taşıt 1990 499.875 333.150 1991 519.870 346.580 Karayolu-G4/U1-U2 Hizmet düzeyi A B C D 10 Hizmet hacmi (bo/sa) 2 yönlü, 2 şeritli 100 400 1200 2400 2x2 şeritli 800 1600 4800 7200 ÇÖZÜM: Cevap: a) Tn = To*(1+r)n T1990 499875 *1 333150 * 2.5 609bo / sa 365 * 6 T1991 519870 *1 346580 * 2.5 633bo / sa 365 * 6 Tn = To*(1+r)n 633 = 609*(1+r)1 r = 0.04 1200 = 609*(1+0.04)n => log 1200 n * log 1.04 609 n = 17.29 yıl 1990 + 17.29 yıl (yaklaşık olarak 2008 yılında) hizmet ömrünü tamamlayacaktır. b) Serbest hız A hizmet düzeyinde korunabilir 800 = 609*(1+0.04)n 800 log n * log(1.04) 609 n = 6.95 7 yıl süreyle serbest hız korunabilir. Soru 5 (MSY-1)- İki kenti birbirine bağlayan yeni bir devlet yolu iki şeritli ve iki yönlü olarak 1998 yılının başında hizmete açılmıştır. Bu yoldan birinci yıl 1.500.000 taşıt, ikinci yıl ise 1.590.000 taşıt geçtiği saptanmıştır. Her iki yıl için de ağır taşıt oranı %20 olduğuna göre; a) Projelendirme aşamasındaki yapılan 20 yıllık hizmet ömrü tahmininin gerçekleşip gerçekleşemeyeceğini gösteriniz. b) Kamulaştırma genişliği yeterli olan bu yola hizmet ömrünü tamamlayabilmesi için hangi yılda kaç şerit eklenmesi gerekir? Verilenler: Aşağıdaki hizmet hacmi tablosunda gerekli düzeltmeler yapılmıştır; yolun hizmet ömrü sonunda C hizmet düzeyinde çalışması istenmektedir; K=1/6; trafik artış oranı sabittir; 1 hafif taşıt = 1 bo, 1 ağır taşıt= 3 bo, olarak alınacaktır. Karayolu-G4/U1-U2 11 Hizmet düzeyi Hizmet hacmi (bo/sa/şr) 2 yönlü, 2 şeritli 3 şeritli 2x2 şeritli İşletme hızı A 100 200 400 100 B 200 500 700 85 C 600 750 1000 65 D 800 1000 1500 50 E 1000 1400 1900 40 (km / sa) ÇÖZÜM: 1500000(0,80.1 0, 20.3) 959bo / sa 365.6 1590000(0,80.1 0, 20.3) T1999 1017bo / sa 365.6 Tn = T0 . (1+r)n 1017 99.(1 r )1 r 0, 06 %6 C hizmet düzeyi için: < 20 yıl olduğu için hizmet ömrü tahmini 2.600 959.(1 0,06)n n 3,85 yıl gerçekleşmez. a) T1998 b) Yola 3,85 yıl sonra bir şerit ilave etmek gerekir. Yol 3 şeritli olur. 3.750 959.(1 0,06)n n 14,64 yıl sonra tekrar bir şerit daha ilave etmek gerekir. Yol 1998 yılında 2 şeritli(2x1), 1998+3,85= 2001,85 yılında 3 şeritli 1998+14,64=2012,64 yılında 4 şeritli (2x2) yol olacaktır. Karayolu-G4/U1-U2 12
© Copyright 2024 Paperzz