Öğretim Yılı Bahar Yarıyılı Karayolu Dersi ( ) Grup 4 Uygulama-I -Çözümler

Transkript

1 Öğreti Yılı Bahar Yarıyılı Karayolu Der (04341) Grup 4 Uygulaa-I -Çözüler Soru 1 (MSY-3+4)- Topla kütle 1,5 ton olan bir otoobil 80 k/a hızla %6,5 eğili bir yol keinde eyrederken yarıçapı 350 olan bir yatay kurbaya giriştir. Bu ırada yolda yeterli görüş eafe olduğunu gören otoobil ürücü hızını 5 n içinde 100 k/a e çıkartarak önünde eyretekte olan bir taşıtı geçiştir. a)sollaa anevraı ıraında bu taşıtın otorunun ürete gereken güç ne kadar olalıdır? b)eğer otoobil arıza ebebi ile durak zorunda kalıra, tekrar harekete geçe için gereken çeki kuvvetinin alt ve üt ınırları ne olalıdır? Verilenler: Yuvarlana direnii katayıı, μ 0 =0,00; μ r =μ 0. [1-0,01.(V-50)]; hava direnii katayıı; K=0,05; F=0,8.b.h; b=1,75, h=1,50 ; W h =0,75.K.F.V ; kurba direnii, 400 N; otor veri katayıı, η=0,90; kaplaa kaya ürtüne katayıı, f=0,4, Q =/3Q a) Q 1,5t 1500kg 15000N [1 0, 01( V 50)] 0, 00[1 0, 01(100 50)] 0, 01 r 0 Wh 0,75KFV 0,75x0,05 x(0,8x1,75x1,5) x ,75N W W e k Q 15000x6,5 975N N ( hareket eden taşıtın yu var lanaı) W 0, 010x N V x t x3,6 Q Wive x x 1666,67 N g 10 5x3,6 Z N tr W 1666, , , 4N N N ,9 3585, 4N V , 66KW b) Duran taşıtın tekrar harekete geçebile için: Q f Z W tr y Q f 15000x x0, N üt ınır 3 (duran taşıtın yuvarlana direnii) W 0, 010x N W W N y W W W e 4000 Z 115N olalı tr e y y Karayolu-G4/U1-U 1

2 Soru (MSY-4+EK)- Motor gücü 140 KW olan bir kayon, 45 k/a hızla %6 eğili bir rapayı çıkaktadır. Boş ağırlığı 500 kg olan kayonun arka tekerlekleri otritir. Kayonun taşıyabileceği yükü ve bu yük ile hareketini ürdürüp ürdüreeyeceğinizi kontrol ediniz. Verilenler: Motor veri katayıı 0.90, kaplaa yüzeyi kaya ürtüne katayıı 0.45, yuvarlana direnç katayıı 0.00 N/N, kayon genişliği,5., yükekliği,1., F=0,9bh, hava direnci katayıı 0,05, kg.n²/ 4,Taşıtın aderan ağırlığı, Q =/3.Q) 3600N 3600x140 Ztr 0,9x 10080N V 45 W Wy Wh We (0, 0 Q) [0, 75x0, 05 x(0,9x, 5x,1)45 ) 0, 06Q W 0, 08Q 161, Q 1398N Q=1398, kg Kayonun taşıyabileceği yük: Qtopla Qdara 1398,-500=9898, kg Hareket için şart var. Birinci yukarıda ağlandı. İkinci şart kontrol edilir. Q.f > Z tr / ,45 > ,6 N > N olduğundan hareket ükündür. Soru 3- %6 eğili bir yolda taşıttan biri, V 1 =80 k/a lik hız ile rapa çıkarken, diğeri karşı yönden V =90k/a lik hız ile inektedir(yolun bir şeridi bakı ebebi ile kapatılıştır). Sürücülerin fren yaparak çarpışadan durabileleri için, birbirlerini en az ne kadarlık eafede göreleri gerekektedir? (t r1 =0,75n, t r =1,5n, f=0,40) Şerit, bakı nedeniyle kapatılıştır. A A B B fe( A) fe( A) fe( B) V 0, 78. V. tr 0, f 80 0, , 75 0, ,50 0,40 0, , , 5 0, ,14 0,40 0,06 71,50 15,14 196, 64 fe( A) fe( B) Karayolu-G4/U1-U

3 Soru 4-50 k/a lik hız ınırı bulunan bir yerleşi bölge içinde eyreden bir ürücü, %6 çıkış eğili bir yolda, önüne çıkan bir yayaya fren yapaına rağen çarpıştır. Kazadan onra ölçülen fren izi uzunluğu 8,5 olarak bulunuş, yayaya çarpanın fren izinin 13. nde olduğu belirleniştir. a. Sürücünün, kaza yerindeki 50 k/a lik hız ınırlaaına uyaı duruunda çarpayı (kazayı) önleyip önleyeeyeceğini tahkik ediniz. b. Kazanın önlenebile için ürücü en fazla hangi hız ile giteliydi? Verilenler: * Sürücü reakyon üre: t r =1,0 n * Yolun kaya ürtüne katayıı: f=0,60 ÇÖZÜM: 13 A A B B l r =19,1 8,5 V V a. l fe 0, , 5 0, V 68, 79 k / a f 0,6 0,06 lr 0, 78. V. tr 0, 78.68, , ,1=3,1 lik eafe var yayaya çarpadan durabilek için. V 50 k / a ola idi; V 50 fe 0, 78. V. tr 0, , , ,8 f 0,6 0,06 8,8 <3,1 Kazayı önleyebilecekti. b. fe V 3,1 0,78.1. V 0, ,6 0,06 0, 005 0, 78 3,1 0 ax 57, 04 / V V V k a Karayolu-G4/U1-U 3

4 Soru 5 (MSY-10)- 100 k/a hızla eyreden bir taşıt, önünde 70 k/a hızla eyreden diğer bir taşıtı ollayacaktır. Sollaa uzunluğunu ve üreni bulunuz. (d=8+0,.v) A B B A d 1 l d d d l 1 8 0, , 70 V. t d d l 1 V. t d d V. t 1 1 ( d d ) 8 1 t ( v1v) (100 / 3,6 70 / 3,6) , 67 3,6 6 n Soru 6 (iveli ollaa) İki şeritli bir yolda 70 k/a hızla eyreden bir otoobil ürücüü, önünde 70 k/a hızla giden bir kayonu geçek iteektedir. Arkadaki taşıt uygun görüş ikânı ortaya çıktığı zaan, hızını 5 n de 100 k/a çıkararak ollaa anevraını gerçekleştirir. Arkadaki taşıtın öndeki taşıtı ollaa eafe ne kadardır? (d i =8+0,3.V i, intikal-reakyon üre, t r =1n.) ÇÖZÜM: İveli ollaa duruunda ollaa üre şu şekilde heaplanır: d t tr x d : t r Taşıt takip aralığı () (Her iki taşıt için aynı takip aralığı olur) : İntikal-reakyon üre (n) γ :Sollaa anevraı yapan taşıtın ive (/n ) (8+0,3x70) t 1 x 9,33n 1,67 V , 67 / n t 5 3,6 Karayolu-G4/U1-U 4

5 l d v. t r. d d 70 l v. tr. d= x(9,33) x9 39, 4 3,6 Soru k/a lik bir hız ile gitekte olan bir ürücü, önünde 65 k/a lik bir hız ile gitekte olan aracı ollayacaktır. Aynı anda, karşı yönden 100 k/a lik hız ile 3. bir araç gelektedir. Sollaa yapacak ürücü için güvenli ollaa eafe nedir? (Taşıt takip aralığı için d=8+0,v bağıntıı kullanılacaktır, intikal-reakyon üre, t r =1n. dir) 3 3 v 1 v v 3 t 1 1 d 1 l d t S d 1 =8+0,.110=30. d =8+0,.65=1. (d1 d ).(v1 v3) (v1 v ) (30 1).( ) (110 65) = 38. Soru 8- (iveli ollaa) 85 k/a lik bir hız ile gitekte olan bir ürücü, önünde 85 k/a lik bir hız ile gitekte olan aracı ollayacaktır. Aynı anda, karşı yönden 100 k/a lik hız ile 3. bir araç gelektedir. Sollaa yapacak ürücü hızını 110 k/a e çıkararak anevraını 7 n de taalaıştır. Sollaa yapan ürücü için güvenli ollaa eafe nedir? (Taşıt takip aralığı için d=8+0,3v bağıntıı kullanılacaktır, intikal-reakyon üre, t r =1n.) l l k : Karşıdan taşıt gele duruunda iveli ollaa uzunluğu () Karayolu-G4/U1-U 5

6 l k v 3 : Sollaa ürende karşı yönden gelen taşıtın katettiği eafe () : Karşıdan gelen taşıtın hızı (/n) v.t d v3.t d t. r.(v v3) d V ,99 / n t 7 3,6 (8 0,3.85) (85 100) 1...(8 0,3.85) (1, 63).(51,39) , 06 0,99 3, 6 Soru 9-80 k/a lik bir hız ile gitekte olan bir ürücü, önünde 40 k/a lik bir hız ile gitekte olan aracı ollayacaktır. Aynı anda, karşı yönden 90 k/a lik hız ile 3. bir araç gelektedir ve o araç da önündeki 60 k/a hıza ahip olan aracı ollayacaktır. Sollaa yapacak ürücüler için güvenli ollaa eafe nedir? (Taşıt takip aralığı için d=8+0,3v bağıntıı kullanılacaktır.) d 3 l 3 d 4 l v 1 v 1 1 d 1 l d l 1 S l= l 1 + l d d d d l * V * V V V V V d 1 = 0, =3. d = 0,3.40+8=0. d 3 =0,3.90+8=35 d 4 =0,3.60+8=6. l *80 * Karayolu-G4/U1-U 6

7 Öğreti Yılı Bahar Yarıyılı Karayolu Der (04341) Grup 4 Uygulaa-II Çözülü Sorular Soru 1- Proje örü onundaki hizet düzeyi C olarak tepit edilen, dalgalı bir arazi üzerinde bulunan iki şeritli ve çift yönlü bir karayolunda haci/kapate oranı %3 olarak ölçülüştür. Bu yolda eyahat eden taşıt tipleri oranı %1 kayon, %8 otobü ve geri kalanı otoobil olacak şekilde dağılaktadır. Yolun her iki yönünde de trafiğin dağılı oranı 50/50 dir. Bu yolda her iki şeritte bir aatte geçebilen aku taşıt ayıı kaç bo/a dir? Verilenler: 1 Kayon=5 b.o., 1 Otobü = 3,4 b.o. olarak alınacaktır. Şerit ve banket genişliği ile ilgili düzelte faktörü (f w )=0,75 dir. ÇÖZÜM: Trafiğin yön dağıta faktörleri (f d ) Yönlere dağılı 100/0 90/10 80/0 70/30 60/40 50/50 Düzelte faktörü 0,71 0,75 0,83 0,89 0,94 1,00 Q SFi =.800. (Q/C) i. f d. f w. f HV Q SFi (Q/C) i f d f w f HV P T P B E T E B : Hizet düzeyi (i) için hâki yol ve trafik şartlarında, iki yön toplaı olarak hizet haci (oto/a). : Hizet düzeyi (i) için haci/kapate oranı. :Trafiğin yön dağıta faktörü. : Şerit ve banket genişliği ile ilgili düzelte faktörü. : Ağır taşıt trafiği ile ilgili düzelte faktörü. Bunun heabı için de aşağıdaki bağıntı kullanılır. : Trafikteki kayon yüzde. : Trafikteki otobü yüzde. : Kayonun biri otoobil eşdeğeri. : Otobüün biri otoobil eşdeğeri. (Ağır taşıt trafiği ile ilgili düzelte faktörü) 1 fhv 0,60 1 0,1.(5 1) 0,08.(3,4 1) f d : 1,00 (Tablodan). f HV 1 P (E T T 1 1) P B (E B 1) QSFi = , ,75. 0,60 = 403,0 QSFi = 403 bo/a (Yuvarlatılış) Soru - Proje hızı 100 k/a olan, düz bir arazi keinde bulunan 3 şeritli şehirleraraı bir yolda yapılan ölçüde, taşıtların %15 inin kayon, %18 inin otobü, geri kalanının otoobil olduğu belirleniştir. B hizet düzeyi için bu yolun tek yöndeki hizet hacini (tek bir şeritten bir aatte geçebilen aku taşıt ayıını) heaplayınız. Karayolu-G4/U1-U 7

8 Hizet Düzeyi Yoğunluk (oto/k/şr) Verilenler: Şerit ve banket genişliği ile ilgili düzelte faktörü (f w )=0,75 dir. Sürücülerin yolu ürekli kullandığı kabulü yapılacaktır. Proje hızı 100 k/a ie C j =.000 otoobil/a/şr; proje hızı=80 k/a ie C j =1.900 otoobil/a/şr alınacaktır. Kayon ve otobülerin biri otoobil eşdeğerleri Taşıt türü Kayon (E T ) Otobü (E B ) Hizet Arazi duruu Düzeyi Düz Dalgalı Dağlık A,0 4,0 7,0 B ve C, 5,0 10,0 D ve E,0 5,0 1,0 A 1,8 3,0 5,7 B ve C,0 3,4 6,0 D ve E 1,6,9 6,5 Çok şeritli yollarda hizet düzeyi kriterleri Vp=110 k/a Vp=100 k/a Vp=80 k/a V Ort. (k/a) Q/C q V Ort. (tş/a/şr) (k/a) A 7,5 91 0, , B 1,5 85 0, , , C 18,8 80 0, , , D 6,3 64 0, , , E 41,9 48 1, , , F > 41,9 < 48 d d < 48 d d < 45 d d d: Oldukça değişken Q/C q V Ort. (tş/a/şr) (k/a) Çevre özelliğini yanıtan düzelte faktörleri (f e ) Yerleşi tipi Yol tipi Bölünüş Bölüneiş Kıral 1,00 0,95 Banliyö 0,90 0,80 Q/C q (tş/a/şr) ÇÖZÜM: Q SFi = C j. (Q/C) i. N. f w. f HV. f e. f p Sürücü faktörleri (f p ) Sürücü tipi (f p ) Sürekli kullanıcı 1,00 Zaan zaan kullanıcı 0,75-0,90 Q SFi C j : Hizet düzeyi (i) için hâki yol ve trafik şartlarında, tek yöndeki hizet haci (oto/a). : İdeal şartlar altında, proje hızı (j) için şerit başına kapate değeri. Proje hızı 100 k/a ie C j =.000 otoobil/a/şr; proje hızı=80 k/a ie C j =1.900 otoobil/a/şr alınır. Karayolu-G4/U1-U 8

9 (Q/C) i N f w f HV f e f p P T P B E T E B : Hizet düzeyi (i) için haci/kapate oranı. : Tek yöndeki şerit ayıı : Şerit ve banket genişliği ile ilgili düzelte faktörü. : Ağır taşıt trafiği ile ilgili düzelte faktörü. : Yolun geçtiği çevrenin özelliğini yanıtan düzelte faktörü. : Sürücünün yolu devalı kullanıp kullanaaını yanıtan düzelte faktörü. : Trafikteki kayon yüzde. : Trafikteki otobü yüzde. : Kayonun biri otoobil eşdeğeri. : Otobüün biri otoobil eşdeğeri. Verilenler: C j (Q/C) i :.000 otoobil/a/şr :0,50 (Tablodan) N :3 f w :0,75 P T :0,15 P B :0,18 E T E B f HV :, bo (Tablodan) : bo (Tablodan) :0,74 (Heaplandı) 1 1 f 0,74 HV 1 P (E 1) P (E 1) 1 0,15(, 1) 0,18( 1) T T B B f e f p :1,00 (Tablodan) :1,00 (Tablodan) Q SFi = C j. (Q/C) i. N. f w. f HV. f e. f p Q SFi =000.0,50.3.0,75.0, = 1665 (bo/a) Soru yılında hizete açılan x1 devlet yolunda yol hizete açıldığı yıl geçen topla taşıt ayıı dir. (%40 ı ağır taşıt; 1 ağır taşıt= b.o.) bu yolda 10 yıl onra 687 bo/aat lik trafiğe ulaşacağı öngörülektedir C hizet düzeylerine karşılık gerek trafik ınır değerleri 1000 b.o./aattir. Yolun gerçek hizet örü nedir? Karayolu-G4/U1-U 9

10 ÇÖZÜM: 1990 yılında; taşıt/yıl (%40 A.T., %60 H.T., 1 A.T.= bo) Projelendirede ea alınan proje aatlik trafiği (30. aat trafiği) PST heabı: PST = (YOGT). K K=1/6 (Şehirleraraı yol) K=1/8 (Şehir içi yol) (.0, , 60) T bo / a T 000 = 687 bo/a T n = T 0. (1+r) n T n T 0 r n : Beklenen trafik (Hizet örü, n onunda geçe beklenen) : Başlangıçtaki trafik : Yıllık ortalaa trafik artış yüzde : Hizet örü (1 r) r %3 C hizet düzeyi için: (1 0, 03) log(1,953) n.log(1, 03) n,64 yıl n Soru 4 (MSY-)- Proje örü 0 yıl alınarak projelendirilen ve 1990 yılında iki yönlü ve iki şeritli olarak işleteye açılan bir devlet yolunda, hizete açıldıktan onra trafik ayıları yapılış ve aşağıda verilen değerler elde ediliştir. a) Yolun hizet örünü hangi tarihte taalayacağını heaplayınız. b) Şayet bu yol (x) şeritli olarak projelendirileydi, erbet hız ne kadar üreyle korunabilirdi? Verilenler: Aşağıdaki hizet haci tablounda gerekli düzelteler yapılıştır; yolun hizet örü onunda C hizet düzeyinde çalışaı itenektedir; K=1/6; trafik artış oranı abittir; 1 hafif taşıt = 1 bo, 1 ağır taşıt=,5 bo, olarak alınacaktır. Sayı Topla taşıt ayıı (Tş/yıl) yılı Hafif taşıt Ağır taşıt Hizet düzeyi Hizet haci (bo/a) yönlü, şeritli x şeritli A B C D Karayolu-G4/U1-U 10

11 ÇÖZÜM: Cevap: a) T n = T o *(1+r) n * *.5 T bo / a 365* * *.5 T bo / a 365*6 T n = T o *(1+r) n 633 = 609*(1+r) 1 r = = 609*(1+0.04) n 100 => log n*log n = 17.9 yıl yıl (yaklaşık olarak 008 yılında) hizet örünü taalayacaktır. b) Serbet hız A hizet düzeyinde korunabilir 800 = 609*(1+0.04) n 800 log n *log(1.04) 609 n = yıl üreyle erbet hız korunabilir. Soru 5 (MSY-1)- İki kenti birbirine bağlayan yeni bir devlet yolu iki şeritli ve iki yönlü olarak 1998 yılının başında hizete açılıştır. Bu yoldan birinci yıl taşıt, ikinci yıl ie taşıt geçtiği aptanıştır. Her iki yıl için de ağır taşıt oranı %0 olduğuna göre; a) Projelendire aşaaındaki yapılan 0 yıllık hizet örü tahininin gerçekleşip gerçekleşeeyeceğini göteriniz. b) Kaulaştıra genişliği yeterli olan bu yola hizet örünü taalayabile için hangi yılda kaç şerit eklene gerekir? Verilenler: Aşağıdaki hizet haci tablounda gerekli düzelteler yapılıştır; yolun hizet örü onunda C hizet düzeyinde çalışaı itenektedir; K=1/6; trafik artış oranı abittir; 1 hafif taşıt = 1 bo, 1 ağır taşıt= 3 bo, olarak alınacaktır. Karayolu-G4/U1-U 11

12 Hizet düzeyi yönlü, şeritli Hizet haci (bo/a/şr) 3 şeritli x şeritli İşlete hızı (k / a) A B C D E ÇÖZÜM: (0,80.1 0, 0.3) a) T bo / a (0,80.1 0, 0.3) T bo / a T n = T 0. (1+r) n (1 r) r 0, 06 %6 C hizet düzeyi için: n (1 0,06) n 3,85 yıl < 0 yıl olduğu için hizet örü tahini gerçekleşez. b) Yola 3,85 yıl onra bir şerit ilave etek gerekir. Yol 3 şeritli olur. n (1 0,06) n 14,64 yıl onra tekrar bir şerit daha ilave etek gerekir. Yol 1998 yılında şeritli(x1), ,85= 001,85 yılında 3 şeritli ,64=01,64 yılında 4 şeritli (x) yol olacaktır. Karayolu-G4/U1-U 1