Статья:

Разработка предложений по модернизации дорожных знаков на территории РФ

Конференция: XLI Студенческая международная заочная научно-практическая конференция «Молодежный научный форум: технические и математические науки»

Секция: Технические науки

Выходные данные
Клепиков В.И. Разработка предложений по модернизации дорожных знаков на территории РФ // Молодежный научный форум: Технические и математические науки: электр. сб. ст. по мат. XLI междунар. студ. науч.-практ. конф. № 1(41). URL: https://nauchforum.ru/archive/MNF_tech/1(41).pdf (дата обращения: 25.09.2018)
Лауреаты определены. Конференция завершена
Эта статья набрала 0 голосов
Мне нравится
Дипломы
лауреатов
Сертификаты
участников
Дипломы
лауреатов
Сертификаты
участников
на печатьскачать .pdfподелиться

Разработка предложений по модернизации дорожных знаков на территории РФ

Клепиков Вячеслав Игоревич
студент, Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Лысьвенский филиал, РФ, г. Лысьва
Жалко Михаил Евгеньевич
научный руководитель, науч. сотр., Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Лысьвенский филиал, РФ, г. Лысьва

 

История дорожных знаков берет своё начало с Древнего Рима. Во времена императора Августа, появились знаки, которые либо требовали – «Уступи дорогу», либо предупреждали – «Это опасное место». Кроме того, римляне стали ставить вдоль самых важных дорог каменные столбы. На них высекали расстояние от данного столба до главной площади в Риме – Римского Форума.

Римская система обозначения расстояний позже распространилась и в других странах. В России в XVI веке, при царе Фёдоре Иоанновиче, на дороге, которая вела из Москвы в царское имение Коломенское, поставили верстовые столбы высотой в 4 метра. При Петре I система верстовых столбов появилась на всех дорогах Российской империи [2].

Наиболее остро проблема организации движения встала при повсеместном развитии автомобильного движения. Высокая скорость, большой тормозной путь, плохое состояние дорог потребовали создания системы знаков, которые давали бы водителям и пешеходам нужную информацию. Решение о создании единой системы дорожных знаков было принято на конгрессе Международного туристского союза. А в 1900 году была достигнута договоренность об использовании вместо надписей графических изображений, понятных для всех людей.

В 1903 году на улицах Парижа появились первые дорож­ные знаки. А ещё через 6 лет на Международной конференции в Париже договорились устанавливать дорожные знаки с правой стороны, по ходу движения, за 250 метров до начала опасного участка. Тогда же были установлены первые четыре дорожных знака [3].

В 1909 году первые дорожные знаки официально появились и в России.

Основным негативным фактором, воздействующим на металлоконструкции, является коррозия. В случае с дорожными знаками, повсеместно применяемыми на наших дорогах, необходимо обратить внимание на поведение конструкции в случае ДТП. Используемые на данный момент основания дорожных знаков способны нанести дополнительный ущерб в случае наезда на них, столкновения, падения.

Помимо прочего современная конструкция знака не обеспечивает его читаемость в сложных погодных условиях. В зимний период на знак налипает снег, что не позволяет считывать информацию в полном объеме. В весенний период знак загрязняется и брызгами от большегрузных автомобилей. Службы, обслуживающие дороги, не всегда успевают исправить ситуацию.

Таким образом, возникает необходимость модернизации дорожных знаков в целях повышения безопасности дорожного движения и увеличения сроков из службы.

В ходе анализа литературы по данной тематике было определено наиболее популярное направление развития – отказ от физического знака. Для реализации подобных решений необходима модернизация не только всего подвижного состава страны, но и автомобильных дорог. Также необходимо создание мощной сети GPS меток и поддержание ее в работоспособном состоянии. Безусловно, подобное решение имеет ряд серьёзных преимуществ, но воплотить его на практике в масштабах страны достаточно сложно.

В связи с этим было решено не отказываться от физического исполнения знака, а также попытаться максимально упростить конструкцию и сделать её полностью автономной.

Первым предложением является использование пластика при изготовлении основания знака.

Свойства пластмасс резко отличаются от свойств металлов в процессе их деформирования. В частности, пластмассы имеют сравнительно маленькую твердость, и у них отсутствует зависимость между твердостью и прочностью при растяжении, характерная для стали [1].

Пластические массы (пластмассы и пластики) – материалы на основе природных или синтетических полимеров, способные под влиянием нагревания и давления формироваться в изделия сложной конфигурации и затем устойчиво сохранять приданную форму.

Пластмассы являются весьма перспективным конструкционным материалом. Их используют не только как заменители металлов, не и как самостоятельный материал для различных изделий, обладающих многими положительными качествами.

Изготовление пластмассовых конструкций, как правило, менее трудоёмко и энергоёмко, чем из других материалов. Они с успехом заменяют конструкции из легированных сталей, драгоценных металлов, бетона и дерева, позволяя тем самым экономить промышленно важные материалы.

1.  Устойчивость против изнашивания.

2.  Небольшая масса.

3.  Не подвержен воздействию коррозии.

4.  Если сравнивать с аналогами, изготовленными из различных металлических сплавов, то он имеет более привлекательную стоимость.

5.  Длительный период эксплуатации.

6.  Устойчивость к атмосферным воздействиям;

7.  стойкостью к резким сменам температуры, в частности, стабильностью размеров;

8.  Простота формирования изделий;

В табл. 1 представлены некоторые характеристики металлов и пластмасс, на основании которых можно проводить их сравнение [4].

Таблица 1.

Прочность при растяжении металлов и пластмасс

Материал

Плотность, г/см3(кг/м3)

Предел прочности при растяжении, кгс/см2 (МН/м2)

Удельная прочность

Сталь высоких сортов

8,0 (8000)

12800 (1254)

1600

Чугун

8,0 (8000)

1500 (147)

190

Дюралюминий

2,8 (2800)

3900 (382)

1400

Текстолит

1,4 (1400)

1500 (147)

1100

Дельта-древесина

1,4(1400)

3500 (343)

2500

Стеклотекстолит

1,8 (1800)

3000–7000 (294–686)

1700–4000

Полихлорид

1,7 (1700)

7000 (686)

4000

Винипласт

1,38 (1380)

570 (559)

413

Полиэтилен

0,92 (920)

1600 (15,7)

174

 

Как видно из информации, представленной в таблице, использование пластмасс в основании не скажется на конструктивных характеристиках дорожных знаков.

Необходимо отметить, что предлагаемое решение само по себе не ново. На данный момент пластиковые стойки используются в Ярославской, Ивановской, Брянской, Псковской, Московской, Тверской и Вологодской областях, а также в Республике Татарстан, Республике Карелия, Республике Саха Якутия и в Камчатском Крае.

За время эксплуатации металлопластиковых стоек выявлены следующие преимущества перед обычными аналогами:

Отсутствие затрат на обслуживание (окраску) в процессе эксплуатации.

Повышенная травмобезопасность по сравнению с традиционными аналогами, за счет использования в качестве несущего элемента стальной трубы с уменьшенной толщиной стенки (при наезде легко – «срезается» либо деформируется), что приближает характеристики изделия к европейским нормам.

Высокий срок службы изделия 10–15 лет. Однако, учитывая сроки распада полиэтиленов и полипропиленов (до 100 лет в обычных условиях), разумный срок эксплуатации изделия при отсутствии внешних механических повреждений практически неограничен.

Широкий температурный режим использования от -60С до +70С.

Несущим элементом опоры дорожного знака является стальная труба 76×2.0 мм, которая впрессована в пластиковую трубу 83×3.5 мм. Верхняя часть опоры дорожных знаков закрыта пластмассовым колпаком, нижняя — заглушкой, предотвращающей попадание влаги из грунта во внутреннюю полость стойки. Стык пластиковых труб черного и белого цвета защищен декоративным элементом.

Конструкция предназначена для предотвращения коррозионного воздействия на несущий элемент, имеет улучшенный внешний вид, повышенную, по сравнению с традиционными аналогами травмобезопасность, увеличивает долговечность изделия, позволяет практически свести к нулю расходы на обслуживание опоры дорожных знаков в процессе длительной эксплуатации.

Вторым предлагаемым решением является изменение конструкции элемента, несущего информацию.

Налипание снега и грязи обусловлено положением знака относительно проезжей части, его формой, материалом и технологией изготовления. Изменение первых двух факторов потребует изменения нормативных документов (ГОСТ, ПДД И т.д.) поэтому остановимся на последних двух.

Предлагаемое решение заключается в применении металлической или металлопластиковой рамы и непромокаемой, брезентовой ткани с нанесенным информационным изображением.

Использование данной конструкции позволит обеспечить самоочищение знака. Набегающие потоки воздуха будут вызывать незначительные (~2 мм) колебания полотна знака, что будет способствовать очищению от снега и высохшей грязи. При этом малая амплитуда колебаний не окажет негативного влияния на восприятие информации водителем.

Конструкция, безусловно, сложнее в изготовлении по сравнению с традиционным вариантом, однако значительно проще в обслуживании.

Таким образом, комбинация предложенных решений позволяет собрать дорожный знак, обладающий следующими преимуществами:

·     низкая стоимость;

·     высокая коррозионная стойкость;

·     самоочищаемость.

На наш взгляд, подобное решение может повысить безопасность дорожного движения и упростить труд водителя.

 

Список литературы:
1. Дзевульский В.М. Технология металлов и дерева. – М.: Государственное издательство сельскохозяйственной литературы. 1995.
2. Кобелева Е.С. История возникновения дорожных знаков – [Электронный ресурс] – Е.С. Кобелева – Электрон. текстовые дан. – Москва:, 2015. – Режим доступа https://infourok.ru/istoriya-vozniknoveniya-dorozhnih-znakov-562211.html, свободный. 
3. Мигри. Международная конвенция авто-передвижения // За рулём. 1929. №6. С. 8–9.
4. Сварка пластмасс – [Электронный ресурс]: Электрон. текстовые дан / – Москва, 2015. – Режим доступа http://www.prosvarky.ru/specialmetods/plasticswelding/2.html, свободный.