Highway Geometric Design MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Highway Geometric Design - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

व्याख्या:

अवधारणा:

वाहन द्वारा सड़क पर वक्र पर उत्क्राम करते समय, सड़क और टायर के बीच घर्षण बल द्वारा आवश्यक अभिकेन्द्र बल प्रदान किया जाता है।

अभिकेंद्र बल = \(\frac{mv^2}{R}\) और घर्षण बल =μmg

 कार को फिसलने से बचाने के लिए अभिकेन्द्र बल घर्षण बल के बराबर होना चाहिए ⇒ 

\(\frac{mv^2}{R} =\mu mg \)

∴ अधिकतम चाल जिसके साथ साइकिल सवार फिसलन के डर के बिना यात्रा कर सकता है \(v=\, \sqrt{\mu Rg}\)

हल:

दिया गया है, कोने की त्रिज्या = 50 m,

टायरों और ट्रैक के बीच घर्षण गुणांक = 0.2,

 गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण = 10 m/s2

∴ अधिकतम चाल जिसके साथ साइकिल सवार फिसलन के डर के बिना यात्रा कर सकता है

 \(v=\, \sqrt{\mu Rg} = \, \sqrt{0.2\times 50\times 9.81} =\, 9.9 \approx 10\) m/s

व्याख्या:

सड़क के एक घुमावदार खंड पर और उसके ऊपर एक सीधे संरेखण पर कैरिजवे की अतिरिक्त चौड़ाई आवश्यक होती है जिसे अतिरिक्त विस्तारित मार्ग के रूप में जाना जाता है।

यांत्रिक विस्तारित मार्ग: व्हील बेस की दृढ़ता के कारण ऑफ-ट्रैकिंग के लिए आवश्यक विस्तारित मार्ग को यांत्रिक विस्तारित मार्ग  कहा जाता है। इसकी गणना इस प्रकार की जा सकती है:

\({W_m} = \frac{{n{l^2}}}{{2R}}\)

n = लेन की संख्या

l = व्हील बेस की लंबाई = 6.1 m

R = वृत्ताकार वक्र की त्रिज्या

मनोमिति विस्तारित मार्ग : मनोवैज्ञानिक कारणों जैसे वाहनों की अधिकता, क्रॉसिंग के लिए अधिक से अधिक निकासी आदि के लिए प्रदान की गई पेवमेंट की अतिरिक्त चौड़ाई को मनोमिति विस्तारित मार्ग के रूप में जाना जाता है।

\({W_{ps}} = \frac{V}{{9.5\sqrt R }}\)

व्याख्या:

ग्रेड क्षतिपूर्ति:

1. क्षैतिज वक्र पर ग्रेड क्षतिपूर्ति लागू करने का मुख्य उद्देश्य वक्र और ढलान दोनों के प्रभावों का प्रतिकार करना है।
2. यह सड़क के क्रॉस-स्लोप (कैंट) को समायोजित करके किया जाता है, यह सुनिश्चित करते हुए कि वाहनों को विशेष रूप से ढलान वाली सतहों पर वक्रों से गुजरते समय घर्षण के कारण कम प्रतिरोध का अनुभव हो।
3. ग्रेड क्षतिपूर्ति बेहतर वाहन नियंत्रण बनाए रखने और स्किडिंग या फिसलने की संभावना को कम करने में मदद करती है।

अतिरिक्त जानकारी

ग्रेड क्षतिपूर्ति सड़क इंजीनियरिंग में एक महत्वपूर्ण डिजाइन विशेषता है, खासकर जब क्षैतिज वक्रों को ढलानों (या ग्रेडिएंट) के साथ जोड़ा जाता है। यहाँ एक और विस्तृत व्याख्या दी गई है:

1. उद्देश्य: जब वाहन एक वक्र पर यात्रा करते हैं, तो वे एक अपकेंद्रीय बल का अनुभव करते हैं जो उन्हें वक्र के केंद्र से दूर, बाहर की ओर धकेलता है। ढलान वाली सड़कों (ग्रेडिएंट) पर, यह बल गुरुत्वाकर्षण द्वारा और जटिल होता है, जो या तो वाहन की गति में सहायता कर सकता है या बाधा डाल सकता है, यह इस बात पर निर्भर करता है कि ढलान आरोही है या अवरोही। ग्रेड क्षतिपूर्ति इन मुद्दों को सड़क के क्रॉस-स्लोप को संशोधित करके संबोधित करती है ताकि खेल में आने वाले बलों को संतुलित किया जा सके, यह सुनिश्चित करते हुए कि वाहन वक्र को नेविगेट करते समय स्थिर रहे।

2. यह कैसे काम करता है: एक विशिष्ट वक्र में, अपकेंद्रीय बल का प्रतिकार करने के लिए सड़क की सतह के बाहरी किनारे को ऊपर उठाया जाता है। इसे कैंट या सुपरएलिवेशन के रूप में जाना जाता है। एक ढलान वाले वक्र पर, इस कैंट को अतिरिक्त गुरुत्वाकर्षण पुल के लिए जिम्मेदार होने के लिए समायोजित करने की आवश्यकता हो सकती है, जो अन्यथा टायर और सड़क की सतह के बीच घर्षण को बढ़ा देगा, जिससे मोड़ अधिक कठिन और कम सुरक्षित हो जाएगा।

व्याख्या:

IRC 73-1980 के अनुसार, चालक का प्रतिक्रिया समय 2 सेकंड माना जाता है, जो ओवरटेकिंग साइट डिस्टेंस (OSD) की गणना के लिए उपयोग किया जाता है।

• प्रतिक्रिया समय उस समय को संदर्भित करता है जो चालक को ओवरटेक करने की आवश्यकता को समझने, ऐसा करने का निर्णय लेने और फिर ओवरटेकिंग युद्धाभ्यास शुरू करने में लगता है। सड़क डिजाइन में, एक 2-सेकंड प्रतिक्रिया समय आमतौर पर चालक के लिए सड़क पर किसी स्थिति का जवाब देने के लिए पर्याप्त माना जाता है, खासकर ओवरटेकिंग के दौरान।

अतिरिक्त जानकारी

• ओवरटेकिंग साइट डिस्टेंस (OSD) वह न्यूनतम दूरी है जो किसी चालक को किसी वाहन को सुरक्षित रूप से ओवरटेक करने के लिए आवश्यक होती है, जिसमें चालक का प्रतिक्रिया समय, त्वरण में लगा समय और वाहन को पार करने के लिए आवश्यक दूरी शामिल है।

• यह विभिन्न कारकों पर निर्भर करता है जैसे कि वाहन की गति, सड़क ज्यामिति और दृश्यता।

• 2 सेकंड का प्रतिक्रिया समय यह सुनिश्चित करने में मदद करता है कि सड़क चालकों को आने वाले यातायात के साथ टक्कर के जोखिम के बिना सुरक्षित रूप से ओवरटेकिंग युद्धाभ्यास करने के लिए पर्याप्त दृश्यता और समय प्रदान करती है।

सही उत्तर है 'अष्टकोणीय आकार'

प्रमुख बिंदु

• अष्टकोणीय आकार में STOP चिन्ह:
  • STOP चिन्ह को लाल पृष्ठभूमि और सफ़ेद अक्षरों के साथ अष्टकोणीय आकार में सार्वभौमिक रूप से पहचाना जाता है। यह अनोखा आकार इसे अन्य सड़क चिन्हों से आसानी से अलग पहचान देता है, यहाँ तक कि दूर से या खराब दृश्यता की स्थिति में भी।
  • अष्टकोणीय आकार ड्राइवरों के लिए एक दृश्य संकेत के रूप में कार्य करता है, जो उन्हें तुरंत रुकने और रास्ता देने का संकेत देता है। सड़क संकेतों में अपने दुर्लभ ज्यामितीय आकार के कारण इसे विशेष रूप से ध्यान आकर्षित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।
  • यह डिज़ाइन सड़क चिन्हों और सिग्नलों पर वियना कन्वेंशन के तहत अंतरराष्ट्रीय स्तर पर मानकीकृत है, जिससे सड़क सुरक्षा उद्देश्यों के लिए सभी देशों में एकरूपता सुनिश्चित होती है।

अतिरिक्त जानकारी

• वर्गाकार:
  • चौकोर संकेतों का इस्तेमाल अक्सर सूचनात्मक या विनियामक उद्देश्यों के लिए किया जाता है, जैसे कि गति सीमा या दिशा-निर्देश। हालाँकि, उनमें STOP संकेतों जैसी उच्च प्राथमिकता वाली चेतावनियों के लिए आवश्यक विशिष्टता का अभाव होता है।
  • वर्गाकार आकार रुकने जैसी तत्काल कार्रवाई से संबंधित नहीं है और इसका उपयोग ऐसे महत्वपूर्ण आदेशों के लिए नहीं किया जाता है।
• त्रिभुज आकार:
  • त्रिभुजाकार चिह्नों का उपयोग आम तौर पर चेतावनी के लिए किया जाता है, जैसे कि आगे बढ़ने के संकेत या सावधानी संबंधी सूचनाएँ (जैसे, आगे तीखे मोड़ हैं)। वे ड्राइवरों को सतर्क रहने का संकेत देते हैं, लेकिन अनिवार्य रूप से रुकने का संकेत नहीं देते हैं।
  • स्टॉप संकेतों के विपरीत, त्रिभुजाकार आकृतियों को सार्वभौमिक रूप से पूर्णतः रुकने की आवश्यकता के रूप में मान्यता प्राप्त नहीं है।
• गोल आकार:
  • गोलाकार चिह्नों का इस्तेमाल आम तौर पर नियमों, निषेधों या निर्देशों के लिए किया जाता है, जैसे कि पार्किंग न करना या गति सीमा। वे नियमों का संचार करते हैं लेकिन तत्काल रुकने का संकेत नहीं देते हैं।
  • यह आकार उच्च प्राथमिकता वाले, कार्रवाई की मांग वाले संकेतों जैसे कि STOP संकेतों के लिए अनुपयुक्त है।

धारणा:

मोड़ों पर घूमते समय वाहनों पर लागू अपकेंद्री बल को अति उन्नयन प्रदान कर के प्रतिकारित किया जाता है, जिसे निम्नवत दिया गया है:

हालाँकि, यह माना जाता है कि यदि वाहन अपनी वाहन डिजाईन गति के 75% गति पर चल रहा है तो अपकेन्द्री बल पूर्णतः प्रभावहीन हो जाता है।

IRC के अनुसार

अवधारणा:

विलंबन दूरी = 0.278 × V × t_R

जहाँ,

V = Kmph में गति

t_R = सेकंड में प्रतिक्रिया का समय

गणना:

विलंबन दूरी = 0.278 × 47 × 2.5 = 32.665

एकल-लेन सडक पर दो-तरफ़ा यातायात के लिए विलंबन दूरी = 2 × 32.665 = 65.33 m

स्पष्टीकरण:

संक्रमण वक्र:

(i) जब एक सीधी सड़क पर यात्रा करने वाला वाहन तात्क्षणिक एक क्षैतिज वक्र में प्रवेश करता है, तो इससे चालक को असुविधा होगी। इससे बचने के लिए, एक संक्रमण वक्र प्रदान करना आवश्यक होता है। यह या तो एक स्पर्शरेखा और एक वृत्ताकार वक्र के बीच या एक संयुक्त या विपरीत वक्र की दो शाखाओं के बीच प्रदान किया जा सकता है।

 संक्रमण वक्र के विभिन्न प्रकार:

क्षैतिज संरेखण राजमार्ग में आमतौर पर अपनाए जाने वाले संक्रमण वक्र के प्रकार निम्न हैं

(i) सर्पिल या क्लोथाॅइड

(ii) बर्नौली का लेमनीस्केट

(iii) त्रिघात परवलय

(a) सभी तीन वक्र लगभग 4 ° के विक्षेपण कोण तक एक ही पथ का अनुसरण करते हैं, और व्यावहारिक रूप से 9° तक के बीच कोई महत्वपूर्ण अंतर नहीं है। इन सभी वक्रों में, लंबाई बढ़ने पर त्रिज्या घट जाती है।

(b) IRC के अनुसार संक्रमण वक्र के लिए आदर्श आकार सर्पिल है क्योंकि रेडियल त्वरण के परिवर्तन की दर स्थिर रहती है। आम तौर पर, पहाड़ी सड़क पर सर्पिल वक्र प्रदान किया जाता है।

(c) रेलवे के लिए त्रिघात परवलय प्रदान किया जाता है।

दिया हुआ:

पहाड़ी सड़क की नियंत्रक प्रवणता = 6%

वक्र की त्रिज्या (R) = 60 m

गणना:

ग्रेड क्षतिपूर्ति = \(\frac{{30\; + \;R}}{R}\% \)

= \(\frac{{30\; + \;60}}{{60}}\% \) = 1.5%

यह निम्न से अधिक नहीं होनी चाहिए

= \(\frac{{75}}{R}\% \) = \(\frac{{75}}{{60}}\% \) = 1.25%

क्षतिपूरित प्रवणता = नियंत्रक प्रवणता – ग्रेड क्षतिपूर्ति

= 6% – 1.25% = 4.75%

संकल्पना:

डिजाइन गति:

• इसे अधिकतम गति के रूप में परिभाषित किया जाता है, जिस पर वाहन लगातार अनुकूल परिस्थितियों में सुरक्षित रूप से यात्रा कर सकते हैं, डिजाइन गति कहलाती है।
• इसे अधिकतम अनुमानित गति के रूप में भी माना जा सकता है जिसे अधिकांश चालकों द्वारा अपनाया जाएगा, डिजाइन गति का चुनाव सावधानी से किया जाना चाहिए, ताकि भूभाग की स्थिति से मेल खा सके और अधिकांश सड़क उपयोगकर्ताओं के लिए भी स्वीकार्य हो।
• यह मूलभूत प्राचल है जो अन्य सभी ज्यामितीय डिजाइन विशेषताओं को निर्धारित करता है।

सड़कों के विभिन्न वर्गों के लिए डिज़ाइन गति नीचे तालिका में दी गई है:

हेयरपिन बंक:

• एक हेयरपिन बंक एक तीव्र वक्र है और यह न्यूनतम ढलान और अधिकतम स्थिरता वाली पहाड़ी पर स्थित होता है।
• यह भूस्खलन और भूजल की दृष्टि से भी सुरक्षित होना चाहिए।
• निर्माण की समस्याओं और महंगे सुरक्षा कार्यों को कम करने के लिए, हेयरपिन बंकों को लंबी भुजाओं और आगे की दूरी के साथ प्रदान किया जाना चाहिए।
• पहाड़ी सड़कों पर जहां हेयर-पिन बंक प्रदान किए जाते हैं, वहां न्यूनतम डिजाइन गति 20 Kmph है।

स्पष्टीकरण

दिया हुआ है कि,

2% के झुकाव के बाद 2.0% का उभाड़

N1 = 2 % , N2 = - 2%

ग्रेड के परिवर्तन की दर प्रति 20 m श्रृंखला में 0.05% है।

ग्रेड (N) = N1 – N2 में कुल परिवर्तन

N= 2 % - (- 2%) = 2% + 2%

N = 4 %

\({\rm{Total\;Length}} = \frac{4}{{0.05}} \times 20 =1600\;m\)

निर्माण की चौड़ाई या सड़क की चौड़ाई:

यह विभाजकों और ढलान सहित फर्श या वाहक पथों की चौड़ाई का योग है। इसमें निर्माण/कर्तन की अतिरिक्त भूमि शामिल नहीं होती है।

IRC द्वारानिम्न मान सुझाए गए हैं:

संकल्पना:

छोर के संबंध में क्राऊन की ऊँचाई निम्न द्वारा दी जाती है

 \(\rm Height~ of ~crown=\rm \frac{Width ~of ~pavement}{{2}} \times Camber \)

गणना:

दिया गया है: सड़क की चौड़ाई = 8 m, कैम्बर या तिर्यक पतन = 1 in 50 = 1/50 = 0.02

 \(\rm Height~ of ~crown=\rm \frac{8}{{2}} \times 0.02\)

⇒ क्राऊन की ऊँचाई = 0.08 m

Additional Information

फर्श की कैम्बर निम्न पर निर्भर करती है

• फर्श का प्रकार 
• वर्षण की तीव्रता (हल्की/भारी वर्षा)

 सड़क के एक घुमावदार खंड पर और उसके ऊपर एक सीधे संरेखण पर कैरिजवे की अतिरिक्त चौड़ाई आवश्यक होती है जिसे अतिरिक्त विस्तारित मार्ग के रूप में जाना जाता है।

यांत्रिक विस्तारित मार्ग: व्हील बेस की दृढ़ता के कारण ऑफ-ट्रैकिंग के लिए आवश्यक विस्तारित मार्ग को यांत्रिक विस्तारित मार्ग  कहा जाता है। इसकी गणना इस प्रकार की जा सकती है:

\({W_m} = \frac{{n{l^2}}}{{2R}}\)

n = लेन की संख्या

l = व्हील बेस की लंबाई = 6.1 m

R = वृत्ताकार वक्र की त्रिज्या

मनोमिति विस्तारित मार्ग : मनोवैज्ञानिक कारणों जैसे वाहनों की अधिकता, क्रॉसिंग के लिए अधिक से अधिक निकासी आदि के लिए प्रदान की गई पेवमेंट की अतिरिक्त चौड़ाई को मनोमिति विस्तारित मार्ग के रूप में जाना जाता है।

\({W_{ps}} = \frac{V}{{9.5\sqrt R }}\)

संकल्पना:

• यदि फुटपाथ को अंदर की तरफ घुमाया जाता है फिर बाहरी किनारे की वृद्धि = e × W
• यदि फुटपाथ को केंद्र रेखा के चारों ओर घुमाया जाता है, तो बाहरी किनारे की वृद्धि = \( \frac{e\;×\; W}{{2}}\)

 
जहां e = अति उन्नयन और W = फुटपाथ की चौड़ाई

गणना​:

दिया गया है: भीतरी किनारे की तुलना में बाहरी किनारे की वृद्धि = 40 cm, W = 10 m = 1000 cm

यह दिया गया है बाहरी किनारा भीतरी किनारे के संबंध में 40 cm अधिक है

40 = e × 1000

\(e= \frac{40}{{1000}} =\frac{1}{{25}}\)

आवश्यक अति उन्नयन 25 में 1 है

Additional Information

अति उन्नयन​:

अपकेंद्री बल के प्रभाव का प्रतिकार करने के लिए और वाहन के पलटने या फिसलने की प्रवृत्ति को कम करने के लिए, फुटपाथ के बाहरी किनारे को आंतरिक किनारे के संबंध में उठाया जाता है, इस प्रकार क्षैतिज वक्र की लंबाई में अनुप्रस्थ ढलान प्रदान किया जाता है। फुटपाथ की सतह पर इस अनुप्रस्थ झुकाव को अति उन्नयन या केंट के रूप में जाना जाता है।