Siły działające na ładunek podczas jazdy – poradnik

Opracował: dr inż. Bogusław Madej

Każdy przewoźnik drogowy i kierowca samochodu ciężarowego powinien rozumieć, że w trakcie transportu na ładunek działają dynamiczne siły, które mogą spowodować jego przemieszczenie, przewrócenie lub całkowite wypadnięcie z pojazdu. Problem prawidłowego zabezpieczenia towarów przed działaniem sił bezwładności nie jest jedynie kwestią formalnego spełnienia wymagań prawnych – to przede wszystkim sprawa bezpieczeństwa wszystkich uczestników ruchu drogowego.

Według danych statystycznych z branży transportowej, niewłaściwe zabezpieczenie ładunku stanowi jedną z częstych przyczyn zagrożeń na drogach. Każdego roku na europejskich trasach dochodzi do licznych incydentów spowodowanych nieprawidłowo zamocowanym towarem. Kary finansowe za źle zabezpieczony ładunek mogą sięgać nawet 5000 euro dla przewoźnika, a kierowcy grozi mandat do 120 euro oraz punkty karne. Co jednak najważniejsze – źle zabezpieczony ładunek stanowi realne zagrożenie dla życia i zdrowia.

Zrozumienie natury sił działających na ładunek podczas różnych manewrów jazdy pozwala świadomie dobierać metody mocowania i skutecznie minimalizować ryzyko. W niniejszym artykule przedstawimy kompleksowy przegląd sił fizycznych wpływających na towary przewożone transportem drogowym, zasady ich neutralizacji oraz praktyczne wskazówki dotyczące bezpiecznego transportu.

Spis treści

1. Podstawy fizyki ruchu – jak zachowuje się ładunek podczas transportu
2. Siły bezwładności w transporcie drogowym
3. Siły działające podczas przyspieszania pojazdu
4. Siły podczas hamowania – największe zagrożenie
5. Siła odśrodkowa na zakrętach
6. Siła tarcia – naturalny sojusznik zabezpieczenia ładunku
7. Drgania i wibracje pojazdu – niedoceniane zagrożenie
8. Znaczenie środka ciężkości ładunku
9. Normy i przepisy dotyczące zabezpieczania ładunków
10. Praktyczne metody neutralizacji sił działających na ładunek
11. Konsekwencje nieprawidłowego zabezpieczenia ładunku
12. Podsumowanie

Podstawy fizyki ruchu – jak zachowuje się ładunek podczas transportu

Aby zrozumieć mechanizm działania sił na ładunek, należy odwołać się do podstawowych praw fizyki. Fundamentalną zasadą jest pierwsza zasada dynamiki Newtona, która stwierdza, że jeżeli na ciało nie działają żadne siły lub siły działające równoważą się, to ciało takie pozostaje w spoczynku lub porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym.

W praktyce transportu drogowego oznacza to, że ładunek umieszczony na pojeździe „dąży" do zachowania swojego aktualnego stanu ruchu. Gdy pojazd przyśpiesza, ładunek chciałby pozostać w spoczynku. Gdy pojazd hamuje, ładunek kontynuuje ruch do przodu. Podczas skrętu pojazd zmienia kierunek, ale ładunek nadal „chce" jechać prosto.

Druga zasada dynamiki Newtona

Kluczowe znaczenie ma także druga zasada dynamiki Newtona, która określa, że siła działająca na ciało jest równa iloczynowi jego masy i przyspieszenia. Można to zapisać wzorem: F = m × a, gdzie F – siła działająca na ładunek (w niutonach), m – masa ładunku (w kilogramach), a – przyspieszenie (w metrach na sekundę kwadratową).

Dla uproszczenia obliczeń w transporcie drogowym przyjmuje się zaokrąglenie wartości przyspieszenia ziemskiego z 9,81 m/s² do 10 m/s², co pozwala przyjąć praktyczną zasadę: 1 kg masy ładunku = 1 daN (dekaniuton) siły ciężkości.

Siły rzeczywiste i pozorne

W transporcie drogowym siły działają na ładunek zazwyczaj w płaszczyźnie poziomej. Na ładunek oddziałują zarówno siły rzeczywiste (jak siła tarcia), jak i siły pozorne – siły bezwładności. Siła bezwładności jest siłą pozorną, która nie wynika z żadnego bezpośredniego oddziaływania, lecz jest skutkiem przyspieszenia układu odniesienia, w tym przypadku poruszającego się pojazdu.

Siły bezwładności w transporcie drogowym

Siły bezwładności występują zawsze wtedy, gdy pojazd porusza się z przyspieszeniem – zarówno dodatnim (podczas rozpędzania), jak i ujemnym (podczas hamowania). Pojawiają się również podczas jazdy po łuku drogi, gdy pojazd wykonuje manewr skrętu.

Kierunki działania sił bezwładności

W uproszczeniu można przyjąć, że na ładunek umieszczony na pojeździe znajdującym się w ruchu mogą działać siły bezwładności w dwóch głównych kierunkach:

1. Wzdłuż osi podłużnej pojazdu (oś x) – podczas przyspieszania i hamowania.
2. Wzdłuż osi poprzecznej pojazdu (oś y) – podczas pokonywania zakrętów.

Każdy z tych przypadków wymaga odpowiedniego zabezpieczenia ładunku, ponieważ wartości sił bezwładności mogą być znaczne i przekraczać naturalną siłę tarcia między ładunkiem a podłogą przestrzeni ładunkowej.

Wartości sił bezwładności – dane obliczeniowe

Zgodnie z normą EN 12195-1, która stanowi podstawę obliczeń w transporcie drogowym, przyjmuje się następujące wartości referencyjne przyspieszenia obliczeniowego:

1. W kierunku jazdy (hamowanie): 0,8 g (80% ciężaru ładunku).
2. W kierunku bocznym (zakręty): 0,5 g (50% ciężaru ładunku).
3. W kierunku przeciwnym do jazdy (przyspieszanie): 0,5 g (50% ciężaru ładunku).

gdzie g oznacza przyspieszenie ziemskie (około 10 m/s²).

Oznacza to, że podczas nagłego hamowania na ładunek o masie 10 000 kg będzie działać siła bezwładności wynosząca aż 8 000 kg (80 000 N), która będzie dążyła do przesunięcia go w kierunku kabiny kierowcy.

Siły działające podczas przyspieszania pojazdu

Podczas przyspieszania pojazdu ładunek, zgodnie z pierwszą zasadą dynamiki, „chce" pozostać w miejscu, podczas gdy pojazd przemieszcza się do przodu. W efekcie ładunek jest narażony na działanie siły bezwładności skierowanej do tyłu pojazdu.

Wartość siły podczas przyspieszania

Zgodnie z obliczeniami normy EN 12195-1, maksymalna wartość siły działającej na ładunek podczas przyspieszania wynosi około 0,5 g, czyli 50% ciężaru ładunku. Przykładowo, podczas przyspieszania pojazdu przewożącego ładunek o masie 5 000 kg, siła działająca do tyłu wyniesie: F = 0,5 × 5000 kg = 2500 kg (25 000 N).

Praktyczne znaczenie

Chociaż wartość ta jest mniejsza niż w przypadku hamowania, nie można jej lekceważyć. Ładunek musi być zabezpieczony również od strony tylnej ściany naczepy lub odpowiednio zamocowany pasami mocującymi, które uniemożliwią jego przesunięcie w kierunku tylnej burty (ściany) pojazdu.

W praktyce kierowcy powinni unikać gwałtownego przyspieszania, szczególnie przy przewozie towarów o dużej masie lub o słabym zabezpieczeniu. Płynne, stopniowe zwiększanie prędkości minimalizuje działanie sił bezwładności i zwiększa bezpieczeństwo transportu.

Siły podczas hamowania – największe zagrożenie

Hamowanie pojazdu stanowi najtrudniejszy scenariusz z punktu widzenia zabezpieczenia ładunku. To właśnie podczas gwałtownego zmniejszenia prędkości na ładunek działają największe siły bezwładności, które mogą spowodować jego przemieszczenie, a nawet przebicie przedniej ściany naczepy.

Wartość siły podczas hamowania

Podczas nagłego hamowania na ładunek działa siła bezwładności wynosząca nawet 0,8 g, czyli 80% jego ciężaru. Jest to najwyższa wartość spośród wszystkich kierunków działania sił w transporcie drogowym. Dla ładunku o masie 10 000 kg oznacza to siłę: F = 0,8 × 10 000 kg = 8 000 kg (80 000 N).

Dlaczego hamowanie generuje największe siły?

Podczas hamowania energia kinetyczna pojazdu i ładunku musi zostać przekształcona w ciepło poprzez tarcie w układzie hamulcowym. Pojazd zwalnia, ale ładunek – jeśli nie jest odpowiednio zabezpieczony – kontynuuje ruch do przodu z pierwotną prędkością. Im gwałtowniejsze hamowanie, tym większa różnica między prędkością pojazdu a „chęcią" ładunku do kontynuowania ruchu.

Zagrożenia związane z hamowaniem

1. Przesunięcie ładunku w kierunku kabiny kierowcy – może uszkodzić przednią ścianę naczepy, a w skrajnych przypadkach przebić ją i stanowić zagrożenie dla kierowcy.
2. Przewrócenie ładunku – jeśli środek ciężkości znajduje się wysoko, nagłe hamowanie może spowodować wywrócenie ładunku.
3. Uszkodzenie towaru – nawet jeśli ładunek nie przemieści się znacząco, może doznać uszkodzeń wewnętrznych w wyniku działania dużych sił.
4. Utrata stabilności pojazdu – przemieszczający się ładunek zmienia rozkład masy pojazdu, co może prowadzić do utraty kontroli nad kierownicą.

Praktyczne zalecenia

1. Zawsze stosuj mocowanie przede wszystkim z myślą o zabezpieczeniu przed hamowaniem.
2. Upewnij się, że przednia ściana naczepy jest odpowiednio wytrzymała (zgodnie z normą EN 12642).
3. Używaj pasów mocujących, łańcuchów lub lin stalowych o odpowiedniej wytrzymałości.
4. Rozmieszczaj ładunek tak, aby jego środek ciężkości znajdował się jak najniżej.

Siła odśrodkowa na łukach dróg (zakrętach i zmianie kierunku ruchu)

Podczas pokonywania zakrętu pojazd porusza się po łuku, co wiąże się z działaniem siły odśrodkowej – siły pozornej, która „wypycha" ładunek na zewnątrz zakrętu. Im ostrzejszy zakręt i większa prędkość, tym silniejsze działanie tej siły. To samo zjawisko występuje w czasie zmiany kierunku ruchu na prostej drodze (np. przy zmianie pasa ruchu przez kierowcę). Jednak w tym przypadku skręt jest niewielki, więc występuje wielokrotnie mniejsza siła odśrodkowa. 

Wzór na siłę odśrodkową

Wartość siły odśrodkowej można obliczyć ze wzoru: F = m × v² / r, gdzie F – siła odśrodkowa (w niutonach), m – masa ładunku (w kilogramach), v – prędkość pojazdu (w metrach na sekundę), r – promień zakrętu (w metrach). 

Z wzoru wynika, że siła odśrodkowa rośnie proporcjonalnie do kwadratu prędkości. Oznacza to, że dwukrotne zwiększenie prędkości powoduje czterokrotny wzrost siły odśrodkowej.

Przy tej samej prędkości (np. 90 km/h) jazda po łuku drogi na autostradzie nie wywołuje nadmiernych sił bezwładności (łuki są łagodne ze względu na wielkie promienie "r") i siły bezwładności są niewielkie. Odwrotnie jest na drodze wiejskiej, gdzie występują zakręty o bardzo małych promieniach "r" łuku. Jazda na nich z prędkością 90 km/h wywoła tak wielkie siły odśrodkowe, które doprowadzą do przewrócenie się pojazdu. 

Wartości obliczeniowe dla zakrętów

Zgodnie z normą EN 12195-1, dla celów obliczania zabezpieczenia ładunku przyjmuje się, że siła działająca na ładunek w kierunku bocznym wynosi 0,5 g, czyli 50% ciężaru ładunku. Dla ładunku o masie 8 000 kg oznacza to: F = 0,5 × 8 000 kg = 4 000 kg (40 000 N).

Zagrożenia związane z siłą odśrodkową

1. Przechylenie pojazdu – szczególnie w przypadku wysokiego środka ciężkości ładunku, pojazd może przechylić się na bok, co grozi wywrotką.
2. Przemieszczenie ładunku na bok – może spowodować uszkodzenie bocznych ścian naczepy lub wypadnięcie towaru.
3. Utrata przyczepności kół – przy zbyt dużej sile odśrodkowej koła po wewnętrznej stronie zakrętu mogą stracić kontakt z nawierzchnią.

Jak minimalizować działanie siły odśrodkowej?

1. Zmniejsz prędkość przed zakrętem – to najskuteczniejszy sposób redukcji siły odśrodkowej.
2. Umieść środek ciężkości ładunku jak najniżej – obniżenie środka ciężkości zwiększa stabilność pojazdu.
3. Stosuj odpowiednie mocowanie boczne – pasy mocujące, odciągi lub ściany boczne naczepy muszą być odpowiednio wytrzymałe.
4. Unikaj gwałtownych manewrów – płynne pokonywanie zakrętów zmniejsza wartość siły odśrodkowej.

Siła tarcia – naturalny sojusznik zabezpieczenia ładunku

Siła tarcia występująca pomiędzy podłogą przestrzeni ładunkowej a ładunkiem jest naturalnym mechanizmem, który przeciwdziała siłom bezwładności. W typowych warunkach siła tarcia wynosi około 30% przyspieszenia ziemskiego (współczynnik tarcia µ = 0,3).

Czym jest współczynnik tarcia?

Współczynnik tarcia (µ) to stosunek siły tarcia do siły nacisku (siły normalnej). Wartość współczynnika zależy od rodzaju powierzchni pozostających w kontakcie. Przykładowe wartości:

1. Drewno–stal: µ ≈ 0,2–0,4.
2. Drewno–drewno: µ ≈ 0,3–0,5.
3. Paleta drewniana–podłoga stalowa naczepy: µ ≈ 0,3.
4. Maty antypoślizgowe: µ ≈ 0,6–0,7.

Tarcie statyczne vs. tarcie kinetyczne

Istnieją dwa rodzaje tarcia:

1. Tarcie statyczne – działa na obiekty w spoczynku. Maksymalna wartość tarcia statycznego określa, jak dużą siłę trzeba przyłożyć, aby poruszyć ładunek.
2. Tarcie kinetyczne (dynamiczne) – działa na obiekty będące w ruchu. Zazwyczaj jest mniejsze niż maksymalna wartość tarcia statycznego.

Dla celów obliczeniowych w transporcie drogowym stosuje się współczynnik tarcia dynamicznego, ponieważ jest on bardziej niekorzystny i zapewnia większe bezpieczeństwo.

Praktyczne zastosowanie siły tarcia

Jeżeli działająca siła bezwładności jest mniejsza niż siła tarcia, ładunek nie przemieści się nawet jeśli nie jest dodatkowo mocowany. Przykładowo, przy współczynniku tarcia µ = 0,3:

1. Podczas przyspieszania (siła 0,5 g): siła bezwładności (50%) jest większa niż siła tarcia (30%), więc ładunek wymaga dodatkowego mocowania.
2. Podczas hamowania (siła 0,8 g): siła bezwładności (80%) znacznie przekracza siłę tarcia (30%), więc konieczne jest mocowanie.
3. Na zakrętach (siła 0,5 g): siła bezwładności (50%) przekracza siłę tarcia (30%), więc również wymagane jest mocowanie.

Zwiększanie siły tarcia

Aby zwiększyć siłę tarcia i tym samym poprawić zabezpieczenie ładunku, można:

1. Stosować maty antypoślizgowe (współczynnik tarcia wzrasta do 0,6–0,7).
2. Utrzymywać czystość powierzchni ładunkowej – brud, olej, lód lub woda drastycznie zmniejszają tarcie.
3. Stosować podłoża o wysokim współczynniku tarcia – np. pokrycie gumowe zamiast stalowego.

Ważna uwaga

Zabezpieczanie ładunków wyłącznie tarciem jest niemożliwe ze względu na występujące w czasie transportu dynamiczne siły pionowe (drgania, nierówności nawierzchni), które zmniejszają siłę nacisku i tym samym siłę tarcia. Dlatego zawsze konieczne jest dodatkowe mocowanie.

Drgania i wibracje pojazdu – niedoceniane zagrożenie

Oprócz głównych sił bezwładności na ładunek działają również mniejsze, lecz ciągłe siły wynikające z drgań i wibracji pojazdu. Ruchy pionowe podczas jazdy spowodowane przez wyboje i drgania pochodzące od nawierzchni drogi zmniejszają siłę oporu wynikającą z tarcia.

Mechanizm działania drgań

Podczas jazdy po nierównej nawierzchni ładunek jest poddawany ciągłym ruchom w pionie. W skrajnych przypadkach ładunek może na chwilę „oderwać się" od podłogi, co powoduje całkowitą utratę siły tarcia w tym momencie. Nawet jeśli kontakt z podłogą nie zostaje całkowicie utracony, drgania zmniejszają efektywną siłę docisku.

Konsekwencje drgań dla zabezpieczenia ładunku

1. Zmniejszenie siły tarcia – nawet o 50% w ekstremalnych warunkach.
2. Rozluźnienie pasów mocujących – wibracje mogą powodować stopniowe rozluźnianie się elementów mocujących.
3. Uszkodzenie delikatnych towarów – towary wrażliwe na wstrząsy mogą ulec uszkodzeniu.
4. Efekt „wędrowania" ładunku – ciągłe małe przemieszczenia mogą w sumie spowodować znaczne przesunięcie.

Jak minimalizować wpływ drgań?

1. Stosuj elastyczne elementy mocujące – pasy, które amortyzują drgania.
2. Używaj materiałów amortyzujących – pianki, maty, przekładki.
3. Regularnie kontroluj mocowanie – zwłaszcza po przejechaniu odcinka o złej nawierzchni.
4. Unikaj złych dróg – jeśli to możliwe, planuj trasę po drogach o dobrej jakości.
5. Redukuj prędkość na złych odcinkach – mniejsza prędkość oznacza mniejsze drgania.

Prawo o ruchu drogowym a drgania

Zgodnie z art. 61 ust. 3 ustawy Prawo o ruchu drogowym (Dz.U. 1997 nr 98 poz. 602 z późn. zm.), ładunek umieszczony na pojeździe powinien być zabezpieczony nie tylko przed zmianą położenia, ale również przed wywoływaniem nadmiernego hałasu. Nieustanne drgania i uderzenia ładunku o elementy konstrukcyjne pojazdu mogą świadczyć o niewłaściwym zabezpieczeniu.

Znaczenie środka ciężkości ładunku

Prawidłowe umiejscowienie środka ciężkości ładunku ma kluczowe znaczenie dla stabilności pojazdu i bezpieczeństwa transportu. Środek ciężkości to punkt, w którym skupiona jest cała masa ładunku – punkt przyłożenia siły ciężkości.

Zasady rozmieszczenia środka ciężkości

Zgodnie z przepisami i zaleceniami, środek ciężkości ładunku powinien znajdować się:

1. Możliwie najniżej – im niżej, tym mniejsze ryzyko przewrócenia się pojazdu.
2. Najbliżej osi wzdłużnej pojazdu – centralnie, aby zapewnić równowagę boczną.
3. Możliwie najbliżej środka pojazdu – aby równomiernie rozłożyć nacisk na osie.

Wpływ wysokiego środka ciężkości

Gdy środek ciężkości jest zbyt wysoko umiejscowiony:

1. Zwiększa się ryzyko wywrócenia się pojazdu – szczególnie na zakrętach i pochyłościach.
2. Pojawia się przechylanie pojazdu – podczas zakrętów pojazd przechyla się bardziej.
3. Zmniejsza się stabilność – pojazd staje się mniej przewidywalny.
4. Rośnie oddziaływanie sił bezwładności – ładunek mocniej „dąży" do przemieszczenia się.

Wpływ nieprawidłowego rozmieszczenia wzdłużnego

Gdy środek ciężkości znajduje się zbyt daleko z przodu lub z tyłu:

1. Przekroczenie nacisku osi – może dojść do przekroczenia dopuszczalnych nacisków na osie, co jest wykroczeniem.
2. Pogorszenie właściwości jezdnych – pojazd staje się trudniejszy w prowadzeniu.
3. Szybsze zużycie opon i zawieszenia – nierównomierne obciążenie przyśpiesza zużycie.

Wpływ nieprawidłowego rozmieszczenia bocznego

Przesunięcie środka ciężkości na bok pojazdu:

1. Zwiększa ryzyko wywrócenia się pojazdu – szczególnie podczas pokonywania zakrętów w tę samą stronę.
2. Powoduje nierównomierne zużycie opon – koła po jednej stronie są bardziej obciążone.
3. Zaburza stabilność – pojazd może „ciągnąć" w jedną stronę.

Praktyczne wskazówki

1. Cięższe elementy ładunku umieszczaj na dole, lżejsze na górze.
2. Staraj się rozmieścić ładunek równomiernie po całej powierzchni ładunkowej.
3. Unikaj koncentrowania ciężkich towarów w jednym punkcie.
4. Po załadunku sprawdź wizualnie rozkład ładunku – czy pojazd nie przechyla się.
5. Jeśli to możliwe, zważ pojazd i sprawdź naciski osi.

Normy i przepisy dotyczące zabezpieczania ładunków

Prawidłowe zabezpieczenie ładunku nie jest jedynie kwestią dobrej praktyki – to obowiązek prawny wynikający z krajowych i międzynarodowych przepisów oraz norm.

Przepisy krajowe

Ustawa Prawo o ruchu drogowym (ustawa z dnia 20 czerwca 1997 r., Dz.U. 1997 nr 98 poz. 602 z późn. zm.) w art. 61 określa podstawowe wymagania dotyczące rozmieszczania i zabezpieczania ładunku:

Art. 61 ust. 1. Ładunek nie może powodować przekroczenia dopuszczalnej masy całkowitej lub dopuszczalnej ładowności pojazdu.

Art. 61 ust. 2. Ładunek na pojeździe umieszcza się w taki sposób, aby:

1. nie powodował przekroczenia dopuszczalnych nacisków osi pojazdu na drogę,
2. nie naruszał stateczności pojazdu,
3. nie utrudniał kierowania pojazdem,
4. nie ograniczał widoczności drogi lub nie zasłaniał świateł, urządzeń sygnalizacyjnych, tablic rejestracyjnych lub innych tablic albo znaków, w które pojazd jest wyposażony.

Art. 61 ust. 3. Ładunek umieszczony na pojeździe powinien być zabezpieczony przed zmianą położenia lub wywoływaniem nadmiernego hałasu. Nie może on mieć odrażającego wyglądu lub wydzielać odrażającej woni.

Art. 61 ust. 4. Urządzenia służące do mocowania ładunku powinny być zabezpieczone przed rozluźnieniem się, swobodnym zwisaniem lub spadnięciem podczas jazdy.

Pełny tekst ustawy dostępny jest w Internetowym Systemie Aktów Prawnych (ISAP) pod adresem: https://isap.sejm.gov.pl/isap.nsf/download.xsp/WDU19970980602

Normy europejskie serii EN 12195

Przepisy krajowe odwołują się do uznanych norm europejskich dotyczących zabezpieczania ładunków. Najważniejsze z nich to:

EN 12195-1 – Mocowanie ładunków na pojazdach drogowych. Bezpieczeństwo. Część 1: Obliczanie sił mocujących. Norma określa metody obliczania minimalnych sił mocujących w zależności od masy ładunku, współczynnika tarcia oraz przewidywanych przyspieszeń. Podaje wartości referencyjne: przód 0,8 g, boki 0,5 g, tył 0,5 g.

EN 12195-2 – Mocowanie ładunków na pojazdach drogowych. Bezpieczeństwo. Część 2: Pasy mocujące wykonane z włókien syntetycznych. Określa wymagania dotyczące wytrzymałości, budowy i oznakowania pasów transportowych.

EN 12195-3 – Mocowanie ładunków na pojazdach drogowych. Bezpieczeństwo. Część 3: Łańcuchy mocujące. Reguluje wymagania dla łańcuchów używanych do zabezpieczania ładunków.

EN 12195-4 – Mocowanie ładunków na pojazdach drogowych. Bezpieczeństwo. Część 4: Liny stalowe. Określa wymagania dla lin stalowych stosowanych jako elementy mocujące.

EN 12640 – Mocowanie ładunków na pojazdach drogowych. Punkty mocowania na pojazdach użytkowych dla przewozu towarów. Minimalne wymagania i badanie. Norma określa, że punkty mocowania na konstrukcji nośnej pojazdu o dopuszczalnej masie całkowitej powyżej 12 ton powinny wytrzymać siłę rozciągającą 2000 daN.

EN 12642 – Mocowanie ładunków na pojazdach drogowych. Konstrukcja nadwozia pojazdów użytkowych. Minimalne wymagania. Określa minimalne wymagania wytrzymałościowe dla ścian i słupków nadwozia.

Przepisy międzynarodowe

Międzynarodowe wytyczne IRU (International Road Union) odnośnie bezpiecznego zabezpieczania ładunków w transporcie drogowym. Wytyczne te stanowią kompendium najlepszych praktyk stosowanych w międzynarodowym transporcie drogowym.

Konsekwencje prawne nieprzestrzegania przepisów

Nieprzestrzeganie przepisów dotyczących zabezpieczenia ładunku może skutkować:

1. Mandatami karnymi – dla kierowcy i przewoźnika.
2. Zakazem dalszej jazdy – do czasu poprawy zabezpieczenia.
3. Odpowiedzialnością karną – w przypadku spowodowania wypadku.
4. Odpowiedzialnością cywilną – za szkody wyrządzone osobom trzecim.
5. Utratą uprawnień – w przypadku poważnych naruszeń.

Praktyczne metody neutralizacji sił działających na ładunek

Znajomość sił działających na ładunek to podstawa, ale kluczowe jest umiejętne zastosowanie metod mocowania, które skutecznie zneutralizują te siły i zapewnią bezpieczny transport.

Główne techniki mocowania ładunku

Zgodnie z wytycznymi Dyrekcji Generalnej ds. Energii i Transportu Komisji Europejskiej, można wyróżnić następujące główne techniki mocowania:

1. Ryglowanie (blokowanie formoodporne) – unieruchomienie ładunku poprzez ułożenie go w sposób zapobiegający jego przemieszczeniu w wyniku kształtu przestrzeni ładunkowej lub dodatkowych elementów blokujących.
2. Mocowanie blokowe – użycie klinów, klocków, desek rozporowych i innych elementów, które fizycznie blokują możliwość przemieszczenia się ładunku.
3. Mocowanie za pomocą odciągów prostych – bezpośrednie połączenie zaczepów ładunku z punktami mocowania pojazdu przy użyciu łańcuchów, lin stalowych lub pasów.
4. Mocowanie za pomocą odciągów przepasujących ładunek od góry (top-over lashing) – technika polegająca na przełożeniu odciągów wokół górnej części ładunku, co dociska go do podłoża i zwiększa siłę tarcia.
5. Mocowanie za pomocą odciągów pętlowych (loop lashing) – opasanie ładunku pętlą i umocowanie do zaczepu na jednym z boków pojazdu.
6. Mocowanie szpringowe – użycie szpryngów (sztywnych belek) rozpierających ładunek między ścianami pojazdu.

Mocowanie za pomocą odciągów – kluczowe zasady

Przy stosowaniu odciągów (pasów, łańcuchów, lin) należy przestrzegać następujących zasad:

1. Kąt pionowy α powinien zawierać się w zakresie 20°–65°. Optymalne wartości to 45°–60°.
2. Kąt poziomy β powinien zawierać się w zakresie 6°–55°. Optymalne wartości to 30°–45°.
3. Siła napięcia wstępnego (STF) – pasy powinny być odpowiednio napięte, aby wytworzyć początkową siłę docisku.
4. Dopuszczalna siła mocowania (LC – Lashing Capacity) – każdy element mocujący posiada określoną maksymalną siłę, której nie można przekraczać.

Zwiększanie siły tarcia poprzez odciągi

Mocowanie za pomocą odciągów przepasujących od góry zwiększa siłę docisku ładunku do podłogi, a tym samym zwiększa siłę tarcia. Siła ta jest proporcjonalna do składowej pionowej siły w pasku mocującym.

Przykład obliczeniowy – ile pasów potrzeba?

Dane:

1. Masa ładunku: 10 000 kg
2. Współczynnik tarcia µ = 0,6 (z matami antypoślizgowymi)
3. Pasy o STF = 300 daN
4. Kąt pionowy α = 75°
5. Obliczenia dla kierunku do przodu (hamowanie: 0,8 g)

Krok 1: Obliczenie siły bezwładności: F = 0,8 × 10 000 = 8 000 kg

Krok 2: Obliczenie siły tarcia: F = 0,6 × 10 000 = 6 000 kg

Krok 3: Siła, którą muszą przejąć pasy: F = 8 000 - 6 000 = 2 000 kg (2 000 daN)

Krok 4: Siła użyteczna jednego pasa (przy opasaniu): F = 2 × 300 × sin(75°) ≈ 580 daN

Krok 5: Liczba potrzebnych pasów: n = 2 000 / 580 ≈ 3,45 → 4 pasy

Wniosek: Do zabezpieczenia ładunku o masie 10 000 kg w opisanych warunkach potrzebne są co najmniej 4 pasy mocujące.

Materiały zwiększające tarcie

1. Maty antypoślizgowe – współczynnik tarcia wzrasta do µ ≈ 0,6–0,7.
2. Pokrycia gumowe – zwiększają przyczepność.
3. Podłoża kratowe – stosowane dla małych urządzeń przenośnych, jak wózki widłowe.

Kontrola mocowania podczas transportu

1. Przed wyruszeniem w trasę – sprawdź wszystkie elementy mocujące.
2. Po pierwszych kilku kilometrach – ponownie sprawdź napięcie pasów (materiały mogą się rozciągnąć).
3. Po gwałtownym hamowaniu lub manewrze – skontroluj, czy ładunek się nie przesunął.
4. Po przejechaniu odcinka o złej nawierzchni – wibracje mogą rozluźnić mocowanie.
5. Przy każdym częściowym rozładunku – dostosuj mocowanie do zmieniającego się rozkładu ładunku.

Konsekwencje nieprawidłowego zabezpieczenia ładunku

Nieprawidłowe zabezpieczenie ładunku niesie ze sobą poważne konsekwencje – zarówno prawne, finansowe, jak i – co najważniejsze – zagrożenie dla życia i zdrowia.

Zagrożenie bezpieczeństwa

1. Wypadki drogowe – przemieszczający się lub wypadający ładunek może spowodować wypadek z udziałem innych pojazdów.
2. Obrażenia kierowcy – przesuwający się do przodu ładunek może przebić przednią ścianę i zranić lub zabić kierowcę.
3. Wywrotka pojazdu – nieprawidłowo rozmieszczony ładunek może spowodować przewrócenie się pojazdu.
4. Zagrożenie dla pieszych i rowerzystów – wypadający z pojazdu towar stanowi bezpośrednie zagrożenie dla innych uczestników ruchu drogowego.

Konsekwencje prawne i finansowe

Kary administracyjne w wybranych krajach europejskich:

1. Niemcy: mandat do 120 euro dla kierowcy, do 5 000 euro dla przewoźnika, zakaz jazdy, punkty karne.
2. Francja: 135–750 euro dla kierowcy, odpowiedzialność solidarna firmy, zakaz kontynuowania przewozu.
3. Włochy: 85–338 euro, kary administracyjne przy recydywie, zakaz jazdy.
4. Holandia: 370 euro, możliwa odpowiedzialność przewoźnika, zakaz dalszej jazdy.
5. Rumunia: 60–120 euro dla kierowcy.

Polska: zgodnie z Kodeksem wykroczeń, za niewłaściwe zabezpieczenie ładunku kierowcy grozi mandat karny, a przewoźnikowi kara finansowa.

Zakaz dalszej jazdy – funkcjonariusze kontroli mogą nakazać zatrzymanie pojazdu do czasu prawidłowego zabezpieczenia ładunku.

Odpowiedzialność karna – jeśli niewłaściwe zabezpieczenie ładunku spowoduje wypadek, kierowca i przewoźnik mogą ponosić odpowiedzialność karną (zgodnie z art. 177 Kodeksu karnego – sprowadzenie niebezpieczeństwa w ruchu lądowym).

Odpowiedzialność cywilna – za szkody wyrządzone osobom trzecim odpowiada przewoźnik. Koszty mogą być ogromne, szczególnie w przypadku wypadków ze skutkiem śmiertelnym.

Odpowiedzialność pracownicza – pracownik odpowiedzialny za załadunek, który nie zastosował się do procedur, może ponosić odpowiedzialność finansową (do trzech miesięcznych wynagrodzeń) oraz dyscyplinarną.

Straty operacyjne i wizerunkowe

1. Opóźnienia w dostawie – zatrzymanie przez kontrolę i konieczność poprawy zabezpieczenia.
2. Uszkodzenie towaru – koszty odszkodowań dla klienta.
3. Utrata reputacji – firma transportowa może stracić zaufanie klientów.
4. Wyższe koszty ubezpieczenia – po wypadkach składki ubezpieczeniowe rosną.

Statystyki

Według danych GUS, w ciągu pierwszych 6 miesięcy 2023 roku w sektorze transportu i gospodarki magazynowej doszło do 2 608 wypadków przy pracy, z czego 11 ze skutkiem śmiertelnym, a 23 z ciężkim uszczerbkiem na zdrowiu. Choć nie wszystkie były związane z niewłaściwym zabezpieczeniem ładunku, to stanowi ono istotny czynnik ryzyka.

Podsumowanie

Zrozumienie sił działających na ładunek podczas transportu drogowego to fundament bezpiecznego przewozu towarów. Każdy manewr jazdy – przyspieszanie, hamowanie, pokonywanie zakrętów – generuje siły bezwładności, które mogą spowodować przemieszczenie, przewrócenie lub wypadnięcie ładunku z pojazdu.

Kluczowe wnioski

1. Hamowanie generuje największe siły – do 0,8 g (80% ciężaru ładunku), co czyni je najtrudniejszym scenariuszem do zabezpieczenia.
2. Siła tarcia to sojusznik, ale niewystarczający – typowa wartość współczynnika tarcia (0,3) jest zbyt mała, aby samodzielnie przeciwdziałać siłom bezwładności.
3. Siła odśrodkowa rośnie z kwadratem prędkości – podwojenie prędkości zwiększa siłę odśrodkową czterokrotnie, dlatego umiar w prędkości na zakrętach jest kluczowy.
4. Drgania i wibracje zmniejszają efektywność tarcia – nawet najlepiej zabezpieczony ładunek wymaga kontroli po przejechaniu złych odcinków drogi.
5. Środek ciężkości ma fundamentalne znaczenie – im niżej i bardziej centralnie, tym większa stabilność pojazdu.

Praktyczne działania dla przewoźników i kierowców

1. Zawsze stosuj odpowiednie metody mocowania – pasy, łańcuchy, liny stalowe, kliny, ściany blokujące.
2. Oblicz potrzebną liczbę elementów mocujących – zgodnie z normą EN 12195-1, uwzględniając masę ładunku, współczynnik tarcia i przewidywane przyspieszenia.
3. Zwiększaj siłę tarcia – stosuj maty antypoślizgowe i dbaj o czystość powierzchni ładunkowej.
4. Rozmieszczaj ładunek świadomie – cięższe elementy na dole, środek ciężkości jak najniżej i centralnie.
5. Kontroluj mocowanie regularnie – przed jazdą, po kilku kilometrach, po gwałtownych manewrach.
6. Prowadź pojazd płynnie i rozważnie – unikaj gwałtownego przyspieszania, hamowania i ostrych zakrętów.
7. Inwestuj w szkolenia – wiedza załogi to najlepsza inwestycja w bezpieczeństwo.

Praktyczne wskazówki końcowe

1. Pamiętaj, że każdy ładunek jest inny – dostosuj metodę mocowania do rodzaju, masy i kształtu towaru.
2. Dokumentuj zabezpieczenie – w niektórych krajach (np. w Niemczech) inspektorzy mogą wymagać obliczeń sił mocujących.
3. Nie lekceważ małych przesunięć – niewielkie przemieszczenie ładunku może być początkiem większego problemu.
4. Planuj trasę – unikaj, jeśli to możliwe, dróg o złej nawierzchni i bardzo krętych odcinków.
5. Komunikuj się z załadowcami – kierowca powinien brać aktywny udział w procesie załadunku i mocowania.

Bezpieczny transport to nie tylko obowiązek prawny – to odpowiedzialność za życie i zdrowie własne oraz innych uczestników ruchu drogowego. Świadomość sił działających na ładunek oraz umiejętne stosowanie metod ich neutralizacji to fundament profesjonalizmu w branży transportowej.

Spis źródeł

1. Ustawa z dnia 20 czerwca 1997 r. Prawo o ruchu drogowym (Dz.U. 1997 nr 98 poz. 602 z późn. zm.) – Internetowy System Aktów Prawnych.
2. Norma PN-EN 12195-1 Mocowanie ładunków na pojazdach drogowych – Bezpieczeństwo – Część 1: Obliczanie sił mocujących.
3. Norma PN-EN 12195-2 Mocowanie ładunków na pojazdach drogowych – Bezpieczeństwo – Część 2: Pasy mocujące wykonane z włókien syntetycznych.
4. Norma PN-EN 12195-3 Mocowanie ładunków na pojazdach drogowych – Bezpieczeństwo – Część 3: Łańcuchy mocujące.
5. Norma PN-EN 12195-4 Mocowanie ładunków na pojazdach drogowych – Bezpieczeństwo – Część 4: Liny stalowe.
6. Norma EN 12640 Mocowanie ładunków na pojazdach drogowych – Punkty mocowania na pojazdach użytkowych.
7. Norma EN 12642 Mocowanie ładunków na pojazdach drogowych – Konstrukcja nadwozia pojazdów użytkowych.
8. Międzynarodowe wytyczne IRU odnośnie bezpiecznego zabezpieczania ładunków w transporcie drogowym.
9. Dyrekcja Generalna ds. Energii i Transportu Komisji Europejskiej – Wytyczne dotyczące zabezpieczania ładunków.
10. Stokłosa J. – Analiza sił w elementach mocujących ładunki na pojazdach samochodowych – publikacja naukowa.
11. Główny Urząd Statystyczny – Wypadki przy pracy w transporcie i gospodarce magazynowej – dane statystyczne za 2023 rok.
12. Kodeks wykroczeń (ustawa z dnia 20 maja 1971 r.) – przepisy dotyczące odpowiedzialności za nieprawidłowe zabezpieczenie ładunku.
13. Kodeks karny (ustawa z dnia 6 czerwca 1997 r.) – art. 177 dotyczący sprowadzenia niebezpieczeństwa w ruchu lądowym.

Hashtagi

#ZabezpieczenieŁadunku #TransportDrogowy #BezpieczeństwoNaDrodze #MocowanieŁadunku #SiłyBezwładności #NormaEN12195 #PrzewoźnikDrogowy

 

Jesteś zainteresowany podnoszeniem swoich kwalifikacji?

Skorzystaj z naszych usług.

Wróc na bloga