разрешено ли устанавливать знак о не превышении скорости 5 км/ч на всю улицу протяженностью более 500м, вместе со знаком

да хоть на 100000км.. . на сколько необходимо, на столько и поставят
а что тут обосновывать? !

Во-первых знак не соответствует ГОСТ'у
По ГОСТ Р 52290—2004 Таблица Д. 1 скорость должна быть кратна 10.

Правила установки знака:
ГОСТ Р 52289-2004

5.4.22 Знак 3.24 "Ограничение максимальной скорости"* применяют для запрещения движения всех транспортных средств со скоростью выше указанной на знаке при необходимости введения на участке дороги иной максимальной скорости, чем на предшествующем участке.
________________
* Здесь и далее действие знаков - по 5.4.30 и 5.4.31.

При ограничении скорости движения на опасных участках дороги (крутые повороты, необеспеченная видимость встречного автомобиля, сужение дороги и т. п. ) зона действия знака должна соответствовать протяженности опасного участка.

Если на данном участке устанавливают максимальную скорость, отличающуюся от максимальной скорости движения на предшествующем участке на 20 км/ч и более, применяют ступенчатое ограничение скорости с шагом не более 20 км/ч путем последовательной установки знаков 3.24 на расстоянии 100-150 м друг от друга.

Ступенчатое ограничение скорости допускается не применять перед населенным пунктом, обозначенным знаком 5.23.1 или 5.23.2, в случае, если расстояние видимости знака более 150 м.

Знак 3.24 с табличкой 8.2.1 перед искусственной неровностью устанавливают совместно с знаком 5.20 на одной опоре. Значение скорости, указываемое на знаке, должно соответствовать конструкции неровности.

10.1. Водитель должен вести транспортное средство со скоростью, не превышающей установленного ограничения, учитывая при этом интенсивность движения, особенности и состояние транспортного средства и груза, дорожные и метеорологические условия, в частности видимость в направлении движения. Скорость должна обеспечивать водителю возможность постоянного контроля за движением транспортного средства для выполнения требований Правил.

При возникновении опасности для движения, которую водитель в состоянии обнаружить, он должен принять возможные меры к снижению скорости вплоть до остановки транспортного средства.