close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

313.Лабораторный практикум по Эксплуатации автомобильных дорог

код для вставкиСкачать
Министерство науки и образования РФ
Федеральное государственное бюджетное учреждение
высшего профессионального образования
«Воронежский государственный архитектурно-строительный университет»
А.Н. Канищев, Ф.В. Матвиенко, В.В. Волков
ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ
ПО «ЭКСПЛУАТАЦИИ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ»
И «ДИАГНОСТИКЕ УПРАВЛЕНИЯ
СОСТОЯНИЕМ ДОРОГ»
Учебное пособие
Допущено УМО вузов РФ по образованию в области железнодорожного
транспорта и транспортного строительства в качестве учебного пособия
для студентов вузов, обучающихся по специальности
«Автомобильные дороги и аэродромы» направления подготовки
«Транспортное строительство»
и направлению подготовки магистров «Строительство»
Воронеж – 2011
УДК 625.7(07)
ББК 39.311.я7
K142
Рецензенты:
кафедра инженерно-аэродромного обеспечения Военного авиационного
инженерного университета (г. Воронеж);
А.В. Скрыпников, д.т.н., проф. государственного учреждения высшего
профессионального образования «Воронежская лесотехническая академия»
Канищев, А.Н.
Лабораторный практикум по «Эксплуатации автомобильK142
ных дорог» и «Диагностике управления состоянием дорог» :
учеб. пособие / А.Н. Канищев, Ф.В. Матвиенко, В.В. Волков ; Воронеж. гос. арх.-строит. ун-т. – Воронеж, 2011. – 120 с.
Учебное пособие является руководством к выполнению лабораторных
работ по дисциплинам «Эксплуатация автомобильных дорог» и «Диагностика
и управление состоянием дорог». Оно позволяет более глубоко изучить и усвоить теоретические знания, приобрести практические навыки, необходимые
инженеру-дорожнику при выполнении мероприятий по технической эксплуатации автодорог. Кроме того, знакомит с методами оценки транспортноэксплуатационного состояния дорог при производстве работ по диагностике
и оценке состояния автомобильных дорог.
Предназначено для обучающихся по специальности «Автомобильные
дороги и аэродромы» направления подготовки «Транспортное строительство» и направлению подготовки магистров «Строительство».
Ил. 44. Табл. 59. Библиогр.: 18 назв.
УДК 625.7(07)
ББК 39.311.я7
ISBN 978-5-89040-356-8
© Канищев А.Н., Матвиенко Ф.В.,
Волков В.В., 2011
© Воронежский государственный
архитектурно-строительный
университет, 2011
3
ВВЕДЕНИЕ
Автомобильная дорога – это комплекс сложных инженерных сооружений, эффективность работы которого во многом зависит от условий содержания, правильности и своевременности проведения и назначения ремонтных
мероприятий. Дорожные организации, занимающиеся эксплуатацией автомобильных дорог, обязаны обеспечить круглогодичный проезд и безопасность
автомобильного транспорта с расчетными скоростями и нагрузками. Для определения соответствия автомобильной дороги транспортно-эксплуатационным
показателям и своевременного назначения работ по ремонту и содержанию
проводят работы по оценке ее состояния, включающие визуальные и инструментальные способы обследования: определение интенсивности движения и
состава транспортного потока, продольной и поперечной ровности покрытия,
коэффициента сцепления, прочности конструкции дорожной одежды.
В данном учебном пособии рассмотрены основные методы, используемые при обследовании автомобильных дорог, при определении основных
транспортно – эксплуатационных показателей. В краткой форме приведено
теоретическое обоснование и разобраны способы и технология выполнения
работ по оценке состояния автомобильных дорог. При выполнении лабораторных работ студенты должны ознакомиться с приборами и оборудованием,
применяемыми при обследовании автомобильных дорог.
При составлении учебного пособия учтен опыт Московского автомобильно-дорожного института (Государственный технический университет) и наработки Государственного учреждения высшего профессионального образования
Воронежский государственный архитектурно-строительный университет.
Техника безопасности при проведении
лабораторных работ
Перед началом работ все студенты обязаны пройти инструктаж по технике безопасности и расписаться в журнале инструктажа.
При выполнении работ непосредственно на проезжей части дороги
должны быть установлены знаки в начале и конце участка (ограничение скорости с учетом ее постепенного понижения с шагом 20 км/ч, ремонтные работы, объезд препятствия). Вместе со знаками устанавливают ограждающие
переносные щиты или заборчики, которые убираются только после окончания производства работ, студенты должны быть одеты в сигнальные жилеты
оранжевого или желтого цвета.
4
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1
УЧЕТ ДВИЖЕНИЯ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ
НА АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГАХ
1.1. Цель работы
Ознакомиться с методами измерения интенсивности движения транспортных средств на автомобильных дорогах, расчетом часовой и суточной
интенсивности и определения уровня загрузки дороги.
1.2. Общие сведения
Интенсивность и состав транспортного потока оказывают существенное влияние на безопасность дорожного движения и работоспособность конструкции дорожной одежды.
Объективная информация о количестве и составе движущихся по дороге транспортных средств позволяет эффективно применять технические средства, повышающие безопасность, при составлении проектов организации дорожного движения, наиболее точно определять сроки и объёмы работ при реконструкции.
Данные об интенсивности движения через перекрестки позволяют правильно установить режим работы светофоров и организовать движение
транспорта на перекрестках. При организации и регулировании движения
учитывают интенсивность движения в часы пик, когда необходимо принимать различные меры, обеспечивающие пропуск транспортных средств и пешеходов при соблюдении необходимых условий безопасности движения.
Учет движения на автодорогах необходимо проводить на второй год
после окончания их строительства или реконструкции. В дальнейшем:
- на дорогах общегосударственного значения – 2 раза в 5 лет;
- на дорогах республиканского, областного и местного значения – 1 раз
в 5 лет;
- на подходах к городам – 3 раза в 5 лет.
Сбор информации производят 4 раза в квартал:
- в первый месяц квартала – 2 раза (один в рабочий, другой в выходной
дни);
- во второй и третий месяцы квартала – по одному разу в рабочий день.
Сбор информации может осуществляться как визуальным способом, с
помощью ручных счетчиков (рис. 1.1), автоматическим с помощью счетчиков транспортного потока на передвижных пунктах (рис. 1.2), предназначенных для определения интенсивности движения, а также состава транспортного потока.
5
Рис. 1.1. Счетчик для ручного подсчета интенсивности движения
Счетчик интенсивности (рис. 1.1) имеет 12 кнопок для классификации
категорий автотранспортных средств. При нажатии кнопки происходит фиксация автотранспортного средства, как по отдельной категории, так и по общей сумме проехавших автотранспортных средств (в момент фиксации загорается индикатор соответствующей категории). Счетчик интенсивности
снабжен цифровым индикатором, который позволяет визуально наблюдать
интенсивность движения проехавших автотранспортных средств как по категориям, так и по общей численности.
Рис. 1.2. Передвижной пункт определения интенсивности движения
и состава транспортного потока
Весь транспортный поток распределяют по группам: автобусы, легковые,
грузовые автомобили, которые в свою очередь подразделяются в зависимости от грузоподъемности и наличия прицепа либо полуприцепа (табл. 1.1).
6
1.3. Проведение измерений
Учет движения на автомобильной дороге осуществляется двумя подгруппами. Первая учитывает все проходящие транспортные средства в одном
направлении, вторая – в обратном. Подсчет производят в течение одного часа. Полученные данные заносят в табл. 1.1.
Таблица 1.1
Определение итоговой часовой интенсивности
Группы
автотранспорта
Прямое
направление
Обратное
направление
Часовая
интенсивность,
Nm
Интенсивность,
приведенная
к легковому автомобилю, Nпр
Мотоциклы
и мопеды
Мотоциклы
с коляской
Легковые
автомобили
Грузовые
автомобили, т:
до 2
2-6
6-8
8-14
свыше 14
Автопоезда, т:
до 12
12-20
20-30
свыше 30
Автобусы:
легкие
тяжелые
ИТОГО часовая интенсивность Nпр:
1.4. Обработка результатов измерений
Транспортный поток приводят к легковому автомобилю с использованием коэффициентов (табл. 1.2), данные заносят в табл. 1.1.
7
Интенсивность движения определяется по формуле
n
N пр   N mi  K лi ,
(1.1)
i
где Nпр – часовая интенсивность движения различных групп транспортных
средств, приведенная к легковому автомобилю;
Nmi – часовая интенсивность движения в обоих направлениях;
Клi – коэффициент приведения транспортных средств к легковому автомобилю.
Таблица 1.2
Коэффициент приведения транспортных средств
к легковому автомобилю
Группы
Марки автомобилей
Мотоциклы и мопеды
Мотоциклы с коляской
Легковые автомобили
Грузовые автомобили
грузоподъемностью, т:
до 2
УАЗ 450, 451, 452,
ЕрАЗ,
Газель
ГАЗ 53, 3307,
ЗИЛ (Бычок)
ЗИЛ, КАЗ
от 2,1 до 6
от 6,1 до 8
от 8,1 до 14
свыше 14
Автопоезда
грузоподъемностью, т:
до 12
от 12 до 20
от 20 до 30
свыше 30
Автобусы:
легкие
тяжелые
Коэффициент
приведения, Кл
0,5
0,75
1
1,5
2
2,5
КАМАЗ, МАЗ, УРАЛ,
КрАЗ, Татра
3
Белаз, Магирус
3,5
ЗИЛ
КАМАЗ, МАЗ
КрАЗ, КАМАЗ, МАЗ
КАМАЗ, МАЗ
ПАЗ, КАВЗ,
ИКАРУС, ЛАЗ,
ЛИАЗ,
3,5
4
5
6
2,5
3
Примечания:
1. Иностранные автомобили и автобусы также распределяются по группам в зависимости от грузоподъемности.
2. Распределение автомобилей по грузоподъемности приведено приблизительно так,
как она может изменяться в связи с выпуском более совершенных автомобилей,
имеющих большую грузоподъемность.
8
Суточная интенсивность движения, приведенная к легковому автомобилю, определяется по формуле
N сут 
N пр  100
Кп
, авт./сут,
(1.2)
где Nпр – часовая интенсивность движения, приведенная к легковому автомобилю (авт./ч),
Кп – коэффициент приведения краткосрочных замеров в суточные, определяем по табл. 1.3.
Таблица 1.3
Коэффициенты приведения часовой интенсивности движения
к суточной
Номер
часа
начала
замера
Кп
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
6,09 6,53 6,37 6,59 6,00 5,94 6,44 6,08 6,35 6,31 6,55 5,34
Определим уровень загрузки исследуемого участка автодороги:
Z  N np / p,
(1.3)
где Nпр – максимальная (наибольшая) часовая интенсивность движения, приведенная к легковому автомобилю (авт./ч);
р – наибольшее число автомобилей, которое может быть пропущено на
рассматриваемом участке дороги в реальных дорожных и погодноклиматических условиях, (легковых авт./ч).
Максимальная пропускная способность в зависимости от числа полос
движения согласно [5] определяется следующим образом:
двухполосные дороги – 2000 в оба направления,
трехполосные – 4000 в оба направления,
четырехполосные – 2000 по одной полосе,
шестиполосные – 2200 по одной полосе.
Уровень загрузки дороги Z не должен превышать следующие значения:
Z не более:
- подъезды к аэропортам, железнодорожным станциям – 0,5;
- дороги первой категории – 0,6;
- вводы в город, обходы и кольцевые дороги вокруг больших городов – 0,65;
9
- автодороги II и III категории – 0,7;
- автодороги IV категории – 0,75.
Контрольные вопросы
1. Что такое интенсивность транспортного потока и когда производят ее учет?
2. На какие группы транспортных средств можно разделить поток
автомобилей?
3. Какие технические средства существуют для учета движения
транспортных средств?
4. Методика определения часовой интенсивности движения.
5. Как перейти от часовой интенсивности к суточной?
Литература
1. СНиП 2.05. 02 - 85 Автомобильные дороги – М.,: 1986. – 56 с.
2. Правила диагностики и оценки состояния автомобильных дорог. ОДН
218.0.006.-2002/ Министерство транспорта Российской Федерации. Государственная служба дорожного хозяйства России. – М., 2002. – 140 с.
3. Юсифов, Р.Ю. Исследование дорожных условий при выявлении
причин дорожно-транспортных происшествий: учеб. пособие/ Р.Ю.
Юсифов. – М.: Изд. МАДИ (ТУ), 1999. – 60 с.
4. Васильев, А.П. Эксплуатация автомобильных дорог и организация дорожного движения: учебник для ВУЗов/ А.П. Васильев, В.М. Сиденко/
под. ред. А.П. Васильева. - М.: Транспорт, 1990. - 304 с.
5. Руководство по оценке пропускной способности автомобильных дорог.
Минавтодор РСФСР. - М.:Транспорт,1982. – 88 с.
6. www.rdt.ru
10
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТИ ТРАНСПОРТНОГО ПОТОКА
2.1. Цель работы
Определить максимальную фактическую скорость транспортного потока
по скорости движения одиночного легкового автомобиля или по скорости всех
автомобилей, движущихся в транспортном потоке; среднюю скорость движения; эксплуатационный коэффициент расчетной скорости участка дороги.
2.2. Приборы и оборудование


Секундомер, мерная лента, флажки, мел или вешки;
измеритель скорости.
2.3. Общие сведения
Скорость движения является одним из важнейших факторов, влияющих на производительность транспортных средств и себестоимость перевозок. В зависимости от фактической скорости движения оценивается технический уровень и состояние дорог через эксплуатационный коэффициент обеспеченности расчетной скорости Крс.э, по формуле (2.1) который равен отношению максимальной скорости одиночного автомобиля, обеспеченной дорогой по условиям безопасности движения (Vф. max), к расчетной скорости для
данной категории дороги с учетом рельефа местности (Vp).
К рс . э 
Vф . max
Vp .
,
(2.1)
Фактическую максимальную скорость можно определить расчетным и
экспериментальным путем. Измерения производятся различными способами,
в данной работе рассматриваются два:
а) измеряются скорости одиночного легкового автомобиля при свободных условиях движения или автомобиля, идущего впереди группы. Количество замеров на одном участке должно быть не менее 30. По результатам замеров строят кумулятивную кривую распределения скоростей. За фактическую максимальную принимают скорость легкового автомобиля с 85 %
обеспеченностью;
б) измеряются скорости движения всех автомобилей и строят кумулятивные кривые распределения скоростей транспортного потока.
За фактическую максимальную принимают скорость 95 % обеспеченно-
11
сти. За среднюю принимают скорость, соответствующую 50 % обеспеченности.
Рис. 2.1. Кумулятивные кривые распределения скоростей
по уровню обеспеченности: 1 – легковые автомобили;
2 – транспортный поток
2.4. Порядок выполнения измерений
Скорость движения транспортных средств потока можно определить
при помощи простых инструментов, для этого требуется: секундомер, мерная
лента, флажки, мел или вешки («методика-1») - или с помощью специального
оборудования – измеритель скорости («методика-2»). Скорость движения
может определяться для одиночного движущегося легкового автомобиля или
для транспортного потока, в котором скорости для легковых, грузовых автомобилей и автобусов определяют отдельно.
Для измерения скорости по «методике-1» выбирается участок длиной
50-100 м, границы которого фиксируют мелом на проезжей части или вешками.
В начале границы участка находится человек с флажком, который после прохождения заднего габарита автомобиля делает отмашку флажком. В это время
на другой границе, в конце участка (по ходу движения), второй человек включает секундомер и останавливает его после прохождения заднего габарита автомобиля через контрольную линию.
Определенное время записывается в табл. 2.1.
12
Таблица 2.1
Учет скорости движения автомобилей
Автомобили
Номер
измерения
легковые
Время
прохождения
участка t, с.
Скорость
V, км/ч
грузовые и автобусы
Время
Скорость
прохождения
V, км/ч
участка t, с.
Для определения скорости по «методике-2» используют измерители скорости (радары). Принцип работы радара заключается в излучении электромагнитного сигнала, который отражается от металлических объектов. Отраженный сигнал снова принимается радаром. Если объект движется, то частоты излученного и отраженного сигналов отличаются. По разнице частот радар определяет величину скорости объекта.
В России для определения скорости транспортных средств нашли широкое применение как отечественные радары Барьер, Сокол, ИСКРА-1 ВИЗИР,
так и зарубежные ENFORCER, SpeedGun, PYTHON (рис. 2.2).
Рис. 2.2. Общий вид радара «ВИЗИР»
2.5. Обработка результатов измерений
После проведения не менее 30 измерений для каждого участка рассчитывается скорость движения прошедших автомобилей, для «методики - 1»
по формуле
3600
V
 S,
(2.2)
t
где t – время прохождения автомобилем данного участка, с,
S – протяженность участка, км.
13
Значения скоростей записывают в табл. 2.1. Обработку результатов измерений скоростей движения выполняют отдельно для грузовых и легковых
автомобилей (или только для легковых, если измерения проводят по способу
«а»). Для этого разбивают полученные значения скорости на интервалы через 10 км/ч, результаты записывают в табл. 2.2.
Таблица 2.2
Распределение скоростей движения
транспортных средств по интервалам
Границы
интервала
скорости,
км/ч
Количество
попаданий в
интервал,
n
Среднее
значение
скорости Vi
в интервале,
км/ч
Частость
(количество попаданий в интервал
в процентах
от общего числа
попаданий)
mi 
Накопленная
частость
ni
30
20-30
30-40
40-50
50-60
………….
90-100
По данным табл. 2.2 строят кумулятивные кривые распределения скоростей движения для легковых и/или грузовых автомобилей и автобусов, а
также транспортного потока, как показано на рис. 2.1.
Определяют эксплуатационный коэффициент обеспеченности расчетной скорости по формуле (2.1). Значения расчетной скорости движения автомобиля (Vp) принимают в зависимости от категории дороги и условий ее проложения согласно табл. 2.3.
14
Таблица 2.3
Расчетные скорости, км/ч
Категория дороги
основные
допускаемые на трудных
участках местности
пересеченной
горной
I-а
150
120
80
I-б
120
100
60
II
120
100
60
III
100
80
50
IV
80
60
40
V
60
40
30
Контрольные вопросы
1. Что такое эксплуатационный коэффициент обеспеченности расчетной скорости Крс.э и чему он равен?
2. Какие существуют технические средства для определения скорости движения?
3. Как определить максимальную фактическую скорость транспортного потока по скорости движения одиночного легкового автомобиля?
4. Как определить максимальную фактическую скорость по скорости
всех автомобилей, движущихся в транспортном потоке и среднюю
скорость движения?
5. От чего зависит значение расчетной скорости движения?
Литература
1. Васильев, А.П. Эксплуатация автомобильных дорог и организация
дорожного движения: учебник для ВУЗов/ А.П. Васильев, В.М. Сиденко/
под. ред. А.П. Васильева. - М.: Транспорт, 1990. - 304 с.
2. Ремонт и содержание автомобильных дорог: справочник инженерадорожника/ под ред. А.П.Васильева. - М.: Транспорт, 1989. - 287 с.
3. Правила диагностики и оценки состояния автомобильных дорог.
ОДН 218.0.006.-2002/ Министерство транспорта Российской Федерации.
Государственная служба дорожного хозяйства России. – М., 2002. – 140 с.
15
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3
ОЦЕНКА ПРОДОЛЬНОЙ РОВНОСТИ ДОРОЖНОГО ПОКРЫТИЯ
3.1. Цель работы
Ознакомиться с приборами и методами измерения ровности (в продольном направлении) и поперечного уклона проезжей части покрытия автомобильной дороги.
3.2. Общие сведения
Ровность покрытия является одним из факторов, влияющих на удобство,
скорость и безопасность дорожного движения. Оценку ровности осуществляют на стадии строительства, приемки и в процессе эксплуатации автомобильных дорог. Предварительную оценку проводят на основании результатов
замеров ровности передвижными лабораториями, оборудованными установкой ПКРС или толчкомерами (ТХК-2, ИР-1, ИВП-1). На основе анализа выбирают участки с наилучшими показателями ровности для детальной оценки, которая может проводится с помощью трехметровой рейки. Одновременно на
этих участках осуществляются измерения поперечных уклонов рейкой с уровнем (80-100 измерений) и определение вертикальных абсолютных и относительных отметок с помощью нивелира и нивелирной рейки. В настоящее время находят широкое применение профилометрические установки, позволяющие измерять параметры продольной и поперечной ровности.
3.3. Измерения установкой ПКРС-2У
Для ускоренной и предварительной оценки ровности покрытия используют установку ПКРС-2У (рис. 3.1), которая состоит из: автомобиля, прицепного одноколесного прибора, оборудованного датчиком ровности и пульта управления, установленного в автомобиле. На прицепном приборе используется шина с протектором размером 6,75-13; 6,45-13 или 6,40-13 (в дюймах) и давлением воздуха в ней 0,17±0,020 МПа (1,7±0,2 кгс/см2). Нагрузка на колесо 3±0,03
кН (300±3 кгс/см2). При проведении измерений установкой ПКРС измеряемой
величиной являются вертикальные перемещения колеса прицепного прибора
относительно ее рамы на 1 км дороги (см/км).
3.3.1. Подготовка к измерению
Перед проведением измерений проверяют: надежность крепления
прицепного прибора, трение и демпфирирование подвески, исправность
привода датчика ровности, спидометра автомобиля, балансировку колес.
Каждая полоса должна быть предварительно очищена от грязи, песка,
снега и других препятствий, способных исказить результаты измерений.
16
Рис. 3.1. Общий вид установки ПРКС-2У
3.3.2. Порядок проведения измерений
За 500 м до начала участка измерений водитель включает дальний
свет фар, маяковые огни, табло «измерение», набирает скорость 50±5 км/ч
и поддерживает ее постоянной. При проезде километровых знаков или характерных точек, в случае необходимости делают привязочные отметки. По
окончании участка измерений автомобиль движется ещё 500 м, разворачивается и приступает к измерению ровности по другой полосе движения. Измерения проводят по правой полосе наката каждой полосы движения.
3.3.3. Обработка результатов измерений
После завершения измерений анализируют диаграмму результатов
измерений ровности ПКРС, построенную на ПЭВМ в программном комплексе (рис. 3.2).
На основании анализа диаграммы делают заключение о ровности
покрытия. В случаях необходимости назначают участки для детального обследования.
17
Рис. 3.2. Диаграмма результатов измерений ровности ПКРС
3.4.
Измерение ровности толчкомером
Для измерения ровности покрытий применяются передвижные лаборатории, оборудованные толчкомерами ТХК-2, ИР-1 или ИВП-1, на базе автомобилей УАЗ-2206, ГАЗ-31022, ГАЗ-2705 и другие автомобили "ГАЗЕЛЬ" с
колесной формулой 4x2 или автомобили семейства Ford Transit.
3.4.1. Подготовка к измерению
При проведении измерений толчкомером (рис. 3.3) эксплуатационное
состояние автомобиля должно соответствовать требованиям технического
паспорта: давление в шинах, состояние рессор и амортизаторов, допуск люфтов в пальцах и серьгах рессор. Спидометр или датчик пройденного пути необходимо предварительно откалибровать. Давление воздуха в шинах следует
контролировать не реже одного раза в сутки. Подготовленность аппаратуры
ходовой лаборатории проверяют сопоставлением показаний толчкомера, полученных при проезде по одному и тому же участку дороги с однородным
покрытием не менее 3-х раз. При этом результаты измерений не должны различаться более чем на 5%.
3.4.2. Порядок проведения измерений
Измерение ровности с помощью толчкомера производится при движении автомобиля строго по полосам наката. Загрузка автомобиля в период из-
18
мерений должна быть распределена равномерно на правое и левое колесо
задней оси. Суммарный вес груза с пассажирами и нагрузка на заднюю ось
автомобилей приведена в табл. 3.1.
Рис. 3.3. Общий вид толчкомера, установленного в автомобиле
Таблица 3.1
Тип автомобиля
УАЗ-2206
ГАЗ-31022
"ГАЗЕЛЬ" с колесной
формулой 4 x 2
Суммарный вес груза и
пассажиров, кН
29,5 - 30,0
17,0 - 17,5
Нагрузка на заднюю ось
автомобиля, кН
14,2 - 14,6
9,3 - 9,7
35,0 - 36,0
18,5 - 19
При использовании другого автомобиля показания толчкомера следует
привести к показаниям базовых приборов. В этом случае составляется акт о
результатах корреляционных испытаний, а также проводится калибровка используемого прибора. Эти действия оформляются протоколом и аттестатом.
Корреляционные испытания необходимо проводить не менее чем на 5 участках, различающихся не менее чем на 20 % по ровности или сцепным свойствам дорожного покрытия.
3.4.3. Обработка результатов измерений
Измерение продольной ровности с помощью толчкомера производится
при постоянной скорости движения 50+/-5 км/ч.
Показания спидометра должны соответствовать фактической скорости
19
движения. Если по непреодолимым причинам невозможно выдержать требуемую скорость (например, при движении в плотном транспортном потоке),
то показания толчкомера следует умножить на поправку согласно табл. 3.2
Таблица 3.2
Скорость движения, км/ч
Поправочный коэффициент
30
1,1
40
1,05
50
1
60
0,95
70
1,1
80
1,15
Состояние покрытия проезжей части автомобильных дорог по продольной ровности оценивают путем сравнения фактических показателей ровности с предельно допустимыми (табл. 3.3). Дорожное покрытие удовлетворяет требуемым условиям эксплуатации по ровности, если величина фактического показателя ровности меньше предельно допустимого значения или
равна этому значению.
Таблица 3.3
Интенсивность
движения,
авт./сут
Категория
дороги
Более 7000
3000-7000
I
II
1000-3000
III
500-1000
IV
200-500
До 200
V
Тип
дорожной
одежды
Капитальный
Капитальный
Облегченный
Облегченный
Переходный
Низший
Предельно допустимые
показатели продольной
ровности, см/км
По толчкомеру
ТХК-2, установленному
По
на автомобиле
ПКРС2У
ГАЗ
УАЗ
31022
2206
«Газель»
Допустимое
кол-во
просветов
под
3-метровой
рейкой, превышающее
указанные
в СНиП
3.06.03-85
540
660
100
120
200
270
6
7
860
170
350
9
1100
240
460
12
1200
265
500
14
-
340
510
-
-
510
720
-
20
3.5. Измерения трехметровой рейкой
3.5.1. Приборы и оборудование
Рейка длиной 3000 ± 2 мм с шириной опорной грани 50 ± 2 мм и пятью
метками по боковым граням, фиксирующими места измерений просветов под
рейкой, нанесенные с шагом 500 ± 2 мм начиная от торца рейки.
Клиновидный промерник рейки шириной 50 ± 0,5 мм, имеющий плоские грани, расположенные под углом 5°45' ± 5' друг относительно друга. На
одной из граней нанесены риски с шагом 10 ± 0,1 мм, имеющие цифровые обозначения от 1 до 15, показывающие величину просвета от нижней грани рейки
до поверхности измеряемого слоя дорожной одежды.
3.5.2. Подготовка к измерениям
После предварительной оценки назначаются участки для проведения
измерений. Длину участков принимают 300-400 м. Их суммарная протяженность должна быть не менее 10 % от длины оцениваемого участка покрытия
в однородном (однополосном) исчислении.
Поверхность, на которой будут проводиться измерения, должна быть
очищенной от пыли и грязи.
3.5.3. Порядок проведения измерений
Измерения ровности на дорогах и улицах следует проводить отдельно
для каждой полосы движения, прикладывая рейку на расстоянии 0,5-1 м от
кромки проезжей части или от границы между соседними полосами движения. На аэродромах рейку прикладывают по оси взлетно-посадочной полосы или рулежной дорожки.
Приложения осуществляют равномерно по :всей длине выбранного
участка с учетом, что общее число измерений просветов под рейкой
должно быть не менее 120. За одно приложение рейки делают пять измерений просветов с помощью клиновидного промерника, который прикладывается под трехметровую рейку на 0,5 метра от ее края и далее через 0,5
метра под нанесенными метками на ее боковых гранях.
При измерении поперечных уклонов рейку прикладывают в поперечном направлении полосы движения и по шкале определяют значение поперечного уклона ‰. Величины просветов от нижней грани рейки до поверхности покрытия заносят в табл. 3.4.
При измерениях ровности на вертикальных кривых величину просветов
корректируют согласно табл. 3.5.
21
Таблица 3.4
Результаты измерения ровности
асфальтобетонных оснований и покрытий
Количество
просветов
Место приложения рейки
ПК+
Приложение
номер
вдоль полосы
полосы
(слева, справа)
Показания промерника, мм
До
5 (3)
мм
5(3) –
10 (6)
мм
Примечание: Номер полосы движения условно принимаем справа налево в зависимости от направления дороги. В скобках приведены требования к ровности асфальтобетонных покрытий при работе асфальтоукладчика с автоматическим заданием высотных отметок.
Таблица 3.5
Поправки к результатам измерений просветов под рейкой на участках
вертикальных кривых
Величина поправки, мм, на расстоянии
от торца рейки, м
Радиус выпуклой кривой, м
0
0,5
1,0
1000
1,1
0,8
0,4
600
1,9
1,3
0,6
400
2,8
1,9
0,9
300
3,8
2,5
1,2
200
5,6
3,8
1,9
Радиус вогнутой кривой, м
1000
0,4
0,8
1,1
600
0,6
1,3
1,9
400
0,9
1,9
2,8
300
1,3
2,5
3,8
200
1,9
3,8
5,6
Примечание: При измерениях на выпуклых и вогнутых кривых величину поправки следует брать со знаком минус. Расстояние 0 м от торца рейки соответствует крайней боковой риске.
Результаты измерений ровности для покрытий автомобильных дорог
принимаем за 100 % и сравниваем их с требуемыми нормативными значениями согласно табл. 3.6.
22
Таблица 3.6
Нормативные требования ровности при измерении 3-метровой рейкой
Количество просветов, %
До 5 (3) мм
5(3) – 10 (6) мм
Хорошо
95
5
Отлично
98
2
Примечание: В скобках приведены требования к ровности асфальтобетонных покрытий при работе асфальтоукладчика с автоматическим заданием высотных отметок.
Оценка
Для эксплуатируемых дорог следует руководствоваться требованиями по
ровности, измеренной трехметровой рейкой табл. 3.7
Таблица 3.7
Требования, предъявляемые к ровности при измерении 3-х метровой рейкой
для эксплуатируемых дорог
Группа дорог и улиц по их
транспортно-эксплуатационным
характеристикам
Число просветов под 3-метровой
рейкой, %, не более
А
7
Б
9
В
14
Примечание: Число просветов подсчитывают по значениям, приведенным в
табл. 3.6
Измеренные поперечные уклоны проезжей части (кроме участков кривых в плане, на которых предусматривается устройство виражей) в зависимости от числа полос движения и климатических условий следует сравнить с
требуемыми значениями, приведенными в табл. 3.8.
Поперечные уклоны обочин при двускатном поперечном профиле
должны быть на 10 - 30 ‰ больше поперечных уклонов проезжей части. В
зависимости от климатических условий и типа укрепления величины поперечных уклонов обочин будут в следующих пределах, ‰:
 30 - 40 - при укреплении с применением вяжущих;
 40 - 60 - при укреплении гравием, щебнем, шлаком или замощении каменными материалами и бетонными плитами;
 50 - 60 - при укреплении дернованием или засевом трав.
23
Таблица 3.8
Значения требуемых проектных поперечных уклонов проезжей части
Поперечный уклон, ‰
Дорожно-климатические зоны
I
II, III
IV
V
Категория дороги
I-а и I-б:
а) при двускатном поперечном
профиле каждой проезжей части
15
20
25
15
б) при односкатном профиле: первая и
вторая полосы от разделительной
15
20
20
15
полосы
третья и последующие полосы
20
25
25
20
II …IV
15
20
20
15
Примечание. На гравийных и щебеночных покрытиях поперечный уклон принимают 25 - 30 ‰, а на покрытиях из грунтов, укрепленных местными материалами, и на мостовых из колотого и булыжного камня - 30 - 40 ‰
Для районов с небольшой продолжительностью снегового покрова и
отсутствием гололеда на обочинах, укрепленных дернованием, поперечный
уклон может быть допущен до 50 - 80 ‰. При устройстве земляного полотна
из крупно- и среднезернистых песков, а также из тяжелых суглинистых
грунтов и глин уклон обочин, укрепленных засевом трав, принимается равным 40 ‰. Поперечные уклоны проезжей части на виражах назначаются в
зависимости от радиусов кривых в плане и должны находиться в следующих
пределах (табл. 3.9).
Таблица 3.9
Поперечные уклоны проезжей части на виражах
Поперечный уклон
проезжей части на виражах, ‰
основной, наиболее
распространенный
Радиусы кривых в плане, м
на дорогах
I-V категорий
От 3000 до 1000 для дорог I категории
20-30
в районах
на подъездных до- с частым
рогах к промыш- гололедом
ленным предприятиям
-
20-30
24
Окончание табл. 3.9
Поперечный уклон
проезжей части на виражах, ‰
Радиусы кривых в плане, м
основной, наиболее
распространенный
на подъездных
на дорогах
дорогах
I-V
к промышленным
категорий
предприятиям
в районах
с частым
гололедом
От 2000 до 1000 для дорог II-V
категорий
20-30
-
20-30
От 1000 до 800
" 800 " 700
" 700 " 650
" 650 " 600
" 600 " 500
" 500 " 450
" 450 " 400
30-40
30-40
40-50
50-60
60
60
60
20
20
20
20-30
30-40
40-60
30-40
30-40
40
40
40
40
40
" 400 и менее
60
60
40
Примечание: Меньшие значения поперечных уклонов на виражах соответствуют большим радиусам кривых, а большие - меньшим.
3.6. Измерения нивелиром и нивелирной рейкой
i+2
Рис. 3.4. Схема измерения ровности нивелиром
h
i+3
sh
i+2
h
i+1
h
h
i
Sh i
sh
i+1
Нивелир и нивелирная рейка должны быть технически исправны и
поверены. Опорный торец нивелирной рейки снабжается насадкой с полусферическим подпятником. С их помощью измеряют неровности с большей
амплитудой.
25
Нивелирную рейку устанавливают на одной линии 0,5-1 м от кромки
основания (покрытия) дороги или на оси основания (покрытия) аэродрома с
шагом 5 ± 0,2 м. Места установки обозначаются метками, и на каждой захватке получают не менее 50-60 значений амплитуды. По данным нивелирования вычисляют относительные отметки hi точек поверхности покрытия
(основания). По относительным отметкам определяют отклонения Shi (кроме первой и последних точек на измеряемом участке) по формуле
h  h

Shi   i 1 i 1  hi 
2

,
(3.1)
где hi-1, hi+1 – относительные отметки предыдущих и последующих точек.
При проведении измерений на кривых в продольном профиле дороги полученные значения Shi корректируют на величину, приведенную в табл. 3.10.
Общее количество величины Shi принимают за 100 %. При этом 90 % полученных значений должны быть в пределах, указанных в табл. 3.11, а 10 % –
не превышать их более чем в 1,5 раза.
Таблица 3.10
Поправки к значениям при измерениях неровностей нивелиром
Радиус выпуклой
кривой, м
100000
75000
50000
30000
25000
20000
15000
10000
8000
5000
4000
3000
2500
2000
1500
1200
1000
600
400
300
200
Величина поправки, мм, для неровности длиной, м
10
20
40
2,0
2,7
4,0
6,7
2,0
8,0
2,5
10,0
3,3
15,0
1,3
5,0
20,0
1,6
6,3
25,0
2,5
10,0
40,0
3,1
12,5
50,0
4,2
16,7
67,0
5,0
20,0
80,0
6,3
25,0
100,0
8,3
33,3
133,3
10,4
41,7
166,7
12,5
50,0
200,0
20,8
83,3
31,2
125,0
41,7
166,7
62,5
250,2
-
Примечание: При измерениях на выпуклых кривых величину поправки следует
брать со знаком минус, на вогнутых – со знаком плюс.
26
Таблица 3.11
Требования, предъявляемые к ровности покрытий автодорог
при измерении нивелиром
Категория дороги
I, II, III,
IV, V, I-c,
II -c, III -c и внутренние дороги промышленных предприятий
Значения амплитуд, мм, при использовании
комплектов машин
без автоматической
с автоматической
системы задания
системой задания
вертикальных отметок
вертикальных отметок
Расстояние между точками, м
5
10
20
5
10
20
7
12
24
5
8
16
10
16
-
-
-
-
Контрольные вопросы
1. Какие технические средства для измерения ровности покрытий
автодорог существуют?
2. Измерение и обработка данных ровности прибором ПРКС-2У.
3. Измерение и обработка данных ровности толчкомером.
4. Измерение и обработка данных ровности и поперечных уклонов
трехметровой рейкой.
5. Измерение ровности нивелиром и нивелирной рейкой.
Литература
1. ГОСТ 30412-96. Дороги автомобильные и аэродромы. Методы
измерения неровностей оснований и покрытий. – М., 1996, - 9 с.
2. Правила диагностики и оценки состояния автомобильных дорог.
ОДН 218.0.006-2002./Министерство транспорта Российской Федерации.
Государственная служба дорожного хозяйства России. – М., 2002. – 140 с.
3. СНиП 3.06.03-85 Автомобильные дороги. – M.: Госстрой СССР,
1986-111 с.
4. ГОСТ Р 50597-93 Автомобильные дороги и улицы. Требования к
эксплуатационному состоянию, допустимому по условиям обеспечения
безопасности дорожного движения.
5. Васильев, А.П., Эксплуатация автомобильных дорог: учебник: В
2-х т. – М.: ИЦ «Академия», 2010. - Т. 1 – 320 с.; Т. 2 – 320 с.
6. www.rdt.ru
27
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4
ИЗМЕРЕНИЕ ГЛУБИНЫ КОЛЕИ ДОРОЖНОГО ПОКРЫТИЯ
4.1. Цель работы
Ознакомиться с приборами и методами измерения глубины колеи
(поперечной ровности) покрытия автомобильной дороги.
4.2. Общие сведения
Колея на покрытии проезжей части автомобильной дороги, как и
продольная ровность, влияет на скорость и безопасность движения. В колее происходит застой воды, формируются снежно-ледяные отложения в
зимний период. Колея является результатом деформирования поперечного
профиля проезжей части в виде углублений по полосам наката с гребнями
или без гребней выпора (рис. 4.1).
Рис. 4.1. Разновидности колеи
28
Измерение параметров и глубины колеи осуществляют на автомобильных дорогах с нежесткими дорожными одеждами, имеющими асфальтобетонное покрытие. Работы по измерению глубины колеи производят в
теплый период года при отсутствии воды на поверхности дороги. Измерение параметров колеи выполняется как в составе общих работ по диагностике, так и отдельно.
Различают два способа измерения параметров колеи: с применением
укороченной рейки - упрощенный способ, и измерение по методу вертикальных отметок. Также работы по определению параметров колеи возможно проводить с помощью передвижных дорожных лабораторий,
имеющих соответствующее оборудование.
Упрощенный способ рекомендуется для использования в процессе
общей диагностики состояния дорог для предварительной оценки характера колееобразования, выявления участков, требующих устранения колеи,
назначения вида работ и определения их ориентировочных объемов.
Способ определения параметров колеи путем измерения по методу
вертикальных отметок рекомендуется для использования в процессе проектно-изыскательских работ для детальной оценки характера колееобразования и разработки проектно-сметной документации по устранению колеи.
4.3. Приборы и оборудование






Передвижная дорожная лаборатория, имеющая соответствующее
оборудование для автоматического измерения параметров колеи;
автомобиль «Дорожная служба» или любой другой автомобиль,
позволяющий перевозить бригаду, измерительные приборы и
дорожные знаки;
рейка укороченная с уровнем, подставочные стаканы и измерительный
щуп;
курвиметр и измерительные ленты;
защитные жилеты;
набор дорожных знаков «Дорожные работы», «Объезд препятствия
слева», «Ограничение максимальной скорости» и ограждающих
конусов.
4.4. Измерение глубины колеи по упрощённой методике
Оценку транспортно-эксплуатационного состояния дорог по глубине
колеи производят по каждому самостоятельному участку путем сравнения
средней расчетной глубины колеи hКС с допустимыми и предельно
допустимыми значениями.
В процессе диагностики и оценки состояния автомобильных дорог для
предварительной оценки характера колееобразования рекомендуется исполь-
29
зовать упрошенный способ с помощью 2-метровой рейки и измерительного
щупа (рис.4.2). Измерения глубины колеи по упрощённой методике выполняют по внешней колее, находящейся справа по направлению движения
(внутренняя колея находится слева по направлению движения), с соблюдением требований к количеству створов измерения на каждом самостоятельном
участке.
Рис.4.2. Общий вид измерителя колейности
с рейкой универсальной ИК – 2М
Рейку укладывают на выпоры внешней колеи и берут один отсчёт hk в
точке, соответствующей наибольшему углублению колеи в каждом створе
(рис.4.3) при помощи измерительного щупа, устанавливаемого вертикально,
с точностью до 1 мм; при отсутствии выпоров рейку укладывают на проезжую часть таким образом, чтобы перекрыть измеряемую колею.
iфакт
ось проезжей части
hк
Рис. 4.3. Схема измерения глубины колеи по упрощённой методике
Если в створе измерения имеется дефект покрытия (выбоина, трещина
и т.п.), створ измерения может быть перемещён вперёд или назад на
расстояние до 0,5 м, чтобы исключить влияние данного дефекта на
считываемый параметр.
Количество створов измерения и расстояния между створами
принимают в зависимости от длины самостоятельного и измерительного
участков. Самостоятельным считается участок, на котором по визуальной
оценке параметры колеи примерно одинаковы. Протяжённость такого
участка может колебаться от 20 м до нескольких километров.
30
Самостоятельный участок разбивается на измерительные участки,
длиной по 100 м (рис. 4.4).
Если общая длина самостоятельного участка не равна целому
количеству измерительных участков по 100 м каждый, выделяется
дополнительный укороченный измерительный участок.
Также назначается укороченный измерительный участок, если длина
всего самостоятельного участка меньше 100 м.
На каждом измерительном участке выделяются 5 створов измерения на
равном расстоянии один от другого (на 100-метровом участке через каждые
25 м), которым присваиваются номера от 1 до 5. При этом последний створ
предыдущего измерительного участка становится первым створом
последующего и имеет номер 5/1.
Укороченный измерительный участок также разбивается на 5 створов,
расположенных на равном расстоянии один от другого (рис. 4.4).
ℓ
ℓ
ℓу
1 а 2 а 3 а 4 а 5/ 1 а 2 а 3 а 4 а 5/ 1 а1 2 а1 3 а1 4 а1 5
L
Рис. 4.4. Схема самостоятельного и измерительного участков:
L – длина самостоятельного участка, м; l – длина измерительного
участка, м; ly – длина укороченного измерительного участка, м; а, а1 –
расстояния между створами измерения, м; 1, 2, 3, 4, 5/1 – номера створов
измерения
Глубина колеи измеряется в наиболее глубоком месте каждого створа и
записывается в ведомость. Форма ведомости приведена в табл. 4.1.
По каждому измерительному участку определяют расчётную глубину
колеи. Для этого анализируют результаты измерений в 5 створах
измерительного участка, отбрасывают самую большую величину, а
следующую за ней величину глубины колеи в убывающем ряде принимают
за расчётную на данном измерительном участке (hкн). Расчётную глубину
колеи для самостоятельного участка определяют как среднеарифметическую
из всех значений расчётной глубины колеи на измерительных участках:
n
 hкн
hкс  1
n , мм.
Результаты расчетов заносят в ведомость табл. 4.1.
(4.1)
31
Таблица 4.1
Ведомость измерения глубины колеи упрощенным способом
Длина
Привязка
измери
Номер
к килорисамостоя- метражу
тельнотельного и протяго учаучастка женность,
стка ℓ,
м
м
Глубина колеи
по створам
номер
створа
глубина
колеи
hk, мм
Расчетная
глубина
колеи
hкн, мм
Средняя
расчетная
глубина
колеи
hкс, мм
4.5. Определение параметров колеи методом вертикальных отметок
Для детальной оценки параметров колеи используется способ
измерения вертикальных отметок с применением укороченной рейки и
подставочных стаканов. Измерения рекомендуется выполнять в каждом
створе по внешней и внутренней полосам наката каждого направления
движения. При отсутствии явно выраженной колеи по внутренней полосе
наката измерения производятся только по внешней колее. Измерения
параметров колеи производят в намеченных створах, причем первый и
последний створы на каждом самостоятельном участке должны быть
расположены на расстоянии 2…5 м от начала и конца участка. Количество
створов измерений и расстояния между створами назначают в зависимости
от длины оцениваемого участка с учетом требуемой точности и надежности
измерений (табл. 4.2).
Таблица 4.2
Расстояния между приложениями рейки
при оценке состояния дорог по глубине колеи
Расстояния между створами измерений, м,
при длине оцениваемого участка, м
200…499
500…999
 1000
5
10
15
20
Примечание. При длине оцениваемого участка менее 100 м расстояние
между створами при измерении принимать равным 2 м для
любых случаев.
Если в створе измерения расположен дефект верхнего слоя покрытия
(трещина, выбоина и т.п.), то створ измерения следует вынести за зону влияния данного дефекта.
Измерение параметров внешней колеи выполняют в намеченном створе, прикладывая рейку к верхней грани подставочных стаканов в поперечном
направлении.
100…199
32
Подставочный стакан постоянной высоты устанавливают на кромку
проезжей части, кромку краевой полосы или обочину. Подставочный стакан
переменной высоты устанавливают в одном створе с подставочным стаканом
постоянной высоты. Ширина зазора под укладываемой рейкой, ограниченная
подставочными стаканами, должна перекрывать считываемые параметры
внешней колеи (рис. 4.5). Рейку следует выводить в положение нулевого поперечного уклона проезжей части (горизонтальное положение) с помощью
подставочного стакана переменной высоты. При каждом приложении рейки
следует измерять: величины одного наибольшего - 1 и двух наименьших,
расположенных на выпорах - 2 и 3 просветов под рейкой (рис. 4.5,1) при
помощи измерительного щупа, устанавливаемого вертикально, с точностью
до 1 мм, при отсутствии выпоров величины 2 и 3 измеряют на выходе из
колеи, определяемом визуально. В процессе измерений заполняют ведомость, в которую заносят полученные результаты (табл. 4.3). При оценке параметров внутренней колеи измерение проводят в тех же створах, в которых
выполняли измерение внешней колеи.
Рейку прикладывают к верхней грани подставочных стаканов, выводя
ее в положение нулевого поперечного уклона проезжей части (горизонтальное положение). Ширина зазора под укладываемой рейкой, ограниченная
подставочными стаканами, должна перекрывать считываемые параметры
внутренней колеи (рис. 4.5).
Рис. 4.5. Схема измерения параметров поперечной ровности
проезжей части по методу вертикальных отметок: 1 - по внешней колее;
2 - по внутренней колее
При каждом приложении рейки следует измерять величины одного наибольшего - 4 и двух наименьших - 5 и 6 просветов под рейкой (см. рис. 4.5,2)
при помощи измерительного щупа, устанавливаемого вертикально, с точно-
33
стью до 1 мм; при отсутствии выпоров величины 5 и 6 измеряют на выходе
из колеи, определяемом визуально. В процессе измерений заполняют ведомость, в которую заносят полученные результаты (табл. 4.3).
Таблица 4.3
Ведомость измерения параметров поперечной ровности (колеи)
по методу вертикальных отметок
Номер
створа
Привязка к
начальному
километражу
Измерение параметров
внешней колеи
1, мм 2, мм 3, мм
Измерение параметров
внутренней колеи
4, мм 5, мм 6, мм
1
2
…
n
4.5.1. Обработка результатов измерений
Обработку результатов измерений по методу вертикальных отметок
выполняют в следующей последовательности:
1. Рассчитывают суммарную неровность поверхности проезжей части в
каждом створе по внешней колее (см. рис. 4.5) по формулам:
общая глубина колеи по отношению к правому выпору
h1 = 1 - 2, мм;
(4.2)
общая глубина колеи по отношению к левому выпору
h2 = 1 - 3, мм.
(4.3)
2. Рассчитывают суммарную неровность поверхности проезжей части в
каждом створе по внутренней колее (см. рис. 4.5) по формулам:
общая глубина колеи по отношению к правому выпору
h1 = 4 - 5, мм;
(4.4)
общая глубина колеи по отношению к левому выпору
h2 = 4 - 6, мм.
(4.5)
34
3. Вычисление среднего значения общей (суммарной) неровности выполняют по формулам:
n
/
 h1i
h1/ 
n , мм;
n
h2/ 
(4.6)
i 1
/
 h2i
(4.7)
i 1
n , мм;
n
h1// 
//
 h1i
n , мм;
n
h2// 
(4.8)
i 1
//
 h2i
(4.9)
i 1
n , мм,
где n - количество замеров на участке.
4. Среднеквадратическое отклонение общей неровности поверхности
проезжей части определяют по формулам:
/
/
 h1i  h1 
n
 1/ 
2
n 1
, мм;
/
/
 h2i  h2 
n
 2/ 
i 1
2
n 1
//
//
 h1i  h1 
2
(4.12)
i 1
n 1
, мм;
//
//
 h2i  h2 
n
 2// 
(4.11)
, мм;
n
 1// 
(4.10)
i 1
2
(4.13)
i 1
n 1
, мм.
5. Расчётное значение общей неровности поверхности проезжей части,
сопоставляемое с оценочной шкалой, определяют по формулам:
h1/ расч  h1/  t   1/ мм;
(4.14)
35
h2/ расч  h2/  t   2/ мм;
(4.15)
h1//расч  h1//  t   1// мм;
(4.16)
h2//расч  h2//  t   2// мм,
(4.17)
где t - коэффициент нормированного отклонения, зависящий от гарантийной вероятности (принимать равным 1,04).
6. Выполнение расчётов сопровождают заполнением ведомости (табл. 4.4).
Таблица 4.4
Ведомость расчётных параметров поперечной ровности (колеи)
Номер Привязка к Параметры внешней колеи,
мм
створа километражу
1
2
3
h1/(//)
(2)
-
-
 1/(//)
(2)
-
h1/(//)
( 2 ) расч
-
Параметры внутренней
колеи, мм
4
5
6
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
h1/
h2/
h1//
h2//
1
2
…
n
4.6. Измерение глубины колеи
при помощи ультразвукового профилерометра
Профилерометр (рис. 4.6) предназначен для измерения микропрофиля
дорожного покрытия, в том числе определения глубины колеи.
Он состоит из 12 ультразвуковых (УЗ) датчиков, которые работают в
связке с другими УЗ датчиками, установленными на автомобиле, и дают
трехмерную картину поверхности дороги с точностью 1 миллиметр по
относительной вертикальной составляющей. Данные профилерометра
синхронизованы с данными с других датчиков и могут быть “привязаны” к
мировой системе координат. На рис.4.7 приведен пример трехмерной
картины распределения неровностей дорожного покрытия вдоль траектории
движения лаборатории.
36
Рис.4.6. Общий вид ультразвукового профилерометра
Рис. 4.7. Распределение неровностей дорожного покрытия
4.7. Требования к состоянию дорог по глубине колеи
Полученные расчётные значения параметров и глубины колеи сопоставляют с их допустимыми и предельно допустимыми величинами, значения которых определены из условия обеспечения безопасности движения автомобилей на мокром покрытии со скоростью ниже расчётной на 25 % для допустимой глубины колеи и на 50 % для предельно допустимой глубины колеи, а
также с учётом влияния колеи на условия очистки покрытия от снежных отложений и борьбы с зимней скользкостью (табл. 4.5 и 4.6).
37
Таблица 4.5
Шкала оценки состояния дорог по параметрам колеи, измеренным
по упрощённой методике
Расчётная скорость
движения, км/ч
> 120
120
100
80
60 и меньше
допустимая
4
7
12
25
30
Глубина колеи hK, мм
предельно допустимая
20
20
20
30
35
Таблица 4.6
Шкала оценки состояния дорог по параметрам колеи, установленным
по способу измерения вертикальных отметок
Расчётная
скорость
движения, км/ч
> 120
120
100
80
60 и меньше
Общая глубина колеи
относительно правого выпора
hп, мм
предельно
допустимая
допустимая
Не допускается
4
3
5
6
9
15
18
50
50
Общая глубина колеи
относительно левого выпора hл, мм
допустимая
9
16
27
50
50
предельно
допустимая
20
25
40
50
50
Участки дорог с глубиной колеи больше предельно допустимых значений относятся к опасным для движения автомобилей и требуют немедленного проведения работ по устранению колеи.
Контрольные вопросы
1.
2.
3.
4.
5.
Что представляет собой колея и какой она бывает?
Как измеряется глубина колеи по упрощенной методике?
Как измеряются параметры колеи методом вертикальных отметок?
Что представляет собой профилерометрическая установка?
Какие требования к состоянию дорог по глубине колеи существуют?
Литература
1. ОДМ Рекомендации по выявлению и устранению колей на нежестких
дорожных одеждах / Транспорт. – М., 2002. – 179 с.
2. Правила диагностики и оценки состояния автомобильных дорог. ОДН
218.0.006.-2002./Министерство транспорта Российской Федерации. Государственная служба дорожного хозяйства России. – М., 2002. – 140 с.
3. www.rdt.ru
38
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5
ОЦЕНКА СЦЕПНЫХ СВОЙСТВ ДОРОЖНОГО ПОКРЫТИЯ
5.1. Цель работы
Ознакомиться с приборами и методами измерения сцепных свойств дорожного покрытия.
5.2. Общие сведения
Сцепные качества дорожного покрытия оказывают существенное влияние на безопасность движения. Одним из основных параметров, характеризующих устойчивое движение автомобиля по дорожному покрытию без пробуксовывания и продольных смещений, является коэффициент сцепления. Коэффициент сцепления равен отношению касательной горизонтальной силы,
действующей в зоне контакта колеса с покрытием, к нормальной вертикальной
силе, действующей на колесо.
В свою очередь он зависит от макрошероховатости, которая создается
за счет выступов скелетной части материала. Макрошероховатость характеризуется: средней высотой выступов (R z, мм); средней глубиной впадин
(Hср , мм); и коэффициентом шага шероховатости (Кш).
Сцепные свойства покрытий определяют: перед вводом новых построенных или реконструируемых участков дороги; при первичных и повторных ежегодных обследованиях участков дорог; перед и после проведения ремонтных работ. При оценке сцепных свойств применяют
сплошной (при обследовании более 1 км дороги) и выборочный (менее 1 км)
контроль. Для измерения коэффициента сцепления применяют стандартизированные приборы ПКРС-2У при сплошном, ППК-МАДИ-ВНИИБД, ИКСп-м
при выборочном контроле.
Шероховатость покрытий определяется методом песчаного пятна по
средней глубине впадин.
Сцепные качества на обследуемом участке принимают за удовлетворительные, если выполняются требования, предъявленные к покрытию
по параметрам шероховатости и коэффициенту сцепления.
5.3. Определение коэффициента продольного сцепления
установкой ПКРС-2У
Сплошной контроль сцепных свойств дорожных покрытий осуществляют установкой ПКРС-2У (рис. 5.1) или другими приборами, показания которых могут быть приведены к показаниям данной установки. Коэффициент
сцепления измеряют путем регистрации и последующей программной обра-
39
ботки усилий, возникающих при затормаживании колеса прицепа до его
полной блокировки на искусственно увлажненном покрытии.
Рис. 5.1. Общий вид установки ПКРС-2У в составе дорожной
лаборатории
Измерения производят по левой полосе наката каждой полосы движения автодороги. Количество измерений на каждом километре зависит от
однородности поверхности покрытия и находится в пределах от 2 до 6.
За коэффициент сцепления, характеризующий данный километровый
участок, принимается наименьшее значение из всех измерений. Дорожное покрытие должно быть искусственно увлажнено таким образом,
чтобы обеспечить на покрытии расчетную пленку воды толщиной 1 мм.
Под расчетной пленкой следует понимать условную величину, являющуюся
отношением расхода воды к площади увлажнения. Измерительное колесо
оборудуется шиной с рисунком протектора или без рисунка протектора размером 6,45-13 дюймов при внутреннем давлении воздуха в ней 0,17 ± 0,01
МПа (1,7 ± 0,1 кгс/см2). Вертикальная нагрузка на прицепное колесо должна
быть в пределах 2943 ± 30 Н.
5.3.1. Порядок проведения измерений
За 500 м до начала измерений водитель включает дальний свет фар и
маяковые огни или табло «Измерение». Набирает скорость 60 км/ч ± 5, которая поддерживается постоянной.
40
Для замера коэффициента сцепления оператор дорожной лаборатории
нажимает кнопку блокировки колеса ПКРС-2У. В момент блокировки колеса непосредственно перед установкой подается вода для создания расчетной водной пленки толщиной 1мм (рис. 5.2).
Рис. 5.2. Увлажнение поверхности покрытия при измерении
коэффициента сцепления установкой ПКРС-2У
Время торможения составляет 2 - 3секунды. При проведении измерений фиксируется температура окружающей среды и полученные величины коэффициента сцепления приводятся к расчетной температуре + 20° С
путем введения поправок согласно табл. 5.1.
Таблица 5.1
Температурные поправки к результатам измерений
Температура, °С
Поправка,  t
0
+5
+10
+15
+20
+25
+35
+40
-0,06
-0,04
-0,03
-0,02
0
+0,01
+0,02
+0,02
41
5.4. Определение коэффициента сцепления
портативным прибором ППК-МАДИ-ВНИИБД
Портативный прибор ППК-МАДИ-ВНИИБД предназначен для определения коэффициента продольного сцепления дорожных асфальтобетонных
или цементобетонных шероховатых покрытий.
5.4.1. Подготовка к работе
Сборка и разборка прибора (рис. 5.3) осуществляются в соответствии с
технической инструкцией завода-изготовителя. Перед началом измерений
должны быть проверены работоспособность прибора и правильность его показаний. Для этого прибор устанавливается на покрытии с помощью регулировочных винтов (10) таким образом, чтобы нижняя плоскость резиновых
имитаторов (1) находилась на расстоянии 10±2 мм от дорожной поверхности. Измерительная шайба (8) должна находиться в верхнем положении. Перед первичным измерением или, если прибор длительное время не эксплуатировался, необходимо произвести его тарировку.
Рис. 5.3. Схема прибора ППК-МАДИ-ВНИИБД
1 - имитаторы; 2 - шарниры; 3 - толкающие штанги; 4 - подвижная
муфта; 5 - опорная штанга; 6 - сбрасывающее устройство; 7 - подвижный
груз; 8 – измерительная шайба; 9 - стягивающие пружины; 10 - регулировочные винты; 11 - шкала; 12 - центральная пружина
42
Для этого резиновые имитаторы заменяют шариковыми подшипниками, под которые подкладываются стальные шлифованные или стеклянные
пластины. После сбрасывания груза (7) измерительная шайба (8) должна показать отсчет - 0. Отклонение измерительной шайбы от нулевого деления
шкалы не должно превышать +/-7 мм. При несоблюдении этого условия необходимо натянуть или ослабить центральную пружину прибора, что достигается путем закручивания стержня крепления пружины в фиксатор либо его
выкручивания (12). После изменения натяжения центральной пружины измерения должны быть повторены. Данная операция должна повторяться до
тех пор, пока при тарировке измерительная шайба не будет фиксировать постоянно нулевое значение коэффициента сцепления или отклоняться от него
не более чем на 7 мм.
5.4.2. Порядок проведения измерений
Перед проведением измерений увлажняют поверхность покрытия под
имитаторами. Размер полосы увлажнения должен быть не менее 15x30 см,
для чего необходимо израсходовать 200 - 250 см3 воды (рис. 5.4).
Рис. 5.4. Увлажнение поверхности покрытия перед проведением
измерения коэффициента сцепления
Не позднее, чем через 3 секунды необходимо нажать на кнопку сброса
груза (6). По шкале (11) снимают отсчет (рис. 5.5), на котором остановилась
измерительная шайба (8), толкаемая муфтой (4).
43
Рис. 5.5. Снятие отсчета коэффициента сцепления
Данный отсчет характеризует сцепные качества покрытия. На одном
месте должно быть проведено не менее пяти измерений коэффициента сцепления. За окончательное значение коэффициента сцепления принимается
среднее арифметическое результатов всех измерений. При проведении измерений коэффициентов сцепления на покрытиях, с поверхности которых не
удалены полностью пыль или грязь, значения коэффициентов сцепления при
повторных измерениях, проводимых на одном и том же месте, могут отличаться друг от друга, что объясняется изменением вязкости пленки воды, в
которой при каждом последующем увлажнении уменьшается содержание загрязнений. В этом случае количество измерений на одном месте должно
быть увеличено до получения серии не менее чем из 3 устойчивых значений.
За коэффициент сцепления при этом следует принимать среднее арифметическое из серии устойчивых значений. Полученные данные измерений заносятся в табл. 5.2.
Таблица 5.2
км+
t воздуха,
0
С
Серия измерений
Ксц в точке
1
2
3
Ксцср
Температурная
поправка,  t
Ксц=Ксцср+  t
44
5.5. Определение коэффициента продольного сцепления
портативным прибором ИКСп-м
Портативный ИКСп-м, разработанный ОАО «СНПЦ «РОСДОРТЕХ»,
предназначен для измерения коэффициента сцепления дорожных покрытий.
Прибор (рис. 5.6) имитирует процесс скольжения заблокированного
автомобильного колеса по дорожному покрытию.
Принцип действия измерителя основан на определении величины горизонтального перемещения
по увлажненному покрытию башмака-имитатора
автомобильной шины, прижимаемого к покрытию
под углом 45°. В качестве источника для прижима и
перемещения башмака-имитатора используется кинетическая энергия массы груза свободно падающего по вертикальной штанге с заданной высоты. Методика измерения коэффициента сцепления и обработка результатов, полученных прибором ИКСп-м,
идентична методике измерения коэффициента сцепления и обработке результатов, полученных прибором ППК-МАДИ-ВНИИБД.
Рис. 5.6. Общий вид прибора ИКСп-м
5.6.
Определение параметров шероховатости
методом песчаного пятна
Для определения параметров макрошероховатости: средней высоты выступов Rz и средней глубины впадин Нср пользуются методом «песчаного
пятна».
5.6.1. Приборы и оборудование
Для выполнения измерений необходимы: диск для распределения песка, мерная емкость объемом не менее 200 см3, мерная линейка длиной не
менее 30 см, щетка-сметка, природный песок в воздушно-сухом состоянии,
гипс или быстротвердеющий цемент, вода.
5.6.2. Подготовка к измерениям
После предварительной оценки назначают участки для выборочного
контроля. На выбранных участках производят измерения по каждой полосе
45
наката и между ними, одновременно осуществляют измерения по оси проезжей части.
Количество измерений на покрытиях с поверхностной обработкой и шероховатых поверхностях, устроенных методом втапливания, приведены в
табл. 5.3.
Таблица 5.3
Количество измерений для определения шероховатости
Длина участка, м
1,0
50,0
1000,0
1,0
50,0
1000,0
Число измерений при глубине неровностей
макрошероховатости, мм
0,3-2,0
2,1-3,0
Более 3
Поверхностная обработка
1
2
3
3
6
10
18
36
60
Втапливание щебня
1
2
3
3
3
5
9
18
30
5.6.3. Порядок проведения измерений
Из мерной ёмкости на поверхность покрытия высыпают 200 см 3 (250 см3
при крупношероховатой поверхности) природного песка. Круговыми движениями с помощью диска с ручкой, как показано на рис. 5.7, разравнивают его по поверхности покрытия до тех пор, пока диск не начнет касаться поверхности выступов шероховатости. Затем с помощью линейки производят не менее четырех измерений диаметра песчаного пятна. Данные измерений заносят в табл. 5.4.
Рис. 5.7. Последовательность работ при определении параметров
шероховатости: 1 - поверхность покрытия; 2 – песок;
3 - диск с рукоятью для разравнивания песка
46
Таблица 5.4
Результаты определения шероховатости
Номер и адрес
участка
измерений
1
2
…..
n
D1,
см
D2,
см
D3,
см
D4,
см
Dср,
см
Vп,
см3
S3,
см
Hср,
см
Среднюю глубину впадин (Нср) определяют по отношению объема песка
(VП ), распределенного на поверхности, к занятой им площади (S3):
H cp 
VП
.
S3
(5.1)
Для определения средней высоты выступов шероховатости (Rz) вначале
устанавливают среднюю приведенную высоту выступов шероховатости
(Rcp). Для этого оконтуривают поверхность, занятую песком, удаляют его
из впадин шероховатости с помощью щетки и смазывают очищенную поверхность покрытия техническим глицерином. Приготавливают жидкое
тесто из гипса или быстродействующего цемента, ориентировочно соотношение гипса и воды - 3:1, и распределяют его по исследуемой поверхности слоем 1-1,5 см. Через 5-7 минут слепок отделяют от покрытия и выдерживают 10-15 минут до затвердения. После этого определяют объем
песка, необходимый для заполнения впадин шероховатости слепка (VB)
(методом «песчаного пятна»), численно равный объему шероховатости покрытия, рассчитывают среднюю приведенную высоту выступов шероховатости (Rcp):
Rcp 
VB
S3
.
(5.2)
Среднюю высоту выступов шероховатости (Rz) определяют по формуле
Rz  H ср  Rср 
VП  VВ
S3
.
(5.3)
Для условной характеристики шага шероховатости может служить
47
коэффициент Кш, определенный отношением:
Кш 
H ср
.
Rz
(5.4)
5.6.4. Обработка измерений
Макрошероховатости покрытия, имеющие Кш > 0,5, называются шипованными. В зависимости от средней высоты выступов Rz и глубины
впадин Hср, дается классификация шероховатым покрытиям, в зависимости
от которой определяется область их применения на различных категориях
дорог. В соответствии с полученными значениями по табл. 5.5 определяем,
к какому типу шероховатости относится данное покрытие.
Таблица 5.5
Типы шероховатости дорожных покрытий
Параметры шероховатости
Тип
шероховатых
покрытий
Условные
обозначения
Гладкие
Мелкошероховатые
Гл
Мшер
Мелкошипованные
Мшип
Среднешероховатые
Сшер
Среднешиповатые
Сшип
Крупношероховатые
Кшер
Крупношиповатые
Кшип
Средняя высота
выступов Rz, мм
Средняя глубина
впадин Hср, мм
> 0,1 ≤ 0,5
> 0,02 ≤ 0,25
> 0,25 ≤ 1,5
> 0,5 ≤ 3,0
> 3,0 ≤ 6,0
> 6,0 ≤ 9,0
> 1,5 ≤ 2,5
> 1,0 ≤ 3,0
> 3,0 ≤ 5,0
> 2,0 ≤ 4,5
> 4,5 ≤ 7,0
Делаем заключение о соответствии данной шероховатой поверхности
нормативным требованиям, предъявляемым для данного участка дороги.
Минимально допустимые значения средней высоты выступов и средней
глубины впадин шероховатости приведены в табл. 5.5. При проведении работ по диагностике и оценке состояния автомобильных дорог минимальное
значение коэффициента сцепления колеса с покрытием, установленное
ГОСТ 50597-93 и письмом РОСАВТОДОРОР № 290 от 23.09.2008, составляет 0,40 при измерении шиной имеющий протектор и 0,30 без протектора.
48
Контрольные вопросы
1. Что такое коэффициент сцепления колеса с дорожным покрытием?
2. Как измерить коэффициент сцепления установкой ПРКС-2У?
3. Как измерить коэффициент сцепления приборами ППК и ИКСп-м?
4. Как привести измеренный коэффициент сцепления к расчетной температуре?
5. Каким способом можно определить параметры макрошероховатости
дорожного покрытия?
Литература
1. Жилин, Н.С. Современные автоматизированные технические средства диагностики автомобильных дорог, Н.С. Жилин, В.И. Ермолаев:
Обзорная информация. Вып. 5. – М.: Информавтодор, 2002. – 80 с.
2. Правила диагностики и оценки состояния автомобильных дорог.
ОДН 218.0.006.-2002/ Министерство транспорта Российской Федерации. Государственная служба дорожного хозяйства России. – М.,
2002. – 140 с.
3. Технические указания по устройству дорожных покрытий с шероховатой поверхностью. ВСН 38-90. - М.: Транспорт, 1990. – 47 с.
4. СНиП 2.05.02 - 85 Автомобильные дороги. Госстрой СССР - М.:
ЦНТП Госстроя СССР 1986. - 56 с.
5. www.rdt.ru
49
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОЧНОСТИ ДОРОЖНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
6.1. Цель работы
Ознакомление с методиками определения прочности дорожной
конструкции, а также с приборами и оборудованием для определения ее
модуля упругости.
6.2. Общие сведения
Прочность дорожной конструкции сама по себе не влияет на безопасность движения и скоростной режим, но дефекты, появляющиеся в связи со
снижением прочности, приводят к снижению средней скорости транспортного потока, способствуют созданию аварийной обстановки на автодороге.
В процессе работы дорожная одежда подвергается многократному воздействию динамических и статических нагрузок. Ее работоспособность и долговечность во многом зависят от возможности сопротивления сдвигу в
грунте и слабосвязанных конструктивных слоях, прочности на растяжение при
изгибе и общей жесткости дорожной одежды.
Определение модуля упругости (упругого прогиба) позволяет дать объективную характеристику по всем трем показателям и оценить состояние дорожной конструкции. Упругий прогиб определяют методами статического
и динамического (кратковременного) нагружения.
6.3. Визуальное обследование покрытия
Для определения видов и размеров повреждений, выявления мест,
подлежащих оценке прочности дорожных одежд, планирования работ по
ремонту и содержанию автомобильной дороги, оценивают состояние
покрытия в баллах (табл. 6.1). Для этого выполняют работы по визуальному
осмотру состояния исследуемого участка автомобильной дороги.
В процессе визуальной оценки состояния покрытия его делят на
однотипные участки длиной от 100 до 1000 м, границы которых назначают
по однотипным или близким дефектам. Расстояния устанавливают по
спидометру автомобиля или датчику пройденного пути.
Внутри каждого участка назначают частные микроучастки
протяжённостью 20-50 м с практически одинаковым состоянием дорожной
одежды (с однотипными видами дефектов).
50
Таблица 6.1
Виды дефекта и соответствующий ему балл, учитывающий состояние
покрытия и прочность дорожной одежды
Вид дефекта
Оценка
в баллах
Без дефектов или с поперечными одиночными трещинами на расстоянии более 40 м друг от друга
(для переходных покрытий отсутствие дефектов)
5,0
Поперечные одиночные трещины (для переходных покрытий отдельные выбоины) на расстоянии 20-40 м
между трещинами
4,8-5,0
То же, на расстоянии 10-20 м
Поперечные редкие трещины (для переходных покрытий
выбоины) на расстоянии 8-10 м
То же, 6-8 м
То же, 4-6 м
Поперечные частые трещины на расстоянии
между соседними трещинами 3-4 м
То же, 2-3 м
То же, 1-2 м
Продольная центральная
трещина
Продольные боковые трещины
Одиночная сетка трещин на площади до 10 м2
с крупными ячейками (сторона ячейки более 0,5 м)
Одиночная сетка трещин на площади до 10 м2
с мелкими ячейками (сторона ячейки менее 0,5 м)
Густая сетка трещин на площади до 10 м2
Сетка трещин на площади более 10 м2 при относительной
площади, занимаемой сеткой, 10-30 %
То же, 30-60 %
То же, 60-90 %
Колейность при средней глубине колеи до 10 мм
То же, 10-20 мм
То же, 20-30 мм
То же, 30-40 мм
То же, 40-50 мм
4,5-4,8
4,0-4,5
3,8-4,0
(3,0-4,0)1
3,5-3,8
(2,0-3,0)1
3,0-3,5
2,8-3,0
2,5-2,8
4,5
3,5
3,0
2,5
2,0
2,0-2,5
1,8-2,0
1,5-1,8
5,0
4,0-5,0
3,0-4,0
2,5-3,0
2,0-2,5
51
Вид дефекта
Окончание табл. 6.1
Оценка
в баллах
1,5
То же, более 70 мм
Просадки (пучины) при относительной площади
просадок 10-20 %
То же, 20-50 %
То же, более 50 %
Проломы дорожной одежды (вскрывшиеся пучины)
при относительной площади, занимаемой проломами,
5-10 %
Проломы дорожной одежды (вскрывшиеся пучины)
при относительной площади, занимаемой проломами,
10-30 %
То же, более 30 %
Одиночные выбоины на покрытиях, содержащих органическое вяжущее (расстояние между выбоинами более 20 м)
Отдельные выбоины на покрытиях, содержащих органическое вяжущее (расстояние между выбоинами 10-20 м)
Редкие выбоины в тех же случаях (расстояние 4-10 м)
Частые выбоины в тех же случаях (расстояние 1-4 м)
Карты заделанных выбоин, залитые трещины
Поперечные волны, сдвиги
Шелушение, выкрашивание2
Разрушение поперечных и продольных швов3
Ступеньки в швах3
Перекос плит3
Скол углов плит3
1,0-1,5
0,8-1,0
0,5
1,0-1,5
0,8-1,0
0,5-0,8
4,0-5,0
3,0-4,0
2,5-3,0
2,0-2,5
3,0
2,0-3,0
-
Примечание:1дорожные одежды переходного типа; 2на прочность нежестких одежд влияет мало; 3характерно для цементобетонных покрытий.
На каждом однотипном участке в камеральных условиях вычисляют
средневзвешенный балл БСР:
n
Б СР 
Б
i 1
i
 li

n
l
i 1
i
Б1  l1  Б 2  l 2  ...  Б n  l n
,
l1  l 2  ...  l n
(6.1)
где Бi - соответствующий балл (см. табл. 6.1);
li - протяжённость частных микроучастков i с практически одинаковым состоянием дорожной одежды в баллах;
52
n - количество частных микроучастков в составе однотипного участка.
По величине среднего балла устанавливают целесообразность проведения оценки прочности дорожной одежды и детальных обследований состояния дорожной конструкции на соответствующих однотипных участках:
для дорог I категории – БСР 3,5;
для дорог II категории – БСР 3,0;
для дорог III и IV категории – БСР 2,5.
На участках, где по результатам визуальных наблюдений установлена
необходимость детального обследования, выполняют инструментальную
оценку прочности дорожных одежд. При невозможности проведения инструментальной оценки фактический модуль упругости Еф можно определить:
Еф =
(
Еобщ.Кпр,
(6.2)
где Кпр – коэффициент прочности дорожной конструкции, определяемый
по величине среднего балла БСР согласно табл. 6.2.
Еобщ – минимальный требуемый модуль упругости, устанавливаемый
для суммарного расчётного количества приложений нагрузки с
момента строительства дорожной одежды или её усиления до
момента испытаний, МПа (табл. 6.3).
Таблица 6.2
Значения коэффициента прочности дорожных одежд
в зависимости от среднего балла
Значения среднего балла БСР
Величина
коэффициента прочности Кпр
5,0
4,5
4,0
3,5
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
1,0
0,95
0,90
0,85
0,80
0,75
0,70
0,65
0,60
53
Таблица 6.3
Минимальный требуемый модуль упругости дорожных одежд
Категория
дороги
Минимальный требуемый модуль
Суммарное миниупругости дорожных одежд, МПа
мально расчётное
число приложений
нагрузки на наикапитальные облегчённые переходные
более нагруженную полосу
I
750000
230
-
-
II
500000
220
210
-
III
375000
200
200
-
IV
110000
-
150
100
V
40000
-
100
50
При необходимости фрезерования существующего покрытия перед
усилением величину фактического модуля упругости снижают с учётом
величины фрезеруемого слоя. Полученные данные обследования заносят в
табл. 6.4.
Таблица 6.4
Ведомость результатов определения БСР и КПР
Адрес начала
микроучастка,
км + …
БСР
Предельно
допустимый
балл
Основание инструментальной оценки
КПР
Да/Нет
6.4. Инструментальная оценка
Инструментальную оценку прочности дорожных конструкций выполняют методами статического или динамического (кратковременного) нагружения.
Перед началом обследования определяют характерные участки, на каждом из которых, кроме линейных испытаний, проводят испытания на контрольных точках для приведения разновременных результатов линейных испытаний к сопоставимому виду.
54
За характерный принимают участок, имеющий следующие одинаковые
показатели:
 конструкцию дорожной одежды;
 грунт земляного полотна и тип его поперечного профиля;
 тип местности по условиям увлажнения;
 технологию устройства одежды и характеристики применявшихся при
этом материалов;
 интенсивность движения, приведенная к интенсивности движения расчетного автомобиля;
 состояние покрытия по видам дефектов.
При этом необходимо, чтобы длина характерного участка была не
менее 500 м.
При определении границ характерных участков смежные участки могут быть объединены при прочих равных условиях, если расчетные (проектные) и требуемые модули упругости дорожных конструкций, определенные
по фактической интенсивности расчетного движения, отличаются между собой не более чем на 5 %.
После определения границ характерных участков осуществляют проверку соответствия характерных участков требованиям нормативных документов по возвышению поверхности покрытия над уровнем земли. Расстояние между точками измерений назначают визуально, в зависимости от фактического рельефа местности, высоты насыпи и состояния боковых канав по
глубине.
Если требования нормативных документов соблюдены, переходят к
детальному обследованию дорожной конструкции с целью оценки ее
прочности. При несоблюдении требований осуществляют устройство или
углубление боковых канав и только через 1-1,5 месяца после этих работ
приступают к полевым испытаниям дорожной одежды. Такой перерыв
необходим для перераспределения и стабилизации влажности грунтов
земляного полотна. В отдельных случаях, при соответствующем
обосновании, испытания дорожных одежд могут проводиться до выполнения
мероприятий по обеспечению водоотвода.
В зависимости от сезона и состояния дорожных покрытий полевые испытания проводят в расчетный и нерасчетный периоды года.
На обследуемом участке дороги, не имеющем разделительной полосы,
испытания проводят по одной стороне дороги, имеющей наибольшую степень деформирования поверхности покрытия (rФ). На участках автомобильных дорог, имеющих разделительную полосу, испытания проводят как в
прямом, так и в обратном направлении.
Полевые испытания следует начинать с испытания дорожных конструкций на контрольных точках. На каждом характерном участке выбирают
одну контрольную точку в зоне развития на покрытии прочностных дефектов, характерных для рассматриваемого участка дороги. Если в пределах ха-
55
рактерного участка не имеется явно выраженных трещин, то контрольную
точку выбирают в зоне минимальных высот насыпи. Контрольные точки следует располагать на ближайшей к кромке покрытия полосе наката.
Месторасположение контрольной точки должно быть отмечено на
покрытии яркой водостойкой краской в виде прямоугольника размером 10-20
см, вытянутого в продольном направлении. Координаты привязки указывают
в сводной ведомости.
Контрольные испытания, как правило, осуществляют методом статического нагружения колесом автомобиля. Для испытаний применяют грузовой
двухосный автомобиль, у которого нагрузка на заднее колесо находится в
пределах 30-50 кН с нормативным давлением воздуха в шинах. Шины задних
колес автомобиля должны иметь дорожный или универсальный тип рисунка
протектора с износом, не превышающим допустимые нормы (остаточная высота рисунка протектора должна быть более 1 мм).
Нагрузку на колесо определяют с помощью переносных весов,
обеспечивающих точность взвешивания до 0,5 кН. В случае отсутствия
переносных весов можно определить нагрузку на колесо автомобиля
взвешиванием на стационарных автомобильных весах. При этом автомобиль
заезжает на платформу только задней осью. Искомую нагрузку определяют
делением получаемого результата пополам.
Для измерения упругих прогибов используют приборы статического и
динамического нагружения, обеспечивающие измерение прогибов с точностью не менее ±0,02 мм. Линейные испытания проводят равномерно по полосе наката (1,0-1,5 м от кромки покрытия) на каждом характерном участке
длиной не более 1 км в объеме, указанном в табл. 6.5.
Таблица 6.5
Количество линейных испытаний
в зависимости от расчётного уровня надёжности
Количество измерений
28
20
12
10
Расчетный уровень надежности
дорожной одежды
0,95
0,85-0,94
0,75-0,84
0,5-0,74
Если расчетный уровень надежности обследуемой дорожной одежды
не известен, то на каждом характерном участке проводят 30 испытаний. Точки испытаний, попадающие в зоны пучинообразования, выносят за пределы
этих зон. Места развития пучин обследуют отдельно. Допускается при проведении испытаний характерных участков длиной 1<L3 км проводить испытания 30 равномерно расположенных точек на 600-метровом отрезке, находящемся в любом месте характерного участка.
56
Расчётный уровень надёжности принимают согласно табл. 6.6.
Таблица 6.6
Сроки службы нежёстких дорожных одежд и уровни их надёжности
Категория
дороги
I
II
III
IV
V
Тип дорожной
одежды
капитальный
капитальный
капитальный
облегчённый
капитальный
облегчённыйпереходный
облегчённый
переходный
Сроки службы нежёстких дорожных одежд (То)
и уровни их надёжности (Кн) для дорожноклиматических зон
I-II
III
IV-V
То
То
То
Кн
Кн
Кн
(лет)
(лет)
(лет)
18
0,90
19
0,88
20
0,86
15
0,89
16
0,87
16
0,85
15
0,87
16
0,85
16
0,83
13
0,84
14
0,82
15
0,80
15
0,82
16
0,80
16
0,78
10
0,83
11
0,81
12
0,80
8
0,82
9
0,80
9
0,77
10
0,80
11
0,78
12
0,75
8
0,65
9
0,60
9
0,58
Для определения фактического прогиба дорожной конструкции (lФ), соответствующего допускаемому проценту деформированной поверхности покрытия, результаты линейных испытаний обрабатывают в следующей последовательности. Прежде всего, для оценки особенностей распределения прогибов на каждом характерном участке назначают величину интервала (разряда) распределения, исходя из точности испытаний ±5 %. Значение середины
интервала  (мм) вычисляется по формуле
  l(
l
 1) ,
100
(6.3)
где l - отклонение величины прогиба от среднеарифметического значения, %.
Исходя из точности полевых испытаний, величину l назначают равной
±10 %, ±20 %, ±30 % и т.д. в зависимости от реальных значений прогибов на
участках. Положительные значения принимают для прогибов, превышающих
по величине среднеарифметическое значение прогибов на участке, отрицательные - для прогибов, меньших среднеарифметического значения;
l - среднее арифметическое значение прогибов на характерном участке, определяется по формуле
n
l  ( li ) / n , мм,
i 1
(6.4)
57
где n - количество испытаний на характерном участке;
li - прогиб дорожной конструкции, измеренный в процессе линейных
испытаний и приведенный к сопоставимому виду, мм.
Результаты линейных испытаний обрабатывают при помощи табл. 6.7.
Определяют интервалы прогибов. Границы интервалов устанавливают
делением суммы смежных значений пополам.
Прогибы, попадающие на границу смежных интервалов, рекомендовано
относить к интервалам меньших прогибов.
После распределения результатов испытаний по разрядам строят кумулятивную кривую (рис. 6.1), по которой решают вопрос о фактическом прогибе конструкции, соответствующем допускаемому проценту деформированной поверхности покрытия lФ. Кумулятивную кривую строят в координатах «накопленная частота - середина интервала». При ее построении следует
усреднять значения накопленных частот смежных интервалов (разрядов).
Таблица 6.7
Ведомость распределения результатов линейных испытаний
Показатели
l, %
, мм
Интервал
прогибов, мм
Распределение
прогибов
по интервалам
Количество
прогибов
в интервале
Частота
прогибов, %
Накопленная
частота , %
Значения
10
-50 -40 -30 -20 -10 l
20
30
40
50
Для определения фактического значения прогиба (lФ) из точки на оси
ординат с допускаемой вероятностью повреждения покрытия ( ri ДОП ) проводят
горизонталь до пересечения с кумулятивной кривой. Из точки пересечения
опускают вертикаль на ось абсцисс, где находят искомое значение (lФ). Величину ( ri ДОП ) определяют по формуле
ri ДОП  1  К Н ,
(6.5)
58
где КН – расчетный (проектный) или нормативный уровень надежности
дорожной одежды.
Нормативный уровень надежности принимают по [1], когда он отличается от проектного уровня надёжности или когда не имеют данных о проектной надежности дорожной одежды.
По величине обратимого прогиба, полученного по результатам линейных испытаний, определяется фактический модуль упругости дорожной конструкции, формулы (6.8) – (6.10).
Рис. 6.1. Общий вид кумулятивной кривой: 1 - уровень, соответствующий
допустимому проценту деформированной поверхности покрытия (rдоп);
2 - кумулятивная кривая;lф - значение фактического прогиба на характерном
участке; , мм, - величина обратимого прогиба, соответствующая середине
интервала;  - накопленная частость, 
При проведении линейных испытаний в нерасчётный период года
предварительно обработанные результаты приводят к требуемому
расчетному состоянию дорожных одежд и земляного полотна. Приведенный
фактический модуль упругости конструкции определяют по формуле
 1 1,5 DК Г
ЕФ*  ЕФЛ 

К
НК
 
 WФЛ
1 
WР


 К Д  К Т , МПа,

(6.6)
59
где EФЛ - фактический модуль упругости дорожной конструкции характерного участка, полученный по результатам испытаний в нерасчетный период года, МПа;
К 
lР
- температурный коэффициент, равный отношению прогиба (lР)
lО
при расчетной температуре покрытия ( t РП ) к прогибу (l0) при температуре, соответствующей периоду проведения испытаний ( tФП ).
Для переходных типов одежд К = 1;
НК - толщина дорожной одежды на контрольной точке, измеренная в
шурфе при определении влажности грунта земляного полотна, см;
D - расчётный диаметр отпечатка колеса, для статического воздействия
- 33 см, а для динамического – 37 см;
КГ - эмпирический коэффициент, зависящий от вида грунта земляного
полотна в месте расположения контрольной точки. КГ = 1,5 - для
супесей легких и песчаных грунтов; КГ = 2,15 - для суглинков, супесей пылеватых и тяжелых пылеватых;
WФЛ - измеренная относительная влажность грунта земляного полотна на
контрольной точке в период проведения испытаний, %;
WР - относительная расчетная влажность грунта земляного полотна, %
(табл. 6.8);
КД - эмпирический коэффициент, зависящий от состояния покрытия в
районе контрольной точки. При наличии сетки трещин КД= 0,90;
при отсутствии – КД = 1,00;
КТ - эмпирический коэффициент приведения дорожной конструкции
к типичному состоянию (табл. 6.9).
Таблица 6.8
Влажность грунта
Тип грунта
в расчётном
году, WР
Супесь лёгкая
песок пылеватый
0,76
Суглинок пылеватый
суглинок лёгкий
глина
0,86
60
Таблица 6.9
Коэффициент приведения дорожной конструкции
к типичному состоянию, КТ
грунт земляного полотна –
грунт земляного полотна –
Тип
супесь легкая и песчаный грунт
суглинки, супеси пылеватые
дорожной
и тяжелые пылеватые
одежды
WФЛ/WР
WФЛ/WР
0,65 0,70 0,75 0,80 0,85 0,9 0,65 0,70 0,75 0,80 0,85 0,90
Капиталь1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,84 1,39 1,23 1,13 1,06 1,00
ный
Облегчен1,62 1,36 1,21 1,12 1,03 1,00 5,00 3,00 1,85 1,50 1,27 1,10
ный
6.5. Измерение прогибомером
Длиннобазовый рычажный прогибомер представляет собой измерительный рычаг, шарнирно закрепленный на опорной части. Рычаг состоит из двух
плеч, соединяющихся между собой. На одном конце рычага закрепляется измерительный штырь на другом - индикатор часового типа, ножка которого
устанавливается на клиновидную опорную подкладку (рис. 6.2).
Рис. 6.2. Общий вид длиннобазового рычажного прогибомера
6.5.1. Подготовка к измерениям
Груженый двухосный автомобиль со статической нагрузкой на заднюю
ось 100 кН располагается на проезжей части по полосам наката (испытания
проводят по правой полосе наката).
Прогибомер устанавливают таким образом, чтобы измерительный щуп
с подпятником располагался строго между скатами сдвоенного правого колеса груженого автомобиля под центром задней оси. На другом конце рычага
под измерительный стержень индикатора часового типа устанавливают клиновидную опорную подкладку (рис. 6.3).
61
Рис. 6.3. Схема длиннобазового рычажного прогибомера модели КП 204:
1 - клиновидная опорная подкладка; 2 - кронштейн; 3 - индикатор; 4 - измерительное плечо рычага; 5 - опорная часть; 6 - закрепительные болты;
7 - ребра жесткости: 8 - грузовое плечо рычага; 9 – колесо автомобиля;
10 - измерительный штырь; 11 - подпятник
6.5.2. Методика проведения измерений
Автомобиль остается на точке до тех пор, пока отсчет по индикатору i0
не будет изменяться на 0,005 мм за 10 с. Затем автомобиль отъезжает не менее чем на 5 м от прогибомера. Дождавшись пока отсчет на индикаторе i не
будет изменяться в течение 10 с более чем на 0,005 мм, его записывают его в
журнал проведения измерений. Удвоенная разность отсчетов по индикатору
до и после съезда автомобиля соответствует упругому прогибу:
li  2(i  i0 ) , мм.
(6.7)
6.5.3. Обработка результатов измерений
Фактический модуль упругости определяется по формуле
ЕФЛ 
0,36Q
, МПа,
lФ
(6.8)
где Q – нагрузка на колесо используемого автомобиля, может колебаться
от 30 до 50 кН;
lФ – фактический обратимый прогиб, см.
Полученные измерения заносятся в журнал испытаний дорожной конструкции (табл. 6.10).
62
Таблица 6.10
Журнал линейных испытаний
дорожной конструкции
Наименование дороги ______________
Место
испытания
(км+м)
Дата и
время
суток
Температура на
покрытии,
о
С
Состояние покрытия у
точки испытания
Отсчеты
по индикатору
i0
i
Модуль
Про- упругости,
гиб
МПа
li, мм
6.6. Установка УДН
Установка динамического нагружения (УДН) предназначена для измерения модуля упругости дорожной конструкции при передаче кратковременной нагрузки.
Определение модуля упругости с помощью установки УДН заключается
в регистрации амплитуды деформации и определении упругого прогиба слоя
дорожной конструкции от воздействия ударной силы, передаваемой через жесткий штамп при сбрасывании груза, который имитирует проход колеса автомобиля с нагрузкой 50 кН со скоростью 60 км/ч.
Схема УДН приведена на рис. 6.4. Установка состоит из направляющей 1,
груза 2, регистратора прогиба 3, штампа 4, амортизирующего устройства 5.
Рис. 6.4. Принципиальная схема установки динамического нагружения
63
Принцип ее работы заключается в следующем: груз массой М=100 ±5
кг сбрасывается по направляющей с высоты Н=80-100 см на пружину, что
создает кратковременное усилие в течение Т=0,02-0,03 с, которое через штамп
действует на дорожную одежду. Наибольшее динамическое усилие, создаваемое установкой УДН, соответствует нагрузке группы A (Qq = 5·104 H).
6.7. Установка УДН-НК
Особенность УДН-НК - передача усилия от падающего груза массой
250 кг через сдвоенные пневматические колеса, обеспечивающие площадь отпечатка и удельную нагрузку на покрытие эквивалентные отпечатку и нагрузке расчетного автомобиля группы А. Установка (рис. 6.5) состоит из груза 1,
пружины 2, обоймы для крепления колес 3 и пневматических колес 4.
Установка динамического нагружения УДН-НК монтируется сзади кузова автомобиля (рис. 6.6). Для подъема груза используют электродвигатель
мощностью 1 кВт. Регистрацию прогибов осуществляют сейсмоприемником.
Измерительный датчик смонтирован на специальной тележке и находится
между скатами пневматика.
Рис. 6.5. Принципиальная схема установки УДН-НК
Аппаратура для сбора и первичной обработки данных испытаний расположена в кабине водителя. Нагружение дорожной одежды проводят с остановкой лаборатории в каждой точке испытания.
64
Рис. 6.6. Размещение основных приборов и оборудования
в передвижной дорожной лаборатории КП-502 МП:
1 - установка динамического нагружения УДН-НК; 2 - балка для крепления
датчика; 3 - тележка для крепления балки; 4 - бензоэлектрический агрегат;
5 - измерительная система сбора и обработки данных на базе микро-ЭВМ
Максимальная производительность УДН-НК - до 8 км/ч при 20 испытаниях на 1 км. В процессе испытаний и при переездах от точки к точке сдвоенные пневматики находятся в контакте с дорожным покрытием. При длительных переездах установку приподнимают в транспортное положение.
6.8. Установка ДИНА-ЗМ
Установка динамического нагружения ДИНА-ЗМ (рис. 6.7) входит в
состав передвижной лаборатории модели КП-514 МП и служит для определения модуля упругости через измерения упругого прогиба дорожной конструкции.
Рис.6.7. Общий вид установки ДИНА-3М в составе дорожной
лаборатории КП-514 МП
65
ДИНА-ЗМ обычно монтируется на серийных прицепах (рис. 6.8).
Рис. 6.8. Схема установки ДИНА-3М:
прицеп - 1; каркас - 2; направляющие - 3; груз - 4; траверсы с крюком - 5;
штамп - 6; пружины - 7; механизм подхвата груза - 8; лебедки - 9; электродвигатель - 10; редуктор - 11; планки - 12; балки-консоли - 13; преобразователь линейных перемещений (ПЛП) - 14; аккумулятор - 15;
пульт управления - 16; колпак - 17
6.8.1. Подготовка установки к работе
Перед измерением прогиба с помощью установки необходимо провести
следующие работы: проверить давление в шинах прицепа (0,2+0,01 МПа),
расчехлить установку, перевести и закрепить из транспортного положения в
рабочее колпак верхней части установки, подключить питание, концевые
выключатели, измерительную головку к блоку управления, включить
тумблер «Питание», выбрать слабину троса, вращая вручную барабан
лебедки и поднять траверсу в верхнее крайнее положение, расфиксировать
штамп из транспортного положения в рабочее, установить прицеп на
проезжей части дороги так, чтобы центр штампа совпадал с точкой
испытания, с помощью электромотора опустить штамп на проезжую часть,
опустить вручную лебедкой траверсу с крюком, зацепить, приподнять и
расфиксировать груз из транспортного положения, опустить вручную груз на
опоры узла подхвата (6-7 зуб сверху), вывести крюк из зацепления и поднять
с помощью электромотора траверсу до момента входа флажка в прорезь
верхнего концевого индуктивного выключателя, закрепить ПЛП
(преобразователь линейных перемещений) на консольной балке.
66
6.8.2. Производство измерений
Установить ДИНА-3М над точкой проведения измерений. Опустить
штамп на покрытие. Установить реперную балку с датчиком таким образом,
чтобы датчик на 4-5 мм касался покрытия через отверстие в штампе. На
пульте управления нажать кнопку «Уст. 0» и «Запомнить». После чего груз
зацепляется, поднимается и сбрасывается. Показания записываются. После
удара необходимо снова нажать кнопки «Уст. 0» и «Запомнить». На каждой
точке производится 3-4 измерения (рис. 6.9). Под действием пружины и
самой дорожной одежды, которая обладает упругими свойствами, груз
подпрыгивает вверх и подхватывается механизмами подхвата груза. Штамп
поднимается в походное и опускается в рабочее положение траверсой с
крюком.
Далее реперная балка с ПЛП крепится на борт установки, траверса
поднимается в верхнее положение и установка перемещается на следующую
точку измерений.
Рис. 6.9. Удар груза при измерении модуля упругости
6.8.3. Предварительная обработка результатов
В каждой точке вычисляется средний прогиб как среднеарифметическое серии двух или более измерений в ней.
Полученные при этом значения прогиба обрабатываются по следую-
67
щей формуле:
P  D  (1   2 )
Eф 
l
(6.9)
,
где Eф – фактическая прочность дорожной одежды в данной точке, МПа;
Р – удельная нагрузка (0,43 МПа);
D – диаметр штампа (330 мм) ;
 – коэффициент Пуассона (0,3);
l – средний прогиб в данной точке, мм.
Результаты измерений заносятся в журнал производства измерений
(табл. 6.11) с привязкой к местоположению каждой точки испытаний или сохраняются в памяти компьютера дорожной лаборатории. Одновременно для
приведения измеренного модуля упругости к расчетному производится измерение температуры покрытия и отбор грунтов земляного полотна для определения их физико-механических свойств.
Таблица 6.11
Журнал производства измерений модуля упругости дорожной
конструкции
Наименование дороги ______________
Место
испытания
(км+м)
Дата
и время
суток
Температура
на покрытии, оС
Состояние
покрытия
у точки
испытания
Модуль
Прогиб упругости,
МПа
li, мм
При производстве работ необходимо соблюдать правила техники безопасности, следить за правильностью установки дорожных знаков в зоне производства испытаний; личный состав бригад должен быть проинструктирован об особенностях проведения полевых работ. Запрещается производство
работ в темное время суток.
6.9. Метод штамповых испытаний
6.9.1. Устройство установки
При испытании жестким штампом нагрузка на поверхность передается
через круглый жесткий штамп 6 (рис. 6.10). Усилие создается домкратом 4,
упираемым в раму груженого автомобиля 2 или другого транспортного средства, способного обеспечить усилие до 50 кН, измеряемое механическим динамометром 3. Прогиб дорожной конструкции фиксирует индикатор 7, уста-
68
новленный на прогибомере на расстоянии не менее 4D от штампа и колес автомобиля. Если домкрат передает нагрузку на штамп через три опорные
стойки 5, то измерительный стержень прогибомера 1 устанавливается в центре штампа. Если нагрузка передается непосредственно от домкрата, минуя
стойки, то в стенке домкрата устраивается прорезь и стержень прогибомера
устанавливается в нее.
Рис. 6.10. Схема установки при испытании дорожной конструкции
жестким штампом
6.9.2. Проведение испытаний
Перед началом испытаний автомобиль устанавливают на опоры (при
их наличии), которые подставляют под раму недалеко от задних колес таким
образом, чтобы расстояние между опорами и жестким штампом было не менее 1,5 м. Штамп (рис. 6.11) устанавливают на испытуемый слой после тщательного выравнивания его поверхности с помощью тонкого слоя песка (1-5 мм). Затем производят нагружение штампа и выдерживают под максимальной нагрузкой в течение 2 минут с последующей разгрузкой. Производят проверку
устойчивости жесткой системы, для чего осуществляют легкие постукивания
металлическим предметом по швеллеру прогибомера или по опорной балке.
При этом стрелка индикатора должна слегка покачиваться, но оставаться на
том же месте. Испытания проводят ступенчатым нагружением (3-5 ступеней)
до достижения расчетного значения: 0,5 МПа на поверхности покрытия или
основания (рис. 6.12); 0,2 МПа - на подстилающем слое и песках; 0,5-1 МПа на связных грунтах земляного полотна (большее значение - при влажности
грунта менее 0,7 WT).
69
Рис. 6.11. Установка жесткого штампа под раму автомобиля
Время нагружения от одной ступени до другой составляет 10-20 с. На
каждой ступени выдерживается пауза в течение 30 с. Разгрузка осуществляется также ступенчато с выдерживанием тех же временных параметров. Отсчеты по индикатору снимают на каждой ступени (при нагружении и разгрузке) после истечения временной паузы (рис. 6.13).
Рис. 6.12. Задание расчетной величины нагрузки
70
Перед снятием отсчетов легко постукивают по швеллеру прогибомера
или опорной балке.
Рис. 6.13. Снятие отсчетов по индикатору при производстве измерений
6.9.3. Обработка результатов измерения
Упругую деформацию дорожной конструкции определяют по разности
отсчетов и строят график зависимости упругой деформации от удельной нагрузки. График должен представлять плавную кривую выпуклую вверх для зернистых материалов и вниз - для связных грунтов.
Модуль упругости для слоистой системы, а также для связных грунтов и материалов однородной конструкции определяют по формуле
0,25    p  D  (1   2 )
Eу 
,
l
(6.10)
где р - максимальное (расчетное) давление от штампа;
D - диаметр жесткого штампа;
µ - коэффициент Пуассона (для грунтов земляного полотна µ = 0,35,
для материалов оснований µ = 0,25, для вычисления общего модуля упругости µ = 0,3);
l - упругая деформация, соответствующая данной нагрузке.
Данные проведения измерений модуля упругости сводят в журнал производства измерений (табл. 6.12).
71
Таблица 6.12
Журнал производства измерений модуля упругости
дорожной конструкции
Наименование дороги ______________
Место испытания
(км+м)
Дата
и время
суток
Температура на покрытии,
о
С
Модуль
Состояние Прогиб
покрытия
li, мм упругости,
МПа
у точки испытания
После определения модуля упругости его значение сравнивают с требуемым значением и делают выводы о состоянии испытываемой дорожной
конструкции.
Контрольные вопросы
1. Как производится визуальная оценка дорожного покрытия?
2. Как измерить упругий прогиб дорожной конструкции и определить
ее модуль упругости с помощью прогибомера?
3. Как определить модуль упругости дорожной конструкции с помощью установок типа УДН и УДН-НК?
4. Как определить модуль упругости дорожной конструкции с помощью установки ДИНА-3М?
5. Как определить модуль упругости дорожной конструкции с помощью жесткого штампа?
Литература
1. ОДН 218.1.052-2002 Оценка прочности нежестких дорожных одежд
/Министерство транспорта РФ. Государственная служба дорожного хозяйства России. – М., 2002. – 95 с.
2. Правила диагностики и оценки состояния автомобильных дорог. ОДН
218.0.006.-2002/ Министерство транспорта Российской Федерации. Государственная служба дорожного хозяйства России. – М., 2002. – 140 с.
3. www.rdt.ru
72
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 7
СОВРЕМЕННЫЕ ПРОГРАММНЫЕ СРЕДСТВА ОБРАБОТКИ
И ХРАНЕНИЯ ДАННЫХ ДИАГНОСТИКИ АВТОДОРОГ
7.1. Цель работы
Ознакомление с современными способами обработки и хранения
данных диагностики автомобильных дорог. Работа с программным комплексом АБДД «Дорога» с занесением данных диагностики по участку
дороги.
7.2. Общие сведения
Базы дорожных данных – это системы, в которых аккумулируется
информация о состоянии дороги (ровность, прочность, сцепление, дефекты, обустройство и т.д.). На федеральном уровне используется отраслевой
автоматизированный банк дорожных данных - АБДД «Дорога», в регионах нашли широкое применение системы: «Титул-2005», IndorInfo/Road,
RoadSoft, RoadOffice и другие различные решения.
7.3. Автоматизированный банк дорожных данных АБДД «Дорога»
В настоящее время основным программным продуктом, предназначенным для хранения и обработки данных диагностики федеральных автомобильных дорог, является автоматизированный банк дорожных данных АБДД
«Дорога», разработанный ГП РосдорНИИ. В него внесено более 40 тысяч км
федеральных дорог, срок эксплуатации которых более 10 лет. АБДД «Дорога» состоит из трех основных частей: модуль для ввода и корректировки данных, модуль для работы с прикладными задачами по федеральной сети и
комплекс по определению потребности в дорожных работах "Ремонт". АБДД
содержит данные диагностики по 400 параметрам дорожной сети. Ввод данных в базу данных (БД) может осуществляться как в ручном режиме, так и
автоматически из передвижных лабораторий. На сложных развязках и при
раздельном трассировании каждый отрезок дороги вводится как отдельная
дорога. АБДД «Дорога» может решать задачи по оценке технического состояния: по участку дороги, по организации, по региону и по сети в целом.
АБДД «Дорога» определяет наличие аварийных участков дорог, поиск по
группе параметров, определение потребности в дорожных работах. Обработанные данные диагностики могут быть представлены в графическом виде:
план-схемы дороги, поперечного разреза дороги, графиков по ровности,
прочности и коэффициенту сцепления. Все данные обследования привязываются к километровым столбам.
73
7.3.1. Порядок работы и обработки данных
Чтобы занести или откорректировать данные по дороге необходимо в
меню программы выбрать вкладку "По дороге" – далее "Ввод/корректировка
данных" и позиция "Ведомости" (рис. 7.1). Затем необходимо выбрать дорогу, нажав на кнопку "Выбор дороги". При показе списка к названию дороги
прибавляется код, начало и конец дороги и вводится дата обследования. После этого данные диагностики можно заносить в ведомости в произвольном
порядке по 4 группам (табл. 7.1).
Рис 7.1. Вид меню ввода и корректировки данных АБДД «Дорога»
74
Таблица 7.1
Перечень параметров занесения данных в АБДД «Дорога»
Дорожная одежда
Водоотвод
Выбоины и трещины
Дефекты цементобетона
Дорожная одежда
Земляное полотно
Коэффициент сцепления
Показатель ровности
Состояние покрытия
Водоотвод
Геометрия
Ограничение видимости
Радиусы кривых в плане
Укрепление обочин (слева)
Укрепление обочин (справа)
Примыкания и пересечения
Пересечения в разных уровнях
Продольный уклон
Проезжая часть
Тротуары
Общие данные
Границы областей
ДТП
Дорожно-климатическая зона
Застройка
Интенсивность движения
Категория дороги
Реконструкция
Произведенный ремонт
Участки дорог в населенном пункте
Подразделения
Репер
Инженерное оборудование
и обустройство
АЗС
Автобусные остановки
Автовокзалы
Вызывная связь
ДПС, ПВК, ПАУИД, метеостанции
Дорожные здания
Дорожные знаки
Искусственные сооружения
Кемпинги
Коммуникации
Лесополосы (слева)
Лесополосы (справа)
Объекты сервиса
Ограждения
Освещение
Площадки отдыха
Подземные тоннели
Пункты медпомощи
Пункты питания
Разметка
Расстояние между КМ столбами
Сигнальные столбики
Снегозащитные сооружения
Станции ТО
Трубы
75
7.3.2. Графическое представление данных
В программном комплексе АБДД «Дорога» имеется возможность визуализации внесенных данных диагностики в целях их последующего анализа
(рис. 7.2). Для этого необходимо выбрать требуемую дорогу, на ней указать
участок графического представления данных – это может быть как вся дорога,
так и участок по ДРСУ или произвольный участок с указанием километров.
Рис. 7.2. Вид меню графического представления данных в АБДД «Дорога»
Программный комплекс позволяет выводить графики (рис. 7.3) как отдельно, так и производить их комбинацию.
Программный комплекс АБДД «Дорога» имеет возможность построения линейной схемы дороги. С помощью этой опции можно просмотреть
информацию по участкам дороги по 1 или 3 километрам на странице.
Конечным результатом работы АБДД «Дорога» является расчет показателей Крс, определение комплексного показателя КПд и обобщенного показателя качества Пд.
76
Рис. 7.3. Вид графика ровности покрытия в АБДД «Дорога»
7.4. Программный комплекс «Титул-2005»
Программный комплекс по управлению состоянием автомобильных
дорог и искусственных сооружений «Титул-2005» предназначен для ведения
банка дорожных данных по автодорогам федерального, регионального или
муниципального значения. Кроме того, на его основе можно решать инженерно-технические и управленческие задачи. Он может использоваться для
территориальных и федеральных органов управления, в проектных организациях и организациях, выполняющих работы по диагностике и паспортизации
автодорог и мостов.
«Титул-2005» построен на архитектуре «Клиент-Сервер» и работает
под управлением СУБД MS SQL Server 2000/2005, что позволяет централизованно хранить данные и обеспечивать многопользовательский доступ к
информации. С помощью системы разграничения прав доступа к данным
обеспечена защита информации от несанкционированного доступа.
Инструменты администрирования позволяют управлять справочниками
данных, переносить информацию из дорожных лабораторий, работать с временными срезами, восстанавливать ошибочно удаленные объекты, производить коррекцию участков дорог, осуществлять привязку дорожных объектов
к электронной карте.
77
Состав комплекса:
Программный комплекс «Титул-2005» состоит из 11 основных приложений и 9 дополнительных задач:
1. Программы по вводу, редактированию и просмотру данных:
 «Титул-администратор»;
 «Титул-пользователь»;
 «Титул-оператор»;
 «Видеобанк а/д».
2. Программы для решения инженерно-технических задач:
 Проектирование схем дислокации ТС ОДД;
 Учет и паспортизация автомобильных дорог;
 Расчет объемов выравнивающего слоя;
 Построение линейного графика а/д.
3. Программы для решения управленческих задач:
 «Титул-Эксперт»;
 Назначение видов ремонтных работ;
 Учет и анализ ДТП.
Основой комплекса является банк дорожных данных (БДД), в который
входят следующие программы: «Титул-оператор» - программа для ввода и
редактирования данных; «Титул-пользователь» - программа для просмотра
данных, создания базовых отчетных ведомостей по всем таблицам, упрощенной работы с сетью дорог, экспорта таблиц в файлы программ сторонних
производителей; «Титул-администратор» - ПО для управления и администрирования банка дорожных данных «Титул-2005» (рис. 7.4). Для решения
инженерно-технических и управленческих задач используется дополнительное программное обеспечение, однако для его функционирования обязательно требуется базовое ПО - БДД «Титул-2005».
Особенностью программного комплекса является возможность осуществлять перенос данных диагностики в отраслевой банк данных АБДД «Дорога», «Паспорт», ПИК «Дорога-99/2007» и в другие системы.
Отличительной особенностью «Титул-2005» является анализ по годам
обследований транспортно-эксплуатационных характеристик автомобильных
дорог: ровности покрытия, коэффициента сцепления, интенсивности и состава движения и т.д. Возможно отображение результатов в виде графиков или
гистограмм, а также в табличном виде. При формировании отчетных документов производится выделение наилучших и наихудших параметров по годам обследований.
78
Рис.7.4. Основные программные средства комплекса
В программном комплексе реализована система проверок, которая позволяет уменьшить количество ошибок на этапе проведения камеральных работ и ввода данных в АБДД «Титул-2005» и повысить качество и достоверность информации в банке данных. Результаты проверок фиксируются в
журнале программы «Титул-администратор».
В «Титул-2005» имеется более 200 алгоритмов анализа данных, которые подразделяются на 3 основных категории: проверка наличия необходимой информации, проверка целостности данных, комплексная проверка зависимости данных между собой (например, длина трубы должна быть равна
ширине нижней кромки земляного полотна). В программе «Титул-оператор»
тестирование осуществляется по текущей таблице или ее отдельным записям,
а в программах «Титул-эксперт» и «Титул-администратор» - в целом по дороге или выбранной сети дорог. Возможности программы предусматривают
создание собственных и редактирование уже существующих сценариев проверок. В отличие от других баз данных АБДД «Титул-2005» является комплексным решением задач хранения и обработки информации, как по автодорогам, так и по мостовым сооружениям. Банк данных объединяет в себе
информацию более чем по шестистам параметрам автомобильных дорог и
искусственных сооружений. В программном комплексе «Титул-2005» используется разделение данных по годам, что позволяет создавать многолетний архив и решать на его основе статистические, аналитические и другие
79
задачи. Данные могут быть представлены как в табличном виде, так и в виде
графиков, гистограмм (рис. 7.5).
Рис. 7.5. Графическое представление данных в «Титул-2005»
Автомобильная дорога может иметь достаточно разветвленную структуру, состоящую из основного полотна и дополнительных элементов, входящих в её титул. АБДД «Титул-2005» позволяет хранить информацию об автодороге в виде иерархического списка: основное полотно автодороги, подъезды, обходы, раздельное земляное полотно. Для оперативного выбора требуемой дороги из списка предусмотрены специальные инструменты: поиск
по коду и названию дороги; фильтрация - по фрагменту названия, первым
символам кода, административному значению; сортировка - по коду и названию дороги, начальному и конечному местоположению. В автоматизированном банке дорожных данных совместно с числовой информацией по каждому объекту автодороги могут храниться фото- и видеоданные (рис. 7.6), схемы и чертежи, картографическая информация. Программа «Линейный график ТЭС АД» позволяет производить автоматический расчет основных
транспортно-эксплуатационных показателей автомобильной дороги: частных
коэффициентов обеспеченности расчетной скорости, комплексного показателя, показателя инженерного оборудования и обустройства, показателя качества на основе правил диагностики и оценки состояния автодорог. Программа предназначена для повышения производительности и качества камеральной обработки данных при выполнении работ по диагностике и паспортизации автомобильных дорог.
80
Рис. 7.6. Хранение данных о состоянии трубы в «Титул-2005»
С помощью программы можно оперативно провести вычисления коэффициентов обеспеченности расчетной скорости и, избегая ручного труда,
сформировать линейный график транспортно-эксплуатационного состояния
автодороги или линейный график паспорта дороги.
Контрольные вопросы
1. Какие основные программные средства существуют для хранения и обработки данных диагностики автодорог?
2. Какой порядок работы с программным комплексом АБДД «Дорога»?
3. Какие базы диагностики необходимо заносить в АБДД «Дорога»?
4. Как графически представляются данные диагностики в АБДД «Дорога»?
5. Программный комплекс «Титул», его основные программные средства.
Литература
1. Правила диагностики и оценки состояния автомобильных дорог. ОДН
218.0.006.-2002/ Министерство транспорта Российской Федерации. Государственная служба дорожного хозяйства России. – М., 2002. – 140 с.
2. www.titul2005.ru
81
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 8
ОЦЕНКА ТРАНСПОРТНО-ЭКСПЛУАТАЦИОННОГО СОСТОЯНИЯ
АВТОМОБИЛЬНОЙ ДОРОГИ
8.1. Цель работы
Ознакомление с методикой оценки транспортно-эксплуатационного состояния автомобильной дороги и построение графика транспортноэксплуатационного состояния дороги по данным, выданным преподавателем.
8.2. Общие сведения
Оценку транспортно-эксплуатационного состояния дороги осуществляют по степени соответствия нормативным требованиям основных
транспортно-эксплуатационных показателей дороги, которые приняты за
ее потребительские свойства. К ним относятся: обеспеченная дорогой
скорость, непрерывность, удобство и безопасность движения, пропускная
способность, способность пропускать автомобили и автопоезда с осевой
нагрузкой и общей массой, установленной для соответствующих категорий дорог. Интегральным показателем, наиболее полно отражающим все
основные транспортно-эксплуатационные показатели, принята скорость
движения, выраженная через коэффициент обеспеченности расчетной
скорости. Потребительские свойства дороги или ее транспортноэксплуатационные показатели обеспечиваются параметрами плана, продольного и поперечного профилей, прочностью дорожной одежды, ровностью и сцепными качествами покрытия, состоянием искусственных сооружений, инженерным оборудованием и обустройством, уровнем содержания дороги. Оценку потребительских свойств дороги выполняют применительно к работе дороги и ее состоянию в расчетный по условиям
движения автомобилей осенне-весенний период года с влажной или мокрой поверхностью, когда все достоинства и недостатки дороги проявляются наиболее полно. В сухое теплое время года при благоприятных условиях погоды фактические транспортно-эксплуатационные показатели
могут быть выше, чем в осенне-весенний период. Поэтому результаты обследований, выполненных в сухое теплое время года, приводятся к расчетным осенне-весенним условиям работы дороги.
8.3. Определение обобщенного показателя качества
и состояния дороги
Конечным результатом оценки является обобщенный показатель качества и состояния дороги - ПД, включающий в себя комплексный показа-
82
тель транспортно-эксплуатационного состояния дороги - КПД, показатель
инженерного оборудования и обустройства - КОБ и показатель уровня
эксплуатационного содержания - КЭ :
П Д  КП Д  К ОБ  К Э .
(8.1)
Показатели ПД, КПД, КОБ, КЭ являются критериями оценки качества
и состояния дороги. Их нормативные значения для каждой категории
принимают в соответствии с действующими нормативно-техническими
документами. Нормативные значения комплексного показателя транспортно-эксплуатационного состояния дорог (КПН) соответствуют требованиям действующих нормативных документов. В неблагоприятных условиях погоды осенне-весеннего периода года допускается снижение требований к показателю транспортно-эксплуатационного состояния дороги
(КПД), но не более чем на 25 %. Эти значения принимают в качестве предельно допустимых КПП. Фактические значения КПД могут колебаться от
0,15 до 1,25 и более (табл. 8.1).
Таблица 8.1
Нормативные значения КПН (числитель)
и предельно допустимые значения КПП (знаменатель)
комплексного показателя транспортно-эксплуатационного состояния
дорог
Основная
На трудных участках
Категория
расчетная
На основном
местности
дороги
скорость,
протяжении
пересеченной
горной
км/ч
I-а
150
1,25/0,94
1,0/0,75
0,67/0,50
I-б, II
120
1,0/0,75
0,83/0,62
0,5/0,38
III
100
0,83/0,62
0,67/0,50
0,42/0,33
IV
80
0,67/0,50
0,50/0,38
0,33/0,25
V
60
0,5/0,38
0,33/0,25
0,25/0,17
Примечание. Критерии выделения трудных участков пересеченной и
горной местности приняты в соответствии с примечанием 1 к п. 4.1 СНиП 2.05.02-85.
Нормативным считается такое состояние дороги, при котором ее
параметры и характеристики обеспечивают значения комплексного показателя транспортно-эксплуатационного состояния не ниже нормативного
(КПД КПН) в течение всего осенне-весеннего периода.
Допустимым, но требующим улучшения и повышения уровня содержания считается такое состояние дороги, при котором ее параметры и
характеристики обеспечивают значение комплексного показателя транспортно-эксплуатационного состояния в осенне-весенний период ниже
83
нормативного, но не ниже предельно допустимого (КПН > КПД > КПП).
Недопустимым, требующим немедленного ремонта или реконструкции
считается такое состояние дороги, при котором значение комплексного
показателя транспортно-эксплуатационного состояния дороги в осенневесенний период ниже предельно допустимого (КПД < КПП).
За нормативную величину показателя инженерного оборудования и
обустройства принимают КОБ = 1. который обеспечивается наличием основных элементов инженерного оборудования и обустройства дорог: дорожных знаков, ограждений, разметки, примыканий, пересечений автомобильных дорог с автомобильными и железными дорогами, автобусных
остановок и площадок отдыха, тротуаров и пешеходных дорожек в населенных пунктах, освещения, - соответствующих требованиям стандартов
и других нормативных документов. Фактические значения величины КОБ
могут колебаться от 0,9 до 1,0.
За нормативную величину показателя уровня эксплуатационного
содержания принимают КЭ=1,0. Фактические значения величины КЭ могут колебаться от 0,9 до 1,1.
Нормативные и предельно допустимые значения обобщенного показателя качества и состояния дороги принимают равными соответствующим значениям комплексного показателя ТЭС АД, т.е. ПН=КПН и
ПП=КПП. Дорога, находящаяся в эксплуатации, полностью соответствует
требованиям к качеству и состоянию, когда ПД ≥ ПН и находится в допустимом состоянии, когда ПН > ПД ≥ ПД. При других значениях показателей
дорога находится в недопустимом состоянии. В зависимости от целей и
задач оценки она может быть выполнена как по обобщенному показателю
качества и состояния, так и раздельно по комплексному показателю
транспортно-эксплуатационного состояния (КПД), показателю инженерного оборудования и обустройства (КОБ) или по показателю уровня эксплуатационного содержания (КЭ). Значения всех показателей могут быть
определены для участка дороги, для всего протяжения дороги, для сети
дорог, обслуживаемых дорожной организацией, или для сети дорог региона. Оценку качества дороги в момент сдачи в эксплуатацию после
строительства, реконструкции или ремонта выполняют так же, как и эксплуатируемой дороги, по результатам объективной оценки и измерения
фактических параметров и характеристик дороги. Главным этапом оценки
качества и состояния дороги является определение показателя ее технического уровня и эксплуатационного состояния или комплексного показателя транспортно-эксплуатационного состояния (КПД). Он включает в себя оценку геометрических параметров, поперечного профиля, плана и
продольного профиля дороги, состояния покрытия и прочности дорожной
одежды, продольной и поперечной ровности, сцепных качеств покрытий,
состояния обочин, габаритов мостов и путепроводов, интенсивности и состава транспортных потоков, а также безопасности движения.
84
В
основу
методики
комплексной
оценки
транспортноэксплуатационного состояния дороги положен принцип обязательного
соблюдения всех нормативных требований к параметрам и характеристикам, определяющим ее транспортно-эксплуатационные показатели.
Транспортно-эксплуатационное состояние каждого характерного отрезка дороги оценивают итоговым коэффициентом обеспеченности расИТОГ
четной скорости К РСi
, который принимают за комплексный показатель
транспортно-эксплуатационного состояния дороги на данном отрезке:
ИТОГ
КП Дi  К РСi
.
(8.2)
Оценку транспортно-эксплуатационного состояния автомобильной
дороги на момент обследования выполняют по величине комплексного
показателя:
n
КП Д 
K
i 1
ИТОГ
PCi
1i
L
(8.3)
,
ИТОГ
где К РСi - итоговое значение коэффициента обеспеченности расчетной
скорости на каждом участке;
ИТОГ
l - длина участка с итоговым значением К РСi , км;
i
n - число таких участков;
L - общая длина дороги (участка дороги), км.
Для оценки влияния отдельных параметров и характеристик дорог
на комплексный показатель их состояния (КПД) определяют частные коэффициенты обеспеченности расчетной скорости на каждом характерном
участке. Значение итогового коэффициента обеспеченности расчетной
ИТОГ
скорости К РСi
на каждом участке для осенне-весеннего расчетного по
условиям движения периода года принимают равным наименьшему из
всех частных коэффициентов на этом участке:
ИТОГ
min
.
К РСi
 К РСi
(8.4)
Для этого строят линейный график, на который наносят сокращенный продольный профиль и план дороги, основные параметры и характеристики, частные и итоговые значения коэффициента обеспеченности
расчетной скорости, а также линии нормативного и предельно допустимого значения показателей качества и транспортно-эксплуатационного
состояния дороги.
85
Для получения итогового значения коэффициента обеспеченности
расчетной скорости определяют частные коэффициенты, учитывающие
ширину основной укрепленной поверхности (укрепленной поверхности) и
ширину габарита моста - КРС1; ширину и состояние обочин - КРС2; интенсивность и состав движения - КРС3; продольные уклоны и видимость поверхности дороги - КРС4; радиусы кривых в плане и уклон виража - КРС5;
продольную ровность покрытия - КРС6; коэффициент сцепления колеса с
покрытием - КРС7, состояние и прочность дорожной одежды - КРС8; ровность в поперечном направлении (глубину колеи) - КРС9; безопасность
движения - КРС10.
Определение показателя инженерного
оборудования и обустройства
Показатель инженерного оборудования и обустройства дороги КОБ
определяют по величине итогового коэффициента дефектности соответствия инженерного оборудования и обустройства дороги ДИ.О.
Под дефектностью понимают отсутствие, недостаточное количество
или несоответствие нормативным требованиям к параметрам, конструкции, размещению элементов инженерного оборудования и обустройства
дороги.
Показатель инженерного оборудования и обустройства дороги ДИ.О
вычисляют для всей дороги, установленной категории, или каждого участка дороги, состоящего из участков разных категорий.
Итоговый коэффициент дефектности соответствия инженерного
оборудования и обустройства определяют по результатам обследования
дорог по формулам:
1
Д И .О  ( Д Д  Д М ) ,
8
ДМ  ДМ1  ДМ 2  ДМ 3  ДМ 4  ДМ 5  ДМ 6  ДМ 7
(8.5)
,
(8.6)
где ДД - частный коэффициент дефектности соответствия, учитывающий
количество и частоту расположения площадок отдыха и видовых
площадок, функциональное влияние которых распространяется на
значительную протяженность дороги.
Значение ДД вычисляют для всей дороги или для каждого участка
данной категории, если дорога состоит из участков разных категорий.
86
ДМ1 – ДМ7 частные коэффициенты дефектности соответствия элементов инженерного оборудования, функциональное влияние которых
распространяется на локальный отрезок дороги (пересечения и примыкания, въезды и переезды, автобусные остановки, ограждения, тротуары и
пешеходные дорожки в населенных пунктах, дорожная разметка, освещение, дорожные знаки). Их значения вычисляют для каждого километрового участка дороги.
Частный коэффициент ДД определяют по наличию и соответствию
требованиям нормативных документов (п. 10.11 СНиП 2.05.02-85) площадок отдыха, включая видовые площадки, по формуле
ДД 
L  1НП  nП
L
,
(8.7)
где lНП - нормативное расстояние между площадками отдыха, км;
nП - фактическое количество площадок отдыха на данной дороге, соответствующих требованиям;
L - длина дороги или участка дороги, км.
В том случае, когда фактическое количество площадок отдыха,
включая видовые площадки, превышает нормативное, т.е. произведение
lНП· nП >L, принимают значение ДД = 0.
Частный коэффициент ДМ1 определяют по соответствию требованиям п. 5.1-5.18 СНиП 2.05.02-85 параметров пересечений и примыканий
автомобильных дорог в одном и разном уровнях, а также пересечений автомобильных дорог с железными дорогами по формуле
ДМ1 
N  NН
N
,
(8.8)
где N - количество пересечений и примыканий, въездов и переездов на
данном километре дороги;
NН - то же, соответствующих требованиям норм.
Пересечения с улицами и въездами во дворы в населенных пунктах,
а также неорганизованные съезды и переезды в число учитываемых при
оценке не входят. При отсутствии пересечений и примыканий на данном
километре дороги принимают значение ДМ1 = 0.
Частный коэффициент ДМ2 определяют по соответствию требованиям п. 10.8 и 10.9 СНиП 2.05.02-85 параметров автобусных остановок на
данном километре дороги. Вычисления проводят аналогично ДМ1.
87
Частный коэффициент ДМ3 определяют по наличию и соответствию
нормативным требованиям дорожных ограждений на каждом километре
дороги:
ДМ 3 
1Н  1Ф
1Н ,
(8.9)
где lН - требуемая по нормам протяженность ограждений в одну линию на
данном километровом участке дороги, м;
lФ - фактическое протяжение ограждений в одну линию, м.
В том случае, когда фактическое протяжение ограждений больше
требуемого, а также на участках, где по нормам не требуется установка
ограждений, принимают величину ДМ3=0.
Частный коэффициент ДМ4 определяют по наличию и соответствию
нормативным требованиям параметров тротуаров и пешеходных дорожек
вдоль дороги в населенных пунктах. Расчет коэффициента ДМ4 производят так же, как и коэффициента ДМ3.
Частный коэффициент ДМ5 определяют по наличию в однорядном
исчислении и соответствию утвержденной схеме нанесения и нормативным требованиям дорожной разметки. Расчет коэффициента ДМ5 производят так же, как и коэффициента ДМ3.
Частный коэффициент ДМ6 определяют по соответствию нормативным требованиям к размещению и пригодности к работе элементов освещения в однорядном исчислении. Расчет коэффициента ДМ6 производят
так же, как и коэффициента ДМ3.
Частный коэффициент ДМ7 определяют по наличию и соответствию
утвержденной схеме дислокации и нормативным требованиям дорожных
знаков, находящихся в исправном состоянии на каждом километре. При
полной комплектации и рабочем состоянии всех дорожных знаков ДМ7 =
0. При отклонении по количеству или требуемому состоянию до 10 % дорожных знаков принимают ДМ7 = 0,1; 20 % - 0,2.
Итоговый коэффициент дефектности соответствия инженерного
оборудования и обустройства ДИ.О определяют для каждого километра
дороги. Вначале определяют значение коэффициента дефектности площадок отдыха и видовых площадок ДД и принимают его для всей дороги
или участка дороги. К этому значению на каждом километре добавляют
значения дефектности по локальным элементам инженерного оборудования ДМ, и получают итоговое значение коэффициента дефектности инженерного оборудования и обустройства ДИ.О на каждом километре.
88
Значения показателя инженерного оборудования и обустройства дороги (КОБ) на каждом километре принимают в зависимости от величины
ДИ.О в соответствии с табл. 8.2 и заносят в линейный график оценки качества автомобильной дороги.
Таблица 8.2
Значения показателя инженерного оборудования и обустройства
Коэффициент
дефектности
соответствия
ДИ.О
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Значение показателя инженерного оборудования
и обустройства КОБ для категорий дорог
I-А, I-Б, II
III
IV - V
1,00
0,99
0,98
0,97
0,96
0,95
0,94
0,93
0,92
0,91
0,90
1,00
0,99
0,98
0,98
0,97
0,96
0,96
0,95
0,94
0,94
0,93
1,00
1,0
0,99
0,98
0,98
0,97
0,97
0,96
0,96
0,95
0,95
Определение показателя уровня эксплуатационного
содержания автомобильной дороги
Значение показателя уровня эксплуатационного содержания КЭ вычисляют на основании результатов оценки фактического уровня содержания дороги за последние 9-12 месяцев.
Эту оценку ежемесячно проводит комиссия. Результаты оформляются в виде акта проверки и содержат оценку фактического уровня содержания на каждом участке дороги с разделением на три уровня: "допустимый", "средний", "высокий".
В процессе диагностики необходимо получить у организации, которая содержит дорогу, или у Заказчика копии заполненных и подписанных
актов ежемесячной оценки фактического уровня содержания за предыдущие 9-12 месяцев. Для последующей обработки каждому уровню содержания присваивается балл: допустимый - 3; средний - 4; высокий - 5.
Вводится условно еще один уровень содержания - "ниже допустимого",
которому присваивается балл - 2.
89
5,0
1,10
4,8
1,08
4,6
1,06
4,4
1,04
4,2
1,02
4,0
1,0
3,8
0,98
3,6
0,96
3,4
0,94
3,2
0,92
3,0
0,9
Показатель
Значение
уровня эксплуатацион- оценки соного содер- держания в
баллах, Б
жания КЭ
Значения балльной оценки переводятся в значения уровня эксплуатационного содержания КЭ по табл. 8.3.
Таблица 8.3
Значения показателя уровня содержания
При оценке качества проекта, а также в момент сдачи дороги в эксплуатацию после строительства, реконструкции или ремонта показатель
уровня эксплуатационного содержания КЭ не вычисляют, а принимают
равным единице (КЭ = 1,0).
8.4. Построение графика
транспортно-эксплуатационного состояния дороги
Конечным результатом проведения оценки состояния дороги является построение графика транспортно-эксплуатационного состояния дороги
(ТЭС). В целях точности и быстроты построения графика ТЭС рекомендуется использовать современные графические редакторы, наиболее
удобным инструментом для данных целей является AutoCad. При построении графика ТЭС (рис. 8.1) выносятся исходные данные: категория
дороги; продольные уклоны, ‰; ровность, см/км; тип дорожной одежды;
коэффициент сцепления; модуль упругости и т.д. В соответствующие
графы заносятся значения коэффициентов обеспеченности расчетной скорости КРС1….…КРС10, значения показателя инженерного оборудования и
обустройства КОБ, показателя эксплуатационного содержания КЭ. Значения комплексного показателя транспортно-эксплуатационного состояния
КПН и обобщенного показателя качества КПД строятся в виде графиков их
изменения на соответствующих участках.
90
Частные коэффициенты
обеспеченности
расчетной скорости:
Схематический продольный профиль
Продольные уклоны, ‰
Радиусы кривых в плане меньше нормативных, м
Расстояние видимости, м
Ситуация
Ширина правой обочины, м
Ширина проезжей части, м/кол-во полос/тип покрытия
Ширина левой обочины, м
Оценка уровня эксплуатационного содержания, баллы
Ровность дорожного покрытия, см/км (ПКРС-2У)
Коэффициент сцепления
слева
Ограждения
справа
слева
Освещение
справа
Площадки отдыха (ПО) и видовые площадки (ВП)
Искусственные сооружения и их характеристики
Интенсивность движения, авт./сут (доля груз. и автобусов)
Количество ДТП
ширины основной укрепленной поверхности КРС1
ширины и состояния обочин КРС2
интенсивности и состава движения КРС3
продольного уклона и видимости КРС4
радиуса кривой в плане КРС5
ровности покрытия КРС6
коэффициента сцепления КРС7
прочности дорожной одежды КРС8
параметров колеи КРС9
безопасности движения КРС10
Комплексный показатель транспортно-экспл. состояния КПД
Показатель инженерного оборудования и обустройства КОБ
Показатель уровня эксплуатационного содержания КЭ
Обобщенный показатель качества и состояния ПД
Тип минимального КРС
Километр + метр
График транспортно-эксплуатационного состояния КПДi
График обобщенного показателя качества и состояния ПДi
Рис. 8.1. Исходные данные для построения графика ТЭС
91
Контрольные вопросы
1. Какими параметрами обеспечиваются потребительские свойства
дороги?
2. Как определить комплексный показатель качества дороги КПн?
3. Как определить показатель инженерного оборудования и обустройства?
4. Как определить обобщенный показатель качества дороги КПд?
5. Какие данные необходимо занести на график транспортноэксплуатационного состояния дороги?
Литература
1.
Правила диагностики и оценки состояния автомобильных дорог. ОДН
218.0.006.-2002/ Министерство транспорта Российской Федерации. Государственная служба дорожного хозяйства России. – М., 2002. – 140 с.
92
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 9
МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СВОЙСТВ ТВЕРДЫХ
ПРОТИВОГОЛОЛЕДНЫХ МАТЕРИАЛОВ
(по ОДМ «Методика испытания противогололедных материалов»)
9.1. Цель работы
Ознакомление с классификацией твердых противогололедных материалов и определение их органолептических, физико-химических, технологических и экологических свойств в лабораторных условиях.
9.2. Общие сведения
В соответствии с классификацией к твердым противогололедным материалам относят: фрикционные, комбинированные и химические, выпускаемые промышленностью в твердом виде, свойства которых при входном контроле определяют по соответствующим методикам. Свойства химических
твердых ПГМ определяют по показателям, объединенным в четыре группы.
Органолептические:
- внешний вид (состояние);
- цвет;
- запах.
Физико-химические:
- зерновой состав;
- влажность;
- нерастворимый в воде остаток;
- насыпная плотность;
- температура кристаллизации.
Технологические:
- плавящая способность;
- слеживаемость.
Экологические:
- удельная эффективная активность естественных радионуклидов;
- коррозионная активность на металл;
- показатель агрессивности на цементобетон.
Свойства химических жидких ПГМ определяют по показателям, объединенным в четыре аналогичные группы.
Органолептические:
- внешний вид (состояние);
- цвет;
- запах.
Физико-химические:
- общая минерализация (концентрация);
93
- рН;
- плотность;
- температура кристаллизации.
Технологические:
- плавящая способность.
Экологические:
- удельная эффективная активность естественных радионуклидов;
- коррозионная активность на металл;
- показатель агрессивности на цементобетон.
Свойства комбинированных и фрикционных ПГМ определяют по
следующим показателям:
- зерновой состав (для песка модуль крупности);
- влажность;
- содержание пылевидных и глинистых частиц и глины в комках;
- удельная эффективность естественных радионуклидов.
Кроме того, для фрикционных ПГМ, приготовленных на основе щебня
и шлака, определяют марку по прочности, а для шлака - и количество металлических примесей. В комбинированных ПГМ дополнительно определяют
количество соли в них.
9.3. Отбор и подготовка проб
9.3.1. Отбор проб
Пробы соли отбирают от каждой единицы продукции, включенной в
выборку. Пробы отбирают щупом либо с использованием пробоотборников
любой конструкции, обеспечивающих сохранность гранулометрического состава продукта. Массу проб определяют взвешиванием на лабораторных весах с наибольшим пределом взвешивания 1,0 кг и допускаемой погрешностью взвешивания не более 0,02 г.
Отобранные пробы объединяют, перемешивают и сокращают до получения средней пробы (рис. 9.1).
9.3.1.1. Отбор проб от неупакованного продукта, находящегося в движении
Точечные пробы отбирают из расчета одна проба от 15-20 т продукта
методом полного пересечения струи через равные интервалы времени. Масса
точечной пробы должна быть не менее 0,5 кг.
94
Рис. 9.1. Схема отбора и подготовки проб
9.3.1.2. Отбор проб от неупакованного продукта из судов,
вагонов, автомобилей
Точечные пробы из судов, вагонов отбирают в два этапа по схеме
(рис. 9.2). На первом этапе пробы отбирают после выгрузки продукта у
дверного проема, на втором - после выгрузки половины продукта.
Рис. 9.2. Расположение соли в судне и в вагоне:
АВ - первый этап отбора; СД - второй этап отбора
95
Масса точечной пробы не должна быть менее 0,5 кг. Точечные пробы
из автомобилей отбирают по схеме (рис. 9.3).
Рис. 9.3. Схемы отбора проб (в плане):
а - из автомобиля до 5 т; б - из автомобиля свыше 5 т
Масса точечной пробы должна быть не менее 200 г.
9.3.1.3. Отбор проб от неупакованного продукта на складе.
Из поверхности соли, предварительно очищенной от загрязнений, вырубают полосу сверху вниз по поверхности шириной не менее 0,5 м и глубиной не менее 0,5 м. Полученный продукт смешивают и щупом отбирают пять
точечных проб по схеме конверта. Масса точечной пробы должна быть не
менее 0,5 кг.
9.3.1.4. Отбор проб от упакованного продукта
Точечные пробы отбирают любым средством, обеспечивающим сохранность гранулометрического состава, вводя его на 3/4 высоты упаковки.
9.4. Подготовка средней пробы
Подготовку средней пробы проводят по схеме, приведенной на рис. 9.1.
Из отобранных точечных проб составляют объединенную пробу, которую
после тщательного перемешивания сокращают методом последовательного
квартования. Масса средней пробы должна быть не менее 2,5 кг. Квартование
осуществляют следующим способом. ПГМ насыпают на чистую поверхность
конусом, уплотняют, нажимая пластиной, до 1/4 высоты. Затем двумя взаимно перпендикулярными сечениями делят на четыре части. Для приготовления
средней пробы используют две противолежащие части. Операцию квартования повторяют до тех пор, пока масса средней пробы не составит 2,5 кг.
96
9.4.1. Подготовка аналитической пробы
Аналитическую пробу получают методом квартования пробы, переданной для испытаний в лабораторию. Масса аналитической пробы должна
быть не менее 300г.
9.5. Определение органолептических показателей
9.5.1 Сущность метода
Сущность метода заключается в оценке запаха, цвета и внешнего вида
соли. Оценку осуществляют органолептическим методом.
9.5.2. Приборы и оборудование
 Весы лабораторные 3-го класса точности с наибольшим пределом
взвешивания 1,0 кг и допускаемой погрешностью взвешивания не более 0,02 г;
 часы, обеспечивающие точность измерения ±2 мин;
 термометр ртутный стеклянный лабораторный;
 ступка фарфоровая;
 стаканы стеклянные лабораторные вместимостью 100 см3;
 цилиндр мерный вместимостью 100 см3;
 вода дистиллированная.
9.5.3. Подготовка к испытанию
Помещение, в котором проводят органолептические испытания, а также посуда, используемая при испытаниях, должны быть без посторонних запахов.
9.5.4. Проведение испытания
Запах ПГМ определяют непосредственно после растирания ее в чистой
фарфоровой ступке. Количество ПГМ должно быть не менее 20 г. При температуре окружающего воздуха ниже 15 °С пробу соли перед растиранием
выдерживают в нормальных условиях (при температуре плюс 20 °С) в закрытом сосуде 10 - 15 мин.
Внешний вид и цвет ПГМ определяют следующим образом. 0,5±0,02 кг
пробы неизмельченного ПГМ, рассыпают тонким слоем на чистый лист бумаги или на предварительно очищенную поверхность размером 500x500 мм и
визуально определяют внешний вид (состояние) и цвет. Полученные результаты сводят в табл. 9.1.
97
Таблица 9.1
Номер пробы
Место отбора
и дата
Внешний вид
Цвет
Запах
9.6. Определение зернового состава
Метод основан на количественном определении фракций, полученных
при рассеве ПГМ на ситах, с последующим вычислением массовой доли каждой фракции.
9.6.1. Приборы и оборудование
 Весы лабораторные 3-го класса точности с наибольшим пределом
взвешивания 500 г и допускаемой погрешностью не более 0,02 г;
 шкаф сушильный типа 2В-151 или другого типа, обеспечивающий диапазон температур в рабочей зоне 100 - 200 °С;
 кисть мягкая № 18 и 20;
 шпатель;
 эксикатор;
 набор сит для песка с навесками;
 фарфоровые чашки.
9.6.2. Подготовка к испытанию
Пробу в лаборатории высушивают в сушильном шкафу при температуре 105 – 110 °С до постоянной массы и охлаждают до комнатной температуры. Затем отвешивают навеску соли массой 500 г. Допускается определять
гранулометрический состав соли без предварительного высушивания средней пробы с параллельным определением содержания в ней влаги и последующим пересчетом на сухую массу.
9.6.3. Проведение испытания
Навеску просеивают через набор сит. Просеивание производят механическим или ручным способами. Продолжительность просеивания должна
быть такой, чтобы при контрольном интенсивном встряхивании каждого сита
в течение 1 мин через него проходило не более 0,1% общей массы просеиваемой пробы. При механическом просеивании его продолжительность для
применяемого прибора устанавливают опытным путем. При ручном просеи-
98
вании допускается определять окончание просеивания, интенсивно встряхивая каждое сито над бумагой. Просеивание считается законченным, если при
этом не наблюдается падения частиц ПГМ. Содержимое каждого сита и поддона высыпают в предварительно взвешенные фарфоровые чашки и взвешивают.
9.6.4. Обработка результатов
По результатам просеивания вычисляют частный остаток на каждом
сите ai в процентах по формуле
ai 
mi
 100 % ,
m
(9.1)
где mi - масса остатка на данном сите, г;
m - масса просеивания навески, г.
За результат испытания принимают среднее арифметическое значение
двух параллельных определений, допускаемое расхождение между которыми
не должно превышать 0,1%. Результаты сводят в табл. 9.2.
Таблица 9.2
Номер
пробы
Частный остаток ai, %, на каждом сите n, мм
Место отбора и дата
10
5
2,5
1,25
0,63
0,315
0,16
0,05
9.7. Определение влажности
Метод основан на высушивании взвешенной пробы ПГМ и определении потери массы при высушивании.
9.7.1. Приборы и оборудование
 Шкаф сушильный типа 2В-151 или другого типа, обеспечивающий
диапазон температур в рабочей зоне 100 – 200 °С;
 бюксы стеклянные диаметром 45 - 50 мм, высотой 40 - 50 мм;
 весы лабораторные 2-го класса точности с наибольшим пределом
взвешивания 200 г и допускаемой погрешностью взвешивания не более
0,2 мг;
99
 термометр стеклянный ртутный электроконтактный с ценой деления
шкалы не более 2 °С;
 шпатель, щипцы;
 эксикатор стеклянный.
9.7.2. Проведение испытания
Из аналитической пробы ПГМ в высушенную бюксу берут навеску
массой 10 г и помещают на верхнюю полку сушильного шкафа открытую
бюксу, а крышку от бюксы - на нижнюю полку. Навеску высушивают до постоянной массы при 140 – 150 °С. Первое взвешивание проводят через 1 ч
после помещения навески в шкаф. Каждое последующее - через 0,5 ч. Постоянную массу считают достигнутой, если разница между двумя последующими взвешиваниями не превышает 0,0005 г. По окончании процесса сушки
бюксу с навеской вынимают из шкафа, закрывают крышкой, охлаждают в эксикаторе до комнатной температуры, после чего взвешивают. Проведение
испытаний при определении влажности фрикционных и комбинированных
ПГМ производят при температуре 140 – 150 °С при высушивании.
9.7.3. Обработка результатов
Влажность W в процентах вычисляют по формуле
W 
( m1  m0 )
, m0
(9.2) где m1 - масса навески естественной влажности, г;
m0 - масса высушенной навески с бюксой, г.
Для каждого испытуемого твердого противогололедного материала производят не менее двух определений влажности и берут среднее арифметическое из результатов этих определений, допустимое расхождение между которыми не должно превышать 0,2 %. Полученные результаты сводят в табл. 9.3.
Таблица 9.3
Номер пробы
Место отбора
и дата
m1, г
m0, г
W, %
100
9.8. Определение не растворимого в воде остатка
Метод основан на растворении заданного количества пробы ПГМ в воде, фильтровании полученного раствора, сушке и взвешивании нерастворимого остатка.
9.8.1. Приборы и оборудование
 Весы лабораторные 2-го класса точности с наибольшим пределом
взвешивания 200 г и допускаемой погрешностью взвешивания не более
0,2 мг;
 баня водяная;
 колбы мерные вместимостью 500 см3;
 стаканы стеклянные лабораторные вместимостью 300 см3;
 стекла часовые;
 фильтры беззольные «синяя лента»;
 кислота азотная концентрированная плотностью 1400 кг/м3;
 шкаф сушильный типа 2В-151 или другого типа, обеспечивающий диапазон температур в рабочей зоне 100 – 200 °С;
 термометр стеклянный ртутный электроконтактный по ГОСТ 9871
с ценой деления шкалы не более 2 °С;
 бюксы стеклянные диаметром 45 - 50 мм, высотой 40 - 50 мм;
 вода дистиллированная.
9.8.2. Проведение испытания
От приготовленной аналитической пробы отбирают и взвешивают в
предварительно высушенную и взвешенную бюксу навеску ПГМ массой 10 г,
количественно переносят в стакан вместимостью 300 см3 и добавляют 150 –
200 см3 горячей дистиллированной воды. Полученный раствор накрывают
часовым стеклом и выдерживают на кипящей водяной бане 30 мин. Раствор
охлаждают до температуры 20 – 25 °С и фильтруют в мерную колбу через
беззольный фильтр «синяя лента», предварительно высушенный при температуре 100 – 105 °С, охлажденный в эксикаторе и взвешенный. Осадок на
фильтре промывают горячей водой. Фильтр с нерастворимым остатком переносят в бюксу и высушивают при температуре 100 – 105 °С до постоянной
массы. Первое взвешивание проводят через 1 ч после помещения осадка в
шкаф, последующие - через 0,5 ч. Сушку считают законченной, если разница
между двумя взвешиваниями не превышает 0,0002 г.
101
9.8.3. Обработка результатов
Массовую долю не растворимых в воде веществ (Х2) в процентах, в пересчете на сухое вещество, вычисляют по формуле
X2 
( m1  m 2 )  100  100
,
m  (100  X 1 )
(9.3)
где т - масса навески, г;
т1 - масса бюксы с фильтром и не растворимым в воде остатком, г;
т2 - масса бюксы с фильтром без остатка, г;
Х1 - массовая доля влаги, определенная по п. 9.7.3.
За окончательный результат анализа принимают среднее арифметическое двух параллельных определений, допускаемое расхождение между которыми не должно превышать 0,25%. Результаты испытаний сводят в табл. 9.4
Таблица 9.4
Номер
пробы
Место
отбора и
дата
m, г
т1, г
т2, г
Х1, %
Х2, %
9.9. Определение насыпной плотности
9.9.1. Сущность метода
Насыпную плотность определяют взвешиванием пробы противогололедного материала в мерном сосуде.
9.9.2. Приборы и оборудование
 Весы лабораторные с погрешностью 0,02 г;
 сосуд мерный цилиндрический, покрытый антикоррозийным составом,
вместимостью 1 л (диаметр и высота по ГОСТ 27002);
 линейка металлическая;
 совок пластмассовый;
 сита с круглыми отверстиями диаметром 10 мм;
 воронка для засыпки противогололедного материала в мерный сосуд.
102
9.9.3. Подготовка к испытанию
Навеску материала в количестве 1500 г в состоянии естественной
влажности просеивают через сито с круглыми отверстиями диаметром 10 мм.
9.9.4. Проведение испытания
При определении насыпной плотности в стандартном неуплотненном
состоянии при естественной влажности противогололедный материал насыпают совком в предварительно взвешенный мерный цилиндр с высоты 100
мм над верхним краем до образования конуса. Конус, без уплотнения материала, удаляют вровень с краями сосуда металлической линейкой, после этого сосуд с противогололедным материалом взвешивают. Противогололедный
материал можно насыпать в мерный цилиндр через воронку. Определение
насыпной плотности материала производят два раза, при этом каждый раз
берут новую порцию.
9.9.5. Обработка результатов
Насыпную плотность ρ в г/см3 вычисляют по формуле
(m  m)
 1
,
V
где m - масса пустого мерного сосуда, г;
m1 - масса мерного сосуда с противогололедным материалом, г;
V - объем мерного сосуда, см3.
(9.4) Насыпную плотность противогололедного материала вычисляют как
среднее арифметическое двух результатов испытаний. Результаты испытаний
сводят в табл. 9.5.
Таблица 9.5
Номер
пробы
Место
отбора
и дата
т, г
m1, г
V, см3
 , г/см3
9.10. Определение температуры кристаллизации и точки эвтектики
9.10.1. Сущность метода
Метод испытаний заключается в установлении начала замерзания (образования кристаллов льда) растворов противогололедных материалов раз-
103
личной концентрации и определении эвтектической температуры, которая
выявляет температурный предел возможного взаимодействия ПГМ со снегом
и льдом.
9.10.2. Приборы и оборудование
 Морозильная камера, обеспечивающая достижение температуры до
минус 50 ±5 °С;
 цилиндры емкостью 100 мл;
 термометры, поверенные со шкалой -60 - +20 °С и погрешностью
±1°С;
 весы лабораторные с погрешностью 0,02 г;
 стаканы стеклянные емкостью 100 мл.
9.10.3. Подготовка к испытанию
Из твердых противогололедных материалов, содержащих хлористый
магний и хлористый кальций, ацетаты и др., готовят водные растворы 10, 20
и 30%-й концентрации, а содержащих хлористый натрий - растворы 10 и
20%-й концентрации. При необходимости для полного растворения противогололедного материала допускается подогрев дистиллированной воды. Растворы разливаются в цилиндры емкостью 100 мл. Для каждой концентрации
производят параллельно испытания двух образцов раствора.
9.10.4. Проведение испытания
Цилиндры с растворами противогололедного материала определенной
концентрации помещают в морозильную камеру на специальные стеллажи. В
цилиндры опускают термометры. Камеру закрывают и включают. После установления в закрытой камере температуры -10 ± 1 °С снимают показания
термометров в цилиндрах через каждые 2 °С понижения температуры. Температура, при которой в цилиндре с раствором ПГМ появились кристаллы
льда, принимают за температуру кристаллизации данного раствора. После
испытания цилиндры извлекают из морозильной камеры и оттаивают на воздухе при комнатной температуре. При разности показаний температур более
5 % опыты повторяют. Для определения эвтектической температуры противогололедного материала готовят насыщенный раствор. В этом случае твердый химический противогололедный материал растворяют в воде до тех пор,
пока растворение не прекратится, то есть до достижения состояния насыщения раствора. Эвтектическую температуру замерзания насыщенного раствора
определяют методом, указанным выше.
104
9.10.5. Обработка результатов
За температуру кристаллизации раствора определенной концентрации
принимают самую низкую из двух параллельных испытаний. Точку эвтектики для насыщенного раствора устанавливают по самой низкой температуре,
при которой раствор полностью замерзает, образуя твердую фазу изо льда и
выкристаллизовавшейся из раствора соли. Полученные результаты сводятся
в табл. 9.6.
Таблица 9.6
Номер пробы
Место отбора
и дата
Температура
кристаллизации,
0
С
Точка
эвтектики
0
С
1
2
9.11. Определение плавящей способности
9.11.1. Сущность метода
Плавящую способность определяют по изменению массы льда до и после обработки его противогололедным материалом в определенный промежуток времени при заданной температуре. Плавящую способность твердого
противогололедного материала в зависимости от его химического состава устанавливают при трех температурных режимах:
0 - -4 °С;
8 - -12 °С;
16 - -20 °С.
Максимальное количество расплавленного льда при определенном
температурном режиме получают при продолжительности испытания, равной 2 ч.
9.11.2. Приборы и оборудование
 Весы лабораторные с погрешностью 0,02 г;
 сушильный шкаф;
 морозильная камера, обеспечивающая достижение температуры минус
22±2 °С и поддерживающая ее с точностью ±2 °С;
105






холодильная камера, обеспечивающая достижение температуры
до минус 20±1°С;
песчаная баня;
стандартное сито с круглыми отверстиями диаметром 5 мм;
стеклянные бюксы с крышками;
металлические цилиндрические чаши с плоским дном внутренним
диаметром 100±1 мм и высотой 10±5 мм, толщиной стенок 1±0,1 мм из
коррозионностойкого материала, не теряющие форму и качество при
отрицательных температурах воздуха.
9.11.3. Подготовка к испытанию
Для приготовления льда в чаши заливают дистиллированную воду в
количестве 65 ± 5 мл и устанавливают в холодильную камеру на ровную плоскую поверхность. Когда лед полностью образовался, для выравнивания ледяной поверхности применяют алюминиевый диск с размерами: диаметр
95±3 мм, толщина 10±2 мм. Плавление льда осуществляется путем вращения
диска по поверхности льда без специального его нагревания. Количество образовавшейся воды должно быть достаточно для выравнивания поверхности.
Затем чашу вновь помещают в холодильную камеру и поверхность воды повторно замораживают. Толщина льда в чаше должна быть не менее 5±1 мм.
Пробу противогололедного материала просеивают через сито с круглыми отверстиями диаметром 5 мм и высушивают. В стеклянные бюксы отвешивают
предварительно высушенную навеску массой 2±0,02 г. Бюксы закрывают
крышкой и хранят в эксикаторе с водопоглотителем до испытания.
9.11.4. Проведение испытания
В морозильную камеру при заданной температуре устанавливают предварительно взвешенные чаши со льдом, обработанным ПГМ (2 г). Расстояние
между чашами в морозильной камере должно быть не менее 1/2 диаметра
чаши. Допускается испытание при одном режиме нескольких чашек с различными противогололедными материалами. Для определения максимального количества расплавленного льда противогололедным материалом (плавящая способность) время испытания принимают равным 2 ч. Затем чаши с
рассолом помещают на песчаную баню для выпаривания и потом в сушильный шкаф для высушивания при температуре 105 ± 5 °С до сухого остатка.
После высушивания и охлаждения в эксикаторе чаши взвешивают.
9.11.5. Обработка результатов
Плавящую способность ПГМ или количество расплавленного льда М (г)
одним граммом противогололедного материала вычисляют по формуле
106
M 
m1  m 2  m p
,
(9.5) mp
где m1 - масса чаши со льдом до обработки противогололедным материалом, г;
m2 - масса чаши после испытания с остатками нерасплавленного льда и
ПГМ, г;
mр - количество используемого противогололедного материала, г.
Результаты округляют до первого десятичного знака после запятой и
заносят в табл. 9.7.
Таблица 9.7
Номер пробы
Место отбора
и дата
m1, г
m2, г
mр, г
M, г
9.12. Определение содержания ПГМ в пескосоляной смеси
9.12.1. Сущность метода
Содержание ПГМ определяют по сухому остатку, который остается
при выпаривании водной вытяжки из ПСС.
9.12.2. Оборудование и материалы










Весы с точностью до 0,01 г;
шкаф сушильный;
песчаная баня;
колбы вместимостью 500 мл;
фарфоровые стаканы вместимостью 500 мл;
фильтры бумажные;
сито с сеткой № 5 (ГОСТ 6613-86);
эксикатор;
стеклянные бюксы вместимостью 10 - 50 мл с крышками;
вода дистиллированная.
9.12.3. Подготовка к испытанию
Лабораторную пробу ПСС в количестве 200 г просеивают через сито № 5
и высушивают до постоянной массы. Отбирают аналитическую пробу в виде
двух навесок по 50 г. Подогревают дистиллированную воду до кипения.
107
9.12.4. Проведение испытания
Навески помещают в фарфоровые стаканы и заливают горячей дистиллированной водой в соотношении 1:10. Выдерживают в течение 2 ч, перемешивая несколько раз. Затем фарфоровый стакан ставят на теплую плитку и
настаивают его содержимое в течение 15 мин при частом помешивании. После этого жидкость сливают через бумажный фильтр в колбу. Замеряют количество жидкости (М1).
Из этой жидкости отбирают пробы для определения сухого остатка.
Для этого в стеклянные, предварительно взвешенные бюксы заливают жидкость в количестве не менее 5 - 10 г и взвешивают. Бюксы с жидкостью помещают на песчаную баню или в сушильный шкаф и выпаривают до появления сухого остатка. При выпаривании следят, чтобы не было кипения и разбрызгивания жидкости. Затем бюксы закрывают крышкой, охлаждают в эксикаторе и взвешивают.
9.12.5. Обработка результатов
Содержание ПГМ в ПСС вычисляют в три этапа. Массовую долю сухого остатка определяют в процентах по формуле
( m2  m 0 )
 100 ,
m1
где m2 - масса бюксы с сухим остатком, г;
m0 - масса бюксы, г;
m1 - масса бюксы с жидкостью, г.
M co 
(9.6) По сухому остатку определяют для всей водной вытяжки количество
ПГМ в граммах по формуле
M ПГМ  М 1  M co ,
(9.7) где М1 - масса водной вытяжки, г;
Mсо - массовая доля сухого остатка, %.
Содержание ПГМ в ПСС определяют в процентах по формуле
M
PПГМ   ПГМ
 PПСС
где МПГМ - масса ПГМ, г;
РПСС - масса навески ПСС, г.

  100 ,

(9.8) 108
За результат испытания принимают среднее арифметическое значение
двух параллельных определений. Полученные результаты сводят в табл. 9.8.
Таблица 9.8
Номер
пробы
Место
отбора
и дата
m2, г
m0, г
m1, г
M co , г
М1, г
МПГМ, г
РПСС, г
Контрольные вопросы
1. По каким показателям определяют химические свойства твердых
противогололедных материалов?
2. Каким образом производится отбор и подготовка проб твердых
противогололедных материалов для испытания?
3. Каким образом определяются органолептические показатели, зерновой состав и влажность твердых противогололедных материалов?
4. Каким образом определяется не растворимый в воде остаток, насыпная плотность, температура кристаллизации и точка эвтектики твердых противогололедных материалов?
5. Каким образом определяется плавящая способность и содержание
твердого противогололедного материала в пескосоляной смеси?
Литература
1. ОДМ «Методика испытания противогололедных материалов»/ Министерство транспорта РФ. Государственная служба дорожного хозяйства (РОСАВТОДОР). – М., 2003.
2. Борисюк, Н.В. Зимнее содержание городских дорог/ Н.В. Борисюк:
учеб. пособие. – М.: Изд-во МАДИ (ГТУ), 2006. – 115 с.
109
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 10
МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СВОЙСТВ ЖИДКИХ
ПРОТИВОГОЛОЛЕДНЫХ МАТЕРИАЛОВ
(по ОДМ «Методика испытания противогололедных материалов»)
10.1. Цель работы
Ознакомление с методами испытаний жидких противогололедных
материалов с целью определения их свойств.
10.2. Общие сведения
Методы испытаний жидких химических противогололедных материалов предназначены для проведения входного контроля на предприятияхпотребителях. При входном контроле на предприятии-потребителе из поступившей партии жидкого ПГМ отбирают пробоотборником пробы из трех
разных по высоте мест: вблизи поверхности продукта, из середины и вблизи
дна. Отобранные пробы наливают в чистую сухую бутыль или банку, тщательно перемешивают и составляют среднюю лабораторную пробу объемом
не менее 3 л. Масса лабораторной пробы должна обеспечивать проведение
всех предусмотренных испытаний.
Для каждого испытания из лабораторной пробы отбирают аналитическую пробу. Из аналитической пробы отбирают количество ПГМ в соответствии с методикой испытаний. Результаты испытаний рассчитывают с точностью до второго знака после запятой.
За результат испытаний принимают среднее арифметическое значение
двух параллельных определений, предусмотренных для соответствующего
метода. Температура воздуха в помещении, в котором проводят испытания,
должна быть 20 ± 3 °С и относительная влажность воздуха 50 ± 15 %.
10.3. Определение рН
10.3.1. Сущность метода
Процессы коррозии металлов в значительной степени зависят от рН
среды. Кислотность и щелочность раствора характеризуются концентрацией
водородных ионов (Н+), но удобнее пользоваться величиной, называемой
водородным показателем рН. Водородный показатель рН равен десятичному
логарифму концентрации ионов водорода (Н+), взятому с обратным знаком,
pH = -lg[H+].
110
При 25 °С в нейтральных растворах концентрация как ионов водорода,
так и гидрооксид-ионов равна 10-7 моль/л, рН = 7. Кислая среда рН < 7, щелочная среда рН > 7.
10.3.2. Приборы и оборудование





Сосуд мерный цилиндрический вместимостью 100 мл;
набор индикаторов;
набор индикаторной бумаги;
капельница;
рН-метр (0¸12 единиц).
10.3.3. Подготовка к испытанию
Водородный показатель рН измеряется различными методами (индикаторами, индикаторной бумагой и рН-метром). Ускоренное определение рН
проводят с помощью специальных реактивов, называемых индикаторами,
окраска которых меняется в зависимости от концентрации ионов водорода.
Свойства некоторых индикаторов приведены в табл. 10.1.
Таблица 10.1
Окраска
в кислой среде
в щелочной среде
Пурпурная
Бесцветная
Индикатор
Интервал pH
перехода окраски
Фенолфталеин
8,2¸10
Лакмус
5¸8
Красная
3,1¸4,4
Оранжевая
4,4¸6,2
Красная
6¸8,4
Желтая
1¸2,8
Красная
3¸5,2
Синефиолетовая
Метиловый
оранжевый
Метиловый
красный
Феноловый
красный
Тимоловый
синий
Конго красный
Синяя
Желтая
Желтая
Красная
Желтая
Красная
Индикаторная бумага (полоска) выпускается готовая к применению для
различных рН от 0 до 12 ед. Более точное определение рН проводят с помощью инструментальных методов (рН-метрии).
111
10.3.4. Проведение испытания
Раствор ПГМ известной концентрации вливают в чистый, сполоснутый
этим раствором цилиндр и опускают в него полоску индикаторной бумаги
(специальные полоски универсальной индикаторной бумаги рН 0-12) или добавляют из капельницы 2 - 3 капли индикатора. Фиксируют изменение окраски полоски бумаги или раствора. Определение рН с помощью индикаторов
осуществляют по табл. 10.1. Изменение окраски индикаторной бумаги приведено обычно на крышке набора этих специальных полосок.
10.3.5. Обработка результатов
Из двух параллельных испытаний устанавливают значение рН (специальные полоски универсальной индикаторной бумаги рН 0-12). Полученные
результаты заносят в табл. 10.2. Данные полученные с помощью капель индикатора заносят в табл. 10.3.
Таблица 10.2
Номер испытания
Тип среды
кислая/ щелочная
Значение pH
Таблица 10.3
Номер испытания
Тип индикатора
Интервал
pH
перехода
окраски
Окраска
Тип среды
кислая/ щелочная
10.4. Определение плотности
10.4.1. Сущность метода
Плотность жидкого ПГМ определяется ареометром.
10.4.2. Приборы и оборудование
 Сосуд мерный цилиндрический вместимостью 100 мл;
 набор ареометров или денсиметров со шкалой от 1,00 до 1,4 г/см3;
 термометр с погрешностью ±1 °С.
112
10.4.3. Подготовка к испытанию
Если проба жидкого ПГМ прозрачна, то можно сразу приступить к
анализу. Если в пробе произошло выпадение солей, их переводят в раствор.
Это достигается нагреванием бутылки с пробой в теплой воде с периодическим взбалтыванием. Плотность определяют при точно измеренной температуре в пределах от 15 до 20 °С.
10.4.4. Проведение испытания
Жидкий ПГМ вливают в чистый, сполоснутый этим раствором цилиндр
и осторожно опускают в него ареометр. Ареометр не должен касаться стенок
сосуда. Отмечают показания на шкале ареометра в точке, соприкасающейся с
поверхностью жидкости в цилиндре. Одновременно измеряют температуру
жидкости.
10.4.5. Обработка результатов
Плотность жидкого ПГМ (г/см3) определяют по среднему показанию
ареометра из двух параллельных испытаний. Результаты сводят в табл. 10.4.
Таблица 10.4
Номер испытания
Плотность  ,
г/см3
Среднее
значение  ,
г/см3
10.5. Определение общей минерализации (концентрации)
10.5.1. Сущность метода
Общую минерализацию жидкого ПГМ определяют по сухому остатку
методом выпаривания.
10.5.2. Приборы и оборудование





Весы аналитические с погрешностью измерения 0,0002 г;
сушильный шкаф;
эксикатор;
песчаная баня;
стеклянные бюксы вместимостью 10 - 50 мл с крышками.
113
10.5.3. Подготовка к испытанию
Стеклянные бюксы промывают дистиллированной водой, высушивают
в течение 30 мин в сушильном шкафу, охлаждают и взвешивают. В стеклянные бюксы заливают жидкий ПГМ в количестве не менее 10 ± 0,1 г и взвешивают.
10.5.4. Проведение испытания
Бюксы с жидким ПГМ помещают на песчаную баню и выпаривают до
появления сухого остатка. При выпаривании следят, чтобы не было кипения
и разбрызгивания исследуемого материала. Затем бюксы обтирают для удаления прилипшего к бюксу песка и сушат в сушильном шкафу при температуре 105±5 °С до постоянной массы (2-3 ч). Бюксы охлаждают в эксикаторе и
взвешивают.
10.5.5. Обработка результатов
Массовую долю сухого остатка Mсо определяют в процентах по формуле
M co 
( m1  m )
m0
 100 ,
(10.1) где m1 - масса бюксы с сухим остатком, г;
m - масса бюксы, г;
m0 - масса исследуемого жидкого ПГМ, г.
10.6. Определение температуры кристаллизации
Определение температуры кристаллизации производят по аналогии с
п. 9.10 лабораторной работы № 9, с той лишь разницей, что для испытания
берут готовый жидкий ПГМ и определяют точку его замерзания.
10.7. Определение плавящей способности
Определение плавящей способности жидких ПГМ (естественной
концентрации, выпускаемой заводом-изготовителем) проводят по аналогии
с п. 9.11 лабораторной работы № 9.
114
10.8. Определение коррозионной активности
противогололедного материала
10.8.1. Сущность метода
За меру агрессивного воздействия противогололедного материала на
металл принята скорость потери массы на единицу площади образца за определенный промежуток времени. Ускорения коррозионного процесса достигают погружением образца металла в раствор противогололедного материала
определенной концентрации с последующим его высушиванием на воздухе и
в сушильном шкафу и выдерживанием в паровоздушной среде 100%-ной
влажности.
10.8.2. Приборы и оборудование





Весы аналитические с погрешностью 0,02 г;
сушильный шкаф;
эксикаторы;
стаканы стеклянные объемом 200-500 мл;
плоские металлические пластины прямоугольной или квадратной формы из стали (марки ст.-3) размером 50x50x0,5 мм или 100x100x1,5 мм.
Допустимая погрешность при изготовлении пластин ±1 мм для ширины
и длины пластины и ±0,1 мм для толщины;
 реактивы: травленая соляная кислота по ГОСТ 3118-77 с ингибитором
уротропином, натрий двууглекислый (сода);
 ацетон.
10.8.3. Подготовка к испытанию
Пластины маркируют путем клеймения. Для этого на углах пластин
сверлят отверстия, в которые затем прикрепляют бирки, при этом кромки образцов и края отверстий не должны иметь заусенец. Металлические пластины обезжиривают спиртом или ацетоном. При этом допускается применять
легкие щетки, кисти, вату, целлюлозу. После обезжиривания пластины берут
только за торцы руками в хлопчатобумажных перчатках или пинцетом.
Перед испытанием замеряют геометрические размеры пластин, вычисляют их площадь (6 поверхностей) и взвешивают на аналитических весах с
погрешностью 0,0002 г. Испытание металлических пластин осуществляют в
растворах ПГМ 5, 10 и 20%-й концентрации.
Количество раствора в испытательной емкости должно быть не менее
3
50 см на 1 см2 поверхности пластины с учетом их полного погружения в
раствор. Расстояние между пластинами и до стенок емкости должно быть не
менее 10 мм.
115
10.8.4. Проведение испытаний
Металлические пластины опускают в коррозионную среду (раствор
ПГМ) на 1 ч. Пластины вынимают из раствора и выдерживают на воздухе 1
ч. Затем высушивают в сушильном шкафу при температуре 60±2 °С в течение 1 ч. Пластины размещают в эксикаторе над водой и выдерживают при закрытой крышке в течение 2 сут. По окончании испытаний пластины промывают струёй дистиллированной воды. Осушают фильтровальной бумагой,
мягкой ветошью. Твердые продукты коррозии удаляют с поверхности пластин химическим методом. Сущность химического метода состоит в растворении продуктов коррозии в растворе определенного состава. Пластины обрабатывают соляной кислотой с добавлением ингибитора уротропина до
полного удаления коррозии. Затем промывают проточной водой, нейтрализуют в растворе двууглекислой соды 5%-й концентрации и обезжиривают
ацетоном. После обработки пластины промывают дистиллированной водой,
осушают фильтровальной бумагой (мягкой ветошью) и помещают в сушильный шкаф с температурой 60 °С на 0,5-1 ч. Перед взвешиванием пластины
выдерживают в эксикаторе с осушителем (СаСl2) 24 ч. Взвешивание производят на аналитических весах.
10.8.5. Обработка результатов
За основной количественный показатель коррозии принимают скорость
потери массы на единицу площади образца. Скорость коррозии (К) вычисляют по формуле
 m  10 4
K
, г/м2·ч,
(10.2)
S t
где  m - потеря массы образца, г;
S - площадь поверхности образца, м2;
t - продолжительность испытания, ч;
Полученные результаты сводят в табл. 10.5.
Таблица 10.5
Номер
испытания
m
S, м2
t, ч
Скорость
коррозии (К),
г/м2·ч.
Средняя
скорость
коррозии
(К), г/м2·ч.
116
10.9. Определение агрессивного воздействия
противогололедных материалов на цементобетон
10.9.1. Сущность метода
Агрессивность жидкого противогололедного материала ПГМ оценивается по степени его влияния на морозостойкость поверхностных слоев бетона. За меру агрессивности воздействия жидкого ПГМ на цементобетон принята способность образцов сохранять состояние (отсутствие трещин, отколов, шелушения поверхности и др.) и массу при многократном переменном
замораживании-оттаивании в растворе ПГМ. Ускорение процесса достигают
понижением температуры замораживания до минус 50±5 °С. За критерий
коррозионной стойкости принимают величину допустимой потери массы испытываемых образцов, приведенную к его объему, в размере 0,07 г/см3
( Dm
д
уд ).
10.9.2. Приборы и оборудование
 Весы аналитические с погрешностью 0,02 г;
 весы лабораторные для гидростатического взвешивания с точностью
0,02 г;
 оборудование для изготовления и хранения бетонных образцовбалочек;
 морозильная камера, обеспечивающая достижение и поддержание температуры до минус 50±5 °С;
 емкости для насыщения и испытания образцов в растворе ПГМ из коррозионностойких материалов;
 ванная для оттаивания образцов, оборудованная устройством для поддержания температуры раствора ПГМ в пределах 18±2 °С.
10.9.3. Подготовка к испытанию
Бетонные образцы для испытания на коррозионную стойкость изготавливают из бетона В30 (М400) с водоцементным отношением В/Ц не более
0,5, подвижностью бетонной смеси П1 по ГОСТ 7473. Для приготовления бетона используют материалы: песок, щебень, цемент, воду. Максимальная
крупность щебня - 10 мм. Отклонение между собой значений средней плотности бетона отдельных образцов к моменту их испытаний не должно превышать 50 кг/м3. Размер образцов-балочек - 4x4x16 см. Количество образцов
для одной серии испытаний - 6 шт. Образцы для испытаний не должны иметь
внешних дефектов. Испытания бетонных образцов осуществляют в растворах
5%-й концентрации, приготовленных на дистиллированной воде. Образцы
маркируют, замеряют геометрические размеры, оценивают внешнее состоя-
117
ние. Контрольные образцы (3 образца) в течение 48 ч насыщают при 18±2 °С
в 5%-м растворе NaCl, а основные образцы (3 образца) насыщают в 5%-м
растворе испытуемого. Уровень жидкости должен быть не менее 20 мм над
верхней гранью образцов. После насыщения образцы осушают влажной тканью и взвешивают на воздухе и в воде.
10.9.4. Проведение испытания
Объем образцов бетона после водонасыщения определяют методом
гидростатического взвешивания. Точность взвешивания до 0,02 г. Контрольные и основные образцы (по 3 образца) после насыщения в эталонном (NaCl)
и испытуемом ПГМ подвергают испытаниям на замораживание и оттаивание.
Для этого насыщенные образцы помещают в заполненную таким же раствором емкость на две деревянные прокладки: при этом расстояние между образцами и стенками емкости должен быть 10±2 мм, слой жидкости над поверхностью образцов должен быть не менее 20±2 мм. Образцы помещают в
морозильную камеру при температуре воздуха в ней не выше минус 10 °С в
закрытых сверху емкостях так, чтобы расстояние между стенками емкостей и
камеры было не менее 50 мм. Температуру воздуха в морозильной камере
измеряют в центре ее объема в непосредственной близости от образцов. После установления в закрытой камере температуры минус 10 °С её понижают в
течение 1 ±0,25 ч. до минус 50±5 °С и делают выдержку при этой температуре 1 ±0,25 ч. Далее температуру в камере повышают в течение 1±0,5 ч до минус 10 °С и при этой температуре выгружают из нее емкости с образцами.
Образцы оттаивают в течение 1±0,25 ч. в ванне с раствором ПГМ при температуре 18±2 °С. При этом емкости с образцами погружают в ванну таким образом, чтобы каждая из них была окружена слоем жидкости не менее 50 мм.
Общее число циклов испытания зависит от состояния образцов и агрессивности ПГМ. Число циклов испытания образцов в течение суток должно быть не
менее одного. В случае вынужденного перерыва в испытании образцы хранят
в растворе ПГМ не более пяти суток. При перерыве в испытании более 5 сут.
возобновляют их на новых сериях образцов. После каждых пяти циклов испытаний контролируют состояние образцов (появление трещин, сколов, шелушение поверхности) и массу путем взвешивания. Перед взвешиванием образцы промывают чистой водой, поверхность осушают влажной тряпкой.
После каждых пяти циклов попеременного замораживания-оттаивания следует заменить 5%-е растворы испытуемого ПГМ и NaCl в емкостях и ванне
для оттаивания на вновь приготовленные.
10.9.5. Обработка результатов
После испытания оценивают визуально состояние образцов: наличие
трещин, сколов, шелушения и другие дефекты. Агрессивность жидкого реа-
118
гента по отношению к цементобетону оценивают по уменьшению массы образцов, приведенной к их объему. Оценку степени агрессивности испытуемого реагента проводят в следующей последовательности:
 определяют объём (V) образцов по результатам взвешивания на воздухе и в воде (гидростатического взвешивания):
m  mв
V  0
(10.3)
, см3,
в
где m0 - масса образца, насыщенного в течение 48 часов в 5%-м растворе
испытуемого реагента, и определенная взвешиванием на воздухе, г;
mв - масса образца, насыщенного в течение 48 часов в 5%-м растворе
испытуемого реагента, и определенная взвешиванием в воде, г;
3
 в - плотность воды, принимаемая равной 1 г/см ;
 определяют потери массы образца после 5, 10, 15, 20, 25 и 37 циклов
ускоренных испытаний (по ГОСТ 10060.0-95, табл. 3):
 m п  m0  m п , г,
(10.4)
где mп - масса образца, определенная взвешиванием на воздухе, после «П»
циклов замораживания-оттаивания;
 определяют удельное изменение массы образца m уд , отнесенное к его
объему:
mп
 m уд 
(10.5)
,
V
 строят график зависимости удельного изменения массы образца от количества циклов испытаний для основных и контрольных образцов;
 определяют количество циклов испытаний для значений Dmуд = 0,07 г/см3
для основных и контрольных образцов;
 определяют удельный коэффициент агрессивности испытуемого реагента:
М
К 1 ,
(10.6)
М2
где М1 - количество циклов испытаний на замораживание-оттаивание для
контрольных образцов (замораживаемых в NaCl), имеющих среднее
удельное изменение массы Dmуд = 0,07 г/см3;
М2 - количество циклов испытаний на замораживание-оттаивание для
контрольных образцов (замораживаемых в растворе испытуемого
ПГМ), имеющих среднее удельное изменение массы Dmуд = 0,07 г/см3.
119
Полученные результаты сводят в табл. 10.6.
Таблица 10.6
Номер
образца
1.
2.
3.
4.
5.
m0, г
mв, г
3
 в , г/см
V, см3
mп , г
mп , г
M1
M2
K
Контрольные вопросы
Каким образом отбираются пробы жидкого противогололедного
материала?
Как определяется показатель pH и плотность жидкого противогололедного материала?
Как определяется общая минерализация жидкого противогололедного материала?
Как определяется коррозионная активность жидкого противогололедного материала?
Как определяется агрессивное воздействие противогололедного
материала на цементобетон?
Литература
1. ОДМ «Методика испытания противогололедных материалов»/ Министерство транспорта РФ. Государственная служба дорожного хозяйства (РОСАВТОДОР). – М., 2003.
2. Куляшов, А.П. Зимнее содержание дорог: учеб. пособие/ А.П. Кулешов, Ю.И. Молев, В.А. Шапкин. – Нижний Новгород: Изд-во
Нижегород. гос. техн. ун-т, 2007. – 353 с.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Для содержания автомобильных дорог в соответствии с нормативными
требованиями необходимы высококвалифицированные специалисты, которые
владели бы не только теоретическими, но и практическими навыками оценки
их состояния.
Учебное пособие является руководством к выполнению лабораторных
работ, оно позволяет изучить и усвоить теоретические знания и приобрести
практические навыки, необходимые инженеру-дорожнику при эксплуатации и
управлении состоянием автомобильных дорог, а также дает представление о
методах оценки транспортно-эксплуатационного состояния автодорог и способах испытания противогололедных материалов.
120
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение…………………………………………………………………..
3
3
Техника безопасности при проведении лабораторных работ……
Лабораторная работа №1. Учет движения транспортных средств
на автомобильных дорогах……………
4
Лабораторная работа №2. Определение скорости транспортного
потока ……………………………………..
10
Лабораторная работа №3. Оценка продольной ровности дорожного
покрытия………………………………….
15
Лабораторная работа №4. Измерение глубины колеи
дорожного покрытия.......…………………
27
Лабораторная работа №5. Оценка сцепных свойств дорожного
покрытия ……………………………….
38
Лабораторная работа №6. Определение прочности дорожных
конструкций………………………………
49
Лабораторная работа №7. Современные программные средства
обработки и хранения данных
диагностики автодорог……………............ 72
Лабораторная работа №8. Оценка транспортно-эксплуатационного
81
состояния автомобильной дороги ………
Лабораторная работа №9. Методы определения свойств твердых
противогололедных материалов ………….. 92
Лабораторная работа №10. Методы определения свойств жидких
противогололедных материалов…………. 109
Заключение………………………………………………………………... 119
Учебное издание
Канищев Александр Николаевич
Матвиенко Федор Валентинович
Волков Виталий Витальевич
Лабораторный практикум по «Эксплуатации автомобильных дорог»
и «Диагностике управления состоянием дорог»
Учебное пособие
Редактор Аграновская Н.Н.
Подп. в печать 30.09.2011. Формат 60X84 1/16. Уч.-изд. л. 7,5. Усл.-печ. л. 7,6.
Бумага писчая. Тираж 500 экз. Заказ № ___
Отпечатано: отдел оперативной полиграфии издательства учебной литературы
и учебно-методических пособий Воронежского государственного
архитектурно-строительного университета
394006 Воронеж ул. 20-летия Октября, 84
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
155
Размер файла
2 557 Кб
Теги
практикум, автомобильная, 313, эксплуатации, дорога, лабораторная
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа