close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

37.Экспертный анализ дорожный условий. метод. указ. к практ. занятиям

код для вставкиСкачать
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Воронежская государственная лесотехническая академия
ЭКСПЕРТНЫЙ АНАЛИЗ ДОРОЖНЫХ УСЛОВИЙ
Методические указания к практическим занятиям
для студентов специальности
190702 – Организация и безопасность движения
Воронеж 2009
2
УДК 656.13
Экспертный анализ дорожных условий [Текст]: Методические указания к
практическим занятиям для студентов специальности 190702 – Организация и
безопасность движения / Г.А. Денисов, В.П. Белокуров, Ю.В. Струков, Р.А.
Кораблев, В.В. Разгоняева; Фед. агентство по образованию, Гос.
образовательное учреждение высш. проф. образования, Воронеж. гос. лесотехн.
акад.- Воронеж, 2009. – 44 с.
Приведена методика исследования транспортно-эксплуатационного
состояния автомобильных дорог и городских улиц с целью проведения
экспертного исследования дорожных условий. Изложены требования к
содержанию и оформлению отчета. Методические указания предназначены для
студентов специальности 190702 - Организация и безопасность движения очной
и заочной форм обучения.
Печатается по решению редакционно-издательского совета ВГЛТА
Рецензент руководитель отдела судебно-автотехнических экспертиз
государственного учреждения Воронежский региональный центр судебной
экспертизы Министерства Юстиции РФ Попов В.В.
3
ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ УКАЗАНИЯ
1 К выполнению практических работ допускаются студенты, получившие
инструктаж по технике безопасности у преподавателя, ведущего занятия, с
соответствующим оформлением в журнале.
2 Практические работы выполняются строго по расписанию.
Пропущенные по уважительным причинам работы выполняются в конце
семестра с разрешения заведующего кафедрой по специальному графику.
3 Прежде чем приступить к практической работе, каждый студент должен
изучить теорию вопроса, описание работы и порядок ее выполнения используя
рекомендуемую литературу, заготовить бланк отчета и пройти собеседование с
преподавателем по вопросам ее выполнения.
4 Каждая работа выполняется бригадой студентов под руководством
преподавателя.
5 Запись измерений, выполненных бригадой, каждый студент заносит в
бланк отчета. После окончания практических занятий полученные результаты
предъявляются преподавателю для визирования.
6 К началу следующего занятия студент оформляет и сдает преподавателю
законченный отчет по предыдущей работе. Записи в отчете производятся
чернилами,
чертежи
и
схемы
выполняются
с
помощью
линейки и циркуля. Защита отчета по практической работе происходит в форме
собеседования преподавателя со студентом по теоретическим вопросам,
относящимся к выполненной работе и контрольным вопросам к ней. Систематическая защита практических работ с оценкой «отлично» является
основанием для снижения объема материала выносимого на экзамен для
данного студента.
4
Практическая работа №1
УЧЕТ ДВИЖЕНИЯ НА АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГАХ
1 Цель работы
Ознакомление с методами измерения интенсивности движения, расчета
суточной интенсивности, определения уровня загрузки дороги.
2 Общие сведения
Для анализа условий движения автотранспорта, разработки эффективных
мероприятий по повышению безопасности дорожного движения, большое
значение имеет наличие данных об интенсивности и составе транспортного
потока.
Интенсивность является очень важным и сложным показателем,
изменяющимся во времени. В зависимости от интенсивности движения
устанавливается категория автомобильной дороги, выбираются сроки
выполнения ремонта дороги и мероприятия по организации движения.
Проводить учет движения на автодорогах необходимо 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.
Осуществляют сбор информации как визуальным способом, так и с
помощью автоматических счетчиков транспортного потока.
Счетчики состоят из датчиков, закладываемых или устанавливаемых на
дорожном покрытии без создания помех движущимся транспортным средствам,
и вторичного блока, размещенного в помещении или передвижной лаборатории
на расстоянии не более 300 м от датчика, который фиксирует полученную
информацию.
5
Большое внимание при сборе данных об интенсивности движения
уделяют правильности выбора мест расположения учетных пунктов. Для этого
выявляют места возможного изменения интенсивности и состава движения.
Такими местами могут быть: начало и конец дороги, наиболее крупные
населенные пункты, места отдыха, примыкания и пересечения дорог, места
дорожно-транспортных происшествий (ДТП) и т. п. Выбор вида учета зависит
задач обследований участка или дороги.
При учете транспортный поток распределяют по группам, которые в свою
очередь подразделяются в зависимости от грузоподъемности и наличия
прицепа либо полуприцепа.
3 Проведение измерений
Учет движения на автомобильной дороге осуществляют двумя подгруппами.
Первая учитывает все проходящие транспортные средства в одном направлении,
вторая - в обратном. Подсчет производят в течение одного часа. Транспортный
поток распределяют и фиксируют по группам согласно табл. 1.1.
Таблица 1.1
Коэффициент приведения транспортных средств к легковому
автомобилю
Группы транспортных
средств
Мотоциклы и мопеды
Мотоциклы с коляской
Легковые автомобили
Грузовые автомобили
грузоподъемностью, т: до 2
Марки автомобилей
УАЗ 450,451,452, ЕрАЗ, Газель
Коэффициент
приведения Кп
0,5
0,75
1
1,5
от 2,1 до 6
ГАЗ 51,53, 3307, ЗИЛ (Бычок)
2
от 6,1 до 8
от 8,1 до 14
свыше 14
ЗИЛ, КАЗ
КАМАЗ, МАЗ, УРал. КрАЗ, Татра,
Белаз, Магирус
2,5
3
3,5
Автопоезда
ЗИЛ
грузоподъемностью, т: до 12
от 12 до 20
КАМАЗ, МАЗ
от 20 до 30
КрАЗ, Вольво, МАЗ
свыше 30
большегрузные иностранные автомобили
Автобусы: легкие
ПАЗ, КАВЗ
тяжелые
ИКАРУС, ЛАЗ, ЛИАЗ, Мерседес
3,5
4
5
6
2,5
3
6
Полученные результаты (количество транспортных средств) заносят в
табл. 1.2 (прямое и обратное направление).
Таблица 1.2
Определение итоговой часовой интенсивности
Группы
автотранспорта
Прямое
Обратное
направление направление
Часовая
интенсивность,
Nm
Интенсивность,
приведенная к легковому
автомобилю, N пр
Мотоциклы и
мопеды
Мотоциклы
с коляской
Легковые
автомобили
Грузовые
автомобили, т:
до 2
2-6
6-8
8-14
свыше 14
Автопоезда:
до 12
12-20
20-30
свыше 30
Автобусы:
легкие
тяжелые
ИТОГО часовая интенсивность (N):
4 Обработка результатов измерений
Транспортный поток с использованием коэффициентов табл. 1.1
приводят к легковому автомобилю. Определяют часовую интенсивность
движения, приведенную к легковому автомобилю
N пр = N m ⋅ K л ,
(1.1)
где N m - часовая интенсивность движения различных групп транспортных
средств; К л - коэффициент приведения транспортных средств к легковому
автомобилю.
7
Суточную интенсивность
автомобилю, считают по формуле
движения,
N сут =
приведенную
и
легковому
N ⋅ 100
,
Кп
(1.2)
где N - часовая интенсивность движения по автомобильной дороге в обоих
направлениях, приведенная к легковому автомобилю; Кп - коэффициент
приведения краткосрочных замеров в суточные (выбирают 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 6,0 5,94 6,44 6,08 6,35 6,31 6,55 5,34
Определяют уровень загрузки исследуемого участка автодороги:
Z = N пр / p ,
(1.3)
где р - наибольшее число автомобилей, которое может быть пропущено на
рассматриваемом участке дороги в реальных дорожных и погодноклиматических условиях, (приведенных к легковому авт/ч).
Определение уровня загрузки позволяет строить сопоставимые
зависимости характеристик движения потока автомобилей от дорожных
условий для дорог различных категорий.
Максимальная пропускная способность в зависимости от числа полос
движения согласно «Руководству по оценке пропускной способности
автомобильных дорог» Минавтодора РФ определяется следующим образом:
двухполосные дороги – 2000 в оба направления;
трехполосные – 4000 в оба направление;
четырехполосные – 2000 по одной полосе;
шестиполосные – 2200 по одной полосе.
Уровень загрузки дороги Z не должен превышать следующие значения:
подъезды к аэропортам, железнодорожным станциям - 0,5;
дороги первой категории - 0,6;
вводы в город, обходы и кольцевые дороги вокруг больших городов - 0,65;
автодороги II и III категорий - 0,7;
автомобильные дороги IV категории - 0,75.
8
По результатам расчетов таблицы 1.2. построить гистограмму
распределения приведенной интенсивности движения по группам автомобилей.
В выводах сделать оценку соответствия данной дороги интенсивности и
уровню загрузки. В случае необходимости указать мероприятия по улучшению
пропускной способности и снижению аварийности на участке данной дороги.
5 Контрольные вопросы
1 Что такое интенсивность движения и что она характеризует?
2 Какие существуют методы регистрации автомобилей при оценке
интенсивности движения на дорогах?
3 В чем необходимость приведения интенсивности движения к легковому
автомобилю?
4 Каковы значения коэффициентов перевода транспортных средств к
легковому автомобилю?
5 Каковы предельные значения уровня загрузки дорог и проездов?
6 Каковы сроки проведения учета на автодорогах?
7 Какие мероприятия можно назначить для увеличения пропускной
способности дороги?
8 Какие дорожные условия могут способствовать возникновению
аварийной обстановки на рассматриваемом участке дороги?
Практическая работа №2
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТИ ТРАНСПОРТНОГО ПОТОКА
1 Цель работы
Получение навыков определения максимальной фактической скорости
транспортного потока по скорости движения одиночного легкового автомобиля
или по скорости всех автомобилей, движущихся в транспортном потоке;
расчета средней скорости движения и эксплуатационного коэффициента
расчетной скорости для данного участка дороги.
9
2 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. Оценка производится через эксплуатационный
коэффициент обеспеченности расчетной скорости
К рс.э. который равен
отношению максимальной скорости одиночного автомобиля, обеспеченной
дорогой по условиям безопасности движения ( Vф.мах. ), к расчетной скорости
для данной категории дороги и с учетом рельефа местности ( V р ):
К рс.э. =
Vф. мах
Vр
(2.1)
Фактическую максимальную скорость можно определить расчетным и
экспериментальным путем. Рассмотрим два способа экспериментального
измерения:
а) измеряют скорость одиночного отечественного 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) измеряют скорость движения всех автомобилей и строят кумулятивные
кривые скоростей распределения транспортного потока. За фактическую
максимальную принимают скорость 95 % обеспеченности. За среднюю
принимают скорость, соответствующую 50 % обеспеченности.
Данные
наблюдений
обрабатывают
методами
математической
статистики, отмечается, что кривые распределения скоростей при высоких
интенсивностях движения имеют колоколообразные очертания. При плотных
потоках
данные
наблюдений
соответствуют
кривой
нормального
распределения. Кривые распределения скоростей при малой интенсивности
движения, когда медленные и быстрые автомобили практически не оказывают
влияния друг на друга и водители свободны в выборе скорости движения,
могут иметь одну, две и даже три вершины.
10
3 Порядок выполнения измерений
Скорость движения определяют для одиночного движущегося легкового
автомобиля или для транспортного потока, в котором скорости для легковых и
грузовых автомобилей записывают отдельно в табл. 2.1.
Таблица 2.1
Учет скорости движения автомобилей
Номер
измерения
Скорость автомобилей, км/ч
легковые
грузовые
1
2
…
30
Для измерения скорости выбирают исследуемый участок. Определяют
скорость движения одиночного автомобиля с помощью радиолокационного
измерителя скорости движения транспортных средств «Искра – 1». Измеритель
скорости имеет следующие технические характеристики:
рабочая частота излучения 24,15 ± 0,1 ГГц;
дальность действия измерителя не менее 300 м;
диапазон измеряемых скоростей от 30 до 180 км/ч;
пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения скорости не
превышают +2 км/ч;
время измерения скорости не более 1 с;
время, в течение которого измеритель обеспечивает хранение в
памяти одного или двух значений скорости, превышающих установленный
порог, не менее 10 мин;
дискретность установки порогового значения скорости 1 км/ч.
время установления рабочего режима не более 5 с после
включения питания;
допустимая продолжительность непрерывной работы не менее 16 ч.
Измеритель сохраняет свои характеристики после воздействия в
течение 48 ч предельных климатических условий: температуры от минус 50 до
+55 °С, относительной влажности до 95% при +30 °С.
11
4 Обработка результатов измерений
Обработку результатов измерений скоростей движения выполняют
отдельно для грузовых и легковых автомобилей (или только для легковых, если
измерения проводят по методике «а»). Для этого разбивают полученные
значения скорости на интервалы через 10 км/ч, результаты оформляют в виде
табл.2.2.
Таблица 2.2
Распределение скоростей движения транспортных средств по интервалам
Границы
интервала
скорости,
км/ч
20-30
30-40
40-50
50-60
60-70
70-80
Количество попаданий
в интервал, ni
легковые
грузовые
Частость
легковые
грузовые
Накопленная частость
легковые
грузовые
Частость, т. е. количество попаданий в интервал в процентах в
зависимости от общего числа испытаний, рассчитывают по формуле (для 30
испытаний)
mi =
ni
30
(2.2)
По данным табл. 2.2. строят кривые распределения скоростей
движения для легковых и грузовых автомобилей, а также транспортного
потока, как показано на рис. 2.1.
На основании кривых определяют фактическую максимальную
скорость легковых автомобилей с 85 % обеспеченностью. За среднюю
скорость транспортного потока принимают значения с 50 %
обеспеченностью.
Определяют
эксплуатационный
коэффициент
обеспеченности
расчетной скорости по формуле (2.1). Значения расчетной скорости
движения автомобиля (Vр) принимают в зависимости от категории дороги и
условий ее проложения согласно СНиП 2.05.02-85.
В выводах по работе указывают полученные значения фактической
12
максимальной
и
средней
скорости
движения,
эксплуатационной обеспеченности расчетной скорости.
коэффициента
Рис. 2.1 Кумулятивные кривые распределения скоростей по уровню
обеспеченности: 1 - грузовые автомобили: 2 - транспортный поток; 3 - легковые
автомобили
5 Контрольные вопросы
1 Как можно измерить скорость движения транспортных средств при
отсутствии радиолокационного измерителя скорости «Искра – 1»?
2 Какова методика построения кривых распределения скоростей
движения?
3 Что такое частость, накопленная частость?
4 Как определить фактическую максимальную скорость одиночного
автомобиля?
5 Каковы значения расчетной скорости для различных категорий дороги
с учетом рельефа местности?
6 Каковы значения расчетной скорости для различных категорий
городских улиц?
7 Как определить коэффициент эксплуатационной обеспеченности
расчетной скорости?
8 Основные характеристики радиолокационного измерителя скорости
«Искра – 1»?
13
Практическая работа №3
ОЦЕНКА РОВНОСТИ ДОРОЖНЫХ ПОКРЫТИЙ
1 Цель работы
Ознакомление с приборами и методами измерения ровности, измерение
геометрических параметров одним из приборов, обработка результатов
наблюдения и сравнение их с нормативными показателями.
2 Общие сведения
Одним из факторов, влияющих на безопасность, удобство движения,
скорость, долговечность подвески автотранспортных средств является
ровность покрытия. Оценку ровности осуществляют в стадии строительства,
приемки и в процессе эксплуатации автомобильных дорог. Предварительную
оценку ровности проводят на основании визуального анализа при проезде по
каждой полосе движения либо по результатам графической записи,
полученной с помощью приборов типа ПКРС. На основе анализа выбирают
участки с наилучшими показателями ровности для детальной оценки,
которая может проводиться с помощью трехметровой рейки, стрелочного
прибора и передвижной 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.
3 Измерения трехметровой рейкой
3.1 Приборы и оборудование
Рейка РДУ КОНДОР – универсальная трехсекционная складная, длиной
3000 ± 3 мм с шириной опорной грани 50 ± 2 мм и пятью метками по боковым
граням, фиксирующими места измерений просветов под рейкой с шагом меток
500 ± 2 мм и расстояние от крайних меток до торцов 500 ±2 мм.
Клиновой промерник, имеющий плоские грани, шириной 50 ± 0, 5 мм,
расположенные под углом 5° 45' ± 5' друг относительно друга. Шаг делений
14
клинового промерника 1 ± 0,1 мм. Диапазон измерения просветов под рейкой
клиновым промерником 0,5 – 15 мм.
3.2 Подготовка к измерениям
После предварительной оценки назначаются участки для проведения
измерений. Длину участков принимают 300-400 м. Их количество должно быть не
менее 10 % от длины контролируемого покрытия (основания) в однородном
(однополосном) исчислении. Поверхность, на которой будут проводиться измерения,
должна быть очищенной от пыли и грязи.
3.3 Порядок проведения измерений
Измерения 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. 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 клинового промерника, соответствующего
нанесенным по его бокам меткам. Результаты заносят в табл. 3.1.
Таблица 3.1
Результаты измерения асфальтобетонных и цементобетонных оснований и
покрытий
Место приложения рейки
ПК
"+"
№
полосы
Положение
полосы (слева,
справа)
Показания промерника в точке
измерения, мм
1
2
3
4
5
Количество
просветов
до 5
5-10
мм
мм
Примечание: 1 Номер полосы движения условно принимаем слева направо в зависимости
от направления дороги.
При измерениях ровности на вертикальных кривых величину просветов
корректируют согласно табл.3.2.
Общее число измерений принимают за 100 % и сравнивают их с
нормативными значениями (табл. 3.3).
15
Таблица 3.2
Поправки к результатам измерений просветов под рейкой на участках
вертикальных кривых
Радиус кривой ,м
Величина поправки, мм, на расстоянии от торца рейки, м
0,0
0,5
1,0
1000
1,1
0,8
0,4
600
1,9
1,3
0,6
Выпуклой
400
2,8
1,9
0,9
300
3,8
2,5
1,2
200
5,6
3,8
1,9
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
Вогнутой
200
1,9
3,8
5,6
Примечание. При измерениях на выпуклых и вогнутых кривых величину поправки следует
брать со знаком минус.
Таблица 3.3
Нормативы ровности покрытия
Оценка
Хорошо
Отлично
Количество просветов, %
до 5 (3) мм
95
98
5(3)-10 (6) мм
5
2
4 Измерения нивелиром и нивелирной рейкой
Нивелир и рейки должны быть технически исправны, проверены и
соответствовать требованиям ГОСТ 10528. Опорный торец нивелирной рейки
снабжается насадкой с полусферическим подпятником. С их помощью
измеряют неровности с большей (плавной) амплитудой.
Нивелирную рейку устанавливают на одной линии 0,5 - 1 м от кромки
основания (покрытия) дороги 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 последней точек на измеряемом участке) по
16
формуле
Shi =
hi −1 + hi +1
− hi ,
2
(3.1)
где hi −1 , hi +1 относительные отметки предыдущих и последующих точек (рис.
3.1).
Рис. 3.1. Расчетная схема при измерении ровности нивелиром
Таблица 3.4
Поправки к значениям при измерениях неровностей нивелиром
Радиус вертикальной
Величина поправки, мм, для неровностей длиной, м
10
20
40
кривой, м
100,00
2,0
75,000
2,7
50,000
4,0
30,.000
6,7
25,000
2,0
8,0
20,000
2,5
10,0
15,000
.
3,3
15,0
10,000
1,3
5,0
20,0
8,000
1,6
6,3
25,0
5,000
2,5
10,0
40,0
4,000
3,1
12,5
50,0
3,000
4,2
16,7
67,0
2,500
5,0
20,0
80,0
2,000
6,3
25,0
100,0
1,500
8,3
33,3
133,3
1,200
10,4
41,7
166,7
1,000
12,5
50,0
200,0
600
20,8
83,3
400
31,2
125,0
300
41,7
166,7
200
62,5
250,2
Примечание. При измерениях на выпуклых кривых величину поправки следует брать со
знаком минус, на вогнутых - со знаком плюс.
17
При проведении измерений на кривых в продольном профиле дороги
полученные значения Shi, корректируют на величину, приведенную в табл.3.4.
Общее количество величины Shi, принимают за 100 %. При этом 90 %
полученных значений должны быть в пределах, указанных в табл. 3.5, а 10 % не превышать их более чем в 1,5 раза.
Таблица 3.5
Величины отклонений при измерении ровности покрытия
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 системы
с автоматической системой
задания вертикальных отметок
задания вертикальных отметок
Расстояние между точками, м
5
10
20
5
10
20
7
12
24
5
8
16
10
16
-
5 Измерения установкой ПКРС -2У
Для ускоренной и предварительной оценки ровности покрытия
(основания) используют установку ПКРС – 2У, которая состоит из: автомобиля,
прицепного одноколесного прибора, оборудованного датчиком ровности, и
пульта управления, установленного в автомобиле.
На прицепном приборе используется шина с протектором размером 6,7513; 6,45-13 или 6,40-13 (в дюймах) и давлением воздуха в ней 0,17 ± 0,020 МПа
(1,7 ± 0,1 кгс/см2). Нагрузка на колесо 3 ±0,03 кН (300 ±3 кгс/см2). Измеряемая
величина выражается в виде суммарного сжатия подвески прицепного прибора
на 1 км дороги (см/км).
18
Рис. 3.2 Прибор ПКРС-2У: а – на прицепе к легковому автомобилю; б – к
автомобилю УАЗ; 1 – прицеп с измерительным колесом; 2 – датчик ровности; 3
– датчик сцепления; 4 – бак для воды; 5 – рукоятка подачи воды; 6 –
регистрирующий прибор; 7 – педаль тормоза измерительного колеса
5.1 Подготовка к измерению
Перед проведением измерений проверяют: надежность крепления
прицепного прибора, трение и демпфирование подвески, исправность привода
датчика ровности, спидометра автомобиля, балансировку колес. Каждая полоса
должна быть предварительно очищена от щебня, песка, снега, льда и других
препятствий, способных исказить результаты измерений.
5.2 Порядок проведения измерений
За 15 минут до начала измерений включается аппаратура. На
диаграммной ленте самописца производится запись нулевой линии, названия
(дороги), начального километра, вида и режима измерения. За 500 м до начала
участка измерений водитель включает дальний свет фар, маяковые огни и табло
«измерение», набирает скорость 50 ± 2 км/ч и поддерживает ее постоянной.
При проезде километровых знаков или характерных точек делают привязочные
отметки на ленте с помощью нажатия кнопки «отметка глубины». Карандашом
записывают номер километрового знака. По окончанию участка измерений
автомобиль движется еще 500 м, разворачивается и приступает к изменению
19
ровности по другой полосе движения. Измерения проводят по левой стороне
наката каждой полосы движения.
5.3 Обработка результатов измерений
После завершения измерений анализируют диаграмму, нарисованную
самописцем по результатам измерений.
На основании анализа диаграммы делают заключение о ровности
покрытия (основания). В случаях необходимости назначают участки для
детального обследования.
Рис. 3.3. Диаграмма самописца при измерении ровности покрытия: 1 –
нулевая линия; 2 – граница оценочного балла «отлично»; 3 – граница
оценочного
балла
«хорошо»;
4
–
граница
оценочного
балла
«удовлетворительно»; 5 – граница оценочного балла «неудовлетворительно»
6 Контрольные вопросы
1 Что такое ровность покрытия, для чего ее измеряют?
2 Назовите основные положения методики измерения ровности рейкой.
3 Назовите нормативы ровности покрытия при измерении трехметровой
рейкой.
4 Как измерить ровность покрытия нивелиром?
5 Порядок измерения ровности установкой ПКРС-2У.
6 Нарисуете схему установки ПКРС – 2У.
20
Практическая работа №4
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА СЦЕПЛЕНИЯ
ДОРОЖНЫХ ПОКРЫТИЙ
1 Цель работы
Ознакомление с приборами и методами измерения сцепных свойств
покрытий, измерение одним из приборов, обработка результатов наблюдений и
определение коэффициента сцепления на обследуемом участке.
2 Общие сведения
Одним из основных параметров, характеризующих устойчивое движение
автомобиля по дорожному покрытию без пробуксовывания и продольных
смещений, является коэффициент сцепления (отношение реактивной силы,
действующей на колесо автомобиля в плоскости, его контакта с покрытием, к
вертикальной нагрузке, передаваемой колесом на покрытие). В свою очередь он
зависит от макрошероховатости, которая создается за счет выступов скелетной
части материала либо специально устроенными бороздками на поверхности
покрытия. Макрошероховатость характеризуется: средней высотой выступов
(Rz, мм), средней глубиной впадин (Hср, мм) и коэффициентом шага
шероховатости (Км).
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.
Сплошной контроль осуществляется с помощью передвижной установки
ПКРС-2У, МАДИ-8, НКД-МАДИ. Выборочный – переносным прибором ППК2, ППК-МАДИ-ВНИИБД или другими приборами, позволяющими дать
объективную информацию. Полученные значения приводятся к показаниям
ПКРС-2У.
Шероховатость покрытий определяется методом песчаного пятна по
21
средней глубине впадин.
Сцепные качества на обследуемом участке принимают за
удовлетворительные,
если
одновременно
выполняются
требования,
предъявленные к покрытию по параметрам шероховатости и коэффициенту
сцепления.
3 Определение шероховатости методом песчаного пятна
3.1 Приборы, оборудование и материалы
Диск с рукояткой для распределения песка, природный песок в воздушносухом состоянии, мерная емкость объемом не менее 200 см3, линейка, длиной
не менее 30 см, щётка-сметка, гипс или быстротвердеющий цемент, вода,
технический глицерин.
3.2 Подготовка к измерениям
После предварительной оценки назначают участки для выборочного
контроля. На выбранных участках производят измерения по каждой полосе наката
и между ними, одновременно осуществляют измерения по оси проезжей части.
Количество измерений для поверхностной обработки и устройства шероховатых
поверхностей методом втапливания приведена в табл. 4.1.
3.3 Порядок проведения измерений
Рис. 4.1. Последовательность выполнения операций I-III по методу
"песчаного пятна": 1-поверхность покрытия; 2-песок; 3-диск с рукоятью
Из мерной ёмкости на поверхность покрытия высыпают 200 см3 (250 см3 при
крупношероховатой поверхности) природного песка. Круговыми движениями с
помощью диска с ручкой, как показано на рис. 4.1, разравнивают его по
22
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 4.2.
Таблица 4.1
Количество измерений по определению шероховатости
Длина участка, м
Число измерений при глубине неровностей макрошероховатости, мм
0,3-2,0
2,1-3,0
более 3
Поверхностная обработка
1,0
1
2
3
50,0
3
6
10
1000,0
18
36
60
Втапливание щебня
1,0
1
2
3
50,0
1000,0
3
9
3
18
5
30
Таблица 4.2
Результаты определения шероховатости
Номер и адрес
участка измерений
1
ПК
D1, см
D2, см
D3, см
D4,см Dcp, см Vп, см3 Sз, см2 Нср, см
Среднюю глубину впадин (Нср) определяют по отношению объема песка
(Vп), распределенного на поверхности, к занятой им площади (Sз).
Н ср =
Vп
Sз
(4.1)
Для определения средней высоты выступов (Rz) вначале
устанавливают среднюю приведенную высоту выступов шероховатости
(Rср). 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
23
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, и рассчитывают (Rср)
R ср =
Vв
Sз
(4.2)
Среднюю высоту выступов шероховатости (Rz) определяем но формуле
R z = H ср + Rср =
Vп + Vв
Sз
(4.3)
называются
Макрошероховатостя
покрытия,
имеющие
Кш>0,5
шипованными. В зависимости от средней высоты выступов Rz и глубины
впадин Нср дается классификация шероховатым покрытиям, которая определяет
область их применения на различных категориях дорог. В соответствии с
полученными значениями по табл. 4.3. определяем, к какому типу
шероховатости относится данное покрытие.
Таблица 4.3
Типы шероховатости дорожных покрытий
Тип шероховатых
покрытий
Условные
обозначения
Гладкие
Мелкошероховатые
Мелкошипованные
Среднешероховатые
Среднешипованные
Крупношероховатые
Гл
Мшер
Мшип
Сшер
Сшип
Кшер
Крупношипованные
Кшип
Параметры шероховатости
Средняя высота
Средняя глубина впадин
выступов Rz , мм
Нср, мм
>0,1≤0,5
>0,02≤0,25
>0,5≤3,0
>0,25≤1,5
>1,5≤2,5
> 1,0≤3,0
>3,0≤6,0
> 3,0≤5,0
>2,0≤4,5
>6,0≤9,0
>4,5≤7,0
На основании проведенных измерений сделать заключение о
соответствии
полученных
значений
нормативным
требованиям,
предъявляемым для шероховатой поверхности участка дороги.
Минимально допустимые в течение всего срока службы значения
коэффициентов продольного сцепления и средней глубины впадин
шероховатости приведены в табл. 4.4.
24
Минимально допустимые
сцепления и шероховатости
Условия
движения
Легкие
значения
Характеристики участков дорог
Участки прямые или кривые радиусом
1000 м и более, горизонтальные или с
продольным уклоном не более 30 %, с
элементами поперечного профиля,
установленными
для
дорог
соответствующих категорий, и с
укрепленными
обочинами
без
пересечений в одном уровне и
примыканий,
при
коэффициенте
загрузки не более 0,3
коэффициентов
Коэффициент
сцепления
0,28
Таблица 4.4
продольного
Средняя глубина
впадин
макрошероховатости
Нср, мм, для дрог в
различных
климатических зонах
IиV
II и IV
0,30
0,35
(0,60)
(0,70)
Участки на кривых в плане радиусами
0,30
0,35
0,40
Затруднен 250-1000 м; на спусках и подъемах с
(0,70)
(0,80)
ные
уклонами от 30 до 60 %. Участки в
зонах сужений проезжей части (при
peконструкции), а также участки
дорог, отнесенные к легким условиям
движения, при коэффициенте загрузки
0,3-0,5
Опасные
Участки с видимостью менее
0,32
0,40
0,45
расчетной
(для
соответствующих
категорий дорог); на спусках и
подъемах с уклонами более 50% при
длине более 100м; участки в зонах,
пересечений на одном уровне, а также
участки, отнесенные к легким и
затрудненным
условиям,
при
коэффициенте загрузки свыше 0,5
Сцепление при оценке качества покрытий следует считать удовлетворительным при
условии соблюдения обоих параметров. Без скобок приведены значения для шероховатых
поверхностей, в скобках – для шипованных.
25
4 Определение сцепных свойств установкой ПКРС-2У
Сплошной контроль сцепных свойств дорожных покрытий осуществляют
установкой ПКРС – 2У или другими приборами, показания которых могут быть
приведены к показаниям данной установки. Измерения производят по левой
полосе наката каждой полосы движения автодороги. Количество измерений на
каждом километре зависит от однородности поверхности покрытия и
колеблется в пределах от 2 до 6. 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 протектором
без рисунка 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.
4.1 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 ± 3, которая поддерживается постоянной. За
50 м до нажатия педали блокировки колеса прицепа включается
лентопротяжный механизм. В момент блокировки колеса непосредственно
перед прицепным устройством подается вода для создания расчетной водной
пленки толщиной 1мм. Колесо блокируется нажатием на тормозную педаль.
Время торможения 2-3 с. При проведении измерений фиксируется температура
окружающей среды и приводятся к расчетной температуре + 20 °С путем
введения поправок согласно табл. 4.5.
Таблица 4.5
Температурные поправки
Температура, °С
Поправка
0
-0,06
+5
-0,04
+10
-0,03
+15
-0,02
+20
0
+25
+0,01
+35
+0,02
+40
+0,02
4.2 Обработка результатов измерений
Величину коэффициента сцепления определяют по тарировочной линейке
26
по расстоянию от нулевой линии до средней линии измерения (У). Первый
всплеск в замерах не учитывается, так как он получается в начальный момент
торможения колеса, когда оно полностью не заблокировано.
Рис. 4.2. Диаграмма самописца при изменении сцепления
Результаты расшифровки диаграммы самописца, а также значения
поправок заносятся в табл. 4.6.
Таблица 4.6
Результаты измерений
Номер
Величин
измерени а У, мм
я
Тормозное
усилие, кН
Измеренный Температурная
коэффициент поправка, Δφt
сцепления, φi
Значение
коэффициента
сцепления с учетом
температурной
поправки, φ=φi+Δφt
1
2
3
Среднее
Полученные значения коэффициента сцепления сравниваем с данными
табл. 4.4, приведенной в п. 3.3.
27
5 Определение
ВНИИБД
коэффициента
сцепления
прибором
ППК-МАДИ-
5.1 Устройство прибора
Устройство прибора ППК-МАДИ-ВНИИБД (ТУ 78.1.004-87) показано на
рис. 4.3.
Рис. 4.3. Схема прибора ППК-МАДИ-ВНИИБД: 1 – имитаторы; 2 –
пружина; 3 – подвижный груз; 4 – подвижная муфта; 5 – толкающие тяги; 6 –
опорная штанга
5.2 Подготовка прибора к работе
Прибор с помощью регулировочных винтов устанавливается таким
образом, чтобы нижняя плоскость резиновых имитаторов находилась на
расстоянии 15 ± 3 мм от дорожного покрытия. Измерительная шайба должна
находится в верхнем положении. Перед первичным намерением или если
прибор длительное время не эксплуатировался, необходимо произвести его
калибровку. Для этого под резиновые имитаторы подкладываются стальные
шлифованные пластины, при этом расстояние между нижней плоскостью
имитатора и пластиной должно быть равно 7 – 13 мм. Далее поверхность
пластин увлажняется объемом воды не менее 200 см2 и сбрасывается груз. Если
в течении 5 сбрасываний показания измерительной шайбы не выходят за
28
пределы рисок, обозначающих величину коэффициента сцепления от 0,08 до
0,11 на шкале прибора, прибор считается откалиброванным. В противном
случае необходимо произвести регулировку прибора путем изменения
натяжения центральной пружины специальным винтом.
5.2 Порядок проведения измерений
Участок контроля состояния дорожного покрытия выбирается с учетом
мест концентрации ДТП.
Перед проведением измерений увлажняют поверхность покрытия под
имитаторами. Размер полосы увлажнения должен быть не менее 15×30 см, для
чего необходимо израсходовать 200 см3 воды. Не позднее чем через 3 с
необходимо нажать на кнопку сброса груза. По шкале снимают отсчет, на
котором остановилась регистрирующая шайба, толкаемая муфтой. Данный
отсчет характеризует сцепные качества покрытий.
При повторном измерении на одном и том же месте величина
коэффициента сцепления, показываемая прибором, может меняться из-за
изменения вязкости водной пленки в результате ее загрязнения. В случае если
измерение проводят на заранее очищенном покрытии, эти изменения
незначительны.
Для получения устойчивых значений коэффициента сцепления
достаточно произвести пять измерений с интервалами 5–10 с. Далее определить
среднее значение измеренной величины.
6 Контрольные вопросы
1 Чем характеризуется макрошероховатость покрытия?
2 Когда и как определяют сцепные свойства покрытия?
3 Как проводят измерения шероховатости методом песчаного пятна?
4 Какова методика определения сцепных свойств установкой ПКРС-2У?
5 Устройство прибора ППК-МАДИ-ВНИИБД.
6 Подготовка прибора и проведение измерений.
7 Минимально допустимые значения коэффициентов продольного
сцепления и шероховатости.
29
Практическая работа № 5
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОЧНОСТИ ДОРОЖНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
1 Цель работы
Ознакомление с приборами и оборудованием для определения модуля
упругости конструкций, испытание одним из приборов, обработка результатов
с выводами о работоспособности испытываемой конструкции.
2 Общие сведения
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 упругого
прогиба позволяет дать объективную характеристику всем трем факторам и
оценить состояние дорожной конструкции. Упругий прогиб определяют
методами статического и кратковременного нагружения. Между этими
методами можно установить удовлетворительную зависимость для
изменения прогибов в пределах 0,1≤ lq≤ 1,0 мм.
(5.1)
lcm = (0,3h/h1 – 1,1)lq,
где h - толщина слоев из материалов, содержащих органическое вяжущее;
h1 - наиболее распространенная толщина слоев из указанных материалов,
равная 100 мм.
В расчетах для данных методов принимаются различные расчетные
диаметры следа колеса, м2:
при динамическом нагружении - 0,37.
при статической нагрузке - 0,33.
При испытаниях среднее удельное давление колеса на покрытие должно
составлять 0,6 МПа. Допускается снижение нагрузки в пределах 30 % (в целях
уменьшения затрат на испытание, компактности и меньшей энергоемкости
испытательного оборудования). При этом для получения достоверных
результатов необходимо знать фактические усилия с точностью 2-3 %.
30
При испытаниях методом статического нагружения используют
рычажный прогибомер и штамп. Для кратковременного нагружения применяют
установки УДН, УДН-Н, УДН-HK, ДИНА-3М и другие.
Перед проведением испытаний необходимо произвести внешний осмотр
и назначить однообразные участки. Каждый такой участок на всем своем
протяжении должен иметь одинаковые грунт земляного полотна, конструкцию
дорожной одежды, тип местности по условиям увлажнения и интенсивность
движения. Протяженность однообразных участков не может быть менее 0,5 и
более 3 км. На каждом участке на расстоянии 1-1,5 м от кромки проезжей части
краской в виде круга диаметром 0,1-0,15 м закрепляют точку, на которой
ежедневно будут проводить испытания до получения максимальных значений
модуля упругости. Испытания начинают в наиболее неблагоприятный период
года для работы конструкции дорожной одежды. В районах с зимним периодом
- в момент начала снеготаяния при наступлении устойчивой положительной
температуры, в южных районах - с наступлением устойчивой влажной погоды.
Испытания на контрольных точках проводят с чередованием времени: один
день - в первой половине дня; на следующий день - во второй половине со
смещением не менее чем на 4 часа.
Испытания на контрольных точках следует назначать при протяженности
обследуемого участка более 10 км. На более коротких участках приведение к
расчетному модулю упругости осуществляют по табл. 5.2.
Испытания на контрольных точках осуществляют в течение всего
периода ослабления дорожной одежды и заканчивают после увеличения
прочности в течение 5-7 дней.
Линейные испытания начинают с момента устойчивого снижения
прочности дорожных одежд по результатам испытаний на контрольных точках.
Их начинают с южного или западного конца обследуемой дороги. Количество
испытаний на характерном участке назначается в зависимости от среднего
ожидаемого расчетного модуля упругости, состояния дорожной одежды,
оцененной в баллах, и технической категории обследуемой дороги.
Количество испытаний может быть назначено в пределах 20 на 1000 м
однообразного участка. В каждой точке производится одно испытание. Если на
отрезке менее 100 м отмечено резкое снижение прочности (просадки, густая
сетка трещин и т.д.), то необходимо произвести не менее 15 уточняющих
31
испытаний в точках, расположенных на равном расстоянии друг от друга.
Испытания ведут по правой полосе наката (1-1,5 м от кромки проезжей части).
3 Измерение прогибомером
3.1 Устройство прибора
Длиннобазовый
рычажный
прогибомер
представляет
собой
измерительный рычаг, шарнирно закрепленный опорной части. Рычаг состоит
из двух плеч, соединяющихся между собой болтами. На одном конце рычага
закрепляется измерительный штырь на другом - индикатор часового типа,
ножка которого устанавливается на клиновидную опорную подкладку.
Рис. 5.1 Схема длиннобазового рычажного прогибомера: 1 – индикатор
для измерения прогиба; 2 – вращающийся рычаг; 3 – неподвижная часть
(швеллер); 4 – ось вращения; 5 – измерительная часть
3.2 Методика измерения
Груженый двухосный автомобиль со статической нагрузкой на заднюю
ось 100 кН (МАЗ-200, 500, 5335 и др.) располагается на проезжей части по
полосам наката (1-1,5 м от края проезжей части).
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. Автомобиль остается на точке до тех пор,
пока отсчет по индикатору i0 не будет изменяться на 0,005 мм за 10с. Отсчет
записывают в табл.5.1.. 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, записывают его в табл.5.1 Удвоенная
разность отсчетов по индикатору до и после съезда автомобиля соответствует
32
упругому прогибу:
li=2(i-i0)
(5.2)
3.3 Обработка результатов измерений
Фактический модуль упругости Еф определяем по формуле
Еф =
(
PD
1− μ2
l
)
(5.3)
где Р - среднее расчетное давление колеса на покрытие, МПа;
D - расчетный диаметр следа колеса автомобиля, см;
l - упругий прогиб дорожной конструкции, см;
µ - коэффициент Пуассона, µ=0,3.
Р=Кж·Рш,
где Кж – коэффициент жесткости шины, Кж=1,1-1,3
Рш – давление воздуха в шине, МПа.
D = 1,13 Q P ,
где Q - нагрузка на колесо, кг;
Дата и время
Q=Q3/2,
Q3 - нагрузка на заднюю ось автомобиля, кг.
l=li·Киз,
li – прогиб дорожной конструкции, измеренный в процессе линейных
испытаний, см;
Кизм - коэффициент изменения прогиба во времени.
Кизм=lср/lki,
lср - прогиб на контрольной точке при состоянии дорожной конструкции
принятом за расчетный, см;
lki - прогиб дорожной конструкции на расчетной точке в момент
проведения испытаний, см;
Таблица 5.1
Определение модуля упругости дорожной одежды
Место
испытан
ия
Упругий
Модуль Прим
Прогиб
Коэффициент
прогиб
упругости ечани
конструкц
изменения
дорожной в заданной е
ии при
прогиба во
конструкци
линейных
времени,
К
изм
точке Еф,
при
при
и
l,
см
испытания
МПа
нагруже загрузке
х
l
,
см
i
нии i0
i
Отсчет по
индикатору
33
Полученное значение фактического модуля упругости сравнивают с
возможно минимальным значением требуемого модуля упругости с учетом
коэффициента прочности Кпр и необходимости обеспечения требуемой
ровности Ks:
(5.4)
Еф ≥ Етр.s = Eтр·Кпр·Кs ,
где Етр - требуемый модуль упругости, определяемый по табл. 5.2.
Кпр - коэффициент прочности, зависящий от типа дорожной одежды и
категории дороги.
Ks - коэффициент, учитывающий необходимость обеспечения требуемой
ровности дорожной одежды.
Таблица 5.2
Определение требуемого модуля упругости в зависимости от интенсивности
движения
Перспективная интенсивность
Требуемые модули упругости, МПа
движения, приведенная к нагрузке динамические при малой скорости
100 кН на ось, на полосу, авт/сут
Eтр
нагружения, Eтр.ос
1
2
3
10
145
127
20
168
148
30
184
163
50
199
177
100
222
195
200
245
216
300
260
230
500
276
243
1000
299
263
2000
336
296
3000
336
296
5000
354
311
10000
376
330
статические Ес
4
120
137
146
156
173
183
199
210
227
243
254
265
280
Таблица 5.3
Определение коэффициента прочности дорожной одежды
Тип одежды и покрытия
Категория дороги
Кпр
Дорожные одежды капитального типа с
усовершенствованным покрытием
I, II, IIIп, Ic
1,0
III, IVп, IIc
III, IV, IVп, II
0,94
0,90
IV, V, IIc, IIIc
0,63
Одежды облегченного типа с
усовершенствованным покрытием
Переходные дорожные одежды
34
Таблица 5.4
Определение коэффициента обеспечения ровности дорожной одежды
Перспективная интенсивность
движения, приведенная к нагрузке 100
кН на ось, на одну полосу, авт/сут
10
20
30
50
100
200
300
500
≥1000
Требуемая ровность дорожных одежд Srp, см/км
90
110
130
150
165
180
≥200
1,10
1?15
1,18
1,23
1,38
1,03
1,09
1,15
1,20
1,34
0,91
1,01
1?03
1,17
1,30
0,86
0,94
1,01
1,15
1,26
0,75
0,76
0,82
0,91
0,97
1,08
1,18
0,71
0,74
0,75
0,80
0,88
0,94
1,04
1,11
0,62
0,67
0,71
0,72
0,76
-
Q = M ⋅ Kп ⋅ q 2H / S
(5.5)
К п = 0,5 l + l , / l ,
(5.6)
(
)
где М- масса падающего груза, кг;
q - ускорение свободного падения, 9,81 м/с2;
Кп - коэффициент, учитывающий потерю энергии при сбрасывании груза;
l, l’ - вертикальные деформации дорожной одежды от первого и второго
ударов груза (после подскока) при одном и том же сбрасывании, см;
S - показатель, характеризующий жесткость амортизатора, равный
деформации амортизатора от статического действия груза массой М, м.
Величину S определяют при ежегодных тарировках установки, которую
обычно принимают в пределах 0,04-0,043 см.
Допустимая величина Qq=6·104±5·103 Н.
5.4 Измерение краткровременным нагружением
5.4.1 Установка УДН
Установка (рис.5.2) динамического нагружения УДН предназначена для
измерения модуля упругости при передаче кратковременной нагрузки через
жесткий штамп. 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.
35
Рис. 5.2 Принципиальная схема установки динамического нагружения 1 –
штамп; 2 – пружина; 3 – виброграф; 4 – направляющая; 5 - груз
Измерение упругой деформации фиксируется вибрографом. Наибольшее
динамическое усилие, соответствующее нагрузке группы А (Qq=5·104 H),
определяют по формуле (5.5).
5.4.2 Установка УДН-НК
Принципиальное отличие установки УДН-НК (рис.5.3) от УДН состоит в
том, что усилие от сбрасываемого груза массой 250 кг передастся на покрытие
не через жесткий штамп, а через сдвоенные пневматические колеса.
Установка крепится сзади грузового автомобиля и, как правило, входит в
состав передвижных лабораторий. Ее производительность при 20 испытаниях
на 1 км составляет 10 км/ч. В момент испытания автомобиль останавливается.
При переезде от одной точки к другой колеса установки находятся в контакте с
покрытием. В транспортном положении их поднимают.
Рис. 5.3 Принципиальная схема установки УДНК-НК: 1 – сдвоенные
пневматические колеса; 2 – обойма для крепления колес; 3 – амортизирующее
36
устройство; 4 – груз
Величину динамического усилия Qф, развиваемого установкой,
определяют по формуле, приведенной в п 3.1. Периодически необходимо
производить тарировку колес с вычислением показателя их жесткости δ1.
5.5 Метод штамповых испытаний
5.5.1 Устройство установки
Рис. 5.4 Схема установки для штамповых испытаний дорожной одежды: 1 –
прогибомер; 2 – рама; 3 – динамометр; 4 – домкрат; 5 – опорные стойки; 6 –
штамп
При испытании жестким штампом нагрузка на поверхность
осуществляется через круглый жесткий штамп 6. 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,
установленный на прогибомере на расстоянии не менее 4 D 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. При этом индикатор часового типа располагается
непосредственно около домкрата, а на расстояние, равное 4 -м диаметрам
штампа, выносится ножка прогибомера.
5.5.2 Проведение испытаний
37
Перед началом испытаний автомобиль устанавливают на опоры, которые
подставляют под раму недалеко от задних колес таким образом, чтобы
расстояние между опорами и жестким штампом было не менее 1,5 м. Штамп
устанавливается 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 нагруженном (3-5 ступеней) до
достижения расчетного значения: 0,5 МПа на поверхности основания; 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). 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. Перед снятием отсчетов легко
постукивают по швеллеру прогибомера или опорной балке.
5.5.3 Обработка результатов измерения
Упругую деформацию 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
(
)
E у = 0,25 ⋅ π ⋅ p ⋅ D ⋅ 1 − μ 2 / l ,
(5.7)
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.
38
После определения модуля упругости его значения сравнивают с
нормативным и делают выводы о состоянии испытываемой конструкции.
Контрольные вопросы
1 Какова цель и сроки проведения испытаний дорожных конструкций на
прочность?
2 Конструкция и методика измерений с помощью длиннобазового
прогибомера.
3 Устройство установок для испытаний кратковременным нагружением и
их применение.
4 Метод штамповых испытаний.
Практическая работа № 6
ВИЗУАЛЬНАЯ ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ
1 Цель работы
Визуальное
обследование
конструктивных
элементов
участка
автомобильной дороги, отнесение каждого элемента и всей автодороги в целом
к соответствующему уровню содержания, назначение ремонтных мероприятий
и описание технологии их проведения.
2 Общие сведения
Визуальную оценку состояния автомобильных дорог проводят
ежемесячно при определении уровня содержания и первом этапе комплексной
оценки качества дороги. По ее результатам определяют транспортноэксплуатационные характеристики автомобильной дороги, назначают участки
для более детального (инструментального) обследования, дают заключение об
уровне содержания обследуемого участка.
При визуальном осмотре производят простейшие измерения величины
разрушений или дефектов, определяется их площадь, а также площадь
загрязнения различных элементов дороги.
39
Результаты обследования заносятся в заранее заготовленные таблицы и
журналы карандашом. При необходимости внесения исправлений не
допускается стирание записей. Их зачеркивают, а рядом или сверху делают
новую.
По
результатам
обследования
каждый
элемент
относят
к
соответствующему уровню, который может быть допустимым, средним и
высоким. Возможна балльная оценка, которая соответственно составляет 3,4 и
5. При недопустимом уровне содержания выставляется оценка 0.
Если хотя бы один конструктивный элемент оцениваемого участка
дороги относят по уровню содержания к недопустимому, то и весь участок
оценивается как не соответствующий уровню содержания.
3 Порядок проведения обследований
При проведении измерений используются: мерная лента или курвиметр,
металлическая линейка, мел или вешки.
Группа студентов разбивается на две бригады и первоначального
производит предварительную оценку одного километра дороги (каждая
бригада- по 500 м). Определяются границы наихудших участков длиной по 100
м, которые фиксирует мелом или вешками. Длину участков определяют с
помощью курвиметра или мерной ленты.
Каждый стометровый участок разбивается на 10 м фиксацией на нем
дефектов и привязкой к пикетам. Величину разрушения или загрязнения
измеряют металлической линейкой. Данные заносят в табл. 6.1.
Таблица 6.1
Результаты определения дефектов и разрушений
Местоположение
дефекта (разрушения)
ПК
Вид разрушения
(деформации,
загрязнения)
Рисунок разрушения, Уровень содержания
его размеры и площадь элемента дороги на
данном участке
Проезжая часть
Земляное полотно
Искусственные сооружения
Обустройство и обстановка
40
5 Обработка результатов
Оценку уровня содержания для различных элементов дороги производят
согласно табл. 6.2 – 6.6.
Таблица 6.3
Оценка уровня содержания элементов дороги
Эксплуатационная
категория дорог
Уровень содержания
допустимый
средний
высокий
Проезжая часть
Наличие полос загрязнения у кромок покрытия шириной до 0,5 м
(в процентах от площади покрытия)
I
нет
нет
нет
II
3%
1,5 %
нет
III
5%
3%
нет
IV
8%
5%
3%
V
10 %
8%
5%
Максимальный просвет под 3 м рейкой в местах заделки повреждений
не более 7 мм
5 мм
3 мм
2
Наличие необработанных мест вылеживания битума на 1000м
I
до 7 м 2
до 5 м 2
нет
2
2
II
10 м
7м
5 м2
III
15 м2
10 м2
7 м2
2
2
IV
20 м
15 м
10 м2
V
25 м2
20 м2
15 м2
2
Выбоины не более 15x60x5 (длина х ширину) на 1000 м
I
0,3 м2 (в весенний
нет
нет
2
период
15м )
II
1 м2 (3 м2)
0,3 м2 (1,5 м2)
нет
2
2
2
2
2
III
1,5 м (4,5 м )
1 м (3 м )
0,3 м (1,5 м2)
IV
2 м 2 (6 м 2 )
1,5м2 (4,5 м2)
1 м2(3 м2)
2
2
2
2
V
2,5 м (7 м )
2м (6 м )
1,5м2 (4.5м2)
Отдельные раскрытые трещины, на покрытии до 1000 м2
I
0,5 см
0,3 см
нет
II
0,7 см
0,5 см
0,3 см
III
1 см
0,7 см
0,5 см
IV
1,3 см
1 см
0,7 см
V
1,5 см
1,3 см
1 см
Гребенка, нарушение профиля (от общей площади)
III
до 5 %
до 3 %
нет
IV
до 10 %
до 5 %
до 3 %
V
до 15 %
до 10 %
до 5 %
Колейность на переходном покрытии
III
до 2 см
до 1 см
нет
IV
до 3 см
да 2 см
нет
41
V
до 4 см
до 3 см
нет
Не допускается:
1 Наличие посторонних предметов создающих аварийную обстановку на
проезжей части при отсутствии соответствующих знаков.
2 Наличие не заполненных мастикой деформационных швов на
цементобетонных покрытиях.
3 На дорогах III-V категории не допускается пылимость покрытий.
Оценку уровня содержания необходимо отнести к соответствующей
категории дороги в зависимости от интенсивности движения, приведенной к
легковому автомобилю по табл. 6.3.
Таблица 6.2
Определение категории дороги
Эксплуатационная категория дороги
I
Интенсивность движения, приведенная к
легковому автомобилю, авт/сут
>6000
II
III
IV
V
2000-6000
1000-2000
200-1000
<200
Таблица 6.4
Уровень содержания земляного полотна
Эксплуатационная
категория дорог
I
II-V
Уровень содержания
допустимый
средний
Земляное полотно
Занижение обочин относительно кромки
до 3 см
до 2 см
до 4 см
до 3 см
высокий
нет
до 2 см
Допускается:
1 Высота травы на обочинах не более 15 см
2 Наличие древесно-кустарниковой растительности в полосе отвода при
обеспечении видимости при допустимом уровне содержания для всех
категорий дорог и при среднем уровне содержания для дорог IV-V категорий.
3 Наличие этой же растительности на обочинах и откосах допускается
при допустимом уровне содержания для дорог III-V категорий. При среднем
уровне содержания для V категории дороги.
4 Не допускается возвышение обочины над проезжей частью при
42
отсутствии бордюра.
Таблица 6.5
Уровень содержания водопропускных сооружений
Эксплуатационная
категория дорог
Уровень содержания
допустимый
средний
высокий
Искусственные сооружения
Локальные разрушения укреплений откосов насыпи у оголовков водопропускных труб
от общей площади
I
до 3 %
нет
нет
II
до 5 %
до 3 %
нет
III
до 10 %
до 5 %
до 3 %
IV
до 15 %
до 10 %
до 5 %
V
до 20 %
до 15 %
до 10 %
Заливание труб
IV
1/10 диаметра
V
1/15 диаметра
1/10 диаметра
Не допускается:
1 Застой воды у оголовков водопропускных труб.
2 Размер русел водотоков у оголовков труб.
3 Наличие травы более 15 см и кустарников у оголовков труб.
4 Незаделанные швы между звеньями водопропускных труб.
Таблица 6.6
Уровень содержания обустройства и обстановка дороги
Эксплуатационная категория
дорог
Уровень содержания
допустимый
средний
высокий
Обустройство и обстановка дороги
Наличие грязи на дорожных знаках, ограждениях, павильонах, посадочных площадках,
стоянках транспортных средств
I
до 5 % площади
нет
нет
II-III
до 10 %
до 5 %
нет
IV-V
до 15 %
10 %
5%
Износ дорожной разметки краской (термопластиком)
I-V
50 (25) %
45 (22) %
40 (20) %
Расстояние видимости знаков в светлое время
I-V
150 м
150 м
Повреждение окраски ограждении, кроме оцинкованных
I
до 5 %
нет
нет
II-III
до 10 %
до 5 %
нет
43
III
V
до 15 %
до 20 %
до 10 %
до 15 %
до 5 %
до 10 %
Не допускается:
1 Наличие дефектов ограждений, не восстановленных в течение 5 сут с
момента обнаружения.
2 Локальные повреждения бортовых камней (повреждения глубиной до 3
см суммарной площадью свыше 20 % или разрушения более 3 см).
3 Установка технических средств организации дорожного движения с
нарушением действующих стандартов.
4 При отсутствии знаков в местах, определенных дислокацией, или при
наличии временного установленных знаков, спустя сутки после устранения
причин, вызвавших необходимость их установки, уровень содержания
обстановки дороги на соответствующем участке дефектовки признается
недопустимым.
В выводах по работе делают заключение о состоянии покрытия,
назначаются ремонтные мероприятия и излагается технология их проведения.
6 Контрольные вопросы
1 Основные параметры оценки уровня содержания элементов дороги.
2 Параметры оценки уровня содержания земляного полотна.
3 Как определяют уровень содержания водопропускных сооружений?
4 Что определяют при оценке уровня содержания обустройства и
обстановка дороги?
Библиографический список
1
Сильянов,
В.В.
Транспортно-эксплуатационные
качества
автомобильных дорог и городских улиц [Текст] / В.В. Сильянов, Э.Р. Домке.М.: Издательский центр «Академия», 2007.- 352 с.
2 Домке, Э.Р. Управление качеством дорог [Текст]: учеб. пособие / Э.Р.
Домке, А.П. Бажанов, А.С. Ширшиков.- Ростов н/Д: Феникс, 2006.- 253 с.
3 Правила диагностики и оценки состояния автодорог. ВСН 6-90 /
Минавтодор РСФСР. ЦБНТИ Минавтодора РСФСР. – М., 1990. – 168 с.
44
4 Временное руководство по оценке уровня содержания автомобильных
дорог. – М., 1997. – 62 с.
5 ГОСТ 30412-96. Дороги автомобильные и аэродромы. Методы
измерения неровностей оснований и покрытий. – М., 1996. – 9 с.
6 Диагностика и оценка состояния автомобильных дорог. ВСН 6-90/
Минавтодор РСФСР. ЦБНТИ Минавтодора РСФСР. – М., 1990. – 168 с.
7 СНиП 3.06.03.-85. Автомобильные дороги. – М.: Госстрой СССР, 1986.
– 111 с.
8 СНиП 2.05.02-85. Автомобильные дороги. Госстрой СССР – М.: ЦНТП
Госстроя СССР, 1986. – 56 с.
Денисов Геннадий Александрович
Белокуров Владимир Петрович
Струков Юрий Вячеславович
Кораблев Руслан Александрович
Разгоняева Вера Викторовна
Экспертный анализ дорожный условий
Методические указания к практическим занятиям
для студентов специальности 190702 –
Организация и безопасность движения
Редактор Е.Н. Зяблова
Темплан 2008 г.
Подписано в печать 18.03.08. Формат 60×84 1/16. Заказ №
Объем
п.л. Усл п.л.
Уч.-изд. л.
Тираж 150
45
________________________________________________________________
Воронежская государственная лесотехническая академия
РИО ВГЛТА. УОП ВГЛТА. 394613, Воронеж, ул. Тимирязева, 8
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
19
Размер файла
446 Кб
Теги
анализа, практ, условия, экспертная, метод, указ, дорожные, занятия
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа