Общие сведения о эксплуатации автомобильных дорог.

Деформации и разрушения автомобильных дорог.

Под воздействием природных факторов и движущихся автомобилей все дорожные сооружения постепенно де­формируются. Для дорожных одежд и земляного полот­на вследствие вязкости их материалов характерны упру­го-вязкие (эластичные) деформации, возникающие от воздействия автомобилей, обратимые, но не мгновенные, как у упругих тел.

С течением времени под влиянием повторных нагру­зок от автомобилей упруговязкие деформации постепен­но сопровождаются остаточными.

Остаточные деформации могут быть пластическими без нарушения сплошности материала, вызванными тем­пературными изменениями или постепенным доуплотне-нием материалов и грунта. В дальнейшем, при повтор­ном воздействии автомобилей и снижении сопротивления материалов и грунта, а также из-за неоднородности пластических деформаций (по размерам и площади), образуются микроразрушения. В начале они не влияют на условия движения автомобилей, но когда увеличи­ваются, их необходимо устранять. В противном случае разрушения увеличиваются в размерах, что может при­вести к разрушению всего сооружения.

Вследствие переувлажнения грунтов в полотне обра­зуются значительные деформации, и оно может разру­шиться вследствие потери прочности и устойчивости грунтов. Даже незначительные деформации влияют на дорожные одежды и ухудшают их состояние. Деформа­ции и разрушения земляного полотна происходят из-за неоднородности его грунтов и их недостаточного уплот­нения.

Наиболее распространенные деформации и разруше­ния земляного полотна описаны ниже. Осадки-зем­ляногополотнавозникают из-за недостаточного уплотнения и переувлажнения его грунтов (рис. 19,а). Небольшие и равномерные осадки полотна могут не влиять на состояние дорожных одежд, большие же и неравномерные приводят к полному их разрушению.

Просадкиполотнавозникают на участках со слабыми подстилающими насыпь грунтами — да боло­тах, на просадочных грунтах, карстах и т.п. (рис. 19,6).

Сползанияоткосовнасыпейи выемок происходят при недоброкачественном возведении насы­пей, присыпке грунта на откосах без соединения с основ­ным телом земляного полотна уступами, при неправиль­ном отводе воды с его поверхности, при отсутствии укреплений откосов, а также при повышенной против норм их крутизне (рис. 19,г).Насыпи могут сползать на оползневых и косогорных участках при недостаточно укрепленных основаниях и малых сопротивлениях по сдвигу по ним насыпей (рис. 19,в).

При возведении насыпей на оползневых участках не­обходимо предварительно укрепить весь оползневый склон и обеспечить водоотвод с него. Оползни возника­ют при отсутствии уступов на косогоре, которые нужны для лучшего удержания насыпи при недостаточно проч­ных грунтах, подстилающих насыпь. Причинами ополз­ней могут быть также недоуплотнение и переувлажнение нижних слоев насыпи.

Пучинообразования— поверхностные дефор­мации земляного полотна, возникающие вследствие ин­тенсивного накопления влаги и промерзания верхних слоев насыпей, сложенных из пылеватых пучинистыхгрунтов (см. § 11).

Выдуваниеи размываниеобочини от-к осов.Эти процессы происходят в тех случаях, когда их неукрепленные поверхности не могут противостоять поверхностному стоку (водная эрозия) и воздействию ветра (ветровая эрозия). Таким деформациям подвер­жены в большей степени слабосвязные и несвязные грунты.

Озеленение дорог

Снегозащитные насаждения должны удовлетворять следующим основным требованиям:

- их конструкции и размещение должны соответствовать объему приносимого к дороге снега;

- расстояние от посадок до дороги должно быть достаточным, чтобы снежный шлейф не мог выйти на дорогу;

- породно-видовой состав насаждений должен соответствовать местным почвенно-климатическим условиям произрастания и подбираться с учетом снегозащитных свойств деревьев и кустарников, их декоративных свойств и хозяйственной ценности;

- насаждения надо закладывать с минимальным отводом земельной площади и затратами.
Декоративные насажденияВ состав декоративных насаждений входят: основные декоративные посадки вдоль дорог, посадки на разделительных полосах, у развилок, пересечений, примыканий, искусственных сооружений, насаждения у комплексов дорожных зданий, автобусных станций, площадок отдыха.

Основными приемами и способами размещения декоративных посадок на дорогах служат регулярный, ландшафтный и смешанный.

Регулярный прием заключается в строго определенном размещении элементов озеленения. Группы имеют однообразное построение и размещаются по прямым или правильным кривым линиям. Этот прием используют для озеленения дорог, проходящих в равнинной местности, въездов в города и населенные пункты или на участках, проходящих внутри них. Чтобы избежать однообразия и монотонности впечатления, создающегося при таком приеме озеленения, в регулярные посадки вводят так называемые акценты - отдельные деревья и кустарники или группы, резко отличающиеся по высоте, форме, окраске листьев, цветению.

Ландшафтный, или свободный, прием размещения декоративных насаждений состоит в свободном, живописном расположении элементов в увязке с окружающей природой. Отдельные деревья, кустарники или группы размещают на разных расстояниях от дороги и между собой. Группы могут быть крупные (16...20 м в поперечнике), средние (10...15 м) и малые (8...10 м). Крупные и средние группы создают из одной или нескольких пород деревьев и кустарников, малые - из одной породы деревьев в сочетании с различными кустарниками.

Крупные группы размещают не ближе 80 м одна от другой, а средние и малые группируют около крупных, стараясь, чтобы расстояния между ними были разными. При этом крупные группы располагают на заднем плане, средние и малые - на переднем. Ландшафтный прием размещения декоративных посадок производит наибольший эффект при использовании на дорогах, проходящих по пересеченной местности.

Смешанный прием предусматривает сочетание регулярных посадок с ландшафтными группами. Его применяют на дорогах, где прилегающая местность характерна чередованием участков с равнинным и пересеченным рельефом. Ландшафтные группы следует размещать в разрывах регулярных посадок, у пересечений автомобильных и железных дорог, у искусственных сооружений.

Благоустройство дорог

Благоустройство и оборудование автомобильных дорог следует рассматривать как одно из средств обеспечения безопасности движения. Вследствие изменения по протяжению дороги условий движения транспортных потоков, мероприятия по оборудованию дорог необходимо увязывать с потребностью в обеспечении безопасности или регулирования движения на отдельных участках.Благоустройство дорог для обслуживания в пути пассажиров, водителей и автомобилей повышает эффективность использования автомобильного транспорта и, обеспечивая своевременное снижение утомления водителей путем создания условий для отдыха в пути, повышает безопасность движения.

Выбор технических средств обеспечения безопасности движения определяется необходимостью:

- предоставить водителю необходимую в процессе движения информацию;

- обеспечить безопасность движения на опасных участках дороги в сложной дорожно-транспортной обстановке;

- обеспечить отдых для водителей и пассажиров в пути с целью снижения их утомления.

Большая (по сравнению с шириной) длина дороги делает невозможным одновременное зрительное восприятие всей дороги. Необходима разбивка протяжения дороги в целях проектирования ее благоустройства на отдельные, более короткие участки, имеющие в известной степени самостоятельное значение; такие участки принято называть архитектурными бассейнами.

Протяжение архитектурного бассейна соответствует движению с расчетной скоростью в течение 3 - 5 мин. и составляет:

- для дорог I технической категории - 12 - 16 км;

- для дорог II и III категории - 8 - 10 км;

- для дорог IV и V категории - 6 - 8 км.

Проектирование мероприятий по озеленению автомобильных дорог может преследовать следующие цели:

а) технические: укрепление склонов и откосов, укрепление оврагов, оползней, дренирование почвы;

б) обеспечение безопасности движения и зрительное ориентирование (создание на дороге направляющих ориентиров, особенно за пределами непосредственной видимости покрытия; предупреждение о местах, требующих повышения внимания водителя; защита от бокового ветра; защита от ослепления светом фар встречных автомобилей; частичная замена или усиление ограждающих устройств);

в) санитарно-гигиенические (улучшение микроклимата площадок и комплексов в придорожной полосе; защита от шума, пыли и вредных газов в местах отдыха у дороги);

г) архитектурно-ландшафтные и эстетические (создание однородного фона в местах с пестрым, неорганизованным ландшафтом, подчеркивание красивых ландшафтов, декорирование некрасивых мест, членение территорий для облегчения их восприятия и связывания дороги с ландшафтом местности).

Правила пользования, а/д

Пользователям, а/д запрещается:

-передвигаться по дорогам на т/с способных нанести ущерб дор. Конструкциям

-перевозить по дорогам опасные, тяжеловесные, крупногабаритные грузы без спец. разрешения

-загрязнять дор.покрытие, полосы отвода и придорожные полосы

-выполнять на ПЧ дорог работы с применением веществ оказывающих влияние на сцепные качества

-создавать условия препятствующие обеспечению без-ти движения

-осуществлять прогон животных вне спец. Оборудованных мест

-запрещается повреждать дорогу и её элементы

21.Охрана природной среды при эксплуатации а/д, подразделяется на две части:

1.комплекс мер, принимаемых для защиты природной среды от отрицательного воздействия автомобилей

2.меры по защите природной среды от отрицательного влияния самой дороги и от работ по ее ремонту и содержанию, от деятельности дор. производственных предприятий.

Окружающая среда – это природный комплекс, включающий в себя воздушный и водный бассейны, почвы, ландшафт, с/х угодья, растительность (флору) и животный мир (фауну).

Отрицательное воздействие на окружающую среду оказывают:

1. Выбросы автомобилей, содержащие бензопирен и свинец;

2. Испарение легколетучих токсических веществ из покрытий, обработанных вяжущими;

3. Образование пыли, которая адсорбирует химические элементы и может вызвать заболевания у людей и животных;

4. Дорога, которая нарушает ландшафт при недостаточно обоснованном трассировании, также может нарушить естественные пути миграции животных и насекомых;

5. Хлориды, применяемые для борьбы с зимней скользкостью;

6. Производство ремонтно-строительных работ, сопровождающееся образованием пыли, шума, токсическими выбросами отработавших газов, выделением токсических веществ от применяемых вяжущих;

7. В местах стоянок и на территории автопавильонов почва загрязняется отработанными маслами и другими отходами;

8. Битумные базы, АБЗ, ЦБЗ, карьеры, камнедробильные цехи.

Мероприятия по защите окружающей среды:

1. Чтобы снизить степень загрязнения придорожной зоны соединениями свинца и уменьшить ширину зоны в пределах которой содержание свинца в почве и растительности превышает допустимые концентрации создают зеленые полосы не менее чем из 2-х рядов кустарника и 2-х, 3-х рядов деревьев;

2. Обеспыливание дорог;

3. Регулярная очистка дорог и мойка усовершенствованных покрытий;

4. Чтобы обеспечить свободное передвижение животных через дорогу, в местах их обитания устраивают проходы или используют скотопрогоны и трубы большого диаметра, ограждения в виде сетки, которые предотвращают выход животных на дорогу и направляют их к проходу;

5. Снизить уровень шума можно за счет повышения ровности , снижения крупности зерен микропрофиля покрытий, обеспечения поверхностного стока, добавкой резиновой крошки для эластичности в а/б смеси. В городских условиях уровень шума можно снизить устройством шумозащитных барьеров, грунтовых валов, зеленых насаждений и средствами организации движения: снижением скорости, уменьшением задержек на пересечениях, обеспечением постоянной скорости автомобилей без переключения передач;

6. Загазованность можно снизить путем: снижения продольного уклона, поддержания ПЧ в чистоте, регулирования скорости и устройством газозащитных полос зеленых насаждений;

7. Противоэрозионное озеленение.

Общие сведения о эксплуатации автомобильных дорог.

Автомобильные дороги представляют собой комплекс инженер­ных сооружений, предназначенных для непрерывного, удобного и безопасного движения транспортных средств с расчетной нагрузкой и установленными скоростями. В этот комплекс входят земляное полотно, дорожная одежда, мосты, трубы, другие искусственные со­оружения, обустройство дорог и защитные сооружения, здания и сооружения автосервиса, дорожных и автотранспортных служб. Па­раметры и состояние элементов дороги и дорожных сооружений определяют ее технический уровень и эксплуатационное состояние.

В настоящее время общая протяженность автомобильных дорог в России составляет 552 тыс. км, из них 50 тыс. км приходится на дороги федерального значения и 502 тыс. км на дороги регионального значения. Ежегодно на их содержание и ремонт выделяются значительные средства как из федерального бюджета, так и из бюджетов регионов. Однако существующие объемы финансирования все еще не соответствуют технологически обоснованным потребностям развития данной отрасли.Недофинансирование дорожно-эксплуатационных работ приводит к сокращению срока службы дорог, увеличению потребности в затратах на их содержание и ремонт. Одновременно возрастает нагрузка на дорожную сеть.

Еще одна из наиболее остро стоящих проблем -- высокая стоимость строительства дорог в стране. Средняя стоимость строительства дорог в России выше по сравнению со странами Евросоюза в 2,6 раза, с США -- в 3 раза, с Китаем и того больше -- в 7,3 раза.

2.Теоретические модели управления функционированием дорог.

Автомобильный транспорт в целом состоит из следующих основ­ных элементов: подвижной состав или парк автомобилей, т.е. ав­томобили всех видов; путевое хозяйство или автомобильные до­роги со всеми устройствами и сооружениями; материально-тех­ническая база дорожного хозяйства.

С позиций системного анализа все эти элементы могут быть объединены в единую автомобильно-дорожную систему. Подвижной состав и автомобильные дороги представляют собой главные элементы автомобильно-дорожной системы, конечным продуктом взаимодействия которых являют­ся автомобильные перевозки, т. е. доставка грузов и пассажиров, а основным производственным процессом — движение автомоби­лей по дорогам.

В условиях роста интенсивности движения успешно обеспе­чить перевозочный процесс возможно лишь при непрерывном со­вершенствовании дорожного движения. В связи с этим необходи­мо знать закономерности формирования транспортных потоков в различных дорожных условиях. Следовательно, необходимо непрерывное управление развити­ем сети дорог, их техническим уровнем и состоянием в целях обес­печения требуемого уровня эффективности работы дорогкак со­ставной части автомобильно-дорожной системы. Эффективное функционирование автомобильного транспорта возможно, когда количественное развитие, качественный уровень и техническое состояние автомобильных дорог соответствуют требованиям, предъявляемым к ним со стороны транспортного потока.

Перемещение грузов и пассажиров по автомобильным дорогам — сложный производственный процесс с участием людей, автомо­билей, дорожных сооружений и обустройств, на которые суще­ственно влияют погодно-климатические условия. Эта совокупность может быть объединена в комплекс водитель—автомобиль—до­рога—среда (ВАДС). В его структурной схеме можно выделить 12 прямых и обратных связей (1 —12): водитель—автомобиль (ВА), автомобиль —водитель (АВ), автомобиль—дорога (АД), дорога — автомобиль (ДА) и другие.

Комплекс ВАДС представляет собой иерархическую систему, в ко­торой кроме парных связей между элементами и подсистемами суще­ствуют множественные связи, например ДАВ, СДА и т.д.

Дорожные условия (СД) — совокупность геометрических пара­метров и транспортно-эксплуатационных качеств дороги, имею­щих непосредственное отношение к движению. Дорожные усло­вия подразделяют на постянные и переменные (временные и кратковременные) параметры и факторы.

К постоянным отнесены параметры и характеристики дорог, не меняющиеся в процессе эксплуатации или изменяющиеся очень редко (при реконструкции или капитальном ремонте): параметры продольного профиля, радиусы кривых в плане, длина прямых и кривых и др.

К переменным (временным или сезонным) отнесены парамет­ры и характеристики дорог, изменяющиеся в результате сезонных колебаний метеорологических условий и качества содержания до­роги: ровность и сцепные качества покрытия, фактическая шири­на проезжей части и обочин, наличие и состояние съездов и пере­сечений, инженерного оборудования, видимость в плане и др.

К переменным кратковременным отнесены факторы, влияющие на режим и безопасность движения в течение краткого времени — от нескольких часов до одного месяца: осадки, туман, гололед, ветер, метеорологическая видимость и др.

С позиций восприятия дороги водителем термин «дорожные условия» полнее отражает объект его восприятия, тем более что каждый автомобиль проезжает по многим дорогам с различными характеристиками:

Транспортный поток (ТП)— совокупность отдельных движу­щихся по дороге автомобилей, управляемых водителями.

Состояние окружающей среды (С) — совокупность метеороло­гических или погодных условий в данный момент. Правильнее рассматривать здесь всю окружающую природную среду, включая рельеф местности, ландшафт, растительность и животный мир, что существенно усложняет анализ.

Условия движения(УД) — реальная обстановка на дороге, в которой движется автомобиль в данный момент: дорожные усло­вия, транспортный поток и состояние окружающей среды.

Можно представить укрупненную схему структуры взаимодействия комплекса ВАДС, в которой главная роль принадлежит системе дорожные условия — транспортные потоки — систему ДУ — ТП (рис. 2.1, в), каждый элемент кото­рой отдельно и все вместе находятся под влиянием окружающей среды С.

Режим движенияхарактеризуется скоростью одиночных авто­мобилей и всего потока, интервалами между автомобилями в по­токе (плотностью потока), числом обгонов, перестроений и их траекториями, режимом разгонов и торможений.

Основой теории управления состоянием и функционированием дорог служит качественное и количественное описание сущности и закономерностей взаимодействия элементов и систем комплекса ВАДС.

Подсистема водитель — автомобиль (ВА) характеризует эрго­номическую связь человека с автомобилем, что позволя­ет установить оптимальные условия для водителя и пассажира

Подсистема автомобиль — дорога (АД) и ее обратная связь являются важнейшим звеном всего комплекса с позиции изуче­ния влияния на состояние дороги в процессе эксплуатации и эф­фективности этого взаимодействия, что позволяет оценить напряженно-деформируемое состояние дорожной одеж­ды, образование деформаций и разрушений и составляет основу теории эксплуатации дорог. Установление зависимостей от режима движения автомобилей, конструкции и прочности одежд, типа покрытий, климатических и гидрогеологических условий позволит обосновать надежные методы назначения видов ремонтных работ и их периодичность. Анализ подсистемы АД является основой для совершенствова­ния такой важной проблемы, как работоспособность и межремонт­ные сроки службы.

Подсистемы дорога — водитель (ДВ) и среда — водитель (СВ) базируются на психофизиологических особенностях водителей и исследовании влияния дороги и окружающей среды на их состо­яние в процессе движения автомобилей. Анализ этих подсистем открывает перспективу совершенство­вания одной из важнейших проблем эксплуатации дорог — без­опасности движения.

Подсистемы ВС, АС и ДС отображают воздействия человека, автомобиля и дороги на окружающую среду. Анализ этих подси­стем имеет огромное значение для изучения таких важных про­блем, как транспортный шум, загрязнение воздуха, охрана при­роды и др.

Подсистемы СД и СА являются тепломассообменными моде­лями системы. Исследования подсистемы СД позволяют решать различ­ные практические задачи для региональных условий, возникаю­щие при содержании, ремонте и реконструкции дорог: устанав­ливать возвышение бровки полотна, рассчитывать глубину про­мерзания и оттаивания, определять толщину гидро- и термоизо­ляционных, дренажных слоев и др. Исследование водно-тепло­вого режима дорог для специфических региональных условий остается пока актуальной проблемой эксплуатации. Изучение этого режима позволит решать актуальные для практики вопро­сы трещиноустойчивости, сдвигоустойчивости, пучиноустойчи-вости одежд.

Анализ подсистемы СД является основой для совершенство­вания такой важной проблемы, как снегозащита дорог.

Главная особенность — децентрализация взаимодействия си­стем ВАДС, так как комплекс охватывает многочисленные само­стоятельно действующие элементы и факторы, решения и управ­ляющие воздействия, принятые изолированно друг от друга.

Вторая особенность комплекса ВАДС — во многом случайный (стохастический) характер функционирования, поскольку все его си­стемы подвержены воздействию неблагоприятных факторов клима­та. По стохастическим законам формируется и транспортный поток.

Комплекс ВАДС и систему ДУ—ТП можно рассматривать как децентрализованную систему обслуживания со случайными сто­хастическими входами. К этим входам относят спрос на пользова­ние дорогами со стороны транспортного потока, т.е. его интен­сивность и состав движения, а также воздействия окружающей среды. Модель двухуровневого управления функционированием системы ДУ—ТП включает в себя стратегическое, или программное, и оперативное, или текущее, управление.

1 уровень управления (стратегическое, или программное) систе­мой ДУ—ТП состоит в назначении и выборе параметров и харак­теристик дороги на стадии проектирования и полноте реализации этих решений в процессе строительства или реконструкции. Сюда же входит обоснование мощности и ресурсов дорожно-эксплуата­ционной службы для обеспечения требуемого уровня содержания дороги исходя из принятых проектных решений в конкретных условиях эксплуатации дороги.

JIуровень управления (оперативное, или текущее) состоит в на­значении и реализации мероприятий по содержанию и ремонту дороги, организации и обеспечению безопасности движения в период эксплуатации. Большое влияние на эффективность второ­го уровня управления оказывают основные параметры и характе­ристики дороги, принятые на первом уровне.

Как следует из модели и алгоритма управления функциониро­вания системой ДУ—ТП, основным этапом формирования каче­ства этого функционирования является проектирование дороги.Однако во многих случаях при проектировании дорог условия их будущей эксплуатации учитывают плохо, параметры и харак­теристики дорог рассчитывают только на обеспечение движения в теплое время года, а условия движения в неблагоприятные осен­не-весенние и зимние периоды не учитывают. Проектные орга­низации освобождены от ответственности за транспортно-эксп­луатационные характеристики дорог в процессе эксплуатации. Не­

достаточная изученность всего многообразия реальных условий работы дорог, их неполный учет или пренебрежение ими при про­ектировании и строительстве наносят значительный ущерб транс­портно-эксплуатационным показателям дорог в процессе эксплуа­тации.

Необходимо изучать особенности работы дорог в различных условиях с тем, чтобы совершенствовать методы проектирования, строительства и эксплуатации дорог.