Основные транспортно-эксплуатационные качества автомобильных дорог

Изучаемые вопросы:

Учет габаритных и массовых характеристик транспортных средств при проектировании автомобильных дорог

Надежность, проезжаемость, прочность, ровность, скользкость , шероховатость автомобильных дорог

Влияние природно-климатические факторов на из­менения транспортно-эксплуатационных качеств дорог

Все транспортные сред­ства в зависимости от осевых масс подразделяют на две группы:

• группа А — транспортные средства с осевыми массами наи­более нагруженной оси от 6 до 10 т включительно, предназ­наченные для эксплуатации на дорогах I —III категорий, а также на дорогах IV категории, одежды которых построены или усиле­ны под осевую массу 10 т;

• группа Б — транспортные средства с осевыми массами наи­более нагруженной оси до 6 т включительно, предназначенные для эксплуатации на всех дорогах.

Габаритные размеры транспортных средств по длине не долж­ны превышать:

одиночных автомобилей, автобусов, троллейбусов и прице­пов — 12 м;

автопоездов в составе автомобиль — прицеп и автомобиль-полуприцеп — 20 м;

двухзвенных сочлененных автобусов и троллейбусов —18 м.

Габаритные размеры транспортных средств по ширине не дол­жны превышать 2,5 м, для рефрижераторов и изотермических ку­зовов допускается 2,6 м.

Габаритные размеры транспортных средств по высоте не долж­ны превышать 4 м.

Ккрупногабаритным относятся также транспортные средства, имеющие в своем составе два и более прицепа (полуприцепа), независимо от ширины и общей длины автопоезда. Их длина не должна превышать 24 м.

Надежность автомобильной дороги характеризуется вероятно­стью обеспечения среднегодовой технической скорости движения транспортного потока, близкой к оптимальной в течение норма­тивного срока (межремонтного периода между капитальными ре­монтами дорожной одежды) службы дорожной одежды. Количе­ственно эта вероятность выражается числом автомобилей в соста­ве транспортного потока, движущихся со скоростью не ниже оп­тимальной, отнесенным к общему числу автомобилей.

Надежность тесно связана с понятием отказа, под которым понимается событие, заключающееся в потере работоспособно­сти объекта. Для дорожной одежды под отказом понимается событие, при котором нарушается возможность выполнения транспортным по­током определенной удельной работы, т- км/ч или т- км/сут. От­каз дорожной одежды может возникнуть при снижении ее проч­ности, ухудшении ровности и сцепных качеств дорожного покры­тия. Учитывая, что появление отказов дорожной одежды происхо­дит не сразу, а по мере ее эксплуатации, мероприятия по улучше­нию состояния дорожных одежд следует выполнять стадийно.

В процессе эксплуатации характеристики дорожного покры­тия не остаются постоянными, происходит снижение первона­чального качества дорожного покрытия.

В соответствии с теорией надежности надежность дороги в це­лом оценивается надежностью ее составных элементов (дорожной одежды и покрытия, искусственных сооружений, земляного по­лотна, геометрических элементов).

Более узким понятием является проезжаемость дороги. Под про-езжаемостью автомобильной дороги понимается возможность про­езда одиночных автомобилей разных типов с минимально допус­тимой скоростью в разные периоды года. На проезжаемость автомобильных дорог ока­зывают влияние следующие факторы: состояние и прочность до­рожной одежды; состояние проезжей части; природно-климати­ческие условия.

Прочность дорожной одежды является наиболее важным пока­зателем транспортно-эксплуатационного состояния автомобиль­ной дороги, который необходимо регулярно оценивать в течение всего срока ее службы.

Прочностные качества дорожной одежды определяются преж­де всего сопротивляемостью подстилающего грунта сжатию..

Возможны три случая деформации дорожного покрытия в за­висимости от прикладываемой нагрузки.

Если нагрузка невелика, а слои дорожной одежды и земляного полотна хорошо уплотнены, дорожная одежда не разрушается и происходят только упругие деформации, т. е. дорожная одежда под действием нагрузки прогибается и после проезда автомобиля воз­вращается в прежнее положение.

При возрастании нагрузки или при временном снижении проч­ности грунтов основания в весенний или осенний периоды воз­никают постепенно накапливающиеся пластические малые дефор­мации. В случае, если суммарное значение деформаций за период ос­лабленного состояния дорожной одежды превысит некоторые пре­дельные значения, дорожная одежда разрушится. Прочность дорожной одежды зависит от предельно допусти­мого прогиба, а также от количества приложений на­грузки за период ослабления дорожной одежды.

При очень больших нагрузках или значительном ослаблении прочности грунта основания вначале замедленно накапливаются деформации, которые в дальнейшем быстро возрастают, в резуль­тате чего происходит полное разрушение дорожной одежды.

Разрушения могут быть вызваны низким качеством выполне­ния работ, недостаточным или неправильным учетом гидрогео­логических условий, применением материалов низкого качества.

Основными видами деформаций и разрушений дорожной одеж­ды являются: деформации иразрушения, потери прочности дорожной одежды, просадки нежестких дорожных одежд, сквозные трещины, проломы.

Основными видами разрушений дорожного покрытия являются: износ (истирание), шелушение, выкрашивание, обламывание кромок, волны, гребенка, сдвиги, вмятины, трещины, колеи, выбоины

Ровность дорожного покрытия является одним из основных показателей, характеризующих удобство движения по дороге и оказывающих решающее влияние на скорость движения автомо­билей и транспортную работу дороги в целом.

По влиянию на колебания автомобиля неровности можно разделить на три группы: макронеровности, микроне­ровности и шероховатость.

Простейшим прибором для определения ровности дорожного покрытия и основания является трехметровая рейка. Степень ровности дорожного покрытия оценивается по зазору между нижней плоскостью рейки, уложенной на проезжую часть, и поверхностью дорожного покрытия.

Ровность дорожного покрытия также может быть измерена пу­тем суммирования колебаний кузова движущегося автомобиля от­носительно его заднего моста или по суммарному перемещению колеса прицепной тележки относительно инерционной массы его корпуса на единицу длины дороги. Такие приборы называют толчкомерами. Существуют разные конструкции толчкомеров: ТХК-2, ПКРС-2, ТЭД-2М, ИВП-1М и др.

Скользкость дорожного покрытия — важнейшая характеристи­ка транспортно-эксплуатационного состояния дороги. Критерием скользкости дорожного покрытия является коэффициент сцепле­ния.

Коэффициент сцепления измеряют с помощью портативных (малогабаритных) приборов, динамометрических установок и методом торможения. При измерении коэффициента сцепления портативными при­борами не требуется специальных установок и автомобилей. С по­мощью этих приборов возможно измерение коэффициента про­дольного сцепления на площадях ограниченного размера.

Определение коэффициента сцепления с помощью динамомет­рических установок производят при движении автомобиля с опре­деленной скоростью. Как правило, установки состоят из одноко­лесного прицепа. Наиболее совершенной является динамометри­ческая установка типа ПКРС-2.

При отсутствии специальных динамометрических прицепов и портативных приборов разрешается определение коэффициента сцепления методом тормозного пути или по отрицательному ус­корению.

Шероховатость поверхности дорожных покрытий — один из важнейших транспортно-эксплуатационных показателей автомо­бильных дорог, обусловливающий надежность контакта автомо­бильной шины с поверхностью дорожного покрытия и в большей степени влияющий на безопасность движения транспортных средств.

Основными параметрами, характеризующими макрошерохова­тость, являются высота выступов, средняя высота выступов, шаг неровностей (расстояние между соседними вершинами неровно­стей), средний шаг неровностей.

Простейшим методом измерения шероховатости является ме­тод песчаного пятна, который заключается в распределении на поверхности дорожного покрытия определенного объема песка (обычно 10...30 см³) с размером частиц 0,15...0,3 мм. По измеренному диаметру пятна и объему песка вычисляют среднюю глубину шероховатости.

При использовании бесконтактного метода измерения шероховатости (лазерный профилограф) исследуемая поверхность ощу­пывается световым лучом. Копирование поверхности дорожного покрытия осуществляется сфокусирован­ным лучом лазера, а фотоприемным устройством измеряется диффузионная составляющая отраженного светового потока.

В зимний период решающее влияние на условия движения ока­зывают снежные заносы, гололед, туман, низкая температура, короткая продолжительность светлого времени суток.

Для осеннего периода характерно переувлажнение земляного полотна и дорож­ной одежды, появление кратковременного гололеда, большое ко­личество осадков, туман. В этот период значительно загрязняется проезжая часть, что приводит к резкому снижению коэффициен­та сцепления шины колеса с дорожным покрытием, разрушаются обочины, уменьшается эффективная ширина проезжей части.

Весенний период характерен резкими колебаниями температу­ры в течение суток и резкими переходами от сухой погоды к дожд­ливой. В это время в связи с переувлажнением низа дорожной одеж­ды снижается ее несущая способность, что требует ограничения движения тяжелых автомобилей.

На дорогах, проходящих в горной местности, часто возникают туманы, обвалы, снежные лавины, селевые потоки. Характерным является резкое колебание температуры, при­водящее к разрушению дорожного покрытия. Попадание и замер­зание воды в образовавшиеся трещины приводит к еще большему разрушению дорожного покрытия.

К существенному снижению транспортно-эксплуатационных качеств приводит уменьшение расстояния видимости в тумане и при интенсивном пылеобразовании в сухой период года. Проис­ходит снижение скоростей движения, возрастание числа дорож­но-транспортных происшествий.

В большинстве случаев для зимнего периода наибо­лее характерны потеря четкого очертания земляного полотна, из­менение размеров поперечного профиля проезжей части, суже­ние проезжей части на мостах и около близкорасположенных к проезжей части препятствий вследствие неполного удаления сне­га. Наличие снегозаносимых участков на дороге существенно ухуд­шает транспортно-эксплуатационные качества всей автомобиль­ной дороги.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1. Какие основные факторы влияют на состояние дороги?

2. Какими показателями характеризуются транспортно-эксплуатационные

показатели автомобильных дорог?

3.На какие группы подразделяются транспортные средства?

4. Каковы ограничения транспортных средств по длине, ширине, высоте?

5. Как характеризуется надежность автомобильных дорог?

6. Как характеризуется проезжаемость автомобильной дороги?

7. Как характеризуется прочность дорожной одежды?

8. Как может определяться ровность дорожного покрытия?

9. Как может определяться скользкость дорожного покрытия?

10. Как измеряется шероховатость дорожного покрытия?

11. За счет чего снижаются транспортно-эксплуатационные качества

автомобильных дорог при изменении природно-климатических

факторов?