Требования к ровности дорожных покрытий.

При разработке требований к ровности покрытий исходят из допустимых амплитуд и ускорений колебаний автомобилей при расчетной скорости движения. Выделяют четыре критерия, по которым оценивают допустимость тех или иных колебаний автомобиля:

  • • удобство езды и комфортность для водителя и пассажиров;
  • • устойчивость грузов в кузове автомобиля;
  • • надежность и долговечность работы рессор, шин и других

частей автомобиля;

• надежность и долговечность работы дорожной конструкции.

Установлено, что решающим является критерий обеспечения

удобства и комфортности для водителя и пассажиров.

Исследованиями Р.В. Ротенберга и другими учеными установлено, что при движении по неровной поверхности ощущение колебаний водителем начинается с момента, когда ускорения колебаний достигнут z = 0,5 м/с2. По мере возрастания скорости движения автомобиля и неровностей ездового профиля возникают беспокоящие колебания. Этому состоянию ориентировочно соответствуют ускорения z = 2,5...3 м/с2. При длительном действии z = 3...5 м/с2 колебания переходят в неприятные и непереносимые. Единичные большие и длительные среднего значения колебания влияют на функциональное состояние водителя, снижают его работоспособность.

Существенное влияние на состояние человека оказывает и частота колебаний автомобиля. Установлено, что при колебании кузова автомобиля с частотой 0,7—4 Гц пассажиры испытывают неприятные ощущения, а при 5—20 Гц создается критическое состояние для человека.

Практическое значение имеют линейные вертикальные колебания кузова (покачивание), его угловые колебания в продольной плоскости автомобиля (галопирование), угловые колебания в поперечной плоскости (пошатывание), колебание осей (мостов) в вертикальной плоскости.

Частота возмущающей силы при периодическом воздействии неровностей дороги на колеса автомобиля

где v — скорость движения, км/ч;

S — длина неровности, м.

Связь между частотой возмущающей силы, размерами неровностей проезжей части и скоростью движения Р.В. Ротенберг рекомендует устанавливать по характеристике плавности хода автомобиля.

С учетом влияния ускорения и частоты колебаний автомобиля на функциональное состояние водителей разработаны нормативные требования к продольной ровности эксплуатируемых дорог с учетом интенсивности движения, категории дороги и типа покрытия для каждого метода и измерительного прибора.

В таблице 10.6 приведены требования к ровности при проведении измерений динамометрическим прицепом ПКРС-2У.

Таблица 10.6

Требования к ровности при проведении измерений динамометрическим прицепом ПКРС-2У

Интенсивность движения, авт./сут.

Категория

дороги

Тип дорожной одежды

Предельно допустимые показатели продольной ровности, см/км (по прибору ПКРС-2У)

Более 7 000

I а, б

Капитальный

540

3 000—7 000

II

«

660

1 000—3 000

III

Облегченный

860

Окончание

Интенсивность движения, авт./сут.

Категория

дороги

Тип дорожной одежды

Предельно допустимые показатели продольной ровности, см/км (по прибору ПКРС-2У)

500—1 000

IV

«

1 100

200—500

IV

Переходной

1 200

До 200

V

Низший

1 350

Система оценки ровности дорожного покрытия по международному индексу ровности IRI приведена в табл. 10.7.

Таблица 10.7

Система оценки ровности дорожного покрытия по международному индексу ровности IRI

Оценка

состояния

Значения IRI, м/км

Характеристика состояния покрытия

Отличное

До 1,5

Дефекты покрытия отсутствуют, требуется лишь содержание

Хорошее

1,5...4,0

В основном дефектов нет, требуется лишь содержание и текущий ремонт

Удовлетворительное

3,0...6,0

Существенные дефекты, срочно требуется замена покрытия или его усиление во избежание выхода из строя

Плохое

Более 6,0

Крупные дефекты, дорожная одежда вышла и выходит из строя, требуется реконструкция

Поперечная ровность определяется наличием неровностей или отклонений фактической поверхности от проектной в поперечном сечении дороги.

К неровностям и отклонениям, формирующим характеристики продольной ровности, в поперечном направлении добавляется еще один специфический вид дефектов — келейность.

Колея — это особый вид деформирования дорожной конструкции (земляного полотна, дорожной одежды с покрытием), в результате которого на поверхности проезжей части образуются углубления вдоль дороги по полосам наката без гребней выпирания или с гребнями выпирания по одной или обеим сторонам этих углублений. Колея может охватывать как слой покрытия, так и все другие слои дорожной одежды и грунты активной зоны земляного полотна.

Колеи могут образоваться на всех видах покрытий и дорожных одежд, но интенсивность их образования и глубина колей различны.

По форме поперечного профиля проезжей части можно выделить колеи в виде углублений по полосам наката; углублений по полосам наката с одним гребнем или горбом выпирания; углублений по полосам наката с двумя и тремя гребнями выпирания; углублений по полосам наката с общим проседанием поверхности проезжей части и др. (рис. 10.15). Общая глубина колеи может колебаться в широких пределах 2—150 мм и более. При прочном земляном полотне и основании на асфальтобетонном покрытии колея может образоваться за счет ускоренного износа материала верхнего слоя покрытия по полосам наката и за счет накопления пластических деформаций в слоях асфальтобетона. В реальных условиях результат этих процессов колееобразования суммируется.

Виды колеи

Рис. 10.15. Виды колеи: 1, 2 — углубления по полосам наката; 3, 4 — углубления с одним и двумя гребнями выпирания; 5 — углубления с общим проседанием поверхности проезжей части; 6 — ось дороги

Наиболее часто колея образуется на нежестких дорожных одеждах с покрытием из асфальтобетона и других битумоминеральных смесей, однако колея истирания может формироваться и на цементобетонных покрытиях.

Как и большинство других деформаций, колея образуется при неблагоприятном сочетании двух групп факторов:

  • 1) внешние факторы — воздействия нагрузки, климатические факторы, особенно температура воздуха и солнечная радиация, а также условия увлажнения грунта земляного полотна;
  • 2) внутренние факторы — физикомеханические характеристики дорожной конструкции: сдвигоустойчивость, структурное состояние, прочность и степень уплотнения дорожной одежды и земляного полотна, тип грунта и его свойства. Самым важным из всех факторов образования колей является воздействие тяжелых многоосных автомобилей.

Процесс образования колей начинается одновременно с открытием движения по дороге. Вначале он идет медленно, затрагивая только верхний слой покрытия, а затем распространяется на другие слои дорожной одежды и на земляное полотно.

Основной характеристикой колеи является ее глубина hK. Общая глубина колеи может быть определена исходя из схемы, приведенной на рис. 10.16.

Основные параметры колеи

Рис. 10.16. Основные параметры колеи: 1,2 — линия поверхности покрытия после строительства и после образования колеи соответственно; 3 — измерительная рейка

где у к углубление на поверхности дорожной одежды за счет накопления остаточной деформации в слоях дорожной одежды и в земляном полотне, мм;

— средняя высота гребней выпора (7гл — высота выпора с левой и /?п — правой сторон), образующихся за счет пластических деформаций в слое асфальтобетона и земляном полотне, мм.

Значение углубления в общем случае составляет:

где /гду — глубина колеи за счет доуплотнения дорожной одежды и грунта земляного полотна, мм;

/?ц — глубина колеи за счет износа (истирания), мм;

/?аб — глубина колеи за счет пластических деформаций в слоях асфальтобетона, мм;

/?0 — глубина колеи за счет структурных деформаций в слоях основания, мм;

hT глубина колеи за счет накопления остаточных деформаций в земляном полотне, мм.

Для измерения геометрических параметров колес применяют большое число приспособлений, приборов и установок. Все они основаны на применении двух основных методов:

  • 1) измерение просветов между низом рейки, лежащей на боковых краях или гребнях выпора, и дном колеи, так называемый упрощенный метод;
  • 2) измерение отметок поверхности (глубины) колеи от горизонтальной линии на уровне краев (гребней) колеи — метод вертикальных отметок.

По первому методу измерительную рейку укладывают на поверхность гребней выпора колеи или на поверхность покрытия, если колея без гребней выпора, и от низа рейки измеряют просветы до дна колеи.

По второму методу рейку устанавливают в горизонтальное положение и от низа рейки определяют просветы (глубина колеи) относительно левого и правого края или гребня выпора колеи.

В последние годы проблема борьбы с колеями стала одной из важнейших задач на дорогах России.

Это объясняется тем, что в составе транспортного потока происходит увеличение доли тяжелых многоосных автомобилей, которые ускоряют процесс образования колей и доли легковых быстроходных автомобилей, для которых колеи представляют наибольшую опасность.

Глубокая колея затрудняет маневры автомобиля при обгоне, вызывает поперечное скольжение, боковые колебания и потерю устойчивости при выезде из колеи, что приводит к снижению скорости движения и повышению аварийности.

Исследования А.Н. Нарбута и Ю.В. Кузнецова показывают, что опасным является смена полос движения автомобилей с переездом колеи в момент наезда колеса автомобиля на боковые стенки и гребни выпоров колеи. Особенно опасен момент, когда при высокой скорости движения передние колеса переезжают гребни выпора и движутся по одним стенкам колеи, а задние — наезжают на другие стенки, имеющие противоположный поперечный уклон (рис. 10.17). При этом передняя и задняя оси автомобиля движутся под углами к вектору скорости поступательного движения, направленными в разные стороны, а продольная ось автомобиля смещается на некоторый угол относительно продольной оси полосы движения дороги [3].

Движение автомобиля с переездом гребней выпоров колеи передними колесами

Рис. 10.17. Движение автомобиля с переездом гребней выпоров колеи передними колесами: I, II — положение колес автомобиля перед переездом выпора колеи и после переезда выпора колеи соответственно; R — равнодействующие сил, действующих на колеса автомобиля до и после переезда через выпоры колеи; Rx — направление горизонтальных сил, действующих на колесо автомобиля до и после переезда выпоров колеи; а1; а2 — углы наклона граней колеи

Наибольшее влияние на скорость и безопасность движения колеи оказывают в период дождей, снегопадов и метелей, когда в них скапливается вода или снег. Исходя из условий движения автомобилей, в этих случаях допустимая глубина колеи строго ограничивается.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >