Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

1.8 Предложения по контролю ровности дорожных покрытий

Технический уровень дорог будет меняться в процессе эксплуатации. Известно, что ровность и прочность дорожной одежды изменяется во времени, причём степень и быстрота этого изменения зависят от принятой конструкции дорожной одежды. Как правило, происходит рост интенсивности и изменение состава движения транспорта. В этой связи целесообразно оценку проектируемой (или сдаваемой в эксплуатацию) производить с учётом ожидаемых изменений от транспортно-эксплуатационных показателей в период эксплуатации [78,109].

Целесообразно использовать величину ожидаемой ровности при оценке проектируемой дороги (при сравнении вариантов). Можно её использовать и при оценках эксплуатируемых дорог - при планировании мероприятий по повышению транспортно-эксплуатационного состояния дорог. Для описания изменения ровности дорожного покрытия во времени использовали зависимость (1.17), где - интенсивность движения расчётных автомобилей в первый год эксплуатации одежды, авт/сут; q - коэффициент роста интенсивности движения;  - математическое ожидание модуля упругости дорожной одежды, МПа; - коэффициент вариации модуля упругости дорожной одежды;   - коэффициент, равный единице и имеющий размерность, обратную размерности модуля упругости дорожной одежды, 1/ МПа; - коэффициент, определяющий значимость влияния фактора на процесс изменения ровности покрытия по отношению с фактором ;   - безразмерные параметры уравнения, имеющие следующие значения (табл. 1.7)

Таблица 1.7 - Параметры уравнения (1.17)

Тип

покрытия

Параметры уравнения

Капитальный

1,017

9,36·10-3

1,20

2,53

1,47

облегченный

0,977

4,76·10-2

0,90

1,96

1,21

Предложенная формула установлена применительно к V дорожно-климатической зоне на основе многочисленных полевых экспериментальных исследований с помощью дорожной лаборатории. Отличительной особенностью формулы является учёт однородности дорожной одежды по модулю упругости. Кроме того, в основу зависимости положено не абсолютное, а относительное изменение ровности за период службы покрытия. Формула действительна в периоде между средними ремонтами с уровнем надёжности 0,9. Для применения формулы в других дорожно-климатических зонах, можно использовать коэффициент М. При составлении формулы (1.17) ориентировались на:

- простоту использования;

- неиспользование величины ровности покрытия в предельном состоянии (так как формула не предназначена для определения срока проведения среднего ремонта по данному критерию). Изменение ровности покрытия зависит от ряда воздействующих факторов, к которым не относится предельное состояние;

- учтены требования к ровности, изменяющиеся во времени в соответствии с растущей интенсивностью движения;

- формула учитывает однородность дорожной одежды, существенно влияющая на процесс изменения ровности покрытия во времени.

При разработке предложений по контролю ровности дорожных покрытий учитывали влияние скорости движения автомобиля.

При измерении ровности толчкомером получили уравнение, решаемое с использованием ЭВМ

 где,   - показания толчкомера ТХК-2 при нормированной скорости движения 50 км/ч и при фактической, равной V см/км соответственно;   - параметры уравнения, определяемые по формулам

 

На основе результатов установлена упрощенная формула, действительная в диапазоне скоростей от 30 до 65 км/ч

  (30  км/ч).

При проверке на адекватность было установлено, что средняя ошибка формул составляет 3,6 %. Это свидетельствует о достаточно высокой точности установленных формул и о соответствии их закономерностям, наблюдаемым в действительности. Полученное техническое решение позволяет производить измерения ровности при любой скорости в интервале 30-90 км/ч, что даёт возможность увеличить производительность полевых работ в 1,5 раза.

Измерение ровности дорожных покрытий с помощью дорожной лаборатории основано на определении вертикальных перемещений колеса узла ПКРС относительно корпуса (инерционной массы) ПКРС при движении по неровностям дороги со скоростью 50 км/ч. Датчик ровности, установленный на корпусе узла ПКРС, и связанный гибкой связью с подвеской колеса, преобразует в число импульсов вертикальные перемещения колеса. В информационно-вычислительном комплексе число импульсов преобразуется в величину показателя ровности.

Ровность дорожного покрытия оказывает влияние, прежде всего, на скорость движения автомобилей. Проводились массовые экспериментальные работы с использованием двух методов: 1) метода оценки влияния ровности на значение маршрутной скорости путём измерения её на значительном, но относительно однородном участке (метод «следования за лидером»); 2) метода оценки влияния ровности на скорость на участках незначительной протяжённости (0,2...1 км) с исключением влияния всех других факторов по маркам автомобилей (метод исследования на локальных участках).

Отличительной особенностью производства полевых работ по первому методу является измерения ровности покрытия и скорости движения по маршруту на выбранном участке дороги (длиной 4-10 км). Следует отметить, что реальные условия движения автомобилей точнее отражает маршрутная скорость движения транспортного потока.

Установлена следующая зависимость для маршрутного движения:  (1.18), где -средняя скорость транспортного потока по маршруту, км/ч; - средняя ровность покрытия по маршруту, см/км.

Зависимость для 2 метода:   (1.19), где - средняя скорость i марки автомобиля, км/ч;  - параметры уравнения (таблица 1.8).

В результате проведённых экспериментальных работ установлены количественные связи маршрутной скорости движения с основными параметрами трассы дороги и её обустройства: интенсивности и состав движения; ширины проезжей части дороги; проектной линии продольного профиля дороги; наличия помех движению [100, 118].

Уравнение регрессии в общем виде имеет вид   (1.20), где - любая из двух характеристик маршрутной скорости (или - стандарт отклонения скорости), км/ч; - коэффициенты регрессии (таблица 1.9); N - часовая интенсивность движения (принятая за расчётную), авт/ч, которая определяется по формуле (1.21), где - среднегодовая суточная интенсивность движения, авт/сут; - состав движения, характеризуемый удельным весом легкового автомобиля в потоке, в долях единицы;  - средневзвешенное значение продольных уклонов на маршруте, ‰;

 , где - длина участка с i уклоном, км; L - общая протяжённость маршрута (), км;   - стандарт отклонения уклонов, ‰;

(1.22), П - коэффициент помехонасыщенности, определяемый по формуле   (1.23) где - число видов помех, встречающихся на данном участке дороги, шт; - число помех каждого вида, шт; - параметр уравнения, определяемый отношением , в %, где - скорость движения до и после прохождения помехи, км/ч; - скорость движения при прохождении помехи, км/ч;  

- длина зоны влияния помех данного вида, км.

Используя данные таблицы 1.8 и уравнение (1.19), можно оценить влияние ровности на скорость движения автомобилей.

Таблица 1.8 - Значения параметров уравнения (1.19)

Марки автомобилей

Значения параметров

Легковые

81,76

0,074

Грузовые

68,17

0,054

Автобусы

71,49

0,060

Поток

72,12

0,060

ГАЗ-3111

61,99

0,047

УАЗ 31601

71,87

0,055

МАЗ 437040-020

67,62

0,057

ВАЗ 21102

82,97

0,076

ПАЗ 4230-02

66,11

0,054

Таблица 1.9 - Граничные значения аргументов уравнения регрессии (1.20).

№п

Характеристика маршрутной скорости

По ширине проезжей части, м

Значения коэффициентов

1

Математическое ожидание скорости движения,

7,5

65,68

-0,012

6,606

-0,242

-0,11

-1,643

10,5

74,76

-0,01

11,282

-0,219

-0,098

-1,722

2х7,5

83,26

-0,008

13,764

-0,202

-0,087

-0,936

2

Стандарт отклонения скорости,

7,5

10,62

-0,02

1,72

0,019

0,02

0,113

10,5

12,27

-0,005

1,99

0,017

0,019

0,0205

2х7,5

13,89

-0,001

2,062

0,016

0,018

0,088

Величины  и  могут быть определены с использованием таблицы 1.9. В таблице 1.10 представлены данные, полученные для различных видов помех движению в результате обработки обширного экспериментального материала. К помехам движению отнесены пересечения с автомобильными и железными дорогами и другие сооружения на дорогах, в целом способствующие улучшению условий движения транспортного потока, но вызывающие повышенное внимание водителей, необходимость маневрирования и, в конечном счёте, снижение скорости движения.

Таблица 1.10 - Значения величин  и  уравнения (1.23)

Виды помех

2-х полосн.

3-х полосн.

4-х полосн.

Мосты малые

89,1

0,225

96,2

0,450

96,3

0,329

Мосты длиной до 50 м

82,5

0,4

92,9

0,4

92,5

0,7

Съезды с дорог

92,0

0,3278

94,3

0,454

96,4

0,383

Эстакады над дорогой

92,0

0,275

98,0

0,363

99,0

0,402

Путепроводы, проезд по ним

84,9

0,550

90,8

0,704

91,7

0,803

В таблице 1.11 представлены граничные значения аргументов, при которых действительно уравнение регрессии (1.20).

Таблица 1.11 - Граничные значения аргументов уравнения регрессии

Ширина проезжей части дороги, м

Граничные значения аргументов

, авт/ч

, %

i, ‰

, ‰

П

7,5

30+300

0,15+0,40

0+35

0+32

0+10

10,5

80+500

0,15+0,40

0+22

0+18

0+8

2х7,5

100+800

0,15+0,40

0+12

0+9

0+10

В связи с тем, что уравнение (1.20) установлено по материалам экспериментальных работ, проведённых в летнее время, при определении среднегодовой маршрутной скорости, необходимо учитывать погодно-климатические условия путём умножения окончательного результата на коэффициент . Вышеприведённые результаты исследований позволяют оценить влияние отдельных транспортно-эксплуатационных показателей на скорость движения автомобилей.


Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074