587

Министерство образования Российской Федерации

Воронежская государственная лесотехническая академия

СУХОПУТНЫЙ ТРАНСПОРТ ЛЕСА

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАЧЕСТВЕННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ДОРОЖНОЙ ОДЕЖДЫ

Методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов специальности 260100 — Лесоинженерное дело

Воронеж 2003

УДК 630*383

Заложных В.М.Сухопутный транспорт леса. Определение качественных показателей дорожной одежды. Методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов специальности 260100 – Лесоинженерное дело / В.М. Заложных, А.В. Скрыпников. – Воронеж: ВГЛТА. 2003. – 15 с.

Работа предназначена для студентов 3 – го курса факультета ЛИФ специальности 260100 для самостоятельного изучения некоторых разделов темы “Автоматизированное обследование и контроль транспортноэксплуатационного качества автомобильных дорог передвижной лабораторией КП-514МП”. Изучение данного материала позволит студентам получить фундаментальные знания в области диагностики, техническом и авторском надзоре за строительством, разработке проектов на капитальный ремонт и реконструкцию автомобильных дорог, практически закрепить знания при выполнении лабораторных работ и более глубоко освоить учебную дисциплину “Сухопутный транспорт леса”.

Печатается по решению редакционно-издательского совета ВГЛТА

Рецензент д-р техн. наук, проф. В. П. Подольский

Научный редактор д-р техн. наук, профессор В.К. Курьянов

Введение

Определение качественных показателей дорожных одежд предусматривается осуществлять с использованием передвижной дорожной лаборатории КП–514МП, базирующейся на автомобиле ГАЗ-3221 “Газель”. Для определения коэффициента сцепления колес с дорогой и ровности пути лаборатория оборудована прибором контроля ровности и скользкости покрытий (ПРКС), который жестко крепится к сцепке лаборатории с помощью болтов.

Определение прочности дорожных одежд и земляного полотна производится с помощью установки динамического нагружения ДИНА-3М. Установка монтируется на одноосном прицепе УАЗ-8109.

Лаборатория оборудована портативным переносным ЭВМ (ПЭВМ) типа “NOTE BOOK”, работающим как от сети переменного тока, так и от встроенной аккумуляторной батареи через преобразователь постоянного тока напряжением 12В в переменный ток напряжением 220В. ПЭВМ обеспечивает преобразование сигналов первичных датчиков в требуемую форму с помощью имеющегося блока интерфейса (блок АЦП), корректировку погрешностей, визуализацию цифровой и графической информации, обработку данных измерений по заданной программе и вывод результатов измерений на гибкий и жесткий магнитные диски. Программное обеспечение для работы лаборатории разработано на языке Pascal.

1. Определение упругого прогиба нежестких дорожных одежд

Установка динамического нагружения для испытаний несущей способности дорожных одежд и земляного полотна «Дина – ЗМ» (рис.1) предназначена для эксплуатации на открытом воздухе в диапазоне температур от +5 до +400С. Нагрузка на колесо соответствует давлению от колеса расчётного автомобиля группы А, равному 5000Н. Пределы измерений прогиба – от 0,1 до

3,0 мм.

Передача динамического усилия на дорожное полотно осуществляется через круглый штамп 6 с площадью, эквивалентной площади колеса. Таким образом, штамп заданной площади создает на дорогу нагрузку, эквивалентную колесу расчетного автомобиля группы А. Динамическое нагружение штампа производится свободно падающим с заданной высоты грузом 4 массой 160± 2 кг.

Работа выполняется в следующем порядке:

1.Проверить давление в шинах прицепа, которое должно составлять 0,2 +0,01Мпа.

2.Расчехлить установку, установить предупреждающие знаки на задний борт прицепа, перевести и закрепить из транспортного положения в рабочее колпак 17 верхней части установки.

3.Закрепить блок управления (БУ) 16 на установке, подключить питание, концевые выключатели, измерительную головку.

4.Выбрать слабину троса путем вращения вручную барабана лебедки 9 и поднять траверсу с крюком 5 в крайнее верхнее положение.

Подъем груза осуществляется электродвигателем 10 через редуктор 11, лебедку 9.

5.Расфиксировать штамп из транспортного положения в рабочее.

6.Установить прицеп таким образом, чтобы центр штампа совпадал с точкой испытания.

7.Опустить штамп на дорогу.

8.Опустить вручную лебедкой траверсу с крюком, зацепить, приподнять и расфиксировать груз 4 из транспортного положения.

9.Опустить вручную груз на опоры узла подхвата 8 (6 – 7 зуб сверху).

10.Вывести крюк из зацепления с грузом и поднять лебедкой траверсу до момента входа флажка в прорезь верхнего концевого индуктивного выключателя.

Рис. 1. Установка динамического нагружения «Дина –З.М». 1 –прицеп УАЗ – 8109, 2 – каркас, 3 – направляющие, 4 – груз, 5 – траверса с крюком, 6 – штамп, 7 – пружина, 8 – механизм захвата груза, 9 – лебедка, 10 – электродвигатель, 11 – редуктор, 12 – планка, 13 – балка-консоль, 14 – ПЛП, 15 – аккумулятор, 16 – пульт управления, 17 – колпак (пунктиром показано транспортное положение штампа и колпака).

11.Закрепить преобразователь линейных перемещений (ПЛП) 14 на консольной балке 13.

12.Включить тумблер «Питание».

13.Установить балку 13 на покрытие дороги так, чтобы наконечник ПЛП находился в центре одного из отверстий в штампе и коснулся поверхности покрытия дороги. Начало соприкосновения фиксируется изменением показаний на табло блока управления. Вторая точка опоры балки-консоли находится на расстоянии 1,5 м от ПЛП. Таким образом, можно считать ПЛП независи-

мой инерционной единицей , и влияние упругих волн, возникающих в дорожном полотне при динамическом воздействии, можно не учитывать.

14.Регулировочным винтом консольной балки опустить измерительную головку до показаний на табло «5.00 - 6.00» и нажать кнопку готовности установки к работе «Зап».

15.Нажать на блоке управления кнопку «↓». Траверса с крюком начнет движение вниз до захвата груза. В момент захвата срабатывает концевой выключатель, расположенный на траверсе, двигатель включится на реверс, и траверса с грузом начнет подъем. На высоте сброса груза крюк своим плечом упирается в закрепленный на раме упор и, поворачиваясь на оси, производит сброс груза и обнуляет показания табло БУ. В момент удара груза о штамп ПЛП измеряет максимальный прогиб дорожного покрытия, величина которого высвечивается на табло блока управления. Время воздействия динамической нагрузки на дорогу составляет 0,02…0,04 с. Измерение упругого прогиба производится с помощью цифрового датчика прогиба в момент приложения на дорогу динамической нагрузки. Датчик прогиба преобразует в число импульсов прогиб дорожной одежды. В ПЭВМ число импульсов преобразуется в прогиб. Выполняется обработка и индикация информации на экране ПЭВМ, а также за-

пись информации на жесткий магнитный диск.

Траверса, продолжая движение вверх после сброса грунта, за счет имеющегося на ней флажка приводит к срабатыванию концевого выключателя, сигнал с которого формирует команду на остановку.

Груз, ударившись о штамп, за счет упругих сил пружины 7 отскакивает вверх и зависает на фиксаторах механизма подхвата.

16.Для повторного проведения измерения прогиба необходимо проверить правильность расположения наконечника ПЛП в отверстии штампа и нажать кнопку «↓».

17.Для проезда в следующую точку испытаний необходимо убрать консольную балку ПЛП и поднять штамп путем нажатия кнопки «↑».

18.После окончания работы выполнить следующие операции:

-выключить тумблер «Питание»;

-подцепить и приподнять вручную лебедкой груз, установить фиксаторы и опустить груз на них;

-поднять траверсу в верхнее крайнее положение;

-зафиксировать штамп;

-опустить траверсу на груз;

-откинуть колпак;

-снять блок управления с установки;

-отключить аккумулятор (при работе в автономном режиме);

-снять предупреждающие знаки и зачехлить установку.

2.Измерение коэффициента сцепления шины с дорогой и ровности дорожного покрытия

Измерение коэффициента сцепления основано на определении тормозной силы, возникающей в площади контакта полностью заблокированного колеса с гладким протектором и увлажненного покрытия с толщиной водяной пленки в 1 мм, при буксировании узла ПКРС со скоростью 60 км/ч.

Пределы измерений коэффициентов сцепления от 0,15 до 0,65. Температура окружающего воздуха при измерениях должна находиться в пределах от +5 до +40оС. Эксплуатация ПКРС допускается при давлении в шине колеса 1,7 ±0,1Мпа.

ПКРС состоит из колеса 25 (рис. 2), установленного на подрессоренной оси – подвески 4. Ось – подвеска позволяет колесу совершать вертикальные колебания относительно рамы 1. Рама с помощью двух вилок 2, образующих параллелограмм в вертикальной плоскости, крепится к траверсе сцепки 7, которая соединяется с кронштейном сцепки 3. Благодаря параллелограммной сцепке рама устройства постоянно сохраняет положение, параллельное поверхности

дороги. На раме с двух сторон установлено по четыре съемных груза 22 для создания необходимого усилия с целью прижатия колеса к дорожному покрытию.

Под осью подвески размещено устройство полива 11, состоящее из сопла сечением 200 х 10 мм, формирующего плоскую струю воды. Устройство полива соединено трубопроводами через дополнительный бак с баком лаборатории емкостью 200 л. Вода заливается в бак через заливную горловину из водопроводного шланга. Контролируется наполнение бака через показатель уровня, находящегося на передней стенке бака.

Система водополива обеспечивает самотеком требуемый расход воды при измерениях.

При подготовке ПКРС к работе необходимо выполнить следующие операции:

-отвернуть болты башмаков и снять колесные башмаки;

-отвернуть болты крепления стяжек и снять стяжки крепления ПКРС;

-выгрузить ПКРС;

-присоединить ПКРС кронштейном 3 к сцепке автомобиля с помощью четырех конических болтов;

-присоединить шланг 19 к патрубку лаборатории;

-установить на раму ПКРС груза 22 в соответствии с их маркировкой, зафиксировать осью и зашплинтовать (выполняется в том случае , если не производится проверка тормозной системы);

-присоединить электрические кабели ПКРС к разъемам на заднем борту лаборатории.

Далее необходимо проверить блокировку колеса ПКРС, выполнив следующие операции:

-зафиксировать вилки параллелограмма относительно рамы ПКРС тележкой 7 (рис. 3);

-установить тягу заднего хода с правой стороны;

-снять кожух крыла;

-установить рычаг и зафиксировать осью;

-нажатием на рычаг приподнять колесо и установить ограничительную скобу 3 на центральную ось пружины. Убрать рычаг в обратной последовательности:

-установить винтовую стойку 1 и зафиксировать сверху винтом 2, подложив под нижний конец стойки подпятник 10;

-поднять раму ПКРС с колесом вращением винта 11, расположенного внизу стойки;

-убрать стойку;

-отвернуть гайки крепления колеса и снять колесо;

-установить вместо колеса рычаг 8 и зафиксировать гайками крепления

колеса;

-установить тягу;

-подготовить и включить аппаратуру в лаборатории в режиме измерения коэффициента сцепления;

-заблокировать колесо с помощью регулируемой распорки.

Вращением гайки обеспечить нагрузку на рычаг, при которой на экране дисплея в левом окне индицируется число.

В течение десяти секунд это число не должно меняться более чем на два. Измерение коэффициента сцепления производится после нажатия кнопки «Торможение». При этом последовательно происходит открытие клапана полива, блокировка заноса ПКРС относительно тягового автомобиля и блокировка колеса. Механизм противозаноса состоит из суппорта 13 переднего колеса автомобиля ВАЗ-2101 и сектора 14. Суппорт закреплен на траверсе 7 сцепки ПКРС, а сектор – на кронштейне сцепки 3. Кнопка «Торможение» удерживается в течение 1-1,5 сек. Длительность цикла торможения – 2,5…3 сек. При длительном удержании кнопки «Торможение» в нажатом состоянии происходит

повтор цикла торможения.

Рис. 2. Прибор контроля ровности и скользкости. 1 – рама; 2 - винт; 3 – кронштейн сцепки; 4 – ось подвески; 5 - ось; 6 – датчик линейных перемещений; 7 – траверса сцепки; 8 – тяга тормозная; 9 - рычаг; 10 – электромеханический привод; 11 - механизм торможения и полива; 12 - система гидропривода; 13 - суппорт; 14 - сектор; 15 – стяжка пружины; 16 - скалка; 17 – датчик ровности; 18 – бак накопительный; 19 - шланг; 20 - брызговик; 21 - кронштейн; 22 - груз; 23 - тросик; 24 – кабель ПКРС-2У; 25 - колесо