Методические рекомендации по выполнению лабораторных работ по дисцип

Минимально допустимые значения коэффициентов сцепления в процессе эксплуатации (ВСН 25–86, ВСН 24–88, ВСН 38–90) в зависимости от условий движения не должны быть ниже значений, приведенных в табл. 4.2.

Таблица 4.2

Значения характеристик сцепных качеств покрытия в зависимости от условий движения

Примечание. В знаменателе приведены измерения гладкой шиной без протектора.

Принцип работы прибора ППК-МАДИ-ВНИИБД (ВСН 25–86, ВСН 6–90) основан на имитации процесса скольжения заблокированного колеса автомобиля по дорожному покрытию при нормированных условиях их взаимодействия; на увлажненном дорожном покрытии (плёнка толщиной 1±0,3 мм) с использованием специальной шины с гладким протектором при положительных температурах воздуха. Под «расчётной пленкой» следует понимать условную величину, представляющую собой отношение расхода воды к площади увлажнения.

Шероховатой называется поверхность дорожного покрытия, образуемая равномерно чередующимися выступами скелетных частиц и впадинами между ними, а также собственной шероховатостью выступов и впадин либо специально созданными бороздками на поверхности покрытия [5].

41

ELIB.PSTU.RU

Шероховатость, создаваемую скелетными частицами (зернами), называют макрошероховатостью. Собственную шероховатость зерен называют микрошероховатостью (ВСН 38–90). Классификация дорожных покрытий в зависимости от значений средней глубины впадин макрошероховатости Нср приведена в табл. 4.3.

Таблица 4.3

Классификация дорожных покрытий в зависимости от значений средней глубины впадин

Шероховатость дорожных покрытий следует измерять методом

«Песчаное пятно» (прибор КП-139). (СНиП 3.06.03–85, ВСН 24–88).

В случае несоответствия результатов измерений сцепных качеств покрытия нормативным требованиям на этих участках следует повысить шероховатость покрытия. На подходах к скользким участкам требуется установить знаки ограничения скорости движения с табличками, указывающими на необходимость снижения скорости только при мокром состоянии дороги.

2.Необходимые приборы и оборудование

1.Прибор для определения шероховатости дорожных покры-

тий по методу «Песчаное пятно» КП 139: номограмма, набор измерительных цилиндров, ёмкость для песка не менее 200 см3, линейка длиной 30 см, прямоугольная рамка, щётка, воронка, диск с ре-

42

ELIB.PSTU.RU

зиновым покрытием, природный песок в воздушно-сухом состоянии, вода.

2.Портативный прибор ППК-МАДИ-ВНИИБД.

3.Термометр.

3. Порядок проведения измерений

3.1. Порядок проведения измерений по методу «Песчаное пятно»

Оценку глубины неровностей макрошероховатости поверхности покрытия проводят, используя метод «Песчаное пятно». В местах, предназначенных для измерения, поверхность покрытия должна быть сухой и чистой. Минимальная площадь покрытия для одного измерения – круг диаметром 0,4–0,5 м. На покрытие из мерных стаканчиков высыпают горкой мелкозернистый сухой песок с размерами зерен 0,14–0,3 мм. Объём песка назначают в зависимости от типа шероховатости (табл. 4.2): для мелкошероховатого покрытия – 10 см3, среднешероховатого – 25 см3, крупношероховатого – 50 см3.

Песок распределяют по кругу плоским диском до тех пор, пока нижняя плоскость диска не начнет касаться выступов шероховатости и весь песок не заполнит впадины в покрытии. После этого производят не менее четырех измерений диаметра круга и вычисляют среднеарифметическое значение диаметра Dсрi. Полученное значение используют для определения площади песчаного пятна Sпi. Результаты измерений заносят в табл. 4.4. Среднюю глубину неровностей макрошероховатости рассчитывают по формуле

угольник, по сторонам которого расположены шкалы) значение Нi получают непосредственно по данным шкалы.

На каждой полосе движения следует производить измерения в пяти сечениях на 1000 м. По одной полосе наката выполняют три измерения. Результаты измерений записывают в табл. 4.4.

43

ELIB.PSTU.RU

Таблица 4.4 Результаты измерения шероховатости по методу «Песчаное пятно»

№

измере- D1, см D2, см D3, см D4, см Dспi, см Sпi, см2 Нi, см ния i

Тип шероховатости покрытия ___________________________________

Vп = _______ см3

1

2

3

…

n

3.2. Порядок проведения измерений с использованием ППК-МАДИ-ВНИИБД

Перед проведением измерений необходимо проверить соответствие показаний прибора нормированным значениям коэффициента сцепления на измерительной шкале (определить систематическую погрешность прибора). Для этого проводят тарировочное испытание: под имитаторы подкладывают калибровочные пластины, увлажняют их поверхность объемом воды не менее 200 см3, проводят пять измерений, результаты последних трёх замеров заносят в табл. 4.5.

Погрешность вычисляют как среднее арифметическое результатов измерений φтар.

На каждые 1000 м обследуемой дороги необходимо выбрать не менее трех участков измерений по левой полосе наката каждой полосы движения. На поверхности покрытия не должно быть следов песка и грязи. Прибор устанавливают так, чтобы продольная ось имитаторов располагалась параллельно левой полосе наката. В одном положении производят пять измерений коэффициента сце-

44

ELIB.PSTU.RU

пления с интервалом 5–10 с. В таблицу результатов измерений (см. табл. 4.5) заносят последние три замера и определяют среднее арифметическое значение φi.

Таблица 4.5 Результаты измерения коэффициента сцепления

При измерении коэффициента сцепления дорожных покрытий на участках дорог с продольным и поперечным уклонами, превышающими 30 ‰, его действительное значение вычисляют с учетом поправки на уклон (табл. 4.6).

Таблица 4.6

Величина поправки коэффициента сцепления в зависимости от уклона

При проведении измерений необходимо фиксировать температуру воздуха и получаемые величины приводить к расчетной температуре +20 °С путем введения поправки (см. табл. 4.1).

45

ELIB.PSTU.RU

3.2.1. Обработка результатов измерений

По результатам измерений шероховатости вычисляют среднеарифметическое значение глубины неровностей макрошероховатости Нср (формула 4.1), а также среднеквадратическое отклонение σн, среднюю высоту выступов шероховатости и коэффициент вариации СH по следующим формулам:

где n – общее количество измерений.

Полученное среднее значение глубины неровностей макрошероховатости сравнивают с нормативными требованиями (см. табл. 4.2) и делают вывод о соответствии сцепных качеств покрытия. Для оценки качества, характеризуемой высокой однородностью результатов измерений, значение коэффициента вариации Сн не должно превышать 0,15.

По результатам измерения определяют среднее значение коэффициента сцепления на 100 м по формуле

Действительную величину коэффициента сцепления определяют по формуле

Истинное значение коэффициента сцепления с учетом условий проведения измерений вычисляют по формуле:

где φист – истинное значение коэффициента сцепления; ∆φt – поправка по табл. 4.1.

46

ELIB.PSTU.RU

Истинное значение коэффициента сцепления сравнивают с минимально допустимым по условиям движения (см. табл. 4.2).

Также вычисляют среднеквадратическое отклонение коэффициента сцепления σφ и коэффициент вариации Сvφ по следующей формуле:

где Нi – глубина неровностей в измеренных впадинах; n – число измерений.

Равномерность распределения щебня по поверхности дорожного покрытия определяют с помощью прямоугольной рамки с размерами ячеек 10×10 см, в пределах которых подсчитывают количество зёрен щебня. Измерения повторяют 10 раз на участке длиной 100 м. По результатам измерений определяют среднее число зёрен щебня m в пределах площади, ограниченной рамкой, и среднеквадратичное отклонение результатов измерений от среднего σm (по аналогии

с σн).

Коэффициент вариации определяют по формуле

где m – общее количество измерений.

Коэффициент не должен превышать 0,15 (для отличной оценки качества).

3.3. Метод измерения тормозного пути автомобилем

Вышеизложенные методы требуют положительных температур окружающей среды и покрытия не ниже 5 °С. Поэтому проводят полевые испытания при помощи автомобиля. Данный метод эффективно используется при расследовании дорожно-транспортных происшествий по дорожным условиям, но требует технически исправного автомобиля и опытного водителя.

47

ELIB.PSTU.RU

3.3.1.Оборудование и инструменты

1.Автомобиль;

2.Мерная лента (50–100 м);

3.Трехметровая рейка с уровнем;

4.Полигон для испытаний.

3.3.1.1. Порядок проведения измерений

Автомобиль входит в створ контрольного участка с заданной скоростью, которая выбирается преподавателем с учётом климатических и погодных условий. По сигналу хронометриста водитель выжимает сцепление и ставит в нейтральное положение рычаг переключения скоростей. Автомобиль экстренно тормозит до полной остановки с блокированными колёсами. Длина пути торможения измеряется мерной лентой, уклон проезжей части – трёхметровой рейкой.

Значение фактического коэффициента сцепления определяется по формуле:

где Кэ – коэффициент эффективности работы тормозной системы (для легковых автомобилей принимаем равным 1,2, а для грузо-

вых – 1,8);

v – скорость автомобиля по спидометру, км/ч;

St – длина тормозного пути по заданной скорости, м; i – продольный уклон дороги на полигоне.

Измерения проводятся на разных типах покрытия, и результаты заносятся в таблицу (табл. 4.7).

48

ELIB.PSTU.RU

Примечание. В целях безопасности дорожного движения участок проведения занятия требуется временно ограничить от движения пешеходов и транспорта.

4.Заключение по лабораторной работе

Ввыводах к лабораторной работе необходимо выполнить следующее:

1. Оценить соответствие сцепных качеств покрытия нормативным требованиям при измерении макрошероховатости поверхности покрытия методом «Песчаное пятно», прибором ППК-МАДИ- ВНИИБД и лабораторным автомобилем;

2. Оценить однородность результатов измерений;

3. Назначить мероприятия по повышению сцепных качеств покрытия, если это необходимо.

Список литературы

1.ГОСТ 30413–96. Дороги автомобильные. Метод определения коэффициента сцепления колеса автомобиля с дорожным покрытием. – Введен с 01.07.97 впервые. – М.: Минстрой России, 1997. – 4 с.

2.ГОСТ Р 50597–93. Требования к эксплуатационному состоянию, допустимому по условиям обеспечения безопасности дорожного движения. – Введен с 07.01.94 впервые. – М.: 1994. – 9 с.

3.СНиП 3.06.03–85. Автомобильные дороги / Госстрой

СССР. – М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986. – 112 с.

49

ELIB.PSTU.RU

4.ОДН 218.0.006–2002. Правила диагностики и оценки состояния автомобильных дорог (взамен ВСН 6–90) / Министерство транспорта Российской Федерации. – М.: Иформавтодор, 2002. – 97 с.

5.Технические указания по устройству дорожных покрытий

сшероховатой поверхностью. ВСН 38–90. – М.: Транспорт, 1990. – 47 с.

6.Указания по обеспечению безопасности движения на автомобильных дорогах. ВСН 25–86 / Минавтодор РСФСР. – М.: Транс-

порт, 1988. – 153 с.

50

ELIB.PSTU.RU