3.2. Ровность покрытия

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

Плохое состояние покрытия дороги значительно ухудшает условия движения: появляются вредные для водителя и автомобиля., вибрации, существенно усложняются условия работы водителя, так как он длительное время вынужден следить за состоянием проезжей части, часто изменять траекторию движения, тормозить и разгоняться. 58

Все это отвлекает его внимание от других важных с точки зрения безопасности движения элементов дороги и автомобиля. Поэтому ухудшение ровности приводит к повышению аварийности.

Существуют три группы приборов для измерения ровности дорожных покрытий: упрощенные приборы для оценки ровности поверхности покрытий (рейки различных конструкций);' приборы, позволяющие измерять продольный профиль дорожных, покрытий (профи-лографы); приборы, основанные на оценке динамического воздействия покрытия на автомобиль {толчкомер, акселерометр).

Ровность измеряют при строительстве с помощью рейки длиной 3 м. Максимальный просвет под такой рейкой допускается не более 5 мм.

Наиболее распространенный прибор для измерения ровности — толчкомер, впервые предложенный в 30-х годах проф. А. К. Бируля. Последняя конструкция этого прибора состоит (рис. 3.3) из установленной s кузове автомобиля храповой муфты 4, соединенной с задним мостом 8 гибким тросом 6, который намотан на барабан 5, жестко соединенный с храповой муфтой. Конец троса через пружину 7 прикреплен к станине прибора на полу автомобиля. При сжатии рессор и при колебаниях кузоиа автомобиля натянутый трос проло-

5!)

рачивает барабан и храповую муфту. Поворот храповой муфты передается счетному механизму 9. При обратном движении во время разжатия рессоры храповая муфта выходит из зацепления со счетным механизмом и показания его не меняются. Показания счетного механизма печатаются на бумажной ленте, которая прижимается к цифрам электромагнитным механизмом, включаемым в нужный момент (например, при проезде километрового знака) нажатием на кнопку I и включением электродвигателей 2 к 3.

Е. И. Поповым установлена устойчивая корреляционная зависимость между средним размером просвета под трехметровой рейкой h (мм) и показанием толчкомера s (см/км):

s- 201-7,1йЧ (3.5)

Прибор для измерения ровности более совершенной конструкции разработан в МАДИ под руководством проф. А. А. Хачатурова (рис. 3.4).

Рис. 3.4. Схема прибора для записи микропрофиля конструкции МАДИ:

/ — буксирующий автомобиль; 2 — шаршфкое сцепное устройство; 3 — датчик относительны л перемещений маятника; 4 — ось вращения маятника; з — медленный маятннк; о" — амортизатор, гасящий колебания; 7 — наружная рама; 8 — внутренняя ра.чз; 3 — груз

па

Это прицепной прибор, выполненный в виде рамы, «медленного маятника» и колеса, записывает микропрофиль покрытия на магнитную ленту. Результаты измерений обрабатывают во время измерений аналоговым спектрометром-анализатором.

Для оценки ровности покрытия применяют также акселерометр ХАДИ, позволяющий фиксировать вертикальные ускорения. Акселерометр устанавливают на полу кузова автомобиля. Исследование вертикальных ускорений показали, что при колебаниях кузова автомобиля беспокоящими являются систематические ускорения 2—2,5 м/с- и единичные 3—4 м/с2. Неприятным колебаниям соответствуют систематические ускорения 3—4 м/с' и единичные 5—7 м/с-.

Союздорнии предложен многоколесный про-филометр, позволяющий записывать продольный профиль поверхности дорожного покрытия. Однако этот прибор очень громоздок и имеет низкую производительность.

В Союздорнии разработан также быстроходный ровномер (ПКРС) в виде прицепной тележки с одним колесом.

Ровность оказывает большое влияние на скорость движения. По данным Ю. В. Слободчпкова, по мере ухудшения ровности происходит снижение скорости автомобилей всех типов (рис. 3.5,а). Эту зависимость с достаточной точностью можно описать уравнениями:

для легковых автомобилей при 5<s<8000

v = 70,0-0,016s; (З.б)

для грузовых автомобилей при 5<s<8000

с = 55,0-0,023s, (3.7)

где л- — показания толчкомера, см/км.

61

Влияние ровности на аварийность еще недостаточно изучено. Общий анализ данных о происшествиях показывает, что с ухудшением ровности число дорожно-транспортных происшествий возрастает (рис. 3.5, б).

Однако число дорожно-транспортных происшествий растет до некоторого предела, затеи происходит резкое снижение числа происшествий в связи с уменьшением скорости движения автомобилей из-за плохой ровности.

А. Я. Эрастовым и В. И. Бородиным предложена следующая зависимость для оценки числа происшествий на 1 млн. авт-км:

А = 0,0915s0'5 при 80<^<300 см/км, (3.8)

гДе s — показание толчкомера, см/км при скорости 50 км/ч. Основными причинами происшествий на участках дорог с неудовлетворительной ровностью являются взаимное столкновение автомобилей, движущихся на малой дистанции, при резком торможении переднего автомобиля перед неровностью {или выбоиной), а также столкновения автомоби-G2

лей при внезапных заездах на полосу встречного движения при объезде неровностей.

Возможны также происшествия в ночное время вследствие ослепления водителей отраженным светом фар от поверхности воды, заполняющей неровности.

Практика показывает, что при очень высокой ровности покрытия водители склонны к превышению безопасных скоростей движения. Поэтому в настоящее время наряду с решением проблемы обеспечения высокой ровности покрытия ставится задача разработки мероприятий по предупреждению водителей о превышении безопасной скорости движения.

Одним из таких мероприятий является, устройство шумовых и трясущих полос.

Кафедрой проектирования дорог МАДИ в 1970 г. впервые в СССР (А. Садырходжаевым) были проведены опыты снижения скоростей движения на опасных участках дорог путем устройства поперечных полос поверхностной обработки с крупностью щебня 5—15 и 15—25 мм. При обеспеченной видимости средняя скорость автомобилей на кривой радиусом 75 м после устройства полос снизилась на 10 км/ч. Расстояние между полосами принималось неодинаковым — для первых трех 15—18 м, а затем постепенно уменьшалось до 10—3 м.

В Англии для резкого снижения скоростей движения на территории парков, подъездах к административным, больничным и другим зданиям устраивают специальные возвышающиеся на 5—10 см поперечные полосы шириной 0,5—1,0 м из асфальтобетона.

Необходимо сочетать создание хорошей ровности покрытия с обустройством дороги, обеспе'ш-

53

вающнм оптимальную эмоциональную напряженность водителя.

Конечным результатом ухудшения ровности покрытий является рост себестоимости автомобильных перевозок. Для дорожных условий Казахской ССР, по данным IO. В. Слободчнкова, себестоимость автомобильных перевозок следующим образом меняется в зависимости от ухудшения ротгости покрытш:

Показания толчкомера, см/км ... 20 100 250 500 1000 Относительная себестоимость перевозок-, % ..............100 ПО 127 156 227

Ухудшение ровности покрытий, характеризуемое показаниями толчкомера s (см/км), связало с количеством грузов Q (млн. т брутто), которое может пропустить дорога, линейной зависимостью. Для бятумошшеральных покрытий

s = aQ-!-?. (3.9)

Значения коэффициентов к и (3 в уравнении (3.9) зависят от типа покрытий:

Р

Усовершенствованные:

капитальные (нежесткие).......... 9,0 60,0

облегченные............... 23,5 90,0

Переходные:

обработанные вяжущими......... 47.0 140,0

необработанные..............110,0 270,0

При продолжении эксплуатации покрытий, для которых показания толчкомера превысили 500 см/км, начинается прогрессирующее ухудшение их ровности, появление выбоин вплоть до разрушения покрытий.

Требования к предельно допустимому снижению ровности покрытия нормируют по минимуму м

Таблица 3.1
	Предельно допустимые показания толчкомера.
	см/кн, при интенсивности движения, авт.усут
Покрытии
	менее 500	500-1000	1000-2000	2000— 3000	более 3000
Асфальтобетон-
ные и цементобе-
тонные	—	220-270	160-220	130-160	130
Гравийные и ще-
беночные, обрабо-
танные органичес-
кими вяжущими
материалами	400	290-400	220-290	180-220	—

суммарных приведенных расходов автомобильного транспорта на перевозки грузов и дорожного хозяйства, на ремонты дорожных покрытий. При этом учитывают ежегодный прирост интенсивности

Таблица 3.2

Покрытия	Показания толчкомера, см/км, для дорог		Состояние покрытия
	I— II категории	ПГ категории
Асфальтобетонные	Менее 50 50—100 100—200 Более 200	Менее 50 50—150 150-300 Более 300	Отличное Хорошее У доз летворнтел ьное Неудовлетворительно?
Цементо-бетонные	Менее 50 50-100 100-200 Более 200	Менее 75 75-200 200—300 Более 300	Отличное Хорошее Удовлетворительное Неудов летворителыюе-

движения, снижение скорости на неровных покрытиях и ряд других факторов. Дифференцированные требования к предельным допустимым показаниям толчкомера в период эксплуатации дороги, установленные по минимуму суммарных приведенных расходов, указаны в табл. 3.1.

В ХАДИ разработаны рекомендации (табл. 3.2), позволяющие по показанию толчкомера оценить состояние дорожного покрытия. При нормировании межремонтных сроков необходимо учитывать уменьшение срока службы покрытия до очередного ремонта в связи с ростом интенсивности движения. С учетом этого задача нормирования может быть решена как возвращение ровности дорожного покрытия путем проведения среднего ремонта к исходному уровню до достижения некоторого предельного значения ровности 5Пред. Ю. М. Ситников установил зависимость сроков службы Гсл дорожного покрытия между средними ремонтами от 5щ>ед (рис. 3.6) при ежегодном приросте интенсивности движения, характеризуемом показателем 9=1,05.

Поддержание ровности дорожного покрытия позволяет существенно снизить расходы как на ремонт автомобилей, так и на ремонт дорожной одежды.