Электронный учебно-методический комплекс по учебной дисциплине Диагностика автомобильных дорог для специальности 1-70 03 01 Автомобильные дороги

РАЗДЕЛ II. ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ НОРМЫ И ТРАНСПОРТНО-ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

АВТОМО-БИЛЬНЫХ ДОРОГ

Тема2.1. Прочность дорожных одежд

Теория прочности нежестких и жестких дорожных одежд. Классификация методов определения прочности. Определение модуля упругости на

основании упругого прогиба, измеренного балкой Бенкельмана. Динамические методы измерения упругого прогиба. Использование дефлектометра и методов разрушающего контроля при определении прочности дорожных одежд. Факторы, влияющие на выбор метода измерения прочности дорожных одежд. Статистическая обработка результатов экспериментального измерения прочности дорожных одежд. Нормативные требования, предъявляемые к прочности дорожных одежд.

Оценка прочности нежестких дорожных одежд

Оценку прочности нежестких дорожных одежд выполняют на основании данных измерения упругого прогиба конструкции: для дорожных одежд с асфальтобетонным покрытием в соответствии с СТБ 1566; для дорожных одежд с гравийным покрытием, оснований и грунтов земляного полотна, в соответствии с СТБ 1501. При оценке прочности дорожных одежд расчетные нагрузки принимаются в соответствии с ТКП 45-3.03-19.

Для измерений упругого прогиба дорожных одежд рекомендуется применять динамические установки, позволяющие проводить измерения прогибов на всей деформируемой площади дорожного покрытия. Прочность конструктивных слоев дорожной одежды при динамическом методе оценивают по модулям упругости.

При применении статического метода измерения упругих прогибов определяется только общий модуль упругости всей конструкции дорожной одежды.

При сетевой диагностике измерение упругих прогибов дорожной одежды выполняют с шагом не более чем 200 метров.

При детальной диагностике измерение упругих выполняется с частотой не более чем через 50 метров, при этом количество измерений на характерном участке должно быть не менее чем в десяти точках. Измерение упругих прогибов выполняют по крайней правой полосе движения.

Оценку прочности нежестких дорожных одежд выполняют по коэффициенту прочности (Кпр), который рассчитывается по формуле

ЕТР

где ЕР – общий модуль упругости дорожной одежды, МПа;

51

ЕТР – минимальный требуемый модуль упругости дорожной одежды,

МПа.

Расчет общего модуля упругости конструкции дорожной одежды и модулей упругости конструктивных слоев при динамическом методе выполняют в соответствии с приложением Б ТКП -140.

Определения модуля упругости дорожной одежды при статическом методе измерения упругого прогиба выполняют в соответствии с приложением В ТКП 140.

Минимальный требуемый модуль для эксплуатируемых дорог принимается по таблице 6.10 ТКП 45-3.03-112.

При детальной диагностике оценка прочности дорожной одежды проводится в два этапа.

На первом этапе выполняется расчет общего модуля упругости всей конструкции и модулей упругости конструктивных слоев дорожной одежды, в соответствии с приложением Б.

На втором этапе выполняется перерасчет прочностных характеристик дорожной одежды с учетом уточненного модуля упругости грунта земляного полотна и толщин слоев дорожной одежды, установленных по данным детального обследования. При этом модули упругости конструктивных слоев основания и асфальтобетона принимаются по данным, рассчитанным по чаше прогиба.

При детальной диагностике дополнительно выполняется расчет на сопротивление сдвигу в грунте и в пакете несвязных слоев основания, и сопротивление монолитных материалов усталостному сопротивлению при изгибе в соответствии с ТКП 45-3.03-112.

Прочность дорожной одежды по критерию упругого прогиба соответствует нормативным требованиям, если выполняется условие

принимается по таблицам 6.1– 6.4 ТКП 45-3.03-112. Коэффициенты надежности принимаются по таблице 6.1.

Таблица 6.1 – Значение коэффициента надежности

При невыполнении условий формулы (2) требуется усиление дорожной одежды. Толщину усиления дорожной одежды определяют расчетом в соответствии с ТКП 45-3.03-112.По результатам оценки прочности дорожной одежды формируется перечень участков дорог с прочностью

Тема 2.2. Ровность дорожных покрытий

Физическая сущность неровности (ровности) дорожного покрытия. Международный индекс ровности IRI. Общая характеристика ровности, детерминированные и статистические характеристики. Определение не-

ровности с помощью толчкомеров. Анализаторы продольного профиля. Профилографы. Определение ровности методом высокоточного нивелирования. Физическая и аналитическая связь ровности дорожного покрытия с прочностью дорожных одежд. Нормативные требования по обеспечению ровности дорожных покрытий.

Для оценки ровности дорожных покрытий рекомендуется применять профилометрический метод измерений в соответствии с СТБ 1566.

Оценка продольной ровности покрытия проезжей части осуществляется по каждой полосе движения на участках длиной 100 метров по международному индексу ровности IRI (International Roughness Index). При детальной диагностике, с целью выявления наиболее неровных участков дорог и обоснованного принятия проектных решений, оценку продольной ровности рекомендуется выполнять не реже чем через 50 м.

Ровность покрытия при измерении профилометрическим методом соответствует нормативным требованиям для асфальтобетонных и цементобетонных покрытий, если выполняется условие

эксплуатируемых дорог по таблице 1, мм/м.

Таблица 1-Требуемые значения продольной ровности для эксплуатируемых автомобильных дорог

Требования к ровности покрытия по условиям безопасности установлены в СТБ 1291, для участков дорог вводимых в эксплуатацию, при возведении и ремонте, установлены в ТКП 059. Для определения показателя продольной ровности с переходным и низшим типами дорожных одежд следует применять толчкомеры типа ПКРС. Измерения ровности покрытия с использованием 3-х метровой рейки проводится в соответствии ГОСТ 30412. Применение 3-х метровой рейки регламентировано в ТКП 059. Предельные

Тема2.3. Сцепные качества дорожных покрытий

Коэффициенты сцепления. Приборы, установки и методы для измерения коэффициента сцепления. Зависимость коэффициента сцепления от

скорости движения автомобиля. Нормативные требования коэффициента сцепления. Шероховатость дорожных покрытий. Факторы, влияющие на шероховатость. Определение шероховатости методом «песчаного пятна», объемного пятна, методом вытекания воды, профилометрическим методом. Влияние шероховатости на сцепные качества дорожных покрытий. Нормативные требования, предъявляемые к шероховатости дорожного покрытия.

Сцепные качества дорожных покрытий характеризуются коэффициентом сцепления и шероховатостью дорожного покрытия.

При измерении коэффициента сцепления применяется оборудование с полной или частичной блокировкой рабочего колеса, оснащенное системой увлажнения покрытия. Для стесненных условий, не позволяющих выполнять измерения передвижными лабораториями, и на участках с дефектностью 3 уровня допускается применять портативные приборы.

Значение коэффициента сцепления, измеренное различными методами, должно приводиться к стандартизированному методу.

К стесненным условиям следует относить участки дорог, на которых невозможно обеспечить установленную нормами безопасную скорость движения транспортного средства при измерении коэффициента сцепления.

Измерение коэффициента сцепления прибором ПКРС выполняют в соответствии с требованиями ГОСТ 30413. Измерение портативными приборами выполняют в соответствии с требованиями СТБ 1566.

Коэффициент сцепления на покрытии соответствует нормативным требованиям, если выполняется условие

где Ксц,ф – измеренное значение коэффициента сцепления с учетом температурной поправки; Ксц,норм – требуемое значение коэффициента сцепления для

эксплуатируемых дорог, принимается по таблице 1.

Таблица 1 – Требуемые значения коэффициента сцепления для эксплуатируемых автомобильных дорог

54

Требования к коэффициенту сцепления на покрытии по условиям безопасности установлены в СТБ 1291, для участков дорог вводимых в

эксплуатацию, при возведении и ремонте, установлены в ТКП 45-3.03-19. Оценка шероховатости покрытия проезжей части характеризуется

значением средней глубины впадин (hСР) по методу «песчаное пятно». Предельно допустимые значения средней глубины впадин эксплуатируемых покрытий приведены в таблице 2.

При применении метода профилирования, оценка шероховатости выполняется по каждому десятиметровому участку дорожного покрытия. На участках дорог с шероховатостью несоответствующей нормативным требованиям необходимо проводить измерения коэффициента сцепления.

55

Тема 2.4. Светотехнические качества дорожных покрытий

Светотехнические характеристики дорожного покрытия, элементов обстановки дороги и средств организации дорожного движения. Норматив-

ные требования по обеспечению светотехнических качеств дорожных покрытий, знаков и освещенности дорог. Экспериментальные методы определения светотехнических характеристик дорожных покрытий горизонтальной разметкой.

При определение светотехнических характеристик дорожных знаков и световозвращающих элементов дорожных инженерных обустройств и светотехнических качеств дорожных покрытий, необходимо руководствоваться законами излучения, распространения и восприятия света.

Основные характеристики – световой поток, освещенность, яркость, коэффициент световозвращения, контрастность. Измеряют фотометрами, спектрометрами.

Требования к фотометрическим характеристикам дорожных знаков.

Средняя яркость элементов изображения окрашиваемых знаков и освещаемых внутренним источником освещения должна быть: (240±40) кд∙м-2 – для белого цвета; (35±10) кд∙м-2 – для красного; (150±30) кд∙м-2 – для желтого; (50±15) кд∙м-2 – для зеленого; (20±5) кд∙м-2 – для синего.

Допускается на поле изображения знака иметь отдельные точки с минимальной и максимальной яркостью соответственно: 100 и 300 кд∙м-2 – для белого цвета; 10 и 60 кд∙м-2 – для красного; 50 и 250 к∙м-2 – для желтого; 20 и 90 кд∙м-2 – для зеленого; 5 и 35 кд∙м-2 – для синего.

Допустимое количество точек изображения на данном цвете с минимальной и максимальной яркостью – не более 3, а для знаков индивидуального проектирования – не более 3 на 1 м2 поверхности изображения знака.

Знаки с внутренним освещением должны иметь равномерное распределение яркости по всему полю изображения.

Для знаков с внешним освещением освещенность на поверхности изображения должна быть 200 лк. В отдельных зонах знака, не несущих информацию для водителя, допускается освещение менее 40 лк.

Удельный коэффициент силы света знаков со световозвращающей поверхностью при угле наблюдения α=20' и угле освещения β=минус 5° (рисунок 1) должен соответствовать значениям, указанным в таблице 1.

Допускается различие в удельном коэффициенте силы света одного цвета изображения знака не более 10%.

56

Таблица 1

Рисунок 1 Яркость знаков с внутренним и внешним освещением, размещаемых на

автомагистралях, дорогах IA, IБ, II и III категорий в зависимости от яркости дорожного фона, должна соответствовать значениям, указанным в таблице 2.

Таблица 2

Отношение максимальной яркости к минимальной для знаков с внутренним и внешним освещением, размещаемых на автомагистралях, дорогах IA, IБ, II и III категорий, соответственно должно быть не более 5:1 и 10:1.

Требования к колориметрическим характеристикам дорожных знаков Для знаков с внутренним и внешним освещением координаты цветности

х, у, определяемые в колориметрической системе Международной комиссией по освещению (МКО) 1931 г., при источнике света С по ГОСТ 7721 и коэффициенты яркости β должны соответствовать таблице 3 и рисунку 2.

Координаты цветности х и у точек пересечения граничных линий цветовых областей дорожных знаков, размещаемых на автомагистралях, дорогах IA, IБ, II и III категорий, определяемые в колориметрической системе МКО 1931 г., при источнике света Дб5 и геометрии измерения 45º/0° должны соответствовать указанным в таблице 4 и на рисунках 3, 4.

Рисунок 2 – График цветовых областей для знаков, выполненных полиграфическими или другими красками

58

Рисунок 3 – График цветовых областей для знаков со световозвращающей поверхностью

Рисунок 4 – График цветовых областей для знаков с внутренним и внешним освещением

59

Таблица 4

* Координаты цветности приведены для знаков с внутренним освещением, когда зеленый цвет используется в качестве фона **Координаты цветности приведены для знаков с внутренним освещением для ночных условий

Коэффициент яркости дорожных знаков со световозращающей поверхностью, знаков с внутренним и внешним освещением должен соответствовать значениям, указанным в таблице 5.

Таблица 5

60