2 Система диагностирования.

Средства и дорожный объект образуют систему диагностирования. Различают системы тестового и функционального диагностирования. В системах тестового диагностирования на объект подают специально организуемые тестовые воздействия (например, динамическое нагружение при испытании прочности дорожной конструкции). В системах функционального диагностирования на объект поступают только рабочие воздействия (например, определение фактической скорости движения транспортного потока). В системах обоих видов средства диагностирования воспринимают и анализируют ответы объекта на входные воздействия и выдают результаты диагностирования, используемые для оценки технического и транспортно-эксплуатационного состояния дороги, принятия соответствующих управленческих решений при выработке дорожной и транспортной политики, совершенствования технологии производства дорожных работ, повышения качества дорог с экономным расходованием материальных и финансовых ресурсов.

Планирование и организация работ по обследованию автомобильных дорог производятся в зависимости от периодичности измерений показателей, классификации дорог и наличия оборудования и финансов. Все работы по диагностике должны проводиться по определенной системе Данные диагностики являются основой автоматизированного банка дорожных данных. Для дальнейшего развития диагностики автомобильных дорог необходимо решение следующих первоочередных задач:

□ работы по диагностированию следует проводить по научно обоснованной системе;

□ диагностика должна стать составной частью дорожно-эксплуатационного и дорожно-транспортно-экологического мониторинга;

□ измерительная и лабораторно-экспериментальная база должна охватывать весь комплекс работ, позволять системно накапливать репрезентативные данные для принятия обоснованных решений по ремонту и содержанию дорог;

□ по всем критериям качества дорог требуется прочный теоретический фундамент и его необходимо последовательно развивать, базируясь на фундаментальных исследованиях, современной стандартизации и метрологии, имеющихся и разрабатываемых экспериментальных комплексах;

□ оценка качества для сложных систем, к которым относятся дороги, успешно может производиться на основе математических моделей и методов математической статистики.

Рисунок 1 – Система диагностики автомобильных дорог

3 Общее понятие ровности.

Под воздействием внешних сил и процессов, протекающих в земляном полотне и дорожной одежде, на проезжей части возникают различные неровности — волны, колеи, выбоины, просадки, прогибы и др.

Появление неровностей отрицательно сказывается на эффективности работы автомобильного транспорта, способствует снижению безопасности движения, уменьшает долговечность дороги.

Для оценки ровности применяются различные методы. В качестве численных критериев используются:

1) величина и число просветов (в миллиметрах) под измерительной рейкой;

2) сумма сжатий рессор автомобиля или специального прицепа (в сантиметрах на 1 км) при движении со скоростью 50 км/ч;

3) коэффициент ровности;

4) индекс ровности покрытия 1R1 и др.

Наличие неровностей часто обусловливается и тем, что при производстве работ бывает очень трудно получить геометрически правильную форму поверхности проезжей части. Кроме того, покрытие на проезжей части изнашивается под воздействием автомобильных нагрузок и погодно-климатических факторов.

Плохое содержание дорог и несвоевременный их ремонт усугубляют деградацию поверхности покрытия.

Неровности дорожного покрытия не постоянны во времени. В процессе эксплуатации дорог они изменяют свой характер, форму, место и размеры. Чаще всего этот процесс развивается в худшую сторону и остановить его — первостепенная задача дорожных организаций.

Неровности подразделяются на периодические и случайные. Неровности периодического характера можно представить в виде следующих функций:

а) синусоиды:

б) параболы:

в) треугольной кусочно-прерывной:

г) прямоугольной кусочно-прерывной:

Большинство же неровностей дорожных покрытий носит случайный характер. Анализ их является задачей довольно сложной и может быть успешно произведен на основе теории математической статистики. Анализ неровностей покрытия рассматривается лишь фрагментарно. Профиль поверхности покрытия можно представить как воображаемую линию, полученную в результате разреза по вертикальной плоскости. Ее геометрические параметры будут характеризоваться координатами х — расстояние и z —амплитуда неровностей (рис. 2.1).

Рисунок 2.1 – Профиль поверхности покрытия

Длинные плавные неровности в продольном профиле с длиной волны более 50 м можно отнести к «проектному профилю». Эти неровности воздействуют на работу двигателя и режим движения транспортного средства, но существенно не влияют на колебания автомобиля на подвеске. Неровности с короткими длинами волн, менее 0,5 м, - мега-, макро- и микротекстура — воздействуют на автотранспортное средство, колебания которого поглощаются шинами автомобиля.

Неровности в диапазоне 0,5...50 м формируют продольный микропрофиль поверхности автомобильной дороги и вызывают значительные колебания подрессоренных масс автомобиля.

Ровность определяется как отклонение покрытия дорожной одежды от истинно плоской поверхности в пределах диапазона длин волн 0,5...50 м.

На различных участках автомобильной дороги имеются неровности самой различной формы и размеров, и в чередовании их невозможно установить какую-либо определенную закономерность. Транспортное средство, движущееся по автомобильной дороге, в любой момент времени может оказаться на выступе или впадине различной формы дорожного покрытия — это явление случайное. Значит, воздействие профиля автомобильной дороги на транспортное средство является случайным процессом и профиль автомобильной дороги математически можно описать случайной функцией.

Величина неровностей профиля покрытия автомобильной дороги изменяется в зависимости от местоположения. Следовательно, профиль неровностей в рассматриваемый период времени может быть математически описан стационарной случайной функцией в виде гармонических колебаний со случайными амплитудами и случайными фазами.

При движении транспортного средства по участку автомобильной дороги с постоянной скоростью возникающие силы не зависят от времени прохождения данного участка. Следовательно, случайный процесс воздействия дорожного покрытия на транспортное средство представляет собой стационарный процесс, не зависящий от начала отсчета времени. Кривая профиля дорожного покрытия является непрерывной функцией, границы неровностей на которой трудно определить. Такой профиль не имеет прямого сходства с «чистой» синусоидой, он содержит целый спектр синусоидальных волн.