Методические основы диагностики дорог

Основными сооружени­ями дороги являются земляное полотно, дорожная одежда, водо­отводные сооружения, путепроводы, тоннели, подпорные стены. К вспомогательным сооружениям условно можно отнести авто­мобильные станции, гаражи, заправочные, ремонтные, медицин­ские пункты; здания дорожной службы. К обустройству относят ограждения, дорожные знаки, озеленение, освещение, смотро­вые площадки и площадки отдыха.

Водопропускные трубы представляют собой простей­шие водопропускные сооружения, которые предназначены для пропуска небольших объемов воды. Водопропускные трубы быва­ют круглого и прямоугольного сечений с отверстиями не менее 0,75 м, многоочковые из уложенных рядом нескольких труб (обычно не более четырех). Применяют также водопропускные трубы из стальных гофрированных листов.

Мосты бывают пешеходные, железнодорожные, автодорожные.

В горной местности для пересечения ущелий или оврагов глу­биной более 20...25 м строят виадуки, которые служат не только для пропуска воды, но и заменяют насыпь там, где ее устраивать очень трудно или даже невозможно.

Для пересечения улицы, железной или автомобильной дороги сооружают путепровод. Длинные путепроводы, построенные для того, чтобы поднять дорогу на определенный уровень и оставить под ними пространство для проезда или других целей, называют эстакадами.

Современная авто­мобильная дорога должна иметь комплексы зданий и сооружений для функционирования самой дороги, удовлетворения потребностей проез­жающих людей, создания им ком­фортных условий, а также для обслуживания транспортных средств.

Для организации грузовых пере­возок на автомобильных дорогах создают грузовые станции; транспортно-экспедиционные пред­приятия по группировке, сортиров­ке, погрузке-разгрузке, формирова­нию и управлению грузовыми пере­возками.

Эффективность грузового и пасса­жирского обслуживания во многом зависит от наличия станций технического обслуживания (СТО).

Неотъемлемой частью дорожного сервиса являются автозаправочные станции (АЗС), пункты мойки и площадки для стоянки автомобилей, смотровые эстакады или смотровые канавы

В городах и крупных транспортных узлах размещают ав­товокзалы с залами ожидания, кас­совыми залами, комнатами отдыха, камерами хранения, буфетами, узла­ми связи, аптечными и газетными киосками, туалетами и т. д.

Автобусные остановки на дорогах I — III категорий устраивают не чаще чем через 3 км, а в курортных ра­йонах и густонаселенной местнос­ти – через 1,5 км.

Остановочные площадки на доро­гах I-б - III категорий устраивают по типу закрытого кармана или полу­кармана и отделяют от проезжей части разделительной полосой, ост­ровками или линиями разметки, а на дорогах I-а категории располагают вне пределов земляного полотна и отделяют от проезжей части разде­лительной полосой.

Мотели предназначены для про­должительного отдыха водителей и пассажиров, работают круглый год, кемпинги – для продолжительного отдыха водителей и пассажиров, как правило, в теплый период года. Продовольственное обслуживание включает в себя сеть ресторанов, столо­вых, кафе, буфетов или продуктовых ларьков, а торговое обслуживание - пункты торговли (киоски, павильо­ны, торговые автоматы), в которых продают туристические принадлеж­ности, предметы личной гигиены и т. д.

Медицинская помощь участникам дорожного движения может быть оказана медицинскими учреждениями, расположенными на небольшом удалении от дороги; работниками ГИБДД, автотранспорт­ных и дорожных организаций, имеющими аптечки для оказания первой медицинской помощи.

Медицинские пункты создают при автовокзалах, автобусных станциях, станциях технического обслужива­ния, в населенных пунктах.

Линейные посты ГИБДД размещают на дорогах в соответствии со спе­циальными требованиями.

В комплекс обустройства автомобильных дорог входят видовые площадки, площадки-стоянки, пло­щадки для кратковременного и дли­тельного отдыха. Видовые площадки создают в местах, на которых мож­но показать живописную местность, архитектурный бассейн, горы, леса, ущелья и т. д.

Площадки для кратковременной остановки предусматривают у пунк­тов питания, торговли, скорой по­мощи, источников питьевой воды и в местах, где систематически оста­навливаются автомобили.

Площадки отдыха устраивают че­рез 15-20 км на дорогах I и II категорий, через 25-35 км на дорогах III категории и через 45-55 км на доро­гах IV категории. Площадки отдыха рассчитывают на одновременную остановку 20-50 автомобилей на дорогах I категории при интенсив­ности движения до 30000 авт./сут, 10-15 автомобилей на дорогах II и III категорий и 10 автомобилей на дорогах IV категории.

Сооружения обслуживания обыч­но объединяют в комплексы, фор­мируя их вокруг сооружений отдыха и автозаправочных станций. Пло­щадки отдыха, автозаправочные станции, мотели и кемпинги пред­определяют размещение комплексов службы сервиса на дорогах.

 

8.2. Прогнозирование интенсивности движения

 

Для обеспечения организации и безопасности дорожного движения на автомобильных дорогах устанавливают дорож­ные знаки. Действие знака распространяется на проезжую часть, вело­сипедную или пешеходную дорожку, у которой или над кото­рой он установлен. Дорожные знаки изготавливаются четырех типоразмеров: I - малого, II - нормального, III - большого, IV - очень боль­шого.

Дорожные разметки в виде линий, надписей и других обо­значений, наносимых на проезжую часть, бортовой камень, элементы дорожных сооружений и остановки дорог, устанав­ливают порядок движения, показывают габариты дорожных сооружений или указывают направление дороги и опасные ее участки. Разметка применяется как самостоятельно, так и в сочета­нии с дорожными знаками, но при их совместном использо­вании информация, передаваемая водителю, не должна быть противоречивой.

Дорожные ограждения устанавливают для предотвра­щения непредвиденных съездов автомобилей с откосов на­сыпей; падения с мостов, путепроводов и эстакад; переездов разделительной полосы; наездов на массивные препятствия, а также для упорядочения движения пешеходов. По функциональному назначению конструкции дорожных ограждений разделяют на две группы. К первой группе отно­сятся конструкции, рассчитанные на силовое воздействие транспортных средств. Ко второй группе относят конструкции, предназначенные для регулирования движения пешеходов. По условиям взаимодействия автомобиля и ограждения конструкции ограждений первой группы разделяются на два вида – направляющие и останавливающие.

По конструктивному исполнению направляющие огражде­ния первой группы разделяют на несколько типов:

- барьерные - металлические профилированные планки, прикреплен­ные к амортизаторам (консолям), установленным на металли­ческих стойках, которые имеют несколько модификаций;

- па­рапетные - железобетонные блоки со специальной формой поперечного сечения и блоки прямоугольной формы из бе­тона и бутобетона;

- поребриковые - отдельные железобетонные блоки, закрепленные у тротуара на мостах и путепроводах с целью ограничения габарита проезжей части;

- комбинирован­ные - состоят из элементов барьерных, парапетных или бор­дюрных ограждений, а также ограждений второй группы.

Направляющие устройства предназначены для указа­ния водителю изменения направления движения, расположе­ния границ проезжей части и обочин, протяженности и фор­м опасных участков дороги или дорожных сооружений пре­имущественно в темное время суток и при неблагоприятных погодных условиях. К направляющим устройствам относят:

- направляющие стол­бики; световые тумбы с проблесковыми или постоянными огнями; плитки, кнопки и устройства со световозвращающими элементами, закрепляемые на проезжей части и дорожных сооружениях;

- переносные барьеры, стойки, щиты, конусы и вехи, применяемые в местах производства дорожных работ.

На горизонтальных участках автомобильных дорог основное влияние на режим движения оказывают интенсивность движения, скорость, состав и плотность транспортного потока. Интенсивность движения определяют подсчетом транспортных средств, которые проходят через сечение дороги за единицу време­ни (год, сутки, час). Скорость определяется расстоянием, которое автомобиль может преодолеть за единицу времени. Состав транспортного потока характеризуется соотношением в нем транспортных средств различного типа. Плотность движения определяется как количество автомобилей на полосе проезжей части, приходящееся в данный момент времени на единицу длины дороги.

Взаимосвязь интенсивности, скорости и плотности потока на одной по­лосе дороги графически может быть изображена в виде основной диаграммы транспортного потока, отражающей за­висимость

N = V*q.

 

Важнейшим критерием, характеризующим функционирование пу­тей сообщения, является их пропускная способность или применяется термин пропускная способность дороги. Простейшее опре­деление этого понятия сводится к тому, что под пропускной способно­стью дороги понимают максимально возможное число автомобилей, ко­торое может пройти через сечение дороги за единицу времени.

Для характеристики разных состояний транспортного потока и условий движения используют следующие показатели: коэффи­циент загрузки движением; коэффициент скорости движения; коэффициент насыщения движением; уровень удобства движения.

Коэффициент загрузки дороги движением z представляет собой отношение интенсивности движения N к пропускной способно­сти данного участка (или элемента) дороги Р:

z=N/P.

Применение понятия коэффициента загрузки позволяет стро­ить сопоставимые зависимости характеристик движения транспорт­ного потока от дорожных условий для дорог разных категорий, так как эта величина безразмерная. Коэффициент z может прини­мать любые значения от 0 до 1.

Коэффициент скорости движения с — это отношение скорости движения при каком-либо уровне удобства движения V _Z к желае­мой скорости движения в свободных условиях V_ж, которая выби­рается водителем для обеспечения высокой комфортности по­ездки:

с = V_Z /V_Ж.

Значение желаемой скорости движения в свободных условиях зависит от многих факторов: расстояния до цели поездки, состоя­ния водителя, его квалификации и опыта, состояния дорожного покрытия, геометрических элементов и планировочных решений на дороге. Отклонение от желаемых условий движения (напри­мер, несвоевременное достижение цели поездки) вызывает у водителя чувство снижения комфортности, а иногда и нервоз­ность, которая может привести к непоправимым ошибкам — до­рожно-транспортному происшествию.

Коэффициент насыщения движением р представляет собой от­ношение плотности транспортного потока при каком-либо уров­не удобства движения q_Z к максимальной плотности транспортно­го потока q_max:

p = q_Z / q_max.

Под уровнем удобства движения понимается определенное ка­чественное состояние транспортного потока, при котором уста­навливаются характерные условия труда водителей, условия ком­фортности поездки и эффективность работы транспортных средств, а также аварийность. Каждый уровень удобства движения характе­ризуется значениями коэффициентов загрузки, скорости и насы­щения движением.

Анализ транспортного потока показывает су­ществование четырех наиболее характерных его состояний.

Уровень удобства движения А характеризуется следующими зна­чениями коэффициентов: z ≤ 0,2; c ≥ 0,9; р < 0,1. Обгоны практи­чески отсутствуют, автомобили не взаимодействуют между собой.

Уровень удобства движения Б характеризуется следующими зна­чениями коэффициентов: z = 0,2...0,45; с = 0,7...0,9; р = 0,1...0,3. В потоке непрерывно возрастает число автомобилей, которые со­вершают обгоны или вынуждены двигаться в пачках за медленно движущимися.

Уровень удобства движения В характеризуется следующими зна­чениями коэффициентов: z- 0,45...0,7; с = 0,55...0,7; р = 0,3...0,7. Происходит дальнейшее снижение скоростей движения.

Уровень удобства движения Г характеризуется следующими зна­чениями коэффициентов: z = 0,7... 1; с = 0,55...0,4; р = 0,7... 1. Движение происходит с остановками вследствие состояния транс­портного потока, близкого к затору.

С овременная автомобильная дорога рассчитана на преимущественный пропуск основного вида транспортных средств—автомобилей. Гусеничные машины, разрушающие дорожную одежду, и конные повозки, процент которых в современном составе движения в большинстве стран ничтожен, должны следовать по параллельным грунтовым дорогам или по специально устраиваемым тракторным путям. Поэтому основными видами подвижного состава автомобильных дорог являются различные типы автомобилей — автобусы, легковые и грузовые автомобили, автопоезда. В сельскохозяйственных районах на дорогах возможно движение тракторных поездов с несколькими прицепами. Допускается проезд мотоциклов и сельскохозяйственных машин на резиновых шинах.

Как и любое инженерное сооружение, дорога может обеспечивать пропуск только тех нагрузок и в том количестве, на которые она рассчитана при проектировании. Между тем прогресс в автомобилестроении приводит к непрерывному совершенствованию и изменению типов автомобилей, модели которых меняются на каждом заводе через несколько лет. Существует устойчивая тенденция к увеличению грузоподъемности автомобилей и к более широкому использованию автопоездов.

Каждая дорога служит десятки лет, и поэтому невозможно заранее точно предугадать параметры автомобилей, которые будут по ней ездить в будущем. Экономически нецелесообразно, в то же время, строить дороги с избыточным запасом прочности, рассчитанным на многие годы вперед. Поэтому разрабатывают стандарты на габариты автомобилей и нагрузки от них, которые обязана соблюдать автомобильная промышленность и к которым приспосабливают нормы на элементы автомобильных дорог.

В России требования к габаритным размерам автомобилей ограничивают их высоту (4 м) и ширину (2,5 м) (рис. 9). Требования к нагрузкам на дорогу в России пока не стандартизированы. Дорожные организации проектируют дороги с интенсивным движением на автомобили с нагрузкой на одиночную ось 100 кН, а при двух спаренных осях—180 кН (автомобили группы А), остальные дороги—соответственно на 60 и 100 кН (автомобили группы Б). Это создает затруднения при организации

 

 

Рис. 9. Предельные габаритные размеры автомобилей и автопоездов, допускаемых к движению на дорогах России: а, б — грузовой автомобиль; в — двухосный седельный тягач с полуприцепом; г — трехосный тягач с двухосным прицепом; д — трехосный тягач с двумя двухосными прицепами.

перевозок, так как ограничивает возможность использования большегрузных автомобилей на многих дорогах, а при случайных заездах приводит к ускоренному их разрушению.

Ограничение габаритов подвижного состава автомобильных дорог не решает проблему выбора автомобиля, на который должны быть рассчитаны элементы дорог. В формулы для определения элементов плана и профиля автомобильных дорог входит ряд характеристик, меняющихся у автомобилей в широких пределах. К их числу относятся, например, динамические качества автомобилей, положение глаз водителя по отношению к уровню проезжей части и ее кромке и др. Это создает затруднения при оценке степени удовлетворения дорогами требований автомобильного движения, так как неизвестно, на какой тип автомобиля необходимо ориентироваться при оценке транспортных качеств дороги. В настоящее время расчеты обеспечиваемых дорогой скоростей движения обычно ведут на наиболее совершенные и распространенные автомобили массового производства − легковой автомобиль класса “Волга” и грузовой автомобиль типа ЗИЛ. Мосты на автомобильных дорогах проектируют на большие нагрузки, чем дороги, поскольку при их строительстве должна быть предусмотрена возможность провоза по ним отдельных тяжелых грузов.

 

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1. Как строится основная диаграмма транспортного потока?

2. Как определяется коэффициент загрузки дороги движением?

3. Какими показателями характеризуются транспортные потоки?

4. Как определятся коэффициент скорости движения?

5. Как определяется коэффициент насыщения движением?

6. Какие существуют уровни удобства движения?

7. Какие факторы влияют на скорость движения транспорта?

 

 

Раздел 9. Дорожные одежды

При работе с данным разделом необходимо:

1) Изучить теоретический материал трёх тем:

а. Особенности дорожных одежд;

б. Обследование элементов инженерного оборудования дорог;

в. Контроль качества дорожного покрытия.

2) Ответить на вопросы для самопроверки.

3) Выполнить лабораторную работу 3.

4) Ответить на вопросы тренировочного теста № 9.

5) Ответить на вопросы контрольного теста № 9.

Особенности дорожных одежд

При строительство дорожных одежд с покрытиями переходных типов используются гравийные или щебеночные основания и покрытия, мостовые.

Гравий - обломочная порода с окатанными частицами раз­мером от 5(3) до 70 мм. Гравий является одним из самых распространенных местных дорожно-строительных материалов. Основным недостатком гра­вийных материалов является повышенное содержание глинис­тых частиц и частиц крупнее 70 мм. Большое содержание гли­нистых частиц приводит к потере прочности при увлажнении.

Технологическая последовательность устройства однослой­ного покрытия или основания включает:

1. Профилирование земляного полотна автогрейдером с приданием полотну поперечного уклона 10...20 %.

2. Улучшение грунтового основания:

- уплотнение основания катками на пневматических ши­нах;

- вывозка гравийного материала автомобилями-самосва­лами;

- разравнивание и планирование автогрейдером (буль­дозером);

- уплотнение с поливкой водой;

- окончательное профилирование;

- прикатка с поливкой водой.

При устройстве гравийного основания или покрытия в зим­нее время земляное полотно должно быть подготовлено ле­том. Основание очищают от снега, льда, подвозят гравий­ный материал, разравнивают, профилируют и уплотняют до замерзания.

Щебеночное основание и покрытие часто устраивают на песчаном подстилающем слое, которое должно быть тщатель­но спланировано и уплотнено. Перед укладкой щебня подсти­лающий слой увлажняют.

Надлежащее качество щебеночного основания или покры­тия может быть достигнуто при условии:

- применения каменных материалов, обладающих хоро­шей цементирующей способностью;

качественного уплотнения.

Форма частиц щебня должна быть близка к кубовидной. Содержание лещадки в смеси не должно превышать 15 %. Наилучшим исходным материалом для получения щебня яв­ляются карбонатные породы прочностью 60...70 МПа. Нежела­тельно применять каменные породы, не обладающие доста­точной цементирующей способностью, со стекловатой струк­турой – кварциты, граниты, песчаники и др.

Технологическая последовательность работ при устройстве покрытия из фракционированного щебня заключается в сле­дующем:

1. Вывозка щебня фракции 40...70 мм из расчета около 70 % от общей потребности.

2. Разравнивание щебня бульдозером или автогрейдером:

- прикатка щебня легким или средним катком в зависи­мости от

прочности щебня;

- вывозка щебня фракции 15...25 мм из расчета около 20 % от общей

потребности;

- распределение щебня щебнераспределителем;

- уплотнение щебня средним или тяжелым катком с по­ливом водой.

Вывозка и распределение щебня фракции 5... 10 мм из расчета около

10 %.

3. Уплотнение щебня тяжелым катком с поливкой водой.
Мостовой называется дорожное покрытие, состоящее из небольших элементов различных форм и размеров, уклады­ваемых вплотную друг к другу. По материалу они подразделя­ются на мостовые из естественного камня и из искусственных материалов. Мостовые требуют больших затрат ручного тру­да, поэтому применять их следует лишь в редких случаях пос­ле тщательного технико-экономического сравнения с други­ми возможными вариантами. Основными типами мостовых являются: мостовые из булыжного камня, из колотого камня, из литой шлаковой брусчатки, из мозаиковой шашки, из колотой брусчатки.