Факторы влияющие на коэффициент сцепления

 

Влияние не ровности на ϕ.

Зависимость коэффициента сцепления от скорости движения по различным покрытиям.

1- Песчаный асфальто-бетон

2- Многощебенистый а-б

3- Поверхностная обработка

 

Зависимость коэффициента сцепления от состояния покрытия.

Rср – средняя высота неровности покрытия в мм.

1- Сухое покрытие

2- Мокрое покрытие

 

На основании известных значений коэффициента сцеплений и коэффициента (f) профессором была выведена формула для определения максимальной скорости на прямых участках и подъемах.

  , км/ч

m- доля сцепного веса, приходящегося на ведущие колеса (от 0,5 до 0,55)
B_ϕ и K_f – коэффициенты учитывающие изменения ϕ и F с изменением скорости.

 

 

Влияние ровности покрытия на скорость и удобство движения.

При рассмотрении влияния ровности покрытия, автомобиль представляют как колебательную систему, состоящую из 3-х частей.

 

М- надрессорная часть; М1-подрессорная часть; М2-подрессорная часть;

В практических расчетах для оценки удобства движения высчитывают:

1)Покачивание – линейные, вертикальные колебания кузова;

2) Галогирование –угловые колебания в продольной плоскости;

3)Поматывание –угловые колебания в поперечной плоскости;

4) Колебания осей в вертикальной плоскости - колебание характеризуется частотой (Ζ) амплитудой (а), ускорением (ằ),и фазой колебания (s).

 

2 решения по удобству:

- 0-2,5 м/с²- не ощутимо.

ằ - 2,5-3 м/с²-ощютимое ускорение.

->3м/c²-непереносимое колебание.

 

 

Выделяют 4 критерия по которым оценивают допустимые колебаний:

1) Удобство езды и комфорт для вождения.

                                      

L^o-энергия колебаний автомобиля отнесенная к его массе и периоду колебаний.

L_o-отношение энергии колебаний автомобиля соответствующая началу ощущений колебаний человека.

2) Устойчивость грузов в кузове.

3) Надежность и долговечность работы рессор и шин.

4) Надежность и долговечность работы дорожной конструкции.

 

Максимальная скорость движения в зависимости от величины неровности покрытия может быть определен по формуле:

 

S_c- суммарная амплитуда колебаний автомобиля

 

 

Влияние метеорологических условий на движения автомобиля.

3 состояния покрытия:

1) Сухое – покрытие которые не имеют на поверхности пленки связанной воды.

2) Влажное – покрытие имеющее на поверхности пленку связанной воды.

3) Мокрое – это покрытие имеющее на поверхности слой свободной воды.

 

Если на сухом покрытии основную часть силы сцепления составляет адгезия, то на влажном или мокром покрытии она резко снижается, поэтому необходимо добиваться шероховатой структуры покрытия. 

 

 

II                                       Ремонт автомобильных дорог

Ремонт а/д – это комплекс работ по восстановлению первоначальных транспортно-эксплуатационных характеристик, при которых производится возмещение износа покрытия, восстановление и улучшение его ровности, сцепных качеств,устранение деформации.

Классификация работ по ремонту

1.По зем.полотну и водоотводу.

А)восстановление размытых и разрушенных участков

Б)уменьшение крутизны откосов насыпей и выемок

В)поднятие небольших по протяженности участков зем.полотна

Г)восстановление зем.полотна и водоотвода на пересечениях и премыканиях, на стоянках отдыха.

Д)сплошная прочистка водоотводных канав и их укрепление в местах разрыва.

Е)подсыпка и укрепление обочин

Ж)восстановление дренажных, защитных и укрепительных устройств

2.По дорожной одежде

А)восстановление изношенных верхних слоев дорожных покрытий путем укладки дополнительного слоя,либо слоя поверхностной обработки

Б)ликвидация колеи глубиной более 45 мм методом фрезерования с последующей укладкой нового слоя, либо слоя поверхностной школы.

В)замена или выравнивание плит на цементно-бетонных покрытиях.

Г)восстановление профиля и усиление щебеночных, гравийных грунтоулучшенных дорог, с добавлением нового материала, причем на 1 км должно уходить не более 300м³ материала.

Д)восстановление бордюров по краям усовершенствованных покрытий.

 

3. По искусственным сооружениям.

А)усиление или замена отдельных пролетных строений ил их добавление.

Б)уширение пролетных строений без увеличения числа полос движения.

В)усиление, удлинение и восстановление отдельных звеньев водопропускных труб, исправление изоляции и стыков.

Г)усиление или восстановление подпорных стен.

4.По обустройству дорог

А) восстановление и установка недостающих звеньев

Б)устройство виражей на опасных для движения кривых

В)восстановление отсутствующих остановочных пунктов и автопавильонов

5.Прочие работы по ремонту

А)устройство временных объездов

Б)создание площадок для складирования материалов

В)разработка проектно-сметной документации и ее экспертиза

Устройство поверхностной обработки

Четыре типа поверхностной обработки:

1 однослойная обработка

2 двухслойная обработка

3 однослойная с двойной россыпью минерального материала

4 сэндвич (бутерброд)

- первый тип используется на покрытиях, для повышения сцепных качеств

- второй тип используется для частичного усиления покрытий, на дорогах с высокой интенсивностью движения, имеющих дефекты покрытия и низкую ровность

-третий тип используется на покрытиях для повышения ровности покрытия в стадии образования дефектов

- четвертый тип применяется во всех вышеперечисленных случаях

Технология устройства поверхностной обработки

1.Традиционная технология

А)подготовительный этап

- очистка проезжей части от пыли и грязи

- заделка ям и трещин

Если трещина до 5 мм, выполняют ряд работ:

+ продувка трещин

+ стенки трещин обрабатываются

+ заполнение трещин битумной мастикой

+ срезка мастики и засыпка каменной мелочь

Если трещина более 5 мм

+ разделка трещины под карту т.е. придают ей очертания правильной формы

+ очищают карту с помощью продувки

+ производят заполнение битумной мастикой

+ срезка излишка и засыпка каменной мелочью

Если ямы

+ яму либо выбоину окантовывают

+ осуществляют очистку с продувкой

+ производят продувку на стенах

+ производят заполнение карты свежим материалом

(если глубина карты до 5 см,то асфальтобетон укладывают в 1 слой, а если более 5 см, то в 2 слоя)

+ производится уплотнение уложенного материала

 

Б) основные работы

- распределение органического вяжущего автогидронатором, норма расхода битума от 1 до 1.2 л при однослойной обработке, от 1.5 до 1.8 при двухслойной обработке

- далее производим распределение минеральных материалов, норма расхода материала 1.1 – 1.4 м³/м² фракция 10 – 15 мм, после чего выполняют подкатку пневмоколесными катками

- после выполнения всех этих работ производят ограничение скорости до 40 км/ч

Дефекты устройства поверхностной обработки традиционной технологии

1. Щебень раскалывается при укатке причина, распределение щебня выше нормы, либо использование некачественного щебня

2. Отделение минеральных частиц продольными полосами, причина – недостаточное количество вяжущего

3. Поверхностная обработка отстает от основания причина – плохая очистка основания

4. Щебень отстает от органического вяжущего, причина – плохая атгезия

5. Поверхность покрытия затягивается битумом причина – избыточное количество органического вяжущего

 

Технология с использованием машины типа Chepsealer

Технология работ.

1. подготовительные работы:

А) отчистка дороги от пыли игрязи

Б) заделка ям и трещин

2. основной цикл работ:

А) подвозка битума и щебня

Б) распределение битума и щебня

В) подкатка покрытия пневмоколесным катком

 

Литой асфальтобетон

Это асфальтобетон в жидком состоянии после выхода из АБЗ.

Делится на 5 типов, с 1 -3 тип используется при новом строительстве и реконструкции участков автодорог; 4 тип – тротуарный тип; 5 тип – используется для ремонта дорог.

5 тип литого а/б содержит щебень фракцией более 5 мм, его должно быть от 35 до 50 %, вяжущего должно быть 22 – 28%

Вяж/мин.порошок = 0.55 – 0.75

Температура смеси должна быть от 180 до 220 ⁰С.Литой а/б не требует уплотнения, он жидкий.

Ремонт обочин и откосов зем.полотна

Неукрепленные обочины ремонтируют путем планировки с досыпкой, либо срезкой материала на дорогу с интенсивным движением, в регионах с избыточной влажностью и увлажнением, где обочины подвергаются интенсивному образованию деформации, повышают их капитальность.

В сложных грунтово – климатических условиях, при большом  количестве автомобилей, останавливающихся на обочине в конструкцию обочин выключают слой геоматериала.

Технология работ при ремонте обочин

1. Перемещение слоя грунта на откосную часть

2. Устройство корыта в соответствии с профилем и глубиной. Для срезки используются автогрейдеры, для погрузки экскаваторы, для транспортировки автосамосвалы

3. Выравнивание кромки проезжей части

4. Смазка торца дорожной одежды органическими вяжущими

5. Уплотнение дна корыта легкими катками

6. Завоз материала и укрепление обочин

7. Разравнивание материалов с планировкой

8. уплотнение

 

Виды разрушений на откосах

1. эрозия

2. сплыв

3. оползень

 

При деформации откосов в виде оползней и сплывов, при ремонте устраивают сваи – шпоны, т.е. это грунт, укрепленный неорганическим вяжущим – цементом и поверх укладывается геоматериал – решетка.

Технология работ

1. восстановление профиля откоса

2. планировка откосов

3. устройство свай

4. устройство укрепления на откосах

На подтопляемых участках для защиты откосов от размывов применяют ж/б плиты, геоматы, каменную наброску либо габиону.

Габиона – в переводе с французского «Матрас»

Ремонт системы водоотвода

1 ремонт водопропускных труб

При небольших осадках и смещениях звеньев труб дефектные швы заделывают путем укладки просмоленной пакли с последующим распределением цементного раствора

При развитии больших деформаций, производят замену отдельных звеньев.

Если появился признак повреждения гидроизоляции, тогда насыпь над трубой вскрывают и производят повторное ее устройство.

2 дренажи

- висящий дренаж

- не висящий дренаж

 

Ремонт дренажей – состоит в замене отдельных звеньев дренажных групп, на небольших по протяженности участках, в случае если дренаж быстро заливается, тогда устраивают дополнительную прослойку из хорошо фильтрующих нетканогеоснтетических материалов.

3 ремонт водоотводных канав

При ремонте неукрепленных канав производят восстановление профиля (продольного и поперечного) автогрейдером. После восстановления выполняют укрепление дна канавы в местах размыва путем:

1. укладки геоматериала

2. битонирования

3. щебневания (укладка щебня)

 

Ремонт пучинистых участков

Классификация пучин и причины их образования

Тип пучин	Источник увлажнения	Условия	Вид мероприятия
1	Поверхностные воды на участках с необеспеченными стоками	Расстояние от низа д.о. до уровня пов. Вод менее требуемой величины	Профилирование и ремонт водоотв. Канав, устройство водонепроницаемого экрана в основании насыпи,увеличение высоты насыпи
2	Атмосферные осадки, поступающие через покрытие и обочины в тело з.п.	Неуд. Состояние покрытия и обочин а так же отсутствие дренирующих слоёв в д.о	Заделка дефектов покрытия,устройство уширения на обочину с применением органического вяжущего
3	Вода, перемещающая в дренирующих слоях	Переломы продольного профиля	Устройство поперечного дренажа
4	Подземные воды	Расстояние от низа д.о до уровня подземных вод менее безопасно	Устройство продольного дренажа, поднятие отметки насыпи,либо устройство дополнительных слоёв

 

Методы производства и организации работ по ремонту

Существует 5 методов работы:

1.Послойный

S=L/T_k-t_B-t_O-t_КЛ

 

2.Поточный участково - последовательный

Этот метод применяется при ремонте когда участки расположены на некотором удалении друг от друга, и дорожная организация имеет один комплект техники

 

3.Поточный участково – параллельный

Работы ведутся одновременно на нескольких участках послойными звеньями. Данный метод применяется при ликвидации ямочности в весенний период

 

4.Паралельный

Работы ведутся одновременно на всех участках причем их перемещённость подбирается таким образом, чтобы сроки производства работ были одинаковыми.

 

5.Комбинированный

Этот метод применяется при устройстве поверхностной обработки, когда первые звенья осуществляют ямочный ремонт а затем производится устройство поверхностной обработки.

Выбор того или иного метода осуществляется на основе технико-экономического обоснования. Составляется проект организации и производства ремонтных работ, для работ по содержанию составляется СОС (схема организации содержания).

 

СОС- включает в себя оптимальные периоды производства работ, методы производства работ, потребное кол-во ресурсов, состав механизированного дорожного звена, схема размещения АБЗ, баз хранения противогололёдных материалов.

ППР- включает в себя:

Обоснование оптимальных сроков начала и окончания работ, объёмы работ, выбор ДСМ с технико-экономическим обоснованием, выбор комплекта техники с расчётом производительности, составление технологических схем производства работ, составление календарного графика производства работ и графика потребности рабочих.

Установка для ямочного ремонта дорожного покрытия KOBIT TURBO

Перед заделкой поверхности выполняют чистку выбоин струёй напорного воздуха.

Лаборатория на колёсах предназначается для:

1. основных геометрических параметров (план,профиль)

2. ровности покрытия по международному показателю IRI

3. съёмки дорог

4. дефектов покрытия (трещины, выбоины)

5. колейности покрытия

6. интенсивности пропускного потока

7. толщины слоя дорожных одежд

 

Ограждение мест производства работ и организация движения

Комплекс мер для обеспечения безопасности движения и работ

До начала работы дорожная организация разрабатывает схемы, которые включают в себя:

1. геометрические параметры дороги

2. наличие искусственных сооружений

3. расстановка дорожных знаков

4. расположение объездов

5. сроки проведения работ,ответственное лицо и контактные телефоны.

 

Технические средства организации движения устанавливают в соответствии с типовыми схемами, ВСН 3784.Всероссийские сметные нормы. «Инструкции по организации движения и ограждения мест производства работ»

Участки, на которых производятся работы, могут ограждаться конусами, трассовыми и контактными ограждениями, барьерами и щитами. В тёмное время суток технику необходимо убирать за пределы зем. полотна, или ограждать.

При ремонте существует определённая последовательность производства работ, в первую очередь создаются объекты, устанавливаются временные знаки, продольные и поперечные ограждения.

Длина ремонтируемого участка зависит от скорости движения и от интенсивности

 

Интенсивность а/ч	100	200	300	400	500
Длина м.	350	150	80	50	30

 

 

Если технология работ подразумевает их проведение но более длинном участке, то принимают регулируемое движение.

При производстве работ на половине ширины проезжей части длина откоса выбирается от скорости движения и ширины ограждаемой для производства работ полосы.

 

Требования к объездам

Продольные укладки должны быть до 100% в местах примыкания 60%, ширина объезда не менее 6 м. Если длина объезда больше 1 км, то для него специально разрабатывается отдельная схема движения т.с.

Для сопряжения оптимальной нагрузкой способности на дороге не следует ограничивать скорость движения менее 40 км/ч

 

Показатели технического уровня и эксплуатационного состояния дорог

Дорога характеризуется системой показателей оценивающих её технический уровень, эксплуатационное состояние, обеспеченность инженерными оборудованиями и устройствами, а так же уровень содержания.

Совокупность этих показателей характеризует эксплуатационное состояние дороги.(ТЭС)

ТЭС=ПТУ+ПЭС+ПИОиО+ПУС

ПТУ - показатели технического уровня. показатели не меняются в процессе эксплуатации и зависит от геометрических параметров дороги.

ПЭС – показатели эксплуатационного состояния. Наоборот непрерывно меняются в процессе эксплуатации.

ПИОиО – показатели инженерного оборудования и обустройства. характеризует обеспеченность дороги средствами организации и регулирования движения.

ПУС – показатели уровня. зависит от выбранного уровня содержания.

ТЭС – имеет значение для дорожных служб, при выборе по ремонту либо содержанию, однако водитель оценивает дорогу по потребительским свойствам, характеризующимся следующей системой показателей:

1. показатель обеспечения расчётной скорости

К_рс=U_ф/U_н

 

При благоприятных условиях движения К_рс  должен быть больше 1.

При неблагоприятных условиях К_рс должен быть больше 0,75 и до 1.

При стихийных условиях К_рс должен быть примерно 0,5.

Для того чтобы правильно оценивать дорогу различных технических категории, по К_рс вводят одну скорость – 120 км/ч

2. показатель уровня загрузки движения

Z=N/P

 

N- фактическая интенсивность движения

P- пропускная способность дороги.

Для дороги 1 и 2 технической категорий Z - не должно превышать 0,65, для дорог 3 техн. Категорий не больше 0,7. 4и5 категории не более 0,75.

 

3. Показатель безопасности движения по дороге

А) Коэффициент аварийности

 

K_a=

 

Частный коэффициент учитывает интенсивность движения, хар-ки плана и профиля а так же хар- ка района проложенной трассы. В качестве расчётного периода выбирается летний и зимний периоды.

 

Значение Ка	0-10	10-20	20-30	30-40
Характеристика участка	Не опасн.	Мало опасн.	Опасн.	Очень опасн.

 

Для вновь проектируемых дорог K_a закладывают менее 20.

При K_a больше 40, показателя реконструкция участка дороги.

 

Б) коэффициент безопасности

К_б= U₁/U₂

 

U₁- скорость автомобиля на данном участке

U₂- скорость автомобиля на предыдущем участке

 

Значение Кб	>1	1- 0,6	0,6- 0,4	<0.4
Хар- ка участка	Не опасн.	Мало опасн.	Опасн.	Очень опасн.

 

В) коэффициент происшествий

 

U= 10⁶*A/365*N*n*L

 

A- Кол-во ДТП

N- интенсивность движения

n- кол- во лет за которые произошли ДТП

L- длина дороги

 

Значение U	<0.4	0.4-0.6	0.6-1.2	>1.2
Характеристика участка	Не опасн.	Мало опасн.	Опасн.	Очень опасн.

 

 

4. Показатели прочности дорожных конструкций.

 

К_пр=Е_ф/Е_тр >1

 

5. Показатель сцепных качеств дорожного покрытия

 

K_f =F_ф/F_д>1

 

6. Показатели ровности покрытия

 

 

K_s=S_ф/ S_д <1

Для 3 технической категории S_д =400 см/км

 

7. Показатели износа покрытя

 

K_u=h/H_o<1

 

h- фактический износ покрытия

H_o – толщина слоя износа

 

 

Если значение показателей находятся допустимых пределах, то дорого считается работоспособной

 

 

K_a  [K_a]                             K_рс [ K_рс]

Z [Z]                                K_f [ K_f]

K_S [ K_S]                            К_пр  [ К_пр] 

 

 

Минимально допустимые пределы служат критериями назначения ремонта, либо реконструкции

 

 

Работоспособность дороги – может быть оценена сроком её службы, либо числом аварий за срок её службы

P=N∙365∙T

Так же работоспособность дорожной одежды принимают как свойство обеспечивать безопасное движение автомобилей с заданной скоростью и осевыми нагрузками, и так же может оцениваться срок службы, либо малых грузов пропущенных по дороге

Межремонтный срок дороги – это период в пределах которого происходит снижение несущей способности д/о до предельно – допустимого уровня.

Межремонтный срок дорожного покрытия – это период в пределах которого сцепные качества на капитальных и облегченных шипах покрытия, либо износа на переходных и низких типах покрытия достигает придельного значения.

Отказы могут быть общие и частные.

В период до капитального ремонта назначается как правило 2-3 текущего ремонта.

Ремонту покрытия предшествует полное обследование дороги, цель этого обследования: установить фактические параметры.

Шероховатость покрытия определяют 2 методами:

1 Метод песчаного пятна – берётся мелкий песок объёмом 10 или 25 , высыпают его на д/о в конусы, затем с помощью линейки круговыми движениями распределяют его по покрытию. Измеряют 4 диаметра взаимно перпендикулярные. Находят среднее значение по формуле:

Зная средний диаметр находят величину шероховатости →  

2 C помощью приборов игольчатого типа

С помощью 1-го метода можно определить среднюю глубину впадин поверхности, с помощью 2-го метода можно определить как глубину впадины так и высоту выступа.

 

Оценка аварийности при пересечении дорог в одном уровне.

Для оценки безопасности движения по пересечению используют метод конфликта точек т.е. точек разделение пресечение и слияние потоков.

Для каждой конфликтной точки определяют коэффициент аварийности

Ki- относительная аварийность

Mi, Ni –интенсивность движения в точки

Kr – коэффициент равномерности движения

Находим коэффициент аварийности для пересечения в целом

По коэффициенту аварийности делают вывод по степени безопасности пересечений в случаи если оно опасное предлагают меры по его снижению

1. Установка дополнительных полос

2. Устройство островка безопасности с помощью нанесения разметки либо установкой бордюров

3. Установка знаков ограничения скорости

4. Если дороги пересекаются под острым углом, то пересечения разделяют на 2 примыкания

5. При большом количестве левоповоротных автомобилей устраивают кольцо

 

Ровность а/д

Для её измерения используют передвижные лаборатории КП-5М, толчкомеры ТХК-2, рейка КОНДОР.

При использование лаборатории ровность определяется на участке длиной не более 1 км при скорости 50 км/ч по правой полосе наката. При выборочном контроле ровности измеряют просвет под 3х метровой рейки на участках протяжности не менее 300м. Причем рейку прикладывают через 30м. По измеренным показателем с помощью таблиц определяют коэффициент обеспеченности рабочей скорости.

Измерение сцепных качеств

При сплошном контроле не менее 1 км используют передвижные лаборатории при выборочном контроле используют прибор типа ППК-2, при использовании лаборатории измерение производят на скорости 60 км/ч на мокром покрытии и шины без протектора.

Существует 2 метода измерения прочности д/о:

1. С помощью высокоточных нивелиров либо прогибометром. В дорожную конструкцию загружают с помощью автомобиля имеющуюся расчётную нагрузку.

2. С помощью установки динамического напряжения

 

Оценка уровня содержания дороги.

Различают 3 уровня содержания: Высокий, средний и допустимый.

Высокий уровень:

ДТП по вине дорожников отсутствует, потребительские свойства на высоком уровне и отсутствуют участки дорог с недопустимым уровнем содержания

Средний уровень:

ДТП по вине дорожников отсутствует, потребительские свойства на среднем уровне и 10% по протяженности участков с недопустимым уровнем содержания.

Допустимый уровень:

ДТП по вине дорожников отсутствует, потребительские свойства на допустимом уровне т.е. достигают критического уровня и допускается 15% по протяженности участков с недопустимым уровнем содержания. Требования к допустимому уровню регламентируются ГОСТом 5597-93 «Требования к эксплуатационному состоянию допустимого по условиям обеспечению безопасности дорожного движения»

Дороги делятся на 3 группы:

А - N больше 3000 автомобилей в сутки – магистрали

Б – N 1000-3000 авто. в сутки – дорога с нерегулируемым движением

В – N меньше 1000 авто в сутки – дороги с регулируемым движением

В зависимости от группы роботы приводится требование по предельным срокам их ликвидации.

Группа	Придельная разруш. S,  на 1000	Срок ликвидации, дни
А	0,3(1,5)	5
Б	1,5(3,5)	7
В	2,5(7)	10
	обочины	Придел глубины деформации, см
А	5	5
Б	7	7
В	15	10