Методы оценки эксплуатационного состояния автомобильных дорог

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра «Автоматизация технологических процессов в машиностроении»

Курсовой проект

по дисциплине:

«Пути сообщений, технологические сооружения»

на тему:

«Методы оценки эксплуатационного состояния автомобильных дорог»

Вариант 6

Выполнил Мусин Р.К. студент IV-МиАТ-16

(Ф.И.О.) (группа) Проверил старший преподаватель Зимина Л.Н.

(Ф.И.О.)

_________________

(Оценка защиты) (Подпись преподавателя)

Самара 2008

техническое задание Определить следующие эксплуатационные характеристики дороги: показатель обеспеченности расчетной скорости, уровень загрузки дороги движением, показатели аварийности, ровности, сцепных качеств покрытия, а также показатели прочности нежестких дорожных одежд на основе данных испытаний характеристики состояния покрытия в зависимости от вида и количества дефектов по данным визуального обследования. По результатам расчёта необходимо назначить состав работ по содержанию и ремонту асфальтобетонного покрытия дорожной одежды.

Таблица 1. Исходные данные для оценки показателей технико-эксплуатационного состояния дороги.

Примечания:

1. Значения коэффициента сцепления определялись ПКРС 2 с протектором без рисунка.

2. Для дорог с фактической интенсивностью движения менее 4000 авт/сут пропускную способность не проверяют.

Таблица 2. Исходные данные для визуальной оценки состояния дорожной одежды.

Таблица 3. Исходные данные для оценки прочности дорожных одежд.

Для испытательной установки УДН-НК диаметр отпечатка колеса определяется по формуле:

Q=50 кН; P_Ш=0,6 МПа Таблица 4. Прогибы дорожных одежд.

Таблица 5. Исходные данные для оценки ровности покрытий.

Таблица 6. Исходные данные: влияние параметров автомобильной дороги на скорость движения автомобиля.

введение

Эксплуатационное состояние дороги — степень соответствия нормативным требованиям переменных параметров и характеристик дороги, изменяющихся в процессе эксплуатации под воздействием нагрузок транспортных средств, метеорологических условий и уровня содержания. Основные технико-эксплуатационные характеристики, по которым оценивается состояние дороги: обеспеченная скорость движения автомобилей пропускная способность и уровень загрузки дороги движением, безопасность движения, прочность дорожной одежды, ровность и сцепные качества покрытия. В зависимости от значений показателей этих параметров и характеристик назначаются работы по содержанию и ремонту дорог.

Содержание дорог в весенний, летний и осенний периоды включает работы по систематическому уходу за дорогой для поддержания ее в надлежащем состоянии в течение всего года. К содержанию относятся также следующие работы: устранение выбоин, раковин, трещин, отдельных волн, бугров, наплывов и т. п. в асфальтобетонных покрытиях; работы по профилактической защите цементобетонных покрытий от поверхностных разрушений (пропитка); работы по ликвидации выбоин, раковин, по ликвидации кромок и углов плит, а также по заливке трещин и швов в цементобетонных покрытиях. Кроме того, к содержанию относятся работы по устранению местных просадок и вспучиваний для всех типов покрытий.

Ремонт дорожных одежд заключается в работах по восстановлению слоя износа, улучшению ровности, повышению шероховатости и сцепных качеств покрытия, по усилению дорожных одежд и уширению проезжей части.

1. ОЦЕНКА ОБЕСПЕЧЕННОСТИ РАСЧЕТНОЙ СКОРОСТИ

Автомобильные дороги по эксплуатационному состоянию должны обеспечивать возможность безопасного движения автомобилей с максимальной скоростью, близкой к расчетной для данной категории дороги. Скорость движения автомобилей оценивается по эксплуатационному коэффициенту обеспеченности расчетной скорости К_рсэ определяемому по формуле:

(1)

где V_{ф mах} — фактическая максимальная скорость движения на каждом участке эксплуатируемой дороги; V_p — расчетная скорость для данной категории дороги в соответствии со СНиП 2.05.02−85. Автомобильные дороги.

Фактические скорости движения приведены в табл. 1.

Назначение ремонтных работ в зависимости от величины К_рсэ осуществляется в соответствии с табл. 7.

Таблица 7.

Следовательно, на данной автомобильной дороге требуется только содержание.

Влияние ширины укреплённой поверхности дороги на обеспеченность расчётной скорости оценивают исходя из понятия «ширины психологического коридора».

«Психологический коридор» — это ширина поверхности дороги, которая оказывает психологическое воздействие на водителя при выборе траектории и режима движения.

Общая ширина психологического коридора:

;

Сокращение ширины укреплённой поверхности приводит к уменьшению ширины психологического коридора. Вместе с этим снижается и скорость движения. Величина снижения скорости при уменьшении ширины укрепленной поверхности существенно зависит от интенсивности движения. С учетом факторов расчетные формулы для определения максимальной скорости и коэффициента обеспеченности расчётной скорости, которые имеют вид:

V_фmax=K₁ (В_1ф-В_п), км/ч;

К_рс=К₂(В_1ф-В_п),

где К₁ и К₂ — коэффициенты, учитывающие интенсивность и расчётную схему движения; В_п — минимальная ширина психологического коридора для различных расчётных схем, м. Расчётные формулы, значения К₁ К₂ и В_п, а также пределы применимости расчётных формул по интенсивности движения приведены в таблице 8.

Таблица 8.

Для определения обеспеченной скорости необходимо иметь данные о фактически используемой для движения ширине укреплённой поверхности дороги В_1ф, т. е. ширине чистой проезжей части и краевых укреплённых полос. При отсутствии данных непосредственных измерений она может быть вычислена по формуле:

В_1ф=В+2b-2b₃, м, где В — ширина проезжей части, м; b — ширина краевой укреплённой полосы, м; b₃ — ширина полосы загрязнения у кромки проезжей части или краевой укреплённой полосы, м.

Ширина полос загрязнения в зимний и осенне-весенний периоды зависит от параметров дороги, типа укрепления обочин и уровня содержания дороги. Ширину полос загрязнения определяют путём непосредственных измерений на каждом характерном участке, непосредственные измерения принимаются в зависимости от типа укрепления обочин (табл. 9).

Влияние ширины и типа укрепления обочин на скорость движения до определенной степени соизмеримо с влиянием ширины укрепленной поверхности дороги. Однако расчетных формул оценки этого влияния не разработано. Установлено, что наибольшее влияние оказывает вид и состояние полосы обочины шириной от кромки проезжей части до 1,5 м. зависимость скорости от ширины обочин представлена графически (рис. 2).

Таблица 9.

Примечания: 1. В числителе для дорог I-П категорий, в знаменателе для дорог III-IV категорий.

Ширина полосы загрязнения зависит от оснащения дорожных организаций машинами для содержания дорог. При оснащении, равном 100% нормативной потребности, ширину полосы загрязнения принимают минимальной, при 60−70% оснащённости принимают средние значения, а при оснащении менее 50% - максимальные.

При устройстве на обочинах покрытия шириной более 1,5 м из асфальтобетона, цементобетона или из материалов, обработанных вяжущими, сокращения ширины укреплённой поверхности не происходит.

При расчетной схеме «Движение на трехполосной проезжей части при отсутствии разметки»:

V_фmax=K₁(В_1ф-8,5)=38(12,75−8,5)=162 км/ч К_рс=К₂(В_1ф-8,5)=0,32(12,75−8,5)=1,36

при В_1ф до 11 м (12,75 м) К₁=38; К₂=0,32

Ширина психологического коридора составляет 4,5 м.

2. ОЦЕНКА БЕЗОПАСНОСТИ ДОРОГИ Безопасность дороги оценивается по нескольким показателям: коэффициенту происшествий (или относительной аварийности), коэффициенту безопасности К_б и коэффициенту аварийности К_а (для участков дороги в равнинной и холмистой местности). Для дорог, проходящих в горной местности, безопасность оценивается по разнице коэффициентов аварийности на соседних участках с уклонами более 50‰, и радиусами менее 300 м.

Итоговым коэффициентом аварийности К_а называется произведение частных коэффициентов аварийности, учитывающих влияние постоянных параметров дороги (элементов плана, профиля), переменных (сезонных), а также временных (кратковременных) параметров: сцепных качеств и ровности покрытия фактически используемой ширины проезжей части и обочин и т. д., изменяющихся в течение года под воздействием транспортных средств, сезонных и временных колебаний метеорологических условий. Исходные данные для определения итогового коэффициента аварийности приведены в табл. 1. допустимые значения итоговых коэффициентов аварийности приведены в табл. 10.

Таблица 10.

На участках дороги в равнинной и холмистой местности с К_а>20 необходимо выполнение работ по повышению безопасности движения. При ремонте и реконструкции такие участки подлежат перестройке в первую очередь. При К_аф=25 требуется выполнение работ по повышению безопасности движения.

3. ОЦЕНКА УРОВНЯ ЗАГРУЗКИ ДОРОГИ ДВИЖЕНИЕМ Фактический уровень загрузки дороги движением Z определяется как отношение фактической интенсивности N, авт/сут, приведенной к легковому автомобилю, к пропускной способности Р, авт/сут, т. е.:

Z=N/P (2)

Исходные данные для определения фактического уровня загрузки дороги приведены в табл. 1. Допустимые уровни загрузки дорог приведены в табл. 11.

Z=6700/10 000=0,67

Таблица 11. Уровни загрузки дорог.

ОЦЕНКА РОВНОСТИ ПОКРЫТИЯ ДОРОГ

Состояние покрытий проезжей части дорог по ровности оценивается коэффициентом ровности К_р.

К_р=S_доп/S_факт (3)

где S_доп — предельно допустимое значение состояния покрытий по ровности, определяемое по табл. 12; S_факт — фактическое значение показателя ровности покрытия; в данной курсовой работе фактическое значение ровности покрытия определяется по табл. 5.

Таблица 12. Допустимые показатели ровности покрытий.

Примечание: Для дорог с интенсивностью движения более 7000 авт/сут нормативы даны в соответствии с. В соответствии с при коэффициенте ровности К_р > 1 назначаются работы по содержанию дороги, при К_р<1 — ремонтные работы.

Предельно допустимое значение состояния покрытий по ровности S_доп =6, фактическое значение показателя ровности покрытия S_факт = 7

К_р=S_доп/S_факт=6/7=0,86

следовательно, требуются ремонтные работы.

5. ОЦЕНКА СЦЕПНЫХ КАЧЕСТВ ПОКРЫТИЯ ДОРОГ

Сцепные качества покрытий оцениваются коэффициентом К_с, определяемым по формуле:

К_с=ц_ф/ц_доп (4),

где ц_ф — фактический коэффициент продольного сцепления; в курсовой работе определяется по табл. 1 в зависимости от варианта задания;

ц_доп — допустимое значение коэффициента сцепления по условию безопасности движения; в соответствии с допустимый коэффициент сцепления ц_доп равен 0,3 при измерении его прибором ПКРС-2У с шиной без рисунка протектора и 0,4 при измерении прибором ПКРС-2У с шиной, имеющей рисунок протектора.

Фактический коэффициент продольного сцепления ц_ф=0,26; ц_доп=0,3

К_с=0,26/0,3=0,87

Для автомобильных дорог II категории допустимый коэффициент продольного сцепления составляет К_с=0,85−0,95. Следовательно, требуются работы только по содержанию.

6. ВИЗУАЛЬНАЯ ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ДОРОЖНОЙ ОДЕЖДЫ Визуальная оценка состояния дорожной одежды позволяет получить предварительную информацию о прочности дорожной одежды и выявить участки для проведения детальной инструментальной оценки в соответствии с методикой учитываются дефекты дорожных покрытий, связанные, с недостаточной прочностью (несущей способностью) нежестких дорожных одежд: трещины (отдельные, редкие и частые), сетка трещин, колейность, просадки, проломы.

Состояние дорожной одежды в зависимости от вида и количества дефектов оценивается в баллах в соответствии с табл. 13. В случае наличия на участке дороги нескольких видов дефектов балл назначается по дефекту, дающему наиболее низкое его значение. На дороге, или на участке дороги вычисляют средний балл по формуле:

(5)

где Б_j — балл на частном участке j; L_j — протяженность частого участка.

По величине среднего балла определяется целесообразность инструментальной оценки прочности на дороге или участке дороги:

для дорог I категории при Б_ср?3,5;

для дорог II категории при Б_ср?3,0;

для дорог III-IV категорий при Б_ср?2,5. Исходные данные для визуальной оценки дорожной одежды приведены в табл. 2.

=2,1

Для дорог II категории при Б_ср?3,0 назначается инструментальная оценка прочности на дороге или участке дороги.

Таблица 13.

7. ОЦЕНКА ПРОЧНОСТИ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД

Прочность (несущая способность) эксплуатируемых, дорожных одежд оценивается коэффициентом прочности К_пр. Нежесткие дорожные одежды оцениваются по трем критериям прочности:

· упругому прогибу под нагрузкой всей конструкции дорожной одежды, включая грунтовое основание:

(6)

где где Е_ф — фактический общий модуль упругости всей конструкции; Е_тр.т — требуемый расчетный модуль упругости всей конструкции;

· по прочности на сдвиг в грунте земляного полотна и в малосвязных слоях основания:

(7)

где Т_доп — допускаемое напряжение сдвига в грунте или в малосвязных слоях основания, обусловленное сцеплением; Т — активное напряжение сдвига в грунте или малосвязных слоях основания от автомобильной нагрузки и собственного веса дорожной одежды;

· по прочности на растяжение при изгибе в слоях из монолитных материалов:

K_ПР=R_pu/у_r (8)

где R_pu — предельно допустимое растягивающее напряжение материала слоя с учетом усталостных явлений, у_r — растягивающее напряжение от автомобильной нагрузки в рассматриваемом слое.

Инструментальная оценка по второму и третьему критериям представляет собой сложную задачу, поэтому эксплуатационная оценка прочности нежестких дорожных одежд производится по первому критерию прочности (упругому прогибу) с введением поправочных коэффициентов, учитывающих условия прочности по двум другим критериям. Инструментальная оценка прочности нежестких дорожных одежд по упругому прогибу заключается в измерении упругого прогиба всей конструкции под нагрузкой и определении фактического общего модуля упругости на основе данных измерений.

Рис. 3. Расчетная схема испытаний нежесткой дорожной одежды.

Расчетная схема испытаний приведена на рис. 3. Прочностные испытания дорожных одежд производятся двумя методами:

измерением упругого прогиба при статическом нагружении дорожной одежды;

измерением упругого прогиба при динамическом нагружении дорожной одежды.

Испытания дорожных одежд при статическом нагружении производятся либо с использованием жесткого штампа, через который на дорожную одежду передается нагрузка (рис. 4), либо нагружением дорожной одежды колесом грузового автомобиля, с измерением деформаций под нагрузкой (при наезде колеса автомобиля на испытываемую точку) и без нагрузки (после съезда автомобиля с этой точки) (рис. 5). Статические испытания с использованием жесткого штампа дают возможность создать довольно большую нагрузку, а также передавать нагрузку на дорожную одежду ступенями, что позволяет определить разрушающую нагрузку для данной конструкции. Однако эти испытания трудоемки, поэтому чаще используется менее трудоемкий метод нагружения дорожной одежды колесом грузового автомобиля, близкого к автомобилю группы А;

Нормированная статическая нагрузка, передаваемая колесом автомобиля на дорожную одежду, — 50 кН.

Расчетный диаметр следа автомобиля D=0,33 м. Однако при этом методе прогиб нельзя измерить непосредственно под колесом, а также нельзя передавать нагрузку ступенями. Кроме того, этот способ не дает возможности испытывать конструкции дорожных одежд магистральных, карьерных, нефтепромысловых и других дорог, имеющих большую интенсивность движения и предназначенных для эксплуатации тяжелых нагрузок.

При испытаниях дорожных одежд методом динамического нагружения используются установки с падающим грузом (установки динамического нагружения); генераторы колебаний (различные вибраторы); также, применяется нагружение дорожной одежды колесом движущегося автомобиля.

В практике Российской Федерации, в основном, применяются установки динамического нагружения с жёстким штампом (типа ДИНА) и с гибким штампом (например, УДН-НК). Принципиальная схема установок динамического нагружения приведена на рис. 6. Установки динамического нагружения используются только на нежестких дорожных одеждах, т. к. не дают возможности измерять чашу прогиба, что необходимо на жестких дорожных одеждах.

Испытания дорожных одежд колесом движущегося автомобиля проводятся редко, т. к. измерения прогиба при этом способе очень сложны и автомобиль должен, двигаться со скоростью 2−5 км/час, что не соответствует распространенным скоростям

7.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФАКТИЧЕСКОГО МОДУЛЯ УПРУГОСТИ НЕЖЁСТКОЙ ДОРОЖНОЙ ОДЕЖДЫ НА ОСНОВЕ ДАННЫХ ИСПЫТАНИЙ Фактический общий модуль упругости нежесткой дорожной одежды определяется по формуле:

(9)

где Р — среднее удельное давление, передаваемое нагрузкой испытательной установки, МПа:

Р=0,00127Q/D² ,

Q — испытательная нагрузка, КН; D — диаметр штампа или круга, равновеликого отпечатку колеса, м; l — измеряемый при испытаниях прогиб дорожной одежды, м; м — коэффициент Пуассона; м принимается равным 0,3.

Результаты прочностных испытаний дорожных одежд, проведенных в различные периоды года, за исключением зимнего, должны быть приведены к расчетному периоду, т. е. к периоду, когда несущая способность грунтов земляного полотна наименьшая. Расчетный фактический общий модуль упругости дорожной одежды в каждой точке и определяется по формуле:

(10)

где Е_ф^общ — фактический общий модуль упругости дорожной одежды в i-й точке, определенный по формуле (9) на основе, данных испытаний в нерасчётный период года; K_pi — коэффициент приведения к расчетному модулю упругости, учитывающий сезонные изменения несущей способности грунтов; коэффициент К_рi определяется по табл 1−4 прил. 1 в зависимости от типа влажности грунта, толщины и температуры асфальтобетона.

7.2. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

Определяется среднее значение модуля упругости дорожной одежды на обследуемом участке по результатам испытаний :

(11)

где — значение общего модуля упругости в i-й точке, вычисленное по формуле (9), МПа; n — число измерений (точек), в которых производились испытания.

Определяется среднеквадратическое отклонение у:

(12)

Определяется коэффициент вариации н:

(13)

Определяется расчетное значение фактического общего модуля упругости дорожной одежды на обследуемом участке по формуле:

Е^Р_фр=(1-tн) (14)

где t — коэффициент нормированного отклонения для заданного уровня надёжности, определяемый, в зависимости от числа измерений по табл.5 прил. 1. Уровень надежности К определяется по табл. 6 прил. 1 в зависимости от категории дороги.

7.3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТРЕБУЕМЫХ РАСЧЕТНЫХ МОДУЛЕЙ УПРУГОСТИ НЕЖЕСТКИХ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД Требуемые модули упругости Е_тр принимаются в зависимости от приведенной к нагрузке группы, А интенсивности движения и от способа нагружения дорожной одежды при испытаниях по табл. 14. При динамическом нагружении принимается динамический требуемый модуль упругости Е_тр._д; при статическом статический требуемый модуль упругости Е_трс; при испытаниях колесом движущегося автомобиля — требуемый модуль упругости при малой скорости нагружения E_тр.ос.

Требуемый расчетный модуль упругости дорожной одежды (т. е. с учётом всех критериев прочности, а также с учетом ровности покрытия) E_тp.р определяется по формуле:

Е_тр.р=(Е_Тр•К?_пр•К_с+Д)?К_к•К_М (15)

где Е_Тр — требуемый модуль упругости, определенный по табл 14 для данного вида нагружения; К'_пр — нормативный коэффициент прочности дорожной одежды; принимается по табл. 6 прил. 1 в зависимости от категории дороги; типа дорожной одежды и покрытия; K_s — коэффициент, учитывающий необходимость обеспечения требуемой ровности; K_s определяется по табл. 15 в зависимости от приведенной интенсивности движения и требуемой ровности покрытия по толчкомеру; требуемая ровность покрытия по толчкомеру определяется по табл. 12 в зависимости от группы (категории) дороги; Д — поправка, учитывающая обеспечение прочности по сдвигу в грунте земляного полотна; Д определяется по табл. 17 в зависимости от общей толщины дорожной одежды (включая дренирующий слой) и климатических и грунтово-геологических условий (тяжелых, сложных, средней сложности); тип климатических и грунтово-геологических условий принимается по табл. 16; К_к — коэффициент, учитывающий обеспечение прочности по сдвигу песчаного слоя; К_к определяется по табл. 18 в зависимости от приведенной интенсивности движения, толщины песчаного слоя и общей толщины слоев дорожной одежды над песчаным слоем; К_М — коэффициент, учитывающий обеспечение прочности верхних асфальтобетонных слоев на растяжение при изгибе; К_м определяется по табл. 19 в зависимости от приведенной интенсивности движения, относительной толщины асфальтобетонного покрытия h_а/б/D и марки асфальтобетона.

После определения Е^Р_фр и Е_тр.р определяется фактический коэффициент прочности. При коэффициенте прочности К_пр< 1 назначаются ремонтные работы; при К_пр >1 — работы по содержанию дороги.

Исходные данные для оценки прочности нежёсткой дорожной одежды по данным испытаний приведены в табл. 3, 4.

Таблица 14. Значения требуемых модулей упругости.

Таблица 15. Коэффициент, учитывающий необходимость обеспечения требуемой ровности K_s.

Таблица 16. Тип климатических и гидрологических условий.

Таблица 17. Численные значения поправки Д.

Таблица 18. Величина коэффициента К_к.

Примечания:

1. При толщине песчаного слоя 0,30 м и менее К_к=1 во всех случаях.

2. При расчетной интенсивности движения более указанной в таблице следует принимать те значения К_к, что указаны в табл. 15 для наибольшей интенсивности.

Таблица 19. Величина коэффициента К_М для двухслойного асфальтобетонного покрытия с нижним слоем из крупнозернистой смеси.

Знак (*) обозначает, что при данной интенсивности движения соответствующая толщина слоя асфальтобетона не обеспечивает его необходимой прочности. При определении Е_тр.р по формуле (13) в расчет вводят одну из поправок: К_к или К_М, при которой величина Е_тр.р приобретает большее значение.

7.4. ОЦЕНКа пРОЧНОСТИ НЕЖЁСТКОЙ ДОРОЖНОЙ ОДЕЖДЫ ПО ДАННЫМ ИСПЫТАНИЙ ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ Категория дороги II. Тип покрытия — капитальный.

Интенсивность движения, определённая в соответствии с Инструкцией по проектированию дорожных одежд нежёсткого типа ВСН 46−83 390 ед/сут.

Дорожно-климатическая зона — III. Тип местности по увлажнению — 2. Грунт земляного полотна — Супесь пылеватая. Расчётная относительная влажность грунта, определяемая в результате испытаний — 0,77.

Общая толщина дорожной одежды Н=0,73 м. Толщина песчаного слоя — 0,35 м. Общая толщина асфальтобетонных слоев h_a/6=14 см. Марка асфальтобетона — I.

Температура асфальтобетона, измеренная в процессе испытаний, t°_a/6=10°C. Испытания проводились испытательной установкой жесткий штамп. Испытания проводились в 10 точках. Измеренные в процессе испытаний прогибы в точках:

l₁=1,10 мм=0,110 м;

l₂=1,12 мм=0,112 м

l₃=1,03 мм=0,103 м

l₄=1,25 мм=0,125 м

l₅=1,23 мм=0,123 м

l₆=1,18 мм=0,118 м

l₇=1,02 мм=0,102 м

l₈=1,34 мм=0,134 м

l₉=1,31 мм=0,131 м

l₁₀=1,20 мм=0,120 м РАСЧЕТ Определяем фактический общий модуль упругости дорожной одежды в каждой точке Е_ф по формуле (9):

Определяем коэффициент, учитывающий сезонные изменения несущей способности грунта, для глины K_рi по табл. 21. Для толщины асфальтобетонных слоев, равной 14 см, при температуре асфальтобетона, равной 10° С, и при относительной влажности грунта 0,77 коэффициент K_рi грунта равен 1. Вычисляем расчетные фактические общие модули упругости в каждой точке Е_ф^общ по формуле (10):

Е_фр1^общ=147•1=147 МПа;

Е_фр2^общ=145•1=145 МПа;

Е_фр3^общ=157•1=157 МПа;

Е_фр4^общ=130•1=130 МПа;

Е_фр5^общ=132•1=132 МПа;

Е_фр6^общ=137•1=137 МПа;

Е_фр7^общ=159•1=159 МПа;

Е_фр8^общ=121•1=121 МПа;

Е_фр9^общ=124•1=124 МПа;

Е_фр10^общ=135•1=135 МПа.

Производим обработку результатов измерений: определяем среднее значение фактического общего модуля упругости дорожной одежды на обследуемом участке Е_ф ср

=(147+145+157+130+132+137+159+121+124+135)/10=139 МПа Определяем среднеквадратическое отклонение у по формуле (12) и коэффициент вариации по формуле (13). Результаты вычислений сводим в табл. 20.

Таблица 20. Результаты измерений.

=1523

=13МПа н=13/139=0,09

Определяем расчетное значение фактического модуля упругости по формуле (14): Е^Р_фр=(1-tн) Коэффициент нормированного отклонения t для заданного уровня надежности 0,95 по табл. 22; для n-1=9 коэффициент t = 2,26 (уровень надёжности для дорог II категории с капитальным типом покрытия равен 1 в соответствии с табл. 23).

Следовательно, Е^Р_фр=139•(1−2,26•0,09)=111 МПа.

Па табл. 14 определяем требуемый модуль упругости дорожной одежды для статического нагружения. При приведенной интенсивности движения N_пр=390 ед/сут Е_{тр д}=203 МПа (значения приняты по интерполяции).

Требуемая ровность по толчкомеру для II категории дорог в соответствии с табл. 12 равна 100 см/км. В зависимости от требуемой равности определяем коэффициент К_s по табл. 15. Для приведённой интенсивности N_пр=390 ед/сут К_s равен 1,18.

Требуемый коэффициент прочности для II категории дорог равен 1 (табл. 23).

Определяем поправочные коэффициенты Д, К_к и К_М, (см. формулу 15 — Е_тр.р=(Е_Тр•К?_пр•К_с+Д)?К_к•К_М). В соответствии с табл. 16 для III ДКЗ и 2-го типа местности по увлажнению гидрогеологические условия данной дороги относятся к сложным условиям. Для сложных условий капитального типа покрытия при общей толщине дорожной одежды Н=0,73 м для статического нагружения поправка Д к модулю упругости равна 14. (табл. 17).

В соответствии с табл. 18 при толщине песчаного слоя 0,35 м поправочный коэффициент К_к равен 1,0.

По табл. 19 при относительной толщине двухслойного покрытия, равной h_а/б/D=0,14/0,357 для приведенной интенсивности N_пр=390 ед/сут коэффициент К_М=1,0. Таким образом, Е_{тр р}=(203•1•1,18+14)•1•1=253 МПа.

Определяем коэффициент прочности дорожной одежды по формуле (6):

=111/253=0,45

Следовательно, требуется усиление покрытия.

Таблица 21. Коэффициент приведения к расчётному модулю упругости K_рi, грунт земляного полотна — Супеси пылеватого.

Таблица 22. Коэффициент нормированного отклонения t.

Таблица 23. Нормативные коэффициенты прочности и уровень надёжности.

8. Назначение работ по содержанию и ремонту При оценке участка автомобильной дороги были назначены следующие виды работ:

· По результатам оценки обеспеченности расчетной скорости (определялся коэффициент расчетной скорости К_рсэ=0,8) — содержание.

· По результатам оценки безопасности дороги (определялся итоговый коэффициент аварийности К_а=25) — работы по повышению безопасности движения.

· По результатам оценки ровности покрытия (определялся коэффициент ровности К_р=0,86) — требуются ремонтные работы.

· По результатам оценки сцепных качеств покрытия (определялся фактический коэффициент продольного сцепления К_с=0,87) — содержание.

· По результатам визуальной оценки состояния дорожной одежды (определялся средний балл состояния фактический коэффициент продольного сцепления Б_ср=2,1) — инструментальная оценка прочности.

· По результатам оценки прочности дорожной одежды (определялся коэффициент прочности дорожной одежды К_ПР=0,45) — усиление покрытия.

9. Содержание автомобильных дорог и дорожных сооружений

С учетом специфики работ по содержанию в разные периоды года перечень основных технологических процессов определен для двух временных периодов: весенне-летне-осеннего и зимнего.

В весенне-летне-осенний период основными технологическими процессами при содержании дорог являются:

а) полоса отвода

— очистка полосы отвода от мусора и посторонних предметов;

— планировка полосы отвода с прочисткой и профилированием кюветов и водоотводных канав:

— скашивание травы и ликвидация кустарника;

— ликвидация нежелательной растительности химическим способом;

б) земляное полотно

— уборка с обочин, откосов и разделительной полосы посторонних предметов и мусора;

— устранение мелких повреждений (в т.ч. размывов) на неукрепленных обочинах и откосах с подсыпкой в отдельных местах грунта, планировкой и уплотнением;

— устранение мелких повреждений на укрепленных обочинах (в т.ч. на асфальтобетонных, щебеночно-гравийных);

— скашивание травы на обочинах, откосах и разделительной полосе;

— ликвидация кустарника на откосах и обочинах.

в) проезжая часть

асфальтобетонные (и другие «черные») и цементобетонные покрытия:

— очистка от мусора, пыли и грязи;

— заделка трещин и швов;

— устранение мелких повреждений (выбоин, просадок, колей и др.);

— устранение скользкости, вызванной выпотеванием битума;

— поверхностная обработка (в т.ч. двойная) покрытий, включая очистку покрытия от пыли и грязи, распределение битумного вяжущего, распределение щебня (в т.ч. обработанного битумом), укатка, уборка неприжившегося щебня;

гравийные и щебеночные покрытия:

— восстановление профиля гравийных и щебеночных покрытий (в т.ч. с добавлением нового материала);

— планировка и обеспыливание гравийных и щебеночных покрытий;

г) искусственные сооружения

— очистка проезжей части и тротуаров мостов от грязи и мусора;

— устранение мелких повреждений на ж/б элементах мостов;

— исправление или замена отдельных секций перил или ограждений на мостах;

— очистка перил и ограждений от пыли и грязи;

— покраска перил и ограждений (кроме оцинкованных);

— очистка лотков и водопропускных труб от грязи, снега и льда;

— устранение мелких повреждений лотков и труб, включая оголовки;

д) обустройство и обстановка дороги

— восстановление и нанесение вновь дорожной разметки;

— очистка и мойка дорожных знаков, стоек, ограждений, сигнальных столбиков и др.;

— замена поврежденных и установка недостающих дорожных знаков (включая знаки индивидуального проектирования), недостающих ограждений и направляющих устройств;

— содержание в чистоте и порядке автобусных остановок, автопавильонов, площадок отдыха и элементов их обустройства;

— уход за дорожным освещением (замена ламп и светильников); чистка, мойка и окраска опор (вертикальная разметка);

— устройство снегозащитных лесных полос, выращивание и уход за посадками и саженцами, рубки ухода: обрезка веток для обеспечения видимости и др.

В зимний период основными технологическими процессами при содержании дорог являются:

— патрульная очистка проезжей части дорог от снега;

— удаление снежных валов с обочин: сдвиганием, перекидкой, перекидкой у барьерных ограждений, сдвиганием с погрузкой в автосамосвалы (в основном на развязках в двух уровнях) и др.;

— удаление с проезжей части уплотненного снега;

— расчистка снежных заносов толщиной до 0,4 м, от 0,4 до 0,6 м, от 0,6 до 1,0 м и более 1,0 м;

— борьба с зимней скользкостью, в т. ч.: распределение пескосоляной смеси, распределение твердых реагентов в чистом виде, распределение увлажненных реагентов, распределение жидких реагентов;

— устройство снежных траншей или валов на придорожной полосе для защиты дороги от снежных заносов.

10. Ремонт автомобильных дорог и дорожных сооружений

По результатам диагностики и оценки состояния выявляют участки дорог, не обеспечивающие нормативные требования к потребительским свойствам и назначают виды ремонта и состав основных работ и мероприятий по содержанию, ремонту или реконструкции дорог с целью повышения их транспортно-эксплуатационных характеристик до требуемого уровня.

Материалы диагностики и оценки состояния дорог являются исходной базой для разработки проектно-сметной документации на ремонт и реконструкцию дорог и дорожных сооружений.

В Правилах приняты следующие понятия и определения:

технический уровень дорог степень соответствия нормативным требованиям постоянных (не меняющихся в процессе эксплуатации или меняющихся только при реконструкции и ремонте) геометрических параметров и характеристик дороги и ее инженерных сооружений;

эксплуатационное состояние степень соответствия нормативным требованиям переменных параметров и характеристик дороги, инженерного оборудования и обустройства, изменяющихся в процессе эксплуатации в результате воздействия транспортных средств, метеорологических условий и уровня содержания;

транспортно-эксплуатационное состояние дороги (ГЭС АД) комплекс фактических значений параметров и характеристик технического уровня и эксплуатационного состояния на момент обследования и оценки;

технико-эксплуатационные качества или характеристики дороги (ТЭК АД) характеристики надежности и работоспособности дороги как инженерного сооружения, к которым относят прочность дорожной одежды, ровность, шероховатость и сцепные качества покрытий, устойчивость земляного полотна и т. д.;

потребительские свойства дороги это их основные транспортно-эксплуатационные показатели (ТЭП АД), к важнейшим из которых относят обеспеченные дорогой скорость, удобство и безопасность движения, допустимую осевую нагрузку и общую массу автомобилей, непосредственно влияющие на производительность автомобилей, себестоимость перевозок, расход топлива, время доставки грузов и пассажиров и другие характеристики совместной работы автомобильного транспорта и автомобильных дорог;

качество дороги степень соответствия всего комплекса показателей технического уровня, эксплуатационного состояния, инженерного оборудования и обустройства, а также уровня содержания нормативным требованиям, обеспечивающим потребительские свойства дороги данной технической категории;

эксплуатационный коэффициент обеспеченности расчетной скорости отношение фактической максимальной скорости движения одиночного легкового автомобиля обеспеченной дорогой по условиям безопасности движения или взаимодействия автомобиля с дорогой;

диагностика автомобильных дорог и дорожных сооружений обследование, сбор и анализ информации о параметрах, характеристиках и условиях работы, определяющих их транспортно-эксплуатационное состояние, необходимых для оценки, выявления причин и прогнозу возможных нарушений нормального функционирования дорог;

оценка транспортно-эксплуатационного состояния или оценка состояния дороги и дорожных сооружений определение степени соответствия транспортно-эксплуатационных показателей дорог, т. е. потребительских свойств установленным требованиям.

11. Безопасность движения

Проектные решения автомобильных дорог должны обеспечивать: организованное, безопасное, удобное и комфортабельное движение автотранспортных средств с расчетными скоростями; однородные условия движения; соблюдение принципа зрительного ориентирования водителей; удобное и безопасное расположение примыканий и пересечений; необходимое сцепление шин автомобилей с поверхностью проезжей части; необходимое обустройство автомобильных дорог, в том числе защитными дорожными сооружениями; необходимые здания и сооружения дорожной и автотранспортной служб и т. п.

При проектировании элементов плана, продольного и поперечного профилей дорог по нормам следует проводить оценку проектных решений по показателям скорости, безопасности движения и пропускной способности, в том числе в неблагоприятные периоды года.

При проектировании дорог необходимо разрабатывать схемы расстановки дорожных знаков с обозначением мест и способов их установки и схемы дорожной разметки, в том числе горизонтальной — для дорог с капитальными и облегченными дорожными одеждами. Разметку следует сочетать с установкой дорожных знаков (особенно в районах с длительным снеговым покровом). При разработке схем размещения технических средств организации дорожного движения следует пользоваться ГОСТ 23 457–86.

Для обеспечения безопасности движения установка рекламы на автомобильных дорогах не допускается.

Осветленные покрытия рекомендуется применять для выделения пешеходных переходов (типа «зебра»), остановок автобусов, переходно-скоростных полос, дополнительных полос на подъемах, полос для остановок автомобилей, проезжей части в тоннелях и под путепроводами, на железнодорожных переездах, малых мостах и других участках, где препятствия плохо видны на фоне дорожного покрытия.