Шероховатость дорожных покрытий и методы её определения.
Транспортно-эксплуатационные показатели автомобильных дорог.
Международный индекс ровности
Когда были опробованы различные методы и принято решение о переходе к единой универсальной шкале ровности – «Международному индексу ровности» (IRI). Показатель ровности дорожного покрытия, основанный на моделировании реакции транспортного средства, движущегося со скоростью 80 км/ч по имеющимся на проезжей части неровностям. Для калибровки различных измерительных систем с ответ реакцией была определена виртуальная эталонная система с возможностью выполнения расчетов на вычислительном устройстве. Математическая модель транспортного средства и дорожного измерительного прибора позволяет получить индекс, выраженный в единицах «м/км», как математическую функцию продольного при филя. IRI – первый наиболее широко используемый индекс ровности, по значениям которого выполняют анализ различных дорожных профилей. Ввиду того, что IRI определяется как качество истинного профиля, результаты измерений по нему можно сравнивать с измерениями, выполненными на других профилях.
Эффективная работа автомобильного транспорта в большой степени зависит от транспортно-эксплуатационного состояния дороги.
Важными транспортно-эксплуатационными показателями являются: интенсивность движения, пропускная и провозная способность, уровень загрузки дороги движением, скорость транспортного потока, плотность потока, себестоимость перевозки пассажиров и грузов и др.
Указанные параметры, наряду с показателями безопасности движения автомобилей, не только отражают эксплуатационное состояние дорог в различные периоды года, но и позволяют оценить эффективность мероприятий по ремонту дорог и организации движения.
Интенсивность движения – количество автотранспортных средств, проходящих через данное сечение дороги в единицу времени.
Интенсивность движения и состав транспортного потока определяются визуально. Фиксируется количество транспортных средств, прошедших по дороге за единицу времени по каждой полосе движения, с разделением грузовых автомобилей на группы в зависимости от их массы.
Среди методов определения параметров транспортного потока можно выделить: 1) контактно-механические; 2) магнитно-индуктивные; 3) зондирующих импульсов; 4) по излучению автомобиля. Для них используют детекторы транспорта.
Интенсивность расчетная – интенсивность в транспортных единицах в сутки, устанавливаемая на определенный период прогнозирования и принимаемая при проектировании.
Уровень загрузки дороги движением рассчитывают по формуле:
Z =N /Р,
где N – среднечасовая интенсивность движения, приведенная к легковому автомобилю, авт./ч.;
Р – максимальная пропускная способность, авт./ч.
Пропускная способность максимальное число автомобилей, которое может пропустить данное сечение, участок или дорога в целом в единицу времени с максимальной скоростью, обеспечивающей безопасность движения, и определяемой в каждом конкретном случае состоянием проезжей части, плотностью движения и иными дорожными условиями.
Для оценки транспортно-эксплуатационного состояния дороги определяют фактически обеспеченную максимальную скорость одиночного легкового автомобиля, средние скорости свободного движения и транспортного потока.
Среднюю скорость свободного движения по результатам измерения при невысокой интенсивности транспортного потока:
Где Vi – мгновенная скорость i-ого автомобиля на данном участке, км/ч; n- число автомобилей, для которых измерены скорости.
Это процесс измерения собственно неровностей, образуемых зернами каменного материала или объема материала (песка и стеклянных шариков или смазки и воды), необходимого для заполнения объемного пространства, образованного между условной плоскостью, проходящей по вершинам зерен каменного материала, и их впадинами.
Шероховатость дорожного покрытия измеряют различными методами (рис.): профилометрии, объемного (песчаного) пятна, объемного пятна с силиконовой или консистентной смазкой, вытекания, стереофотограм метрических снимков. Профилометрические приборы с лазерным датчиком или игольчатой конструкцией измеряют непосредственно профиль дороги, когда датчик (например, лазерное пятно или кончик иглы) непрерывно касается или светит на покрытие дорожной одежды по мере своего движения по поверхности. Получаемый профиль – двухмерный образец шероховатости покрытия. Для обеспечения связи профиля с шероховатостью используется аналитический метод.
Типичная текстура вновь построенных дорожных покрытий приведена на рис.
Измерение шероховатости дорожного покрытия методом песчаного пятна
Метод песчаного пятна – это способ определения шероховатости покрытий в дорожных условиях, заключающийся в измерении средней глубины впадин шероховатости на покрытии автомобильных дорог.
Комплект оборудования для определения средней глубины шероховатости включает: два мерных стаканчика емкостью 10 и 25 см для дозирования песка; металлический диск диаметром 100 мм для распределения песка по поверхности покрытия; номограмму для определения средней глубины шероховатости по диаметру песчаного пятна с тремя шкалами для 10, 25 и 50 см3 объема песка. При измерении средней глубины шероховатости на поверхность покрытия высыпают мерным стаканчиком порцию мелкого песка (размер зерен 0,14...0,31 мм): при мелкошероховатом покрытии – 10 см3, средне шероховатом – 25 см3, крупношероховатом – 50 см3. Порция песка круговыми движениями распределяется по поверхности покрытия до заполнения всех впадин на уровне наиболее высоких выступов. Полученное песчаное пятно измеряют в четырех взаимно перпендикулярных направлениях и определяют среднестатистический диаметр. Для особо мелкошероховатой поверхности берут порцию песка 5 см; среднюю глубину шероховатости определяют по шкале номограммы для объема 10 см, умножая показания шкалы на коэффициент 0,5. Среднюю глубину шероховатости можно вычислить по формуле
где V – объем песка, см3;
D – средний диаметр песчаного пятна.