Измерение продольной ровности покрытия автомобильных дорог методом нивелирования

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ. СТРОИТЕЛЬСТВО

УДК 625.76

ИЗМЕРЕНИЕ ПРОДОЛЬНОЙ РОВНОСТИ ПОКРЫТИЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ МЕТОДОМ НИВЕЛИРОВАНИЯ

Е.В. Волкова, А.К. Каретникова

Представлены различные методы измерения ровности асфальтобетонного покрытия автомобильных дорог. Подробно изложены основные этапы измерения ровности методом нивелирования. Рассмотрен метод амплитуд, позволяющий вычислить отклонение относительных отметок поверхности покрытия участка автомобильной дороги (улицы) от значений, приведенных в строительных нормах и правилах.

Ключевые слова: автомобильные дороги; нивелирование; метод амплитуд; продольная ровность; ровность дорожного покрытия; контроль ровности; отметка относительная; безопасность дорожного движения.

MEASUREMENT OF LINEAL EVENNESS OF AUTOMOBILE ROADS USING

METHOD OF LEVELLING

E.V. Volkova, A.K. Karetnikova

We presented different methods of measurement of evenness of asphaltic covering of automobile roads. We thoroughly gave the main stages of evenness measurement using the method of leveling. We considered the amplitude method which allows to calculate the deviation of relative points of the covering of automobile roads (street) from the data in the building norms and regulations.

Key words: automobile roads; levelling; amplitude method; lineal evenness; evenness of the road covering; evenness control; relative point; road-traffic safety.

Обеспечение безопасности движения и высоких транспортно-эксплуатационных качеств на автомобильных дорогах является главной задачей дорожного хозяйства. Решение этой задачи обеспечивается проведением широкого комплекса мероприятий: от строгого соблюдения водителями и пешеходами правил движения до создания дорожных условий, обеспечивающих возможности движения автомобилей с высокими скоростями.

При эксплуатации автомобильных дорог, а также при разработке новых проектов и проектов реконструкции автомобильных дорог необходимо выявлять участки, не соответствующие требованиям обеспечения безопасности движения, и предусматривать мероприятия по ее повышению.

Одним из важнейших транспортно-эксплуатационных показателей автомобильных дорог является ровность дорожного покрытия, которая характеризует уровень удобства движения по дороге, оказывает влияние на скорость движения автомобилей и, соответственно, на безопасность проезда по данному участку автомобильной дороги [1].

Для оценки качественного состояния поверхности в продольном и поперечном направлении определяют, соответственно, продольную и поперечную ровность дорожного покрытия.

На сегодняшний день известны следующие приборы и способы измерения ровности дорожного покрытия:

- нивелирование;

- ручные профилометры (приборы типа Dipstick 2000);

- профилографы;

- типоответчики (Response type road roughness meters - RTRRMs);

- профилометрические установки [2]

Нивелирование позволяет получать достаточно точные данные, но является трудоемким и дорогостоящим методом.

Ручные профилометры - приборы серии Dipstick 2000 (рис. 1) позволяют измерять продольный профиль покрытия со скоростью 10-15 измерений в минуту с точностью при постобработке около ±0,127 мм. Данные приборы применяются в основном для калибровки более производительных инструментов.

Профилограф - жесткая балка большой длины (зачастую до 6 м), по которой перемещается датчик контактного или бесконтактного типа, регистрирующий микропрофиль покрытия.

Данные приборы применяются при контроле качества строительства, реконструкции и ремонта участков автомобильных дорог [3]. Применение данного метода для регулярной диагностики сети дорог непрактично.

Также существуют установки «Профилограф» для измерения продольной ровности, колейности и макротекстуры покрытий автомобильных дорог (рис. 2).

i т

В.

I

1

«

£

«

г

5

Рис. 1. Прибор Dipstick 2000

Установка смонтирована на микроавтобусе в виде поперечной балки, оснащенной 15 лазерами для измерения профилей и одним лазером для измерения текстуры поверхности, тремя акселерометрами и двумя оптическими гироскопами, индустриальным компьютером для записи, обработки и хранения результатов измерений.

Рис. 2. Внешний вид профилографа

Измерение ровности также осуществляется установкой «Лазер Проф», которая смонтирована в виде прибора с одним лазером.

Для измерения продольной ровности дорожных покрытий автомобильных дорог низших категорий применяется установка ИВП - 1М (рис. 3).

Рис. 3. Установка ИВП - 1М

Принцип измерения типоответчиками основан на тарировке их показаний, отражающих воздействие неровностей на подвеску автомобиля, на контрольных участках по всему спектру неровностей. Результатом данных измерений служит диаграмма зависимости перемещения оси относительно кузова автомобиля в привязке к пройденному пути или времени. К недостаткам данной системы можно отнести следующее:

- результаты измерений не постоянны и зависят от характеристик базового транспортного средства;

- результаты измерений ровности одной системой не сопоставимы с результатами измерения другой системой («толчкомер» и ПКРС - одинаковая размерность получаемых величин, но различные численные значения и нормативы) (рис. 4).

Профилометрические установки служат для получения точного и воспроизводимого продольного микропрофиля. Они существуют в различных видах и могут быть использованы для калибровки приборов типа «типоответчик».

На данный момент существует три основных типа данных систем:

- Рейка - простейший прибор, ее установка на колеса привела к появлению профи-лографа.

- Низкоскоростные системы. Одним из примеров данного типа установок является СИЬОБ, она представляет собой две подвижные связанные балки, которые всегда перпендикулярны силе тяжести. Сама установка представляет собой длинный прицеп, в процессе измерений буксируемый со скоростью 3-5 км/ч. Данная скорость необходима для предотвращения динамических колебаний установки во время измерений.

- Инерциально связанные системы - наиболее совершенные из всех профиломет-рических систем. Они построены на принципе получения поправок от инерциальных систем, установленных на лаборатории. Данные системы отслеживают перемещения корпуса транспортного средства, и выдают соответствующие поправки на показания профиломет-рических датчиков.

Рис. 4. Установка ПКРС-2У

В настоящее время большинство из применяемых профилометрических установок комплектуются бесконтактными датчиками, однако, существуют и системы с контактными датчиками, например французская установка APL (Longitudinal Profile Analyzer), разработанная в 1968 году.

Сплошные измерения продольной ровности дорожных покрытий осуществляют с помощью передвижных установок, а выборочные выполняют с помощью нивелиров, трехметровых или многоопорных реек [4].

С точки зрения освоения методики измерений, в рамках занятий для студентов, наиболее подходящими являются выборочные измерения продольной ровности покрытия автомобильных дорог, так как исследуемый участок имеет относительно небольшую протяженность - от 400 до 1000 м.

В данной работе рассмотрим измерение продольной ровности покрытия путем нивелирования, для чего будут произведены следующие операции:

1. Проверка технической исправности нивелира и нивелирной рейки, они должны быть проверены и отвечать требованиям ГОСТ 10528.

2. Заполнение информационных позиций ведомости контроля ровности покрытия (основания) (табл. 2).

3. Измерение продольной ровности покрытия на выбранном участке методом амплитуд, внесение полученных данных в ведомость контроля ровности покрытия, вычисление значений амплитуд.

Рис. 5. План улицы

В качестве исследуемого объекта был принят участок улицы Игошина (рис. 5). Измерения проводились в весенний период.

Подготовка и проведение измерений

Длина участка измерений должна быть не менее 400 м.

Места установки нивелирной рейки должны быть расположены на одной линии, находящейся на расстоянии 0,5-1,0 м от кромки основания (покрытия) дороги или на оси основания (покрытия) аэродрома. Места установки должны быть обозначены метками, шаг меток - 5 ± 0,2 м.

Измерения следует проводить последовательно, устанавливая нивелирную рейку на каждую из меток (рис. 6). Данные заносятся в ведомость контроля ровности покрытия (табл. 2).

Суммарная длина участков измерений должна составлять не менее 10% длины контролируемого покрытия (основания) в однорядном исчислении.

Поверхность участка измерений должна быть чистой.

Рис. 6. Схема к определению ровности с помощью нивелира и нивелирной рейки

Обработка результатов измерения

И

По данным нивелирования вычисляют относительные отметки ' точек поверхности покрытия или основания дороги в местах разметки.

По относительным отметкам точек поверхности в местах разметки определяют отклонения ЪИ, этих точек (кроме первой и последней на участке измерений) от прямой линии, проходящей через предыдущую (/ — 1), и последующую (/ +1) точки (рис. 6) по формуле:

ЪЦ =

^ —1 + И/ +1 - И

2

где И-1 и И/+1 - относительные отметки предыдущей и последующей точек.

Таблица 1

Величина амплитуд в зависимости от используемых комплектов машин

Значения амплитуд при использовании комплектов машин, мм

Категория дороги без автоматической системы задания вертикальных отметок с автоматической системой задания вертикальных отметок

Расстояние между точками, м

5 10 20 5 10 20

I, II, III 7 12 24 5 8 16

IV, V, Ье, П-с, Ш-с и внут- 10 16 - - - -

ренние дороги промыш-

ленных предприятий

Общее число полученных величин ЪИ, следует принять за 100% и с точностью до

0,1% вычислить число величин ЪИ,, меньше установленных (табл. 1) (90% определений должны быть в пределах 7-10 мм (при расстоянии между точками 5 метров, в зависимости от категории дороги), а 10% определений не должны превышать эти значения более чем в

1,5 раза). Следует также найти наибольшую величину ЪИ,.

Таблица 2

Ведомость контроля ровности покрытия

№ амплитуды Расстояние, м Отметки Значение амплитуд

Лев.ч Ось Прав.ч Лев.ч Ось Прав.ч

171 183 170

1 5 192 188 192 0,3 8,5 0,7

2 10 212 209 212 0,3 2,0 1,1

3 15 233 227 235 0,5 3,0 0,5

4 20 255 250 258 3,0 2,0 0,8

5 25 283 278 283 11,5 7,5 9,5

6 30 288 290 289 10,8 6,3 11,0

7 35 315 315 317 1,0 2,4 1,1

8 40 343 345 347 6,5 3,8 5,3

№ амплитуды Расстояние, м Отметки Значение амплитуд

Лев.ч Ось Прав.ч Лев.ч Ось Прав.ч

9 45 385 382 388 17,3 15,2 17,1

10 50 391 388 395 8,2 8,1 8,2

55 413 410 417

50 147 177 148

11 55 169 181 169 1,3 0,3 0,2

12 60 190 186 191 0,4 8,5 0,7

13 65 210 207 211 0,3 2,0 1,1

14 70 231 225 234 0,5 3,0 0,5

15 75 253 248 257 3,0 2,3 0,8

16 80 281 276 282 11,5 5,5 9,5

17 85 286 288 288 9,8 6,3 11,0

18 90 313 313 316 1,0 2,4 3,1

19 95 341 343 346 6,5 3,8 5,3

20 100 383 380 387 16,3 15,7 13,1

110 389 386 394

22 100 173 185 172

23 110 194 190 194 0,25 8,5 0,7

24 115 214 211 214 0,3 2,0 1,1

25 120 235 229 237 0,5 3,0 0,5

26 125 257 252 260 3,0 2,0 0,8

27 130 285 280 285 12,3 8,5 9,5

28 135 290 292 291 10,8 6,3 11,0

29 140 317 317 319 1,0 2,4 1,1

30 145 345 347 349 6,3 5,8 4,3

150 387 384 390

145 157 169 159

31 150 168 180 167 5,3 13,8 6,8

32 155 189 185 189 0,3 8,5 0,7

33 175 209 206 209 0,3 2,0 1,1

34 180 230 224 232 0,5 3,0 0,5

35 190 252 247 255 3,0 2,0 0,8

36 195 280 275 280 11,5 7,5 9,5

37 200 285 287 286 10,8 6,3 11,0

38 205 312 312 314 1,0 2,4 1,1

39 210 340 342 344 6,5 3,8 5,3

40 215 382 379 385 13,0 9,6 17,9

220 397 397 390

225 152 164 154

41 220 172 184 171 0,8 7,0 2,3

42 225 193 190 193 0,3 7,0 0,7

43 230 213 210 213 0,6 1,3 1,1

44 235 234 228 236 0,5 3,0 0,5

45 240 256 251 259 3,0 2,0 0,8

46 245 284 279 284 11,5 7,5 9,5

47 250 289 291 290 10,8 6,3 11,0

48 255 316 316 318 1,0 2,4 1,1

№ амплитуды Расстояние, м Отметки Значение амплитуд

Лев.ч Ось Прав.ч Лев.ч Ось Прав.ч

49 260 344 346 348 6,5 3,8 5,3

50 265 386 383 389 13,0 9,6 17,9

270 401 401 394

265 173 185 170

51 270 194 191 194 0,5 7,0 1,7

52 275 214 211 214 0,3 1,3 1,1

53 280 235 229 237 0,5 3,3 0,5

54 285 257 252 260 3,0 2,0 0,8

55 290 285 280 285 8,5 7,5 10,5

56 295 290 292 291 10,8 6,3 11,1

57 300 317 317 319 1,0 2,4 1,1

58 305 345 347 349 6,5 3,8 5,2

59 310 387 384 390 13,5 7,6 15,6

60 315 402 402 395 11,8 8,2 2,5

320 390 397 395

315 179 191 176

61 320 200 197 200 0,1 6,2 3,3

62 325 220 217 220 0,3 1,3 1,1

63 330 241 235 243 0,5 3,0 0,5

64 335 263 258 266 3,0 2,0 0,8

65 340 291 286 291 11,9 7,6 9,5

66 345 296 298 297 11,8 7,3 9,0

67 350 323 323 325 1,0 2,4 1,1

68 355 351 353 355 6,5 3,8 5,3

69 360 393 390 396 12,1 9,6 18,9

70 365 408 408 401 6,8 1,5 2,5

360 396 403 401

365 180 192 177

71 370 201 198 201 1,9 3,0 1,7

72 375 221 218 221 0,3 1,3 1,1

73 380 242 236 244 0,5 3,0 0,5

74 385 264 259 267 3,0 2,0 0,8

75 390 292 287 292 11,5 7,5 9,5

76 395 297 299 298 10,8 6,3 11,0

77 400 324 324 326 1,0 2,4 1,1

78 405 352 354 356 6,5 3,8 5,3

79 410 394 391 397 13,0 9,6 17,9

409 409 402

100% 412,5 406,1 415,7

90% 10 мм 371,2 365,5 374,1

Нормативные значения амплитуд 10% 10-15 мм 41,2 40,6 41,6

По факту 10 мм 117,3 247,6 146,7

10-15 мм 270,5 127,1 145,3

№ амплитуды Расстояние, м Отметки Значение амплитуд

Лев.ч Ось Прав.ч Лев.ч Ось Прав.ч

Более 15 24,7 31,4 123,7

Благодаря полученным данным, можно сделать вывод, что ровность на рассматриваемом участке автомобильной дороги по улице Игошина находится в неудовлетворительном состоянии, поэтому требуется ремонт.

Естественно, данный метод имеет некоторые недостатки: при съемке больших отрезков накапливается существенная погрешность измерений, могут наблюдаться отклонения из-за несовершенства приборов измерения. Метод является наиболее подходящим для определения продольной ровности покрытия на небольших участках автомобильных дорог, когда экономически невыгодно и нецелесообразно использовать передвижные установки.

При плохом состоянии дорожного покрытия (результаты не соответствуют нормативным параметрам) значительно ухудшаются условия движения: появляются вредные для водителя и автомобиля вибрации, существенно усложняются условия работы водителя - длительное отслеживание состояния проезжей части, часто изменяемая траектория движения. Это переключает внимание водителя от других, более важных с точки зрения безопасности дорожного движения, элементов автомобильной дороги и автомобиля [5]. Таким образом, ухудшение ровности дорожного покрытия приводит к повышению аварийности.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. СП 34.13330.2012 Автомобильные дороги: актуал. ред. СНиП 2.05.02-85*. введ. с 01.07.2013. М., 2013.

2. ГОСТ 30412-96 Дороги автомобильные и аэродромы. Методы измерений неровностей оснований и покрытий. М., 1966.

3. Федотов Г.А., Поспелов П.И. Справочная энциклопедия дорожника. Т.У том. Проектирование автомобильных дорог. М., 2007. 815 с.

4. Садило М.В., Садило P.M. Автомобильные дороги: строительство и эксплуатация: учеб. пособие. Ростов н/Д: Феникс, 2011. 367 с.

5. Волкова Е.В., Козлова М.Н., Волков Н.С. Проектирование автомобильных дорог с использованием современных автоматизированных средств // Вестник ИрГТУ. 2011. № 6. С. 45-50.

Информация об авторах

Волкова Елена Викторовна, кандидат географических наук, доцент кафедры «Автомобильные дороги», тел.: 89149275065; e-mail: volkova_elena13@mail.ru; Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.

Каретникова Анна Константиновна, студентка кафедры «Автомобильные дороги»; Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.

Information about the authors

Volkova E.V., candidate of geographical science, associate professor, Automobile Thoroughfares Department, tel.: 89149275065, e-mail: volkova_elena13@mail.ru; Irkutsk State Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk, 664074.

Karetnikova A.K, undergraduate, Automobile Thoroughfares Department, Irkutsk State Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk, 664074.

УДК 33

ОБЗОРНАЯ СТАТЬЯ ПО РЕАЛИЗАЦИИ ЦЕЛЕВОЙ ПРОГРАММЫ «ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ И ПОВЫШЕНИЕ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ НА ТЕРРИТОРИИ ИРКУТСКОЙ ОБЛАСТИ НА 2011-2015 ГОДЫ»

К.П. Иванова

Рассмотрены задачи, являющиеся приоритетными при реализации целевой программы «Энергосбережение и повышение энергоэффективности на территории Иркутской области на 2011-2015 годы», подведены промежуточные итоги. Описаны перспективные действующие и разрабатываемые направления по повышению энергоэффективности, структуризации теплопроизводящих предприятий, мониторингу энергоэффективности. Рассмотрен актуальный вопрос по установке приборов учета коммунальных услуг, выполнению программы оснащения данными приборами многоквартирных жилых домов, общественных и муниципальных зданий в процентном соотношении. Приведены цифры, которые должны отразить эффективность принятых мер к концу действия целевой программы.

Ключевые слова: программа энергосбережения; приборы учета; мониторинг энергоэффективности.

A SURVEY ARTICLE OF REALISATION OF THE PURPOSE PROGRAMME OF INCREASING ENERGY EFFICIENCY AND ENERGY PRESERVATION ON THE TERRITORY OF IRKUTSK REGION FOR 2011-2015

K.P. Ivanova

We considered the prior goals of realization of purpose programme to increase the energy efficiency and energy preservation on the territory of Irkutsk region for 2011-2015, summarized the in-between results. We described the perspective current ways to increase energy efficiency, structure the heat producing factories and monitor energy efficiency. In this article we considered the topical questions concerning the installation of devices counting the public services, implementing the programme of providing the houses, public and municipal buildings with these devices in the percentage rating. At the end of the article we give the numbers which have to show the efficiency of the taken measures up to the end of the purpose programme.

Key words: energy preservation programme; calculating devices; energy efficiency monitoring.

Если рассматривать Иркутскую область с позиции концентрации энергоресурсов, то в масштабах всей страны она займет лидирующие позиции по запасам газа, нефти, каменного угля, древесины. Огромный потенциал гидроэнергии сибирских рек также используется для выработки дешевой электроэнергии. В свое время стало очевидным, что развитие энергетики и, соответственно, создание объектов, производящих энергию, передающих и потребляющих ее крайне перспективно осуществлять в границах территории нашей области. Обратная сторона медали - на фоне изобилия энергоресурсов на террито-