Уточнение требований к параметрам шероховатости, сцепным качествам и ровности дорожных покрытий Республики Коми

Рисунок. Схема параметров и показателей работы комплекта ДСМ

Технологическое соответствие обеспечивается выбором из многообразия технологических схем строительства дороги, наиболее рациональных для данных природно-климатических условий и конкретного состава ДСМ, рациональной взаимосвязью выполнения технологических операций отдельными типами ДСМ, правильным распределением объемов дорожно-строительных работ между машинами.

Из этого можно сделать вывод, что правильное решение вопроса формирования комплектов ДСМ для строительства лесовозных дорог с учетом различных взаимосвязей и множества изменяемых параметров представляет собой сложную задачу, решение которой может быть достигнуто на основе использования математических методов и ЭВМ.

УТОЧНЕНИЕ ТРЕБОВАНИЙ К ПАРАМЕТРАМ ШЕРОХОВАТОСТИ, СЦЕПНЫМ КАЧЕСТВАМ И РОВНОСТИ ДОРОЖНЫХ ПОКРЫТИЙ

РЕСПУБЛИКИ КОМИ

О.Н. БУРМИСТРОВА, доц., Ухтинский ГТУ, канд. техн. наук

Входе экспериментальных исследований, проведенных разными авторами, установлена связь между макрошероховатостью покрытия и величиной коэффициента сцепления [1-5]. В качестве измеряемо-

го параметра наиболее часто используется средняя высота выступов шероховатости Н , нормирование величины которой имеет смысл лишь в привязке к коэффициенту сцепления

Ф =/

С целью уточнения зависимости

КНср+1)

ф

к

+ф

кон. 9

где (ркон - коэффициент сцепления в конце срока службы данного покрытия при Я <0,2 мм;

ср. ' '

К - коэффициент, зависящий от типа покрытия и микрошероховатости каменного материала.

Выражение (2) справедливо для диапазона 0,2 < Н < 4,5 мм, что соответствует асфальтобетонным и чернощебеночным покрытиям, поверхностным обработкам и поверхностям, обработанным методом втаплива-ния горячего черного щебня. Исходя из зависимости (2), были определены нормативные значения средней высоты выступов шероховатости Я дорожного покрытия (табл. 1).

ср.

Измерение средней высоты выступов шероховатости Н производится по методу «песчаного пятна» [3].

В основу нормирования сцепных качеств дорожных покрытий (коэффициента сцепления автомобильного колеса с покрытием) положено условие минимума среднегодовых суммарных дорожно-транспортных затрат

3„ =

/ / л

I2 Х^

в t г

гшп,

V у

где В - стоимость среднего ремонта 1 км дороги, р.;

2- стоимость текущего ремонта и содержания 1 км дороги в год, р.;

I- период между средними ремонтами, лет;

Т- транспортные затраты, р./км, год. Транспортные затраты определяются по формуле

Т = ШЫпр-а,

где 306 - число рабочих дней в году;

Ипр - приведенная к расчетному автомобилю интенсивность движения на дороге, авт./сут.;

а - себестоимость перевозок расчетным автомобилем, р./маш.км. За расчетный принят автомобиль МАЗ-509. В ряде исследований установлено, что на мокром покрытии имеется связь между величиной коэффициента сцепления ф и снижением скорости движущегося по дороге транспорта [4]. Дополнительные экспериментальные исследования, проведенные на лесовозных автомобильных дорогах Республики Коми, подтвердили существование зависимости

У=А<Р\

где V- скорость движения автотранспорта по влажному покрытию.

Таблица 1

Рекомендуемые минимальные значения средней высоты выступов шероховатости

Тип покрытия Категория дороги Средняя высота выступов шероховатости Нсг, км

Дорожно-климатическая зона

II

Асфальтобетонные "з 2,0

III э 1,8

Покрытия из щебеночных, гравийных и других материалов, обработанных органическими вяжущими материалами 1"з 1,3

IV, V, 1,4

Щебеночные и гравийные IV, V, 1,0

Установлено, что снижение скорости движения А V на мокром покрытии при значениях 0,3 < <р < 0,7 происходит по закону

АУ= 0,215 -1,43-Ю-3.

Показатель ровности при этом должен быть не менее 50 см/км. Себестоимость перевозок от скорости движения определяется зависимостью:

а = 0,215 - 1,43-10'3-К,

где V- средняя скорость движения автомобиля, км/ч.

Исследования в области скоростей движения на дорогах общего пользования и на лесовозных автомобильных дорогах Республики Коми позволили установить средние скорости потока для дорог различных категорий. Так, например, для дорог Пэ-Шэ категорий транспортные затраты (4) с учетом выражений (6) и (7) будут равны

7^^

где Т- транспортные затраты, р./км.

С учетом количества дождливых дней в году, когда покрытие влажное, формула (8) принимает вид

Т=КМр

где К-коэффициент, учитывающий количество дождливых дней в году. Значительный объем экспериментальных исследований позволил установить зависимость изменения величины коэффициента сцепления в процессе эксплуатации дороги

<р! = т{ 0,55е"л" + Вп),

где п = 1,62-10"5-Лу(/ +?)'-7];

Л^- суммарная интенсивность движения

на дороге, авт./сут.; т - коэффициент, зависящий от дорожно-

климатической зоны (ДКЗ); t - координата времени; А, В- коэффициенты, зависящие от типа

покрытия, материала покрытия, количества полос движения. Используя зависимости (9) и (10) и реализовав условие (3), были получены экономически оптимальные значения коэффициента сцепления. Учет системы финансирования, существующей в Дорожном агентстве Республики Коми, позволил разделить оптимальные значения коэффициента сцепления в зависимости от значимости дороги (табл. 2).

Для соблюдения существующих межремонтных сроков использование зависимости (10) позволило определить рекомендуемые начальные величины коэффициента сцепления при сдаче дороги в эксплуатацию после строительства или ремонта покрытия (табл. 3).

Ровность дорожного покрытия оказывает значительное влияние на экономику автотранспортных перевозок, комфортность езды, безопасность движения (управляемость автомобиля). Поэтому нормирование показателя ровности основывается на комплексном методе, включающем решение экономических и эргономических вопросов.

Экономико-математический метод предусматривает выполнение условия минимизации затрат (3). Транспортные затраты, входящие в выражение (3), в данном случае будут определяться ровностью дорожного покрытия, которая значительно влияет на скорость движения и, соответственно, на себестоимость перевозок

а = 0,106 + 9Т0"5

где 5' - показатель ровности дорожного покрытия, см/км.

Выражение (4) с учетом (11) будет иметь вид

7=^

Выполнение условия (3) позволило определить экономически оптимальные значения показателя ровности дорожных покрытий.

Таблица 3

Рекомендуемые начальные величины коэффициента сцепления

Таблица 2

Экономически оптимальные величины коэффициента сцепления

Значение дороги Республиканские Местные

Коэффициент сцепления 0,37-0,45 0,35-0,40

Тип покрытия Категория дороги Величина коэффициента сцепления

Дорожно-климатическая зона

II

Асфальтобетонные II Э 0,47

III э 0,46

Покрытия из щебеночных, гравийных и других материалов, обработанных органическими вяжущими материалами III э 0,44

1У,У э' э 0,44

Щебеночные и гравийные IV, V V э 0,41

Параллельно экономической оптимизации показателя ровности решался вопрос влияния ровности дорожного покрытия на водителя и пассажиров транспортного средства. На опытных участках дорог Республики Коми были проведены измерения ускорений, воздействующих на водителя и пассажиров ходовой лабораторией при одновременном контроле ровности покрытия. Полученные значения дополнили результаты исследований.

Комплексное решение вопроса нормирования показателя ровности позволило определить не только экономически оптимальные значения, но и узнать предельные величины, т.е. рекомендуемый диапазон изменения нормируемого показателя.

Библиографический список

1. Подлих, Э.Р. Исследование коэффициентов сцепления автомобильной шины с дорожным покрытием / Э.Р. Подлих. - М., Автотрансиздат. 1963. -44с.

2. Немчинов, М.В. Сцепные качества дорожных покрытий и безопасность движения автомобиля / М.В. Немчинов. -М.: Транспорт, 1985.-231 с.

3. Астров, В.А. Коэффициенты сцепления и параметры шероховатости дорожных покрытий / В.А. Астров // Автомобильные дороги. - 1973. - № 7. -С. 17-19.

4. Предложения по совершенствованию методов и приборов для оценки шероховатости дорожных покрытий. СОЮЗДОРНИИ, Балашиха, 1969.

5. Технические указания по устройству дорожных покрытий с шероховатой поверхностью (ВСН 38-80). - М.: Транспорт, 1990. - 66 с.