УСТРОЙСТВО ДЛЯ УВЛАЖНЕНИЯ ДОРОЖНОГО ПОКРЫТИЯ ПЕРЕД ИЗМЕРЕНИЕМ ЕГО СЦЕПНЫХ СВОЙСТВ

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УВЛАЖНЕНИЯ ДОРОЖНОГО ПОКРЫТИЯ ПЕРЕД ИЗМЕРЕНИЕМ ЕГО СЦЕПНЫХ СВОЙСТВ
Полезная модель относится к дорожному строительству, точнее, к устройствам для измерения коэффициента сцепления колеса автомобиля с дорожным или аэродромным покрытием.
В Российской Федерации установлен стандартный метод измерения коэффициента сцепления колеса автомобиля с дорожным покрытием [ГОСТ 30413-96 «Метод определения коэффициента сцепления колеса автомобиля с дорожным покрытием»]. Стандарт предписывает использовать для измерений прицепной одноколесный прибор ПКРС-2 или его модификации. В этом методе исходным для расчета результатом измерения является максимальное касательное усилие, действующее вдоль дороги на площади контакта сблокированного измерительного колеса с дорожным покрытием при движении со скоростью 60 км/ч по обильно смоченной поверхности дороги. При этом согласно п. 1.4.2 указанного ГОСТа норма расхода воды установлена равной (1±0,2) л/м2. При ширине беговой дорожки, предписанной стандартом покрышки измерительного колеса равной 110 мм, и полуторакратном запасе по ширине увлажняемой поверхности расход воды составит около 2,75 л/с. При продолжительности одного измерения (3…4) с и количестве измерений на одном километре пути, согласно ГОСТу равном пяти, расход воды на 1 км составит 55 литров. Даже если предположить, что автомобиль-тягач прицепного прибора несет запас воды в 1000 литров, этого запаса при скорости 60 км/ч хватит менее чем на 20 километров, то есть на (20…30) минут. Для полевых измерений, при характерных для России расстояниях, особенно в южных регионах, проблема снабжения испытательной установки водой становится главной.
Поэтому чем больше воды может быть запасено в измерительной установке, включающей автомобиль-тягач и прицепной прибор, тем выше будет производительность измерений.
Далее под термином «емкость для воды» будет подразумеваться любое техническое устройство, независимо от его конструктивного исполнения, предназначенное для использования в качестве вместилища для воды. В частности, емкость может состоять из нескольких сообщающихся сосудов или баков. Там же, где важно подчеркнуть конкретное исполнение, будет употребляться термин «бак».
Известно испытательное автомобильное устройство для измерения коэффициента сцепления аэродромных покрытий, включающее автомобиль с измерительными и
регистрирующими приборами, местом для оператора и емкость для воды, соединенную шлангом с прицепным прибором GripTester MK2. В качестве автомобиля используется пикап [http://pavement.com.au/equipment/grip-tester/], либо микроавтобус (фургон, минивэн). При измерении коэффициента сцепления аэродромного покрытия пополнить запас воды не составляет трудности, хотя даже здесь время заправки, включая подъезд и отъезд от заправочной точки оказывается никак не меньше времени измерения с одной заправки. Поэтому производительность полевых измерений, в условиях большой удаленности от источников водоснабжения у известного устройства весьма невысока.
Использование же грузового автомобиля-цистерны [http://griptester.us/portfolio-3-cols/#] нецелесообразно по экономическим соображениям. Он приспособлен только для одного вида измерений, поскольку в нем нет места для другого оборудования. А полевые установки почти всегда используются для измерения еще и ряда других свойств дорожных покрытий, и в них должно быть достаточно места для размещения оператора, приборов и оснастки. Кроме того, на такой автомобиль-цистерну нельзя погрузить прицепной прибор при переездах.
Известно испытательное автомобильное устройство, включающее небольшой грузовой автомобиль, с измерительными и регистрирующими приборами, местом для оператора и водяным баком емкостью 1136 литров, установленным в кузове и соединенным шлангом с прицепным прибором SFT модели 5040 [http://www.dot.state.pa.us/public/Bureaus/BOMO/RM/RITS/Skid.pdf]. Недостатками известного устройства является теснота в кабине оператора, невозможность погрузки прицепного прибора в кузов при дальних переездах и то, что на нем можно выполнять только один вид измерений.
Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является устройство для измерения сцепных свойств дорожных покрытий КП514РДТ (RDT line) [Свидетельство об утверждении типа средства измерений RU.C.27.070.A №54764, http://rosdorteh.ru/component/content/article/11-2012-09-10/labs/36-diagnosys-lab]. Устройство включает автомобиль с кузовом типа минивэн или микроавтобус (ГАЗ 3302 «Газель» и аналогичные по грузоподъемности и исполнению кузова иномарки), содержащий измерительные и регистрирующие приборы, место для оператора и стационарную емкость (жесткий пластмассовый бак) для воды, предназначенной для увлажнения дорожного покрытия при измерениях, установленную на полу салона автомобиля, а также прицепной прибор с измерительным колесом и устройством для увлажнения покрытия, соединенное трубопроводом с баком. Недостатком известного устройства является его низкая производительность по количеству измерений за рабочую смену, обусловленная частыми перерывами испытаний на заправку водяного бака. Увеличение объема бака до максимально допустимого по грузоподъемности автомобиля делает невозможным размещение внутри салона прицепного прибора для перевозки его на дальние участки.
Предложенная полезная модель направлена на решение задачи максимального повышения объема запасаемой воды, ограниченного только грузоподъемностью автомобиля. Техническим результатом от использования предложенной полезной модели является повышение производительности автомобильной установки для полевых измерений.
Указанный технический результат достигается тем, что в известное устройство для измерения сцепных свойств дорожных покрытий, включающее автомобиль с установленной в его кузове емкостью для воды, введены дополнительный мягкий бак для воды и средства для его подключения к емкости для воды.
Кроме того, средства для подключения к емкости для воды включают шланги, тройник, краны и быстроразъемное шланговое соединение.
Кроме того, мягкий бак содержит воздушный клапан для выпуска воздуха, выход которого соединен трубопроводом с верхней частью емкости для воды.
Кроме того, мягкий бак содержит внутри волнорезы из гибкого материала.
Кроме того, мягкий бак содержит средства для крепления его к автомобилю.
Кроме того, установка содержит съемные ограждения для мягкого бака.
Благодаря введению дополнительного бака увеличивается возимый запас воды для увлажнения дорожного покрытия при измерениях. Сокращая время и пробеги на заправку, это удешевляет измерения и повышает их производительность.
Благодаря тому, что дополнительный бак выполнен мягким, решается проблема рационального использования грузоподъемности автомобиля: в свернутом виде бак не занимает много места в салоне кузова, что позволяет перевозить в нем прицепной прибор, а после того, как прибор выгружен, бак может быть наполнен водой весом, равным весу снятого прибора. Увеличивая запас воды, это повышает производительность измерений.
Благодаря тому, что средства для подключения к емкости для воды включают краны и быстроразъемное соединение для подключения к трубопроводу, повышается комфортность салона автомобиля, поскольку свернутый бак из эластичного материала может быть убран в такое место, где он никому не мешает. Улучшая условия труда оператора, занятого обработкой результатов измерений, это, в конечном счете, также повышает производительность измерений.
Благодаря оснащению бака воздушным клапаном и соединению выхода (по стороне воздуха) клапана трубопроводом с емкостью для воды обеспечивается полнота заправки бака, предотвращается разбрызгивание воды по салону автомобиля, упрощается схема обвязки бака трубопроводами, сокращается время заправки и время развертывания бака после снятия с тягача прицепного прибора, что, в конечном счете, повышает производительность измерений.
Благодаря снабжению бака волнорезами, повышаются безопасность движения и точность измерения, поскольку исключаются рывки и толчки, вызванные волнами в баке. Снижая количество повторных измерений, проводимых взамен бракованных, это также повышает производительность измерений.
Благодаря снабжению бака средства для крепления его к автомобилю, повышаются безопасность движения и точность измерения.
Благодаря снабжению установки съемными ограждениями для дополнительного бака повышаются безопасность движения и точность измерения, снижается вероятность неполного отбора воды из бака.
Существо предложенной полезной модели поясняется чертежами.
На фиг. 1 показан вид сверху на салон автомобиля с установленными в нем дополнительным баком и стационарной емкостью для воды, состоящей из одного бака (рабочее положение устройства).
На фиг. 2 показана схема соединений основных элементов предложенного устройства согласно фиг. 1.
На фиг. 3 показан вид сверху на салон автомобиля с установленными в нем стационарной емкостью для воды, состоящей из одного бака, прицепным прибором и дополнительным баком в свернутом состоянии (транспортное положение устройства).
На фиг. 4 показан вид сверху на салон автомобиля с установленными в нем дополнительным баком и стационарной емкостью для воды, состоящей из двух баков, (рабочее положение устройства).
На фиг. 5 показан вид сверху на салон автомобиля с установленными в нем стационарной емкостью для воды, состоящей из двух баков, и установленным между ними прицепным прибором (транспортное положение устройства).
Один из возможных вариантов исполнения предложенного устройства показан на фиг. 1. Предложенное устройство состоит из автомобиля 1, в салоне которого стационарно установлена емкость 2 для воды, используемой для увлажнения дорожного покрытия перед измерением его сцепных свойств. Предложенное устройство включает также дополнительную емкость для воды в виде мягкого бака 3, установленного в ограждении 4 и сообщающегося с емкостью 2 через трубопровод 5 (фиг. 1 и 2), образуя, таким образом, единую емкость из двух сообщающихся сосудов. Конструктивное исполнение емкостей 2 и 3 для описываемого устройства значения не имеет, в частности, каждая из них может состоять из двух или более баков, сообщающихся посредством трубопроводов. Для краткости, емкости 2 и 3 ниже будет называться баками. Принципиально важно то, что бак 3 изготовлен из мягкого гибкого материала (мягкий бак), такого, что в порожнем состоянии он может быть свернут до компактного состояния и размещен в таком месте салона, где он не создает неудобств для оператора. В качестве этого материала может быть использована, например, прорезиненная ткань, либо двухсторонний тентовый материал с нанесенным с двух сторон ПВХ-покрытием. Для удобства обслуживания баки 2 и 3 снабжены кранами 6 и 7, отсекающими их от трубопровода 5, а также быстроразъемным соединением 8, включенным в разрыв этого трубопровода (фиг. 2). Кроме того, трубопровод 5 содержит тройник 9, к которому подключен дренажный кран 10, служащий для слива воды и который может использоваться также для наполнения емкостей водой.
Для выпуска воздуха при наполнении водой бак 3 имеет воздушный клапан 11 (фиг. 1 и 2). Выходной патрубок клапана 11 соединен трубопроводом 12 с верхней частью емкости 2. Бак 2 имеет наливной патрубок 13 и трубопровод 12 свободным концом может быть вставлен и закреплен в этом патрубке. Это позволяет выпускать воздух из бака 3 при его заполнении без риска забрызгать салон каплями увлекаемой выходящим воздухом воды. Трубопроводы 5 и 12 могут быть выполнены гибкими.
В состав предложенного устройства входит прицепной прибор 14, включающий устройство для увлажнения дорожного покрытия перед измерением. Для подачи воды в прибор 14 предложенное устройство содержит насос 15, который может быть установлен как внутри бака 2 (фиг. 2), так и вне его. В рабочем положении прибор 14 прицеплен к автомобилю и соединен с баками 2 и 3 гибкими трубопроводом 16, в разрыв которого включено быстроразъемное соединение 17 (фиг. 2). Быстроразъемные соединения 8 и 17 содержат клапаны, автоматически закрывающие проход при расстыковке соединения.
В салоне автомобиля 1 установлена поворотная кран-балка 18, служащая для погрузки и выгрузки прицепного прибора 14 при переводе устройства в транспортное положение и обратно, в рабочее. В транспортном положении для выравнивания нагрузки на задние колеса бак 2 и прицепной прибор 14 располагаются у противоположных бортов автомобиля, а сложенный бак 3 укладывается на прицепной прибор 14. Для выравнивания поперечной нагрузки бак 2 также может быть установлен на салазках 19, по которым его перемещают в зависимости от того, погружен или выгружен прицепной прибор 14.
В комплект бака 3 входят средства для его крепления к автомобилю, которые могут быть выполнены в виде оттяжек, закрепляемых одним концом за специальные крючья в полу салона, а другим - за вшитые в стенки бака петли. В качестве таких средств могут также служить съемные решетчатые ограждения 4, не позволяющие баку расползаться под тяжестью воды и смещаться по полу салона при езде. В транспортном положении, при сложенном баке 3, эти ограждения могут быть укреплены на стенках бака 2 (фиг. 3).
На чертежах фиг. 4 и 5 в качестве примера изображен вариант исполнения предложенного устройства, в котором емкость 2 состоит из двух сообщающихся через трубопровод 20 баков 2 л и 2п, стационарно установленных над вдающимися внутрь салона левой и правой арками задних колес автомобиля. Это исполнение обеспечивает более равномерную нагрузку на задние колеса, поскольку прицепной прибор 14 в транспортном положении и устанавливаемый на его место мягкий бак 3 в рабочем положении устройства располагаются по продольной оси автомобиля.
Для предотвращения ошибочных измерений, вызванных рывками от волны в баке 3, внутри него могут быть вшиты мягкие гибкие поперечные перегородки-волнорезы с отверстиями, перекрывающие в нескольких местах бак в поперечном направлении. Если бак 3 имеет ширину, сравнимую с его длиной, то волнорезы вшиваются и в продольном направлении.
Для обеспечения возможности полного израсходования воды из бака 3, он приподнят над полом салона и установлен на складной подставке. Для того чтобы в исполнении согласно фиг. 4 и 5 по баку 3 можно было пройти к задним дверям автомобиля 1, он закрыт сверху решетчатой панелью 21. Рабочее место 22 оператора предложенного устройства располагается в передней части салона.
Работает предложенное устройство следующим образом.
Для переезда из гаража к месту проведения измерений - а по российским масштабам это может быть сто километров и более, с прицепного прибора 14 снимают груза 23, служащие для создания заданной нагрузки на измерительное колесо, и укладывают их на пол салона. С помощью кран-балки 18 прицепной прибор устанавливают и закрепляют внутри салона автомобиля 1, либо у противоположного баку 2 борта (фиг. 3), либо по продольной оси автомобиля между баками 2л и 2п (фиг. 5). Мягкий бак 3 в сложенном виде, отсоединенный от трубопроводов 5 и 12, укладывают на пол салона там, где он никому не мешает, например, у основания кран-балки 18.
По прибытии к месту проведения измерений прицепной прибор 14 выгружают и навешивают на него груза 23. Устанавливают на пол салона подставку под мягкий бак 3, устанавливают и закрепляют ограждения 4, распаковывают и расстилают на подставке мягкий бак 3, подключают его к трубопроводам 5 и 12. После этого, автомобиль 1 может налегке, без прицепного прибора 14 отправиться на заправку водой, где ему наполняют баки через наливные патрубки 13 или через дренажный кран 10. Автомобиль с заправленными баками сцепляют с прибором 14 и соединяют с ним коммуникации водо- и электроснабжения, измерительные и управляющие кабели. Повторные заправки могут производиться без расцепления тягача 1 и прибора 2.
В ходе измерений все краны кроме дренажного крана 10 открыты, сообщающиеся баки образуют единую емкость, вода из которой расходуется одновременно и равномерно из всех баков. Это обеспечивает равномерное распределение продольной и поперечной нагрузки автомобиля.
Если рассмотреть конкретные данные, то при запасе воды в емкости 2 около 1000 литров, массе прицепного прибора типа ПКРС-2 350 кг и добавочных трехстах литрах воды в мягком баке (считая массу бака и связанной с ним оснастки равными 50 кг), применение предложенного устройства дает 30%-е увеличение количества измерений с одной заправки и соответствующее повышение производительности измерений.
Предложенное техническое решение имеет еще и то достоинство, что может использовать избыток грузоподъемности автомобиля в случае, его грузоподъемность превысит ту, на которую был рассчитан объем серийного бака 2, ориентированного на установку в автомобиле «Газель». Поскольку в зависимости от региона автомобили могут использоваться различных марок, в том числе превышающие «Газель» по грузоподъемности на 200…400 кГ, предложенное устройство позволяет реализовать этот избыток и повысить тем самым производительность измерений.