СИСТЕМА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПОВЕРХНОСТИ АВТОМОБИЛЬНОЙ ДОРОГИ

Полезная модель относится к экспертизе дорожно-транспортных происшествий, а именно к приборам измерения геометрических характеристик покрытия автомобильной дороги в месте дорожно-транспортного происшествия.
Известны методы измерения уклонов поверхностью дорожного покрытия с использованием геодезических инструментов (нивелир или тахеометр) или рейки «Кондор» [1, 2].
К недостаткам известных методов измерения относится громоздкость применяемого оборудования, недостаточная точность при измерении уклонов из-за малой длины измерительного базиса (3 метра), необходимость привлечения сторонних специалистов (при использовании геодезического оборудования).
Задачей предлагаемой полезной модели является оснащения лиц, выполняющих дорожную экспертизу, компактной системой, позволяющей с достаточной точностью зафиксировать геометрические характеристики поверхности автомобильной дороги.
Для решения этой задачи предлагается система измерения геометрических параметров поверхности автомобильной дороги отличающаяся тем, что в состав системы входит лазерный маркер, создающий горизонтальную или наклонную, а также вертикальную лазерные плоскости, измерительная марка, рулетка с ценой деления 1 см и линейка с ценой деления 1 мм.
Автомобильная дорога в продольном и поперечном направлении имеет уклоны, величина которых оказывает существенное влияние на условия движения автомобилей. Кроме того, важными параметрами являются ровность покрытия в прямом и поперечном направлениях. Для анализа траектории движения автомобиля на конкретном, относительно коротком участке дороги, где произошло ДТП, наиболее объективной и полной является информация в виде фактического продольного микропрофиля поверхности дороги.
Под геометрическими характеристиками понимают: продольный и поперечный уклоны поверхности покрытия дороги; ровность поверхности покрытия произвольном направлении.
На рис.1 представлена схема измерений уклона с помощью лазерного маркера, на рис.2 схема измерения ровности покрытий с помощью лазерного маркера.
Для определение уклона поверхности дороги используется компактный лазерный маркер 1, который создает пересекающиеся вертикальную и горизонтальную лазерные плоскости. Компактный лазерный маркер используется для выполнения различных строительных и отделочных работ. Прибор прост в использовании и управляется нажатием всего одной клавиши и имеет маленькие размеры и вес. Компактный лазерный маркер достаточно просто установить на любую поверхность или штатив, и прибор готов к работе благодаря наличию компенсатора, который приводит лазерный луч в горизонтальное или отвесное положение. В комплект маркера водит поворотная платформа для установки его на неровных поверхностях. Для построения наклонной плоскости прибор оснащен блокировкой компенсатора.
i
e-i
Компактный лазерный маркер 1 (рис.1) устанавливается на прилагаемой к нему поворотной платформе 2 в точке начала измерения. Далее освобождается компенсатор, включается лазер в режиме построения вертикальной и горизонтальной лазерных плоскостей. По направлению измерения уклона, параллельно вертикальной лазерной плоскости укладывается рулетка 3 с минимальным делением шкалы 1 см. В конечной точке измерения уклона устанавливается специальная измерительная марка 4, линейка 7 которой устанавливается вертикально, путем вывода шарового уровня 5 на опорной пластине 6 в нуль-пункт. С помощью линейки с ценой деления 1 мм, непосредственно у маркера 1 измеряется уровень маркера h, т.е. расстояние от поверхности дороги до нижней кромки горизонтальной лазерной плоскости. Расстояние l, между маркером 1 и линейкой марки 7 измеряется рулеткой 3 с минимальным делением шкалы 1 см. По линейке 7 измерительной марки 4 снимается отсчет по нижней кромке горизонтальной лазерной плоскости. Нулевой отсчет линейки 7 измерительной марки 4, совпадающим с ее началом, при измерении касается поверхности дороги в точке измерения.
Для определения поперечного уклона проезжей части дороги маркер 1 устанавливается на оси дороги, а измерительная марка 4 на кромке проезжей части.
Для определения поперечного уклона обочины дороги маркер 1 устанавливается у кромки проезжей части дороги, а измерительная марка 4 у края спланированной поверхности обочины.
Продольный уклон дороги определяют по оси дороги, так как центральная полоса проезжей части обладает наилучшей ровностью. Такое положение обусловлено минимумом воздействия на эту часть дороги автомобилей и минимумом технологических погрешностей при строительстве и эксплуатации дороги.
Для определения продольного уклона проезжей части дороги компактный лазерный маркер 1 и измерительная марка 4 устанавливается на оси дороги. Расстояние между маркером 1 и измерительной маркой 4 ограничивается условиями освещенности при проведении измерений по условию видимости лазерного луча.
Уклон поверхности покрытия как для определения поперечного уклона проезжей части дороги, так и для определения поперечного уклона обочины дороги и определения продольного уклона проезжей части дороги определяется по формуле:
,
e
где h - уровень марки, т.е. отсчет по линейки измерительной марки, м;
i
h - уровень маркера, т.е. расстояние от поверхности дороги до нижней кромки горизонтальной лазерной плоскости, м;
e-i
l - измерительный базис, т.е. расстояние между маркером и линейкой измерительной марки, м.
Для целей анализа траектории движения автомобиля на конкретном, относительно коротком участке дороги, где произошло ДТП, наиболее объективной и полной является информация в виде фактического продольного микропрофиля поверхности дороги, т.е. измерения ровности покрытий. Это решается с помощью предлагаемой системы следующим образом.
Компактный лазерный маркер 1 (рис.2) устанавливается на прилагаемой к нему поворотной платформе 2 в точке начала измерения. Далее освобождается компенсатор, включается лазер в режиме построения вертикальной и горизонтальной лазерных плоскостей. По направлению измерения ровности покрытия дороги, параллельно вертикальной лазерной плоскости укладывается рулетка 3 с минимальным делением шкалы 1 см. В конечной точке измерения уклона устанавливается измерительная марка 4, линейка 7 которой устанавливается вертикально, путем вывода шарового уровня 5 на опорной пластине 6 в нуль-пункт.
По направлению измерения ровности, параллельно следу вертикальной лазерной плоскости укладывается рулетка 3 с минимальным делением шкалы 1 см.
Лазерный луч маркера, создающий горизонтальную лазерную плоскость, наводится на линейку 7 переносной марки 4. Уровень марки должен быть равной уровню лазерного луча маркера, это достигается путем вращения трех винтов опоры маркера 1.
Далее выполняется съемка рельефа поверхности дороги с регулярным шагом 10-15 см. Положения точек измерения определяются по отметкам измерительной ленты 3 с минимальным делением шкалы 1 см, а вертикальные отметки профиля путем измерения расстояний от лазерной горизонтальной плоскости до поверхности дороги линейкой с ценой деления 1 мм. Переход от отметки профиля к фактическому профилю производится путем вычитания из значений всех измеренных высот высоты лазерного луча маркера.
Результаты измерений в дальнейшем обрабатывается для получения математического описания поверхности. В качестве математического аппарата предлагается использовать теорию кубических сплайнов или методы гармонического анализа.
Литература
1. ГОСТ 30412-96 Дороги автомобильные и аэродромы. Методы измерений неровностей оснований и покрытий
2. Справочная энциклопедия дорожника. II том. Ремонт и содержание автомобильных дорог /Под ред. д-ра техн. наук, проф. А.П.Васильева. - Москва 2004 WWW.OHRANATRUDA.RU