Реконструкция автомобильных дорог (стр. 9 )

- адреса однотипных участков, установленные на этапе подготовительных работ: ПК 5+00 – ПК 11+00; ПК 11+00 – ПК 20+00; ПК20+00 – ПК 27+00 (см. рис.1);

- визуально установленные виды дефектов покрытия на соответствующих участках, протяженностью li представлены в табл. 3.

Таблица 5

Требуемый модуль упругости дорожной одежды

Категория дороги	Суммарное минимальное расчетное число приложений расчетной нагрузки на наиболее нагруженную полосу	Требуемый модуль упругости одежды, Еmin, МПа
капитальной	облегченной	переходной
I II III IV V	750000 500000 375000 110000 40000	230 220 200 - -	- 210 200 150 100	- - - 100 50

Решение

1. С целью сокращения объема вычислений принимаем протяженность частных микроучастков в пределах от 80 до 180 м (против требуемой 20-50 м) и указываем в табл.6 их адреса (для однотипного участка ПК 5+00 – ПК 11+00).

Таблица 6

Показатели прочности конструкции на частных микроучастках

Адрес микроучастка	Оценка в баллах	Показатель Р	Кпр	Еф, МПа
Бi	Бср	Рi	Рср
ПК 5+00-ПК 6+00 ПК 6+00-ПК 7+00 ПК 7+00-ПК 7+80	2,8-3,0 2,5-3,0 2,5-2,8	2,35	0,75-0,80 0,70-0,80 0,70-0,75	0,66	0,73	109
ПК 7+80-ПК 8+90 ПК 8+90-ПК 10+00 ПК 10+00-ПК 11+00	1,0-1,5 0,8-1,0 2,0-2,5 (2,5-3,0)	2,35	0,50-0,55 0,45-0,50 0,65-0,70 (0,70-0,80)	0,66	0,73	109

2. В зависимости от вида основного дефекта покрытия устанавливаем для каждого микроучастка оценку дорожной конструкции в баллах и показатель прочности Рi (табл.8 из прил.10).

3. Определяем по формулам (4) и (5) средневзвешенные показатели Бср и Рср для рассматриваемого однотипного участка и вносим их значения в соответствующие графы табл.7.

4. Определяем по табл. 4 вероятное на момент обследования значение коэффициента прочности Кпр в зависимости от величины Бср; для данного однотипного участка Кпр = 0,73.

5. Устанавливаем по табл.5 минимально требуемый модуль упругости; для дороги ΙV категории с облегченным типом покрытия Етр = = 150 МПа.

6. Принимаем Еобщ = Етр и по формуле (6) вычисляем фактический модуль упругости Еф = 150·0,73 = 109,0 МПа.

Аналогично определяем значения Еф на прочих однотипных участках обследуемой дороги; полученные величины Кпр и Еф указываем в табл.7 и сводной ведомости визуальной оценки дороги (см. рис.1).

Таблица 7

Показатели прочности конструкции на однотипных участках

Адрес однотипного участка	Бср	Рср	Кпр	Еф, МПа
ПК 5+00 – ПК 11+00 ПК 11+00 – ПК 20+00 ПК 20+00 – ПК 27+00	2,35 1,25 0,90	0,77 0,52 0,47	0,73 0,63 0,60	109 95 90

Полученные значения Еф с достаточной степенью надежности могут использоваться в расчетах усиления дорожной одежды.

3.3. Детальные обследования автомобильных дорог

Цель детальных (инструментальных) обследований – определить показатели прочности дорожной одежды в количественном выражении для использования их в качестве надежной информации для оценки эксплуатационного состояния дороги и выполнения инженерных расчетов при проектировании реконструкции.

Подготовительные работы для инструментальных обследований включают анализ результатов предварительного обследования дороги (в том числе отчеты по визуальной оценке прочности конструкции, дефектные и другие ведомости). На основе анализа показателей, полученных в процессе визуальных обследований, уточняют местоположение участков, требующих инструментальных измерений ровности, колейности, коэффициента сцепления и др.

Детальные обследования рекомендуется начинать с участков с неудовлетворительным состоянием покрытия по ровности, поскольку данный вид дефекта более других характеризует прочность дорожных одежд. При этом различают два вида неровностей – продольную и поперечную (колейность). Наличие и местоположение таких участков легко установить в процессе предварительных (визуальных) обследований. Одновременно с измерением продольной ровности оценивают сцепные качества дорожного покрытия.

Полевые инструментальные измерения проводят в расчетный неблагоприятный по условиям увлажнения период года, когда грунт земляного полотна оттаял до глубины не более чем на 75 % глубины промерзания zпр. Допускается проводить испытания в нерасчетный период года, но тогда результаты испытаний должны быть приведены к расчетному периоду.

Различают следующие виды детальных обследований:

- линейные испытания на всем протяжении каждого характерного участка с неудовлетворительной прочностью дорожной одежды;

- испытания на контрольных точках, намеченных в процессе визуальных обследований.

Линейные испытания начинают после того, как на контрольных точках будет видна тенденция снижения прочности дорожной одежды во времени (увеличение прогиба под нагрузкой). В процессе линейных испытаний наблюдения на контрольных точках должны продолжаться (не прекращают), так как одновременно оценивают состояние покрытия по степени его деформирования под нагрузкой.

3.3.1. Продольная ровность и сцепные качества

дорожного покрытия

Понятие продольной ровности

Продольная ровность проезжей части – один из наиболее важных показателей эксплуатационного качества дороги. Неровности оказывают отрицательное влияние на условия движения, они характеризуют взаимное воздействие транспортных средств и дорожного покрытия на колебания автомобиля и динамическую нагруженность дорожной конструкции. Наиболее активно неровности образуются в неблагоприятный период года на полосе наката, поскольку последняя испытывает многочисленное воздействие колес автотранспорта.

При движении автомобиля по неровной поверхности коэффициент сопротивления качению f увеличивается в соответствии с уравнением [19]

, (7)

где δ – показатель ровности по толчкомеру, см/км;

v – средняя скорость движения автомобиля, км/ч.

Результатом повышенного сопротивления качению на неровных покрытиях является значительное снижение скорости движения автомобилей.

Неровности вызывают вертикальные, продольные и поперечные колебания автомобиля, что существенно влияет не только на скорость, но и на безопасность и удобство движения.

По степени влияния на колебания подвески автомобиля неровности делятся на три группы: макронеровности, микронеровности и шероховатость (рис. 2 и 3).

трещины или раковины при выкрашивании

Рис. 2. Виды неровностей покрытия:

а - макронеровности; б - микронеровности

Макронеровности состоят из длинных плавных неровностей с длиной волны l не менее 100 м, которые достаточно равномерно распределяются вдоль дороги (рис.2, а). Они формируют макропрофиль дороги, влияют на скорость и режим движения, но не приводят к колебаниям автомобиля на подвеске.

Чаще всего макронеровности являются результатом попикетного (неграмотного) проектирования продольного профиля.

Микронеровности (рис.2, б) характеризуются длиной волны от 10 до 100 м. Такие неровности формируют микропрофиль проезжей части по полосе наката и вызывают значительные низкочастотные колебания автомобиля на подвеске, что крайне отрицательно влияет на функциональное состояние пассажиров и водителя, снижает его работоспособность.

Низкочастотные колебания количественно могут быть выражены следующими характеристиками:

- амплитудой колебаний (вертикальными перемещеними подрессоренной массы автомобиля), мм;

- частотой колебаний η, цикл/м;

- ускорением колебаний z, м/с2;

- суммарной амплитудой δ , см/км.

Все названные характеристики колебаний являются показателями ровности покрытия, но по ряду причин (удобству измерений и пр.) за показатель ровности принимают значение δ – суммы амплитуд колебаний подрессоренной массы автомобиля при проезде неровностей на участке длиной 1,0 км.

Основные виды разрушений покрытия в виде выбоин, просадок, проломов, других дефектов относятся к микронеровностям; последние образуются в результате несоответствия прочности конструкции расчетным нагрузкам, нарушении технологии строительства, применения малопрочных материалов в слоях одежды и пр. Неблагоприятные природно-климатические условия также способствуют увеличению размера неровностей и частоты их повторений.

Состояние покрытия по продольной ровности оценивают путем сравнения фактической ровности δф с предельно допустимыми значениями δпр представленными в табл.8. Покрытие удовлетворяет требованиям по условиям эксплуатации если δф≤ δпр.

Шероховатость – косвенный показатель сцепных качеств покрытия.

Критерием сцепных качеств покрытия является коэффициент сцепления φсц. Недостаточное сцепление шины колеса с дорожным покрытием – одна из главных причин дорожно-транспортных происшествий. Поэтому шероховатость поверхности дорожных покрытий – один из важнейших эксплуатационных показателей автомобильных дорог.