ТРАНСПОРТНО-ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ КАЧЕСТВА АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ И ГОРОДСКИХ УЛИЦ ЛЕКТОР ФЕДОРОВ ДЕНИС ИГОРЕВИЧ ЧЕБОКСАРЫ 2014 1
ЛИТЕРАТУРА 1. Сильянов, В. В. Транспортно-эксплуатационные качества автомобильных дорог и городских улиц / В. В. Сильянов, Э. Р. Домке. – М. : Издательский центр «Академия» , 2008. - 352 с. 2. Садило, Р. М. Организация дорожного движения : уч. пособие / Р. М. Садило – М-во образования и науки РФ, Южно-Российский гос. тех. ун-т. – Новочеркасск, 2004. – 90 с. 3. Сафронов, Э. А. Транспортные системы городов и регионов : уч. пособие / Э. А. Сафронов. – М. : АСВ, 2005. – 272 с. 4. Карпов, Б. Н. Основы строительства, ремонта и содержания автомобильных дорог /Б. Н. Карпов. – М. : Академия, 2011. 5. Садило, М. В. Автомобильные дороги: строительство и эксплуатация / М. В. Садило, Р. М. Садило. – Ростов н/Д : Феникс, 2011. 6. Агасьянц, А. А. Сеть автомобильных магистралей в крупнейших городах: транспортно-градостроительные проблемы / А. А. Агасьянц. – М. : МГСУ, 2010. 7. Леонович, И. И. Диагностика автомобильных дорог / И. И. Леонович, С. В. Богданович, И. В. Нестерович. – Минск : Новое знание, 2011. 8. Федоров, Д. И. Транспортно-эксплуатационные качества дорог и городских улиц : конспект лекций для специальности 190601 "Автомобили и автомобильное хозяйство" / Д. И. Федоров. - Чебоксары : ЧПИ (ф) МГОУ, 2010. - 172 с. 2
ТЕМА 1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГАХ И ГОРОДСКИХ УЛИЦАХ ВОПРОСЫ, РАССМАТРИВАЕМЫЕ НА ЛЕКЦИИ 1. Классификация автомобильных дорог 2. Основные требования к автомобильным дорогам 3. Элементы автомобильной дороги 3
1. КЛАССИФИКАЦИЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ В нашей стране принято говорить о дорогах как о печальной «беде» , но, вместе с тем, традиционно мало заметно деятельности, направленной о изменении ситуации!!! ОБЕСПЕЧЕННОСТЬ АВТОДОРОГАМИ НА 10 ТЫС. ЧЕЛОВЕК 2, 2 КМ 400 МЕТРОВ 4, 4 КМ Общая протяженность российских дорог составляет 599 тыс. км, во Франции 950 тыс. км, в США этот показатель составляет 688 тыс. 800 км!!! 4
5
6
1. КЛАССИФИКАЦИЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ И ГОРОДСКИХ УЛИЦ АДМИНИСТРАТИВНАЯ ТЕХНИЧЕСКАЯ в зависимости от субъекта права на них в зависимости от пропускной способности автомобильной дороги 7
АДМИНИСТРАТИВНАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ Федеральные дороги АД субъектов Российской Федерации • являющиеся собственностью Российской Федерации • региональные, республиканские, областные дороги, являющиеся их собственностью • находящиеся в муниципальной собственности (городские Муниципальные дороги) дороги Частные дороги • автомобильные дороги специального пользования, находящиеся в собственности юридических лиц 8
ФЕДЕРАЛЬНЫЕ АВТОМОБИЛЬНЫЕ ДОРОГИ МАГИСТРАЛЬНЫЕ К магистральным относятся самые важные дороги страны, соединяющие Москву с крупными административно-хозяйственными районами РФ и между собой Имеют префикс «М» «М 1» - Беларусь; «М 2» - Крым; «М 3» - Украина; «М 4» - Дон; «М 5» - Урал; ГЛАВНЫЕ Главные АД федерального значения дополняют магистральные и вместе с ними образуют скелетную схему дорог РФ Имеют префикс «А» А 144 – «Курск-Воронеж-Борисоглебск» 9
10
11
Динамика изменения протяженности автомобильных дорог федерального значения 60 R 2 = 0. 9371 50 46 46 2000 2001 47 46 47 47 47 2004 2005 2006 49 50 50 50 2008 2009 2010 52 52 2011 2012 40 30 20 10 0 2002 2003 2007 федерального значения Poly. (федерального значения) 2013 2014 2015 12
РЕГИОНАЛЬНЫЕ АВТОМОБИЛЬНЫЕ ДОРОГИ Дороги, расположенные в пределах региона (республики, края, области) и обеспечивающие связь между отдельными населенными пунктами данного региона. МУНИЦИПАЛЬНЫЕ АВТОМОБИЛЬНЫЕ ДОРОГИ Муниципальные автомобильные дороги являются собственностью муниципалитета (города) 13
14
15
Динамика изменения протяженности автомобильных дорог регионального значения 520 510 500 491 495 498 499 486 484 R 2 = 0. 587 480 465 470 469 460 453 456 450 450 451 2009 2010 2011 440 430 420 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 регионального значения 2008 Power(регионального значения) 2012 2013 2014 2015 16
Динамика изменения протяженности автомобильных дорог муниципального значения 300 250 200 164 R 2 = 0. 9305 164 167 2010 2011 2012 147 150 124 100 85 85 85 2000 2001 2002 2003 2004 85 85 107 50 0 2005 2006 2007 местного значения 2008 2009 Poly. (местного значения) 2013 2014 2015 17
Динамика изменения протяженности автомобильных дорог необщего пользования 300 250 220 217 R 2 = 0. 7033 214 199 200 194 179 180 2011 2012 157 147 150 125 129 2008 2009 121 100 50 0 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 необщего пользования 2010 Poly. (необщего пользования ) 2013 2014 2015 18
ЧАСТНЫЕ АВТОМОБИЛЬНЫЕ ДОРОГИ Дороги, находящиеся в частной собственности и финансируемые частным собственником. ПРЕИМУЩЕСТВА ЧАСТНЫХ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ НЕДОСТАТКИ ЧАСТНЫХ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ 19
ЧАСТНЫЕ АВТОМОБИЛЬНЫЕ ДОРОГИ Рыночная система оплаты пользования дорогами более эффективна и справедлива, по сравнению с налоговой Конкурентная среда благоприятствует успеху фирм, которые строят и обслуживают дороги эффективно Рыночные условия делают дорожную отрасль привлекательно й для инвестиций 20
ТЕХНИЧЕСКАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ В соответствии с технической классификацией, устанавливающая зависимость от интенсивности движения (авт. /сутки), все дороги подразделяются на 5 категорий. Расчетная интенсивность движения, авт. /сутки Категория дороги В транспортных единицах Приведенная к легковому автомобилю I свыше 7000 свыше 14000 II 3000 -7000 6000 -14000 III 1000 -3000 2000 -6000 IV 100 -1000 200 -2000 V менее 100 менее 200 К I и II категориям относятся АД общегосударственного значения, основные магистральные дороги. К III категории относятся АД общегосударственного значения – основные республиканские, краевые, областные дороги. К IV категории относятся АД областного и районного значения, дороги местного значения, подъездные дороги общей сети. К V категории относятся АД местного значения, внутрипромысловые дороги и т. д. 21
ПЛОХИЕ ДОРОГИ ОКАЗАЛИСЬ ОПАСНЕЕ ПЬЯНЫХ ВОДИТЕЛЕЙ Количество ДТП в 2013 году 42772 45000 40000 35000 30000 25000 20000 12843 15000 10000 5000 0 Разбитые дороги Пьяные водители Статистика 60000 54468 50000 40000 На разбитых дорогах 30000 20000 С участием пьяных водителей 18679 6950 10000 2103 0 Пострадало Погибло 22
2. ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К АВТОМОБИЛЬНЫМ ДОРОГАМ Дороги общего пользования (федеральные, региональные и муниципальные) предназначены для пропуска транспортных средств с габаритными размерами: - длиной одиночных автомобилей – 12 м; - автопоездов – до 20 м; - шириной – 2, 5 м; - высотой до 4 м для дорог I-IV категорий и 3, 8 м для дорог V категории; АД I-II категорий строятся в основном под осевую нагрузку до 10 т, дороги III-V категорий – под нагрузку до 6 т. «АВТОМОБИЛЬНЫЕ ДОРОГИ» При проектирование АД следует принимать следующие нормативы: - продольные уклоны не более 30‰; - расстояние видимости для остановки автомобиля – не менее 450 м; - радиусы кривых в плане – не менее 3000 м. - проектная скорость движения – до 150 км/ч 23
ПРОДОЛЬНЫЕ УКЛОНЫ h 1000 м (l) Продольный уклон характеризует величину проектных уклонов отдельных участков АД и расположение проезжей части относительно естественной поверхности земли, определяется тангенсом угла наклона α: Значение угла в промилле показывает, на сколько метров повышается или понижается трасса оси дороги на протяжении 1000 м. 24
На дорогах I категории между проезжими частями устраивают разделительные полосы шириной 5 -6 м. Транспортная развязка — комплекс дорожных сооружений (мостов, туннелей, дорог), предназначенный для минимизации пересечений транспортных потоков и, как следствие, для увеличения пропускной способности дорог. Преимущественно под транспортными развязками понимаются транспортные пересечения в разных уровнях, но термин используется и для специальных случаев транспортных пересечений в одном уровне Транспортные развязки следует проектировать с таким расчетом, чтобы на дорогах I и II категорий не было левых поворотов, а также въездов и съездов с левыми поворотами, при которых пересекались бы в одном уровне потоки основных направлений движений. 25
Готическое пересечение 1931 год Пересечение Барокко 1931 год Кольцевое пересечение 1931 год Пересечение Ренессанс 1931 год 26
ПЕРЕСЕЧЕНИЕ И ПРИМЫКАНИЕ АД На дорогах I и II категорий при соответствующем обосновании допускается устройство примыканий дорог III категорий в одном уровне (при обязательном отгоне «уширении» полосы движения). Число пересечений и примыканий в одном уровне должно быть возможно меньшим!!! Пересечения и примыкания на АД I категорий вне пределов населенных пунктов надлежит предусматривать, как правило, не чаще чем через 10 км, на II категорий – 5 км, а на дорогах III категорий – 2 км Пересечения и примыкания рекомендуется выполнять под прямым или близким к нему углом при пересечении транспортных потоков!!! В случаях, когда транспортные потоки не пересекаются, а разветвляются или сливаются, допускается устраивать пересечения дорог под любым углом с учетом обеспечения видимости!!! 27
3. ЭЛЕМЕНТЫ АВТОМОБИЛЬНОЙ ДОРОГИ ВИРАЖ В – ширина проезжей части, м; iо – поперечный уклон двухскатного профиля; iвир – поперечный уклон виража; l – уширение; r – круговая кривая, Rо – радиус закругления; А – отгон виража. Уклон проезжей части на вираже делают не менее, чем поперечный уклон покрытия с 2 -х скатным профилем. При проезде автомобиль занимает полосу проезжей части большей ширины, чем на прямом участке (l). Переход к полному уширению происходит на длине, называемой отводом уширения или отгоном виража. 28
СОВРЕМЕННАЯ АВТОМОБИЛЬНАЯ ДОРОГА ОСНОВНЫЕ СООРУЖЕНИЯ ДОРОГИ Земляное полотно Дорожная одежда Водоотводные сооружения Путепроводы Тоннели ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ СООРУЖЕНИЯ ДОРОГИ Медицинские пункты Гаражи Автомобильные станции АЗС Медицинские пункты ОБУСТРОЙСТВО АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ Площадки отдыха Ограждения Дорожные знаки Освещение Озеленение 29
ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ПОПЕРЕЧНОГО ПРОФИЛЯ ПАРАМЕТРЫ ЭЛЕМЕНТОВ ДОРОГИ КАТЕГОРИЯ ДОРОГИ I II IV V ЧИСЛО ПОЛОС ДВИЖЕНИЯ 4; 6; 8 2, 0 1, 0 ШИРИНА ПОЛОСЫ ДВИЖЕНИЯ, М 3, 75 3, 0 - 7, 5 7, 0 6, 0 4, 5 3, 75 2, 0 1, 75 5 - - 27, 5; 35; 42, 5 15, 0 12, 0 10, 0 8, 0 2× 7, 5 ШИРИНА ПРОЕЗЖЕЙ ЧАСТИ, М 2× 11, 25 2× 15 ШИРИНА ОБОЧИН, М НАИМЕНЬШАЯ ШИРИНА РАЗДЕЛИТЕЛЬНОЙ ПОЛОСЫ, М ШИРИНА ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА, М а – дорога I категории; б – дорога II категории; в – дорога III категории; г – дорога IV категории; д – дорога V категории. 30
31
ДОРОЖНАЯ ОДЕЖДА Дорожная одежда – многослойная конструкция, устраиваемая на проезжей части для удобного и безопасного движения транспортных средств с расчетной скоростью. 1 – слой износа (щебеночно-мастичный асфальтобетон), толщина – 5 см; 2 – верхний слой дорожного покрытия (крупнозернистый асфальтобетон), толщина – 8 см; 3 – нижний слой дорожного покрытия (крупнозернистый асфальтобетон), толщина – 10 см; 4 – основание (фракционированный щебень), толщина – 26 см; 5 – дополнительный слой (песок средней крупности), толщина – 45 см; 6 - подстилающий грунт (уплотненный слой грунта земляного полотна). 32
ТЕМА 2 МАТЕРИАЛЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ ВОПРОСЫ РАССМАТРИВАЕМЫЕ НА ЛЕКЦИИ 1. ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ 2. МИНЕРАЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ 3. ШЛАКИ И ЗОЛЫ 4. ОРГАНИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ 33
1. ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ ФИЗИЧЕСКИЕ Физические свойства характеризуются следующими основными показателями: -плотность; - пористость; - водопоглащение; - морозостойкость. ХИМИЧЕСКИЕ Химические свойства характеризуются следующими основными показателями: - адгезия; - когезия; - старение; -температура размягчение. МЕХАНИЧЕСКИЕ Механические свойства характеризуются следующими основными показателями: - сопротивление сжатию; - сопротивление истиранию; - деформируемость. 34
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА Плотность - величина, определяемая отношением массы однородного материала т (кг) к занимаемому им объему в абсолютно плотном состоянии, т. е. без пор и пустот. Пористость - степень заполнения объема материала порами. Пористость - величина относительная, выражается в процентах или долях объема материала. Водопоглощение - способность материала насыщаться водой. Морозостойкость - способность материала выдерживать многократные замораживания и оттаивания в водонасыщенном состоянии и не снижать при этом прочности. Этот показатель для дорожно-строительных материалов является одним из главных наряду с прочностью, т. к. в осеннее время они, как правило, насыщаются водой, а в зимней и весенний периоды подвергаются попеременному замораживанию и оттаиванию. 35
ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА Адгезия - свойства сцепления одного материала с поверхностью другого , измеряется прочностью сцепления материалов при отрыве одного от другого. Примером этого свойства может служить асфальтобетон, в котором силы адгезии проявляются в сцеплении битума с поверхностью минеральных материалов песка, щебня, гравия. Когезия- свойство минералов приобретать прочность в результате действия сил внутреннего сцепления частиц. Например, в цементобетоне силы когезии проявляются в сцеплении частиц цементного камня с зернами щебня и песка. Старение – свойство материалов терять способность к сопротивляемости нагрузкам и влиянию внешней среды в результате протекания в них физико-химических процессов. Твердение – свойство некоторых материалов приобретать прочность и сопротивляемость внешним нагрузкам в результате протекания в них физико-химических процессов (цемент, известь). 36
МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА Сопротивление сжатию – характеризует прочность материала и определяется как отношение величины нагрузки, разрушивший образец, к его площади. Сопротивление износу определяют в специальном полочном барабане. Сопротивление истиранию – способность материала противостоять истирающему воздействию колес проходящего по дороге транспорта. Материалы на истираемость испытывают на специальном приборе, имеющем форму круга. Деформируемость – свойство некоторых материалов изменять размеры приложении нагрузок. После снятия нагрузки материал может восстанавливать размеры и форму или оставаться в деформируемом состоянии. 37
2. МИНЕРАЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ В ДОРОЖНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ ИСПОЛЬЗУЮТСЯ естественные горные породы искусственные каменные материалы Щебень, песок, гравий, брусчатка, бортовой камень Металлургические и топочные шлаки, известь, цемент ЩЕБЕНЬ ГРАВИЙ ПЕСОК 38
ЩЕБЕНЬ – материал, получаемый в результате дробления каменных пород. Он является самым распространенным материалом, применяемым в дорожном строительстве при устройстве оснований и покрытий, приготовлении асфальтобетона, цементобетона и т. д. , основным качественным показателем щебня является механическая прочность. По крупности зерен щебень, применяемый для дорожных работ подразделяют, на следующие фракции: 5 -10, 5 -15, 10 -20, 20 -40, 40 -70, 70 -10 мм. ГРАВИЙ – рыхлая, обломочная горная порода. Гравий и гравийно-песчаные смеси используют для устройства покрытий, оснований, подстилающих слоев, а также в приготовлении асфальтобетонных и цементобетонных смесей. Однако вследствие окатанной формы зерен и отшлифованной поверхности гравий значительно уступает по своим свойствам щебню, т. к. ухудшается его сцепление с вяжущими материалами приготовлении бетонов, а также усложняется укатка гравийных оснований и покрытий. 39
ПЕСОК Песок, как и гравий, является одним из наиболее распространенных местных дорожно -строительных материалов. Различаются горные и речные пески. Песок применяться для: - устройства подстилающих слоев; - улучшения грунтовых дорог; - приготовления асфальтобетонных и цементобетонных смесей. Глина, обладая свойством набухания и увеличения в объеме при насыщении водой, снижает качество песка, его фильтрационную способность. При применении песка для устройства подстилающих слоев необходимо определять его коэффициент фильтрации. Наибольшей фильтрационной способностью обладают крупные чистые пески: - хорошо фильтрующими считаются пески, имеющие коэффициент фильтрации 6 -10 м/сут; - среднефильтрующими 3 -6 м/сут; - слабофильтрующими 1 -3 м/сут. Для подстилающих слоев дорожных одежд применяют пески с коэффициентом фильтрации не менее 3 м/сут. При близком залегании грунтовых 40
3. ШЛАКИ И ЗОЛЫ Уменьшение потребности в дорожно-строительных материалах и повышение эффективности их использования остается важнейшей проблемой. Многолетние научные исследования и практика дорожного строительства показали, что одним из путей ее решения является применение вторичных ресурсов - отходов промышленности, которые можно использовать или в качестве непосредственно дорожно-строительного материала или как исходный продукт для его получения. Золы и шлаки - продукты сжигания на тепловых электростанциях (ТЭС) твердого топлива: угля, торфа, сланцев и других горючих материалов. В дорожном строительстве золы и золошлаковые смеси используются при сооружении земляного полотна, для устройства укрепленных оснований, в качестве заполнителя и минерального порошка в асфальтобетонах. 41
4. ОРГАНИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ НЕФТЯНЫЕ БИТУМЫ Нефтяной битум – органический вяжущий материал, полученный путем переработки нефти и нефтепродуктов. БИТУМА РАЗДЕЛЯЮТСЯ ВЯЗКИЕ ЖИДКИЕ Согласно ГОСТ 22245 -76* , вязкие дорожные нефтяные битумы делятся на марки: БНД 200/300, БНД 130/200, БНД 90/130, БНД 90/90, БНД 40/60, БН 200/300, БН 130/200, БН 90/130, БН 60/90. Буквы БНД означают «битум нефтяной дорожный» , цифры 200/300 и т. д. – показатель вязкости (глубину проникания иглы при 25 С). Если в битум введено ПАВ (поверхностно активное вещество), то к буквам добавляется индекс » п. » , например БНДп 130/200. 42
ХАРАКТЕРИСТИКИ ТРАНСПОРТНО-ЭКСПЛУАТАЦИОННОГО СОСТОЯНИЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ ВОПРОСЫ, РАССМАТРИВАЕМЫЕ НА ЛЕКЦИИ 1. Факторы, влияющие на работу и состояние дороги 2. Основные характеристики транспортно-эксплуатационного состояния автомобильной дороги 3. Подвижной состав автомобильных дорог 4. Особенность взаимодействия дороги и автомобиля 5. Прочность дорожной одежды 6. Виды деформаций покрытия и разрушений дорожной одежды от автомобилей и погодно-климатических условий 43
1. Факторы, влияющие на работу и состояние автомобильной дороги • Автомобильная дорога должна быть прежде всего устойчивой к воздействию нагрузок от транспортных средств. Действие таких нагрузок особенно опасно для дорожной одежды в период сильного переувлажнения ее основания и земляного полотна. Нагрузки от • Отрицательное влияние на устойчивость верхнего слоя дорожного покрытия оказывает АТС процесс резкого торможения большегрузных автомобилей. • Основное негативное воздействие на дорогу оказывает вода. Переувлажнение низа дорожной одежды и земляного полотна приводит к быстрому разрушению дороги и Грунтовые и поверхностные нарушению нормального транспортного процесса. воды • Устойчивость конструктивных элементов дороги также зависит от природно-климатических условий района проложения дороги. Наиболее подвержены природно-климатическому воздействию грунтовые дороги и плохо уплотненные щебеночные и гравийные дорожные покрытия, несущая способность которых резко уменьшается при их переувлажнении. Природно- • В районах с жарким климатом, высокой температурой на поверхности дорожного покрытия, доходящей иногда до 70. . . 80°С, асфальтобетон размягчается, а в результате проезда транспортных средств происходит деформация климатические верхнего слоя дорожного покрытия, снижается ровность, резко меняются сцепные качества дорожного покрытия. факторы Поэтому при проектировании и эксплуатации автомобильных дорог должно детально учитываться влияние природно -климатических условий. 44
2. Основные характеристики транспортноэксплуатационного состояния автомобильной дороги Интенсивность движения (N) – количество автомобилей, проходящие в единицу времени по участку автомобильной дороги. Измеряют интенсивность в авт. /ч или авт. /сут. Состав движения – распределение в процентном отношении всего транспортного потока по видам транспортных средств (легковые, автобусы, грузовые автомобили тяжелые, средние, легкие). Состав движения оказывает существенное влияние на выбор мероприятий по организации движения. Грузонапряженность дороги – это общая масса грузов, перевезенных по данному участку дороги в обоих направлениях в единицу времени и на единицу пути. Показатель грузонапряженности дороги применяют для оценки работоспособности дорожной одежды. Пропускная способность автомобильной дороги (Р) – максимальное количество автомобилей, которое может пропустить данный участок дороги или дорога в целом в единицу времени; измеряется в авт. /ч. Этот показатель является важнейшим в проектировании поперечного профиля дороги. Степень загрузки дороги движения (Z) – выраженное в процентах отношение величины интенсивности движения, пропускной способности рассматриваемого участка дороги. Этот показатель является основным для выбора числа полос движения. 45
Скорость движения – важнейший показатель транспортной работы автомобильной дороги и характеристики состояния дороги. В зависимости от задач и целей, для которых применяют скорости движения, различают следующие виды скоростей: 1) расчетные скорости; 2) конструктивная скорость; 3) мгновенные скорости; 4) эксплуатационные скорости; 5) технические скорости; 6) скорость организации движения; 7) оптимальные скорости движений; 8) нормируемые скорости движения. 46
Величина расчетной скорости движения используется при проектировании новых автомобильных дорог и разработке проекта реконструкции существующих автомобильных дорог. Расчетной скоростью движения называют максимальную безопасность скорость движения одиночного автомобиля на сухом покрытии при достаточном расстоянии видимости, допускаемую на дороге рассматриваемой технической категории. РАСЧЕТНАЯ СКОРОСТЬ до, км/ч стало, км/ч 1934 -1935 гг. 170 -190 в наст. время 120 160 140 150 120 1936 г. 160 100 47
Мгновенные скорости движения – это фактические скорости, измеренные в конкретных створах дороги. В ряде стран нормирует связь расчетной скорости движения с фактической мгновенной. Так, в США и Германии принято, что фактическая скорость должна быть на 16 км/ч ниже расчетной. В Словении установлена следующая связь расчетной скорости с фактической: Эксплуатационная скорость показывает среднюю скорость на данном маршруте с учетом задержек, вызванных наличием пересечений в одном уровне или железнодорожных переездов. Техническая скорость доказывает среднюю скорость на данном маршруте без учета задержек, вызванных наличием пересечений в одном уровне или другими факторами. Скоростью организации движения является скорость, на которую рассчитывается работа всех систем управления движения, на основе, которой 48 выбирают тип знака, и размер элементов разметки проезжей части.
Под оптимальной скоростью движения понимают скорость, при которой обеспечиваются наиболее экономичные условия работы дороги и автомобильного транспорта, а также благоприятные условия дли работы водителей. К нормируемым скоростям относятся величины скоростей, принимаемые как стандартные при технических или технико-экономических расчетах. Время в пути - продолжительность движения по рассматриваемому маршруту (дороге) без учета остановок в пути, с учетом только задержек, вызванных наличной других автомобилей и остановками на перекрестках; измеряется в часах или минутах. Надежность автомобильной дороги - обеспечение движения одиночных автомобилей с расчетной скоростью, а потока автомобилей не менее, чем со средней скоростью, соответствующей категории дороги, и с сохранением технико-экономических показателей в заданных пределах в течение установленных сроков службы. Проезжаемость дорог - возможность движения по дороге с заданной скоростью в различные периоды года. Ровность дорожного покрытия - показатель состояния поверхности покрытия дороги. Сцепные качества дорожного покрытия - показатель, характеризующий сцепление шины колеса с покрытием. Работоспособность дорожной одежды – эксплуатационный показатель дороги, характеризующий сопротивление покрытий износу с деформацией под действием 49 движения.
3. ПОДВИЖНОЙ СОСТАВ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ При проектировании дорог и их реконструкции рекомендуют в качестве расчетного грузового автомобиля ЗИЛ-130, расчетного легкового автомобиля - ГА 3 -24. ГОСТ 9314 -59 ГРУППА А Автомобили группы А имеют предельную нагрузку на одиночную ось 10 т. , при двух спаренных осях - 16 т. ГРУППА Б Автомобили группы Б имеют, соответственно, максимальные нагрузки 6 и 10 т 50
Габаритные предельные размеры грузовых автомобилей нормируются ГОСТ 9314 -59 следующими: высота автомобиля - 3, 8 м, ширина - 2, 5 метра. Нарушение габаритных размеров существенно нарушает условия движения по дороге и может привести к разрушению дорожных конструкций и дорожно-транспортным происшествиям. а и б – грузовые автомобили; в – двухосный седельный тягач с полуприцепом; г – трехосный тягач с двухосным прицепом; д – трехосный тягач с двумя двухосными прицепами 51
4. ОСОБЕННОСТЬ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ДОРОГИ И АВТОМОБИЛЯ Участки дорог проектируют, в первую очередь, из условия обеспечения устойчивого движения автомобиля, предупреждая его опрокидывание. Применение виража, т. е. односкатного поперечного профиля проезжей части, позволяет не только предупредить опрокидывание автомобиля, но и так распределить усилия в зоне контакта шины колеса с покрытием, что исключаются большие по величине касательные силы, отрицательно влияющие на дорожную одежду. Задачей дорожников-эксплуатационников является поддержание высокой ровности дорожного покрытия, позволяющей снизить отрицательное воздействие автомобиля на покрытие. 52
АКВАПЛАНИРОВАНИЕ Особенно ухудшается взаимодействие колеса с дорогой при наличии водяной пленки на поверхности дорожного покрытия. Ухудшается сцепление шины колеса с дорожным покрытием, а при высоких скоростях (более 80 км/ч) возникает так называемое явление аквапланирования, заключающееся в образовании водяного клина между передними колесами автомобиля и поверхностью дорожного покрытия; при этом передние колеса автомобиля приподнимаются и автомобиль теряет управляемость. 53
5. ПРОЧНОСТЬ ДОРОЖНОЙ ОДЕЖДЫ Прочность дорожной одежды является наиболее важным показателем транспортноэксплуатационного состояния автомобильной дороги, который необходимо регулярно оценивать в течение всего срока ее службы. Возможны три случая деформации дорожного покрытия в зависимости от прикладываемой нагрузки. 1. Если нагрузка невелика, а слои дорожной одежды и земляного полотна хорошо уплотнены, дорожная одежда не разрушается и происходят только упругие деформации, т. е. дорожная одежда под действием нагрузки прогибается и после проезда автомобиля возвращается в прежнее положение. 2. При возрастании нагрузки или при временном снижении прочности грунтов основания в весенний или осенний периоды возникают постепенно накапливающиеся пластические малые деформации. 3. При очень больших нагрузках или при значительном ослаблении грунта вначале замедленно накапливаются осадки, которые в дальнейшем быстро возрастают, и происходит полное разрушение дорожной одежды. 54
Почвенно-грунтовые условия Гидрологические условия Осадки Температура Плохоесодержаниеводоотводныхи водопропускныхсооружений Пропуск очень тяжелых нагрузок Несвоевременный ремонт Ошибки при строительстве Низкое качество производства работ Плохое уплотнение земляного полотна Плохое уплотнение слоев дорожной одежды Ошибки проектирование Низкое качество материалов и их неоднородность Недоучет природных факторов и условий водоотвода Неправильная оценка прочности материалов Природные факторы Неправильное конструирование и расчет дорожной одежды Нагрузка от автомобиля Ошибки в определении нагрузок и интенсивности 6. ВИДЫ ДЕФОРМАЦИЙ ПОКРЫТИЯ И РАЗРУШЕНИЙ ДОРОЖНОЙ ОДЕЖДЫ ОТ АВТОМОБИЛЕЙ И ПОГОДНО-КЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ Основные факторы, влияющие на разрушение и старение дорожной одежды Ошибки при эксплуатации 55
Основными видами деформаций и разрушения дорожной одежды являются следующие: - деформации и разрушения, вызванные пучинами, появляющимися в весенний период при оттаивании грунта земляного полотна на участках с неблагоприятными условиями водоотвода и защиты земляного полотна от температурных воздействий. - потеря прочности дорожной одежды, вызванные непрерывным воздействием колес автомобилей и природно-климатических факторов. - просадки нежестких дорожных одежд в виде впадин, возникающие в результате местных просадок недоуплотненного грунта иди слоев дорожной одежды. - сквозные трещины характерны для цементобетонных покрытий, когда под ними образуются просадки. Трещины появляются чаще всего в местах просадок земляного полотна и связаны с несвоевременным ремонтом. - проломы - разрушения дорожной одежды в виде длинных прорезей по полосам наката колес. Эти разрушения характерны для дорожных одежд переходного типа при проходе очень тяжелых нагрузок и снижении несущей способности основания дорожной одежды. 56
Основными видами разрушений дорожного покрытия являются следующие деформации: - износ (истирание), представляющий уменьшение толщины покрытия за счет потери им материала в процессе эксплуатации под действием колес и погодных факторов. - шелушение - обнажение поверхности покрытия за счет отделения тонких поверхностных пленок и чешуек материала покрытия, разрушенного под воздействием воды и мороза. - выкрашивание - разрушение покрытия за счет потери им отдельных зерен гравийного или щебеночного материала. Такое разрушение происходит во всех типах покрытий за счет потери связи между зернами материала. - отламывание кромок - разрушение покрытий (особенно нежестких) в местах сопряжения их с обочинами при переезде тяжелых автомобилей через кромку. - волны - деформация асфальтобетонных покрытий, обладающих эластичностью. - гребенка - разрушение гравийных и щебеночных покрытий под действием движения тяжелых грузовых автомобилей. Гребенка представляет собой частое 57 повторение выступов и впадин.
- сдвиги - деформации, которые происходят при действии касательных сил от колес автомобиля. Сдвиги являются причиной отсутствия связи верхнего слоя покрытия с нижним слоем. - вмятины - углубления в пластичных покрытиях, появляющиеся при прохождении по ним гусеничных машин или автомобилей в жаркую погоду. - трещины обычно вызываются внезапными температурными изменениями. - сетка трещин появляется на покрытии как результат недостаточной прочности основания или покрытия. - колеи образуются на щебеночных или гравийных покрытиях при узкой проезжей части в результате многократного прохода автомобилей по одной полосе. - выбоины - углубления со сравнительно крутыми краями, образовавшиеся за счет местного разрушения материала покрытия. Причиной выбоин является, как правило, плохое качество строительных работ. 58
СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ! 59
Скачать презентацию ТРАНСПОРТНО-ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ КАЧЕСТВА АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ И ГОРОДСКИХ УЛИЦ ЛЕКТОР
ТЭКД_и_ГУ_заочники.pptx