- на участке км 62-66 автодороги 4Р26 “Сирдарья-Бекабад”в составе движения легковые автомобили 49,1%, автобусы 5,78%, Автопоезда 4,47% грузовые автомобили до 3,5 тн 11,58 %, грузовые автомобили от 3,5 до 12,0 т 16,23 грузовые автомобили более 12тн10,1% и автопоезда 5,1 %.

Для того чтобы иметь полную картину об интенсивности движения на выбранных участках автодороги, надо знать её наиболее перегруженные дни года. Полученные значения среднесуточной интенсивности были пересчитаны к значению среднегодовой интенсивности по формуле:

, (2.1.)

где N ср. сут - среднесуточная интенсивность движения авт/сут,

KГ-коэффициент, учитывающий влияния месяца, в котором проведены измерения.

Из результаты расчетов представлены в таблица 2.2.

Таблица 2.2.

Среднегодовая суточная интенсивность движения

Учетные пункты, км.	Общая суточная интенсивность	Коэффициенты	Среднегодовая суточная интенсивность авт./сут.
		месяцы КГ
Автомобильные дорога 4Р26 “Сирдарья-Бекабад” км 62-66
2	7728	0,94	7264

2.3 Определение деформированности дорожной одежды на выбранных участках дороги

Дорожная одежда, как правило, состоит из нескольких слоев, каждый из которых выполняет определенную функцию в работе всей одежды.

Под совместным воздействием многократно повторяющихся нагрузок от автомобилей и природных факторов в земляном полотне и в дорожной одежде возникают напряжения и деформации, которые, постепенно накапливаясь, могут привести к их разрушению. При деформациях и разрушениях земляного полотна неизбежно деформируется и разрушается дорожная одежда. Под деформацией понимают изменение размеров или формы тела без уменьшения его массы и без потери сплошности. Разрушение -- это изменение размеров и формы тела с изменением (уменьшением), его массы или потерей сплошности. В практической деятельности все виды деформаций и разрушений часто относят к дефектам состояния дороги, которые включают в себя также отступления от проектных решений или нормативных требований по геометрическим параметрам, инженерному оборудованию и обустройству дорог, организации и безопасности движения, эксплуатационному состоянию дорог и др.

На правильно спроектированной, построенной и эксплуатируемой дороге в пределах межремонтных сроков службы дорожных одежд и покрытий не должно быть разрушений (кроме износа покрытий), но могут быть деформации в допустимых пределах.

Основные факторы, являющиеся причинами образования и накопления деформаций и появления разрушений конструктивных элементов автомобильных дорог в процессе эксплуатации, можно разделить на внешние, не зависящие от дороги, и внутренние, непосредственно зависящие от дороги.

Автомобильные нагрузки -- главная причина деформаций и разрушения дорог. При движении автомобиля по горизонтальному участку дороги с ровной поверхностью его колеса передают на дорожную одежду и земляное полотно вертикальные (нормальные) и горизонтальные (касательные) усилия.

Напряжения, возникающие в дорожной одежде при проезде автомобиля от действия нормального и тангенциального усилий, затухают с глубиной (рис. 2.2).

Рис. 2.2. Напряжения от колес автомобилей в многослойной дорожной одежде: а -- эпюра вертикальных напряжений у_z; б -- эпюра горизонтальных напряжений у_х; 1 -- покрытие; 2 -- основание; 3 -- дополнительный слой основания; 4 -- подстилающий грунт; 5 -- напряжения в дорожной одежде; 6 -- напряжения в однородном фунте

Для выявления влияние автомобильных нагрузок на деформации и разрушения дорожных покрытий и одежды были проанализированы сначала диагностические материалы, на выбранных участках автодороги. Далее были детально проанализированы количества проезда на участках автомобилей как годовой, так и суточной. Также проанализированы фактический прочностные показатели (модуль упругости) дорожных одежд. Были учтены возможные температурные режима покрытий в летнее время года. Кроме того, выезжая на места фиксируя с помощью фотографирования и киносъемки, изучены воздействия автомобилей дорожных покрытий и для выявления причины деформации и разрушении дорожных покрытий и одежды.

На участке км 62-66 асфальтобетонных покрытиях от автомобильных нагрузок основные виды деформации показана на рис 2.3 и 2.4.

Рис. 2.3. Основные виды деформации на выбранных участки дороги

Оценка прочности дорожной одежды на поврежденных участки показывает также, что модуль упругости дорожной одежды значительно ниже, чем требуемые по интенсивности движения.



Рис 2.4. Процесс изучения деформированности дорожных покрытий

Таблица 2.3

Виды и площади деформаций на автомобильной дороге 4Р26 “Сирдарья-Бекабад” км 62-63.
Площадь покрытия	Продольные поперечные трещины	Сетка трещин	Шелушение	Выкрашивание	Выбоины	Обломы кромок	Волны	Общее	хорошее покрытие
м2	204	465	190,5	322,5	352,5	435	184,5	2154	5346
%	2,72	6,2	2,54	4,3	4,7	5,8	2,46	28,72	71,28

Рис 2.5 Гистограмма виды и площади деформаций на автомобильной дороге 4Р26 “Сирдарья-Бекабад” км 62-63

Таблица 2.4

Виды и площади деформаций на автомобильной дороге 4Р26 “Сирдарья-Бекабад” км 63-64.
Площадь покрытия	Продольные поперечные трещины	Сетка трещин	Шелушение	Выкрашивание	Выбоины	Обломы кромок	Волны	Общее	хорошее покрытие
м2	150,3	378	137,7	229,5	254,7	274,5	112,5	1537,2	5962,8
%	2,00	5,4	1,83	3,06	2,39	3,66	1,5	20,49	79,50

Рис 2.6 Гистограмма виды и площади деформаций на автомобильной дороге 4Р26 “Сирдарья-Бекабад” км 63-64.

Таблица 2.5

Виды и площади деформаций на автомобильной дороге 4Р26 “Сирдарья-Бекабад” км 64-65.
Площадь покрытия	Продольные поперечные трещины	Сетка трещин	Шелушение	Выкрашивание	Выбоины	Обломы кромок	Волны	Общее	хорошее покрытие
м2	165,6	355,5	148,5	276,3	286,2	280,8	115,2	1628,1	5871,9
%	2,20	4,74	1,98	3,68	3,81	3,75	1,53	21,7	78,29

Рис 2.7 Гистограмма виды и площади деформаций на автомобильной дороге 4Р26 “Сирдарья-Бекабад” км 64-65.

Таблица 2.6

Виды и площади деформаций на автомобильной дороге 4Р26 “Сирдарья-Бекабад” км 65-66.
Площадь покрытия	Продольные и поперечные трещины	Сетка трещин	Шелушение	Выкрашивание	Выбоины	Обломы кромок	Волны	Общее	хорошее покрытие
м2	85,5	346,5	169,2	279	182,7	247,5	115,2	1425,6	6074,4
%	1,14	4,62	2,25	3,72	2,43	3,3	1,53	19,008	80,99



Рис 2.8. Гистограмма виды и площади деформаций на автомобильной дороге 4Р26 “Сирдарья-Бекабад” км 65-66.

2.4 Определение прочности и ровности дорожных одежд

Изучение определение прочности и ровности дорожных одежд проводилось на авто дороге 4Р26 “Сирдарья-Бекабад” км 62-66.

Оценка прочности дорожной одежды на выбранных участках асфальтобетонного покрытия производились по величине упругого прогиба покрытия под колесами автомобиля.

По величине упругого прогиба покрытия под колесом груженого автомобиля можно определить фактический модуль упругости дорожной одежды.

По величине упругого прогиба одежды вычислены модули упругости на каждом километре дороги по известной формуле [35]:

(2.2.)

где P - среднее давление по площади отпечатка колеса, МПа;

D - диаметр следа колеса автомобиля, м;

l_факт - средние значения упругого прогиба, мм;

µ - коэффициент Пуассона, принимаем 0,3.

Для оценки прочности дорожной одежды прогиб покрытия измеряют между скатами заднего спаренного колеса груженого автомобиля специальным рычажным прогибомером рис. 2.8.

Рис 2.9. Рычажный прогибомер; а) вид сбоку; б) вид сверху;

1-пробка; 2-стойка для индикатора; 3-индикатор; 4-держатель индикатора; 5-швеллер; 6-заднее плечо рычага; 7-подъемные винты; 8- соединительная муфта; 9- опорный винт; 10- стяжной болт; 11-переднее плечо рычага; 12-измерительная игла; 13-винт, закрепляющий иглу; 14 -подпятник, предохраняющий врезание измерительной иглы в дорожное покрытие; 15-поперечная опорная балка.

Для измерения прогибов дорожных одежд применяли рычажный прогибомер - ЦНИЛ МАДИ изготовленный в России. Прогиб измеряли в точках на расстоянии 1-1,5 м от кромки проезжей части на различных участках дорог, отличающихся модулем упругости, состоянием покрытия, типом местности по условиям увлажнения и другими условиями. На место для испытания наезжает задним колесом автомобиль, вызывающий прогиб поверхности. В зазор между скатами колеса вводят переднее плечо рычага прогибомера и берут отсчет по индикатору прогибомера, после чего автомобиль съезжает вперед на расстояние 10 м. После этого берут отсчет по индикатору. Разница в двух отсчетах дает величину упругого прогиба одежды в точке измерения:

l = (i₂ - i₁);(2.3).

Испытания проводили на каждом километре дороги, количество измерений на одной точке колебалось от 3 до 5 в зависимости от разброса результатов. Схема измерения прогибов дорожной конструкции приведена на рис. Значения упругих прогибов l_факт.i корректировали в зависимости от температуры покрытий, с учетом толщины асфальтобетонного слоя.

Измерение обратимого прогиба рычажным прогибомером ЦНИЛ МАДИ

Испытания осуществляется методом статического нагружения колесом автомобиля. Для испытания применяют грузовой двухосный автомобиль, у которого нагрузка на заднее колесо находится в пределах 30 - 50 кН. с нормативным давлением воздуха в шинах. Шины задних колес автомобиля должны иметь дорожный или универсальный тип рисунка протектора с износом не превышающим допустимые нормы (остаточная высота рисунка протектора должна быть более 1 мм.).

Для определения фактической нагрузки на дорожных покрытиях от колеса расчетного лабораторного автомобиля проводили измерительные работы в натуральных условиях (рис 2.10).

Рис. 2.10. Измерение прогиба дорожной конструкции

Для взвешивания груза от колеса использовали автомобильные весы типа А-которые аттестованы Госстандартом.

Результаты определения нагрузки на дорожных покрытий от колеса расчетного автомобиля Маз 500 приведены в рис. 2.11.

Рис. 2.11. Определение фактической нагрузки на дорожное покрытие от колеса расчетного автомобиля.

Линейные испытания проводят равномерно по полосе наката (1,0 - 1,5 от кромки покрытия) на каждом характерном участке длиной не более 1 км. На обследуемом участке дороги, не имеющем разделительной полосы, испытания проводят по одной стороне дороги, имеющих разделительную полосу, испытания проводят как прямом, так и в обратном направлениях.

До начала испытаний дорожной одежды необходимо изучить следующее:

- продольный профиль и план трассы по проектной документации;

- особенности строительства дороги, включая погодно-климатические условия во время возведения земляного полотна и устройства конструктивных слоев дорожной одежды);

- данные учета состава и интенсивности движения автомобилей

- результаты выполненных ранее обследований (отчеты, дефектные ведомости).

Затем визуально оценивают состояние дорожной одежды и устанавливают ее дефекты.

На основе анализа документальных данных и составляют сводную ведомость и разбивают дорогу на характерные участки, отличающиеся друг от друга хотя бы одним из следующих признаков: конструкцией дорожной одежды, видом грунта земляного полотна, типом местности по условиям увлажнения, технологией устройства дорожной одежды и качеством примененных при этом материалов, приведенной интенсивностью воздействия нагрузки.

После того как груженый автомобиль простоял не менее трех минут на точке, где необходимо измерить прогиб покрытия, и рычажный прогибомер подготовлен к измерению (приложение 2) приступают непосредственно к измерению в следующей последовательности.

Автомобиль продвигают вперед на следующую точку измерения на расстоянии 5-10 м от предыдущей.

По истечении 1 минуты производят легкие удары по швеллеру прибора. Если в течение 10 секунд отсчеты по индикатору не изменяются более, чем на 0,01 мм, то записывают в журнал второй отсчет по индикатору. Разница в отсчете будет соответствовать величине прогиба покрытия в точке измерения.

Прогиб покрытия во второй точке измеряют аналогичным образом.

Если величины прогибов в двух точках отличаются не более, чем на 10-15%, то вычисляют средний арифметический прогиб, который и будет характеризовать прочность участка.

Если величины прогибов отличаются более, чем на 10-15%, то производят измерение прогиба в третьей точке на расстоянии 5-10 м от второй. За величину прогиба покрытия на участке в этом случае принимают средний арифметический прогиб их двух значений, которые отличаются не более, чем на 10-15%. Третье значение прогиба считают случайным, не характерным для данного участка. Записывают отсчеты по индикатору в журнал.

Испытание и оценка ровности дорожного покрытия

Для измерения ровности дорожной одежды в настоящее время существуют множество приборов разных марок и видов. Их можно разделить на два метода статический и динамический. К статическому методу можно отнести приборы: рейки разной длины, нивелирование с малым шагом и др. К динамическому - различные виды толчкомеров, толчкографы и др.

Наиболее широкое применение получили приборы, которые относятся к динамическим методам. Так как этот метод наиболее прогрессивный и наиболее производительный по отношению к статическим. Кроме того, этот метод более реален по отношению влияния ровности на скорость движения автомобилей. Одним из таких приборов является толчкомер ТХК-2. Ровность покрытия измеренная с помощью толчкомера характеризуется показателем - суммой фактических сжатий задних рессор автомобиля (S_ф) на определенном участке дороги и выражается единицей измерений см/км.

Толчкомер состоит из трех основных узлов счетного механизма, подставки и системы соединения счетного механизма с задним колесом автомобиля. Храповая муфта, соединена с задним мостом автомобиля при помощи гибкого троса, который намотан на барабан, жестко соединенный с храповой муфтой. Второй конец троса соединен с натяжной пружиной, прикрепленной к станине прибора на полу кузова автомобиля. При колебаниях кузова автомобиля и сжатия рессор натянутый трос проворачивает барабан и храповую муфту, этот поворот меняет показания счетного механизма (рис 2.12.) Показания счетного механизма печатаются на бумажной ленте электромагнитным механизмом, включаемым в нужный момент нажатием на кнопку и включением электродвигателей.

Рис. 2.12. Счетный механизм для снятия показаний значения ровности

Величина сжатия рессоры (S_ф) зависит от ряда факторов - размеров и количества неровностей на покрытии, скорости движения, типа и нагрузки автомобиля, типа шин и давления воздуха в камерах.

Поэтому испытания должны проводиться в строго стандартных условиях. Измерения ровности дорожного покрытия производились при помощи толчкомера ТХК-2, установленном на автомобиле РАФ, при постоянной скорости движения автомобиля равной 50 км/ч.

В состав бригады по измерению ровности дорожной одежды входят водители автомобиля и два оператора. Один оператор наблюдает за счетчиком спидометра, своевременно берет отсчет при проезде створа километрового столба и сообщает второму оператору цифры отсчета для каждого километра исследуемого участка дороги. В обязанность второго оператора входит контроль скорости движения по секундомеру, вычисление разности последовательных отсчетов с занесением ее в ведомость случаев отступления от равномерного движения с постоянной скоростью (обгон, торможение, вынужденная остановка и т.п.), а также запись на основании визуальной оценки состояния покрытия. В связи с трудностью ведения записи в движущемся с большой скоростью автомобиле рекомендуется использование портативного магнитофона или диктофона, на который продиктовывают всю необходимую информацию.

Ровность измеряют в период наименьшей интенсивности движения по дороге.

Перед выездом на дорогу подбирают необходимую документацию, проверяют исправность толчкомера, предварительно тарируют толчкомер на специальном тарировочном участке с заранее известной ровностью, проверяют правильность работы спидометра. Вес автомобиля должен сохраняться постоянным в продолжении всех измерений. Необходимо внимательно проверить состояние шин и давление в них, которое должно быть равным 0,2 МПа.

Полевые измерения выполняют во время проезда автомобиля с установленным в нем толчкомером при определенной и равномерной скорости движения по обследуемому участку дороги. За 200 - 300 м до начала измеряемого участка автомобиль развивает постоянную скорость 50 км/ч (о чем оператор подает команду 50 км/ч) и в дальнейшем в процессе измерений движутся только при указанной постоянной скорости. По каждой полосе движения делают не менее двух проездов, а при наличии расхождения в полученных данных и третий проезд - выборочно по участкам, для которых показания толчкомера после двух проездов имеют расхождение в полученных данных более 10 %.

В ХАДИ разработаны рекомендации (табл. 2.6.), позволяющие по показаниям толчкомера оценить состояние дорожного покрытия после завершения строительства или ремонтных работ. Эти данные дают возможность оценить качество выполненных строительных или ремонтных работ. В настоящее время отсутствуют допустимые значения ровности дорожной одежды исходя из скорости движения автомобилей на эксплуатируемой дороге.

Таблица 2.6.

Покрытия	Показания толчкоме ра, см/км, для дорог	Состояние покрытия
	I-II категории	III категории
Асфальтобетонные	Менее 50	Менее 50	Отличное
	50-100	50-150	Хорошее
	100-200	150-300	Удовлетворительное
	Более 200	Более 300	Неудовлетворительное

Измерения ровности дорожной одежды на выбранных участках эксплуатируемой дороги были произведены толчкомером ТХК-2, установленным на лабораторного автомобиля. Результаты измерений приведены в рис 2.13.

Рис. 2.13. Изменение ровности по участке (на дороге 4Р26 «Сирдарья - Бекабад» км 62-66)

Движения по неровном покрытиям, особенно при высоких скоростях, сопровождается значительными колебаниями кузова автомобиля, которые неблагоприятно влияют на состояние водителя и пассажиров. Ровность оказывает большой влияния на скорость движения. (см. рис 2.14).

Рис. 2.14. Изменение ровности во времени (на дороге 4Р26 «Сирдарья - Бекабад» км 62-66)

Из рисунка 2.14. видно, что деградации ровности происходит быстрее на тех участках дороги, где больше неровностей. Это означает, что там в большей степени развивается ударное воздействие колес автомобиля о поверхность дорожной одежды, что влечет за собой быстрое развитие уже существующих деформаций и увеличение площади деформируемых участков дорожной одежды. Отсюда вывод: если первоначальная ровность дорожной одежды будет плохая, то скорость ее ухудшения выше, чем на участках где показатель ровности после строительства или ремонта в отличном или хорошем состоянии.

2.5 Изучение скорости движения автомобилей на различных состояниях дорожной одежды, выбранного участка дороги

Многие годы, когда в транспортном потоке подавляющую часть составляли грузовые автомобили, основными технико-экономическими показателями работы автомобильного транспорта считали производительность автомобилей, себестоимость перевозок, расход топлива, износ шин и др.

Все эти показатели напрямую связаны с техническими параметрами и характеристиками дорог, такими как ширина проезжей части, продольные уклоны и радиусы кривых в плане, а также прочность дорожной одежды, ровность, сцепные качества покрытий и степень деформированности.

В современных условиях, когда доля легковых автомобилей в составе транспортных потоков составляет 70...85 %, на первое место при оценке эффективности работы автомобильного транспорта на дороге выходят затраты времени на поездку пассажиров или перевозку грузов, которые непосредственно связаны со скоростью движения.

Расчеты показывают, что повышение скорости движения за счет улучшения состояния дороги дает существенную экономию времени на поездку или перевозку грузов до 20 тыс. авт. - ч и более на каждый километр улучшенной дороги

Важным показателем степени соответствия качества и состояния дороги сложившейся интенсивности и составу является средняя скорость транспортного потока. Оценку потребительских свойств дороги выполняют применительно к ее характерному состоянию в расчетных по условиям движения осенне-весенний период года при влажной или мокрой поверхности дороги. Скорость движения транспортного потока, наблюдаемая в этих условиях, условно принята за среднегодовую, поскольку в летний период при благоприятных условиях погоды скорость движения может быть выше, чем в осенне-весенний, а в зимний период из-за наличия скользкости, снежных отложений и других неблагоприятных факторов скорость движения может быть значительно ниже, чем в осенне-весенний. Более точно среднегодовая скорость движения может быть определена после оценки состояния дороги в летний, осенне-весенний и зимний периоды года, методика выполнения которой в данной работе не рассматривается.

Метод измерения скоростей движения выбирается в зависимости от имеющейся в наличии аппаратуры, целей измерения скоростей и вида измеряемой скорости. Наиболее простым и удобным при полевых работах является использование для оценки скоростей движения секундомера. Точность измерения секундомером составляет - 0,3 сек. Для измерения скоростей движения секундомером разбивают мерный участок (базис), длину которого выбирают из условия получения возможно меньшей ошибки измерения. Длину базиса принимают в пределах от 50 м (на участках со скоростями движения до 60 км/час) до 100 м (на участках дороги со скоростями движения более 60 км/час).

Результаты измерения скорости движения на выбранных участках более подробно приведены в приложении №1.

Таблица 2.7

Участки с деформированностью 5% и менее

№	ПК	Длинна участка, м	Деформиро- ванность	Модуль упругости, МПа	Средняя скорость, км/ч
			м2	%
1	621+00	100	35,1	3,9	218	92,7
2	622+00	100	37,8	4,2	211	85,7
3	623+00	100	24,3	2,7	215	87,8

Таблица 2.8

Участки с деформированностью 5-10 %

№	ПК	Длинна участка, м	Деформированность	Модуль упругости, МПа	Средняя скорость, км/ч
			м2	%
1	640+00	100	49,5	5,5	198	73,5
2	641+00	100	55,8	6,2	163	65.4
3	642+00	100	71,1	7,9	160	61

Выводы по главе 2

На основании экспериментальных исследований влияния автомобильных нагрузок на состояние дорожных одежды можно сделать следующие выводы и рекомендации:

1. Для изучения влияния автомобильных нагрузок на состояние дорожных одежды, было выбрано автодорог 4Р26 “Сирдарья-Бекабад” км 62-66.

2. Среднегодовая суточная интенсивность движения на обследованных участках дорог составляет 7728авт/сут. На участке км 62-66 автодороги 4Р26 “Сирдарья-Бекабад”в составе движения легковые автомобили 49,1%, автобусы 5,78%, Автопоезда 4,47% грузовые автомобили до 3,5 тн 11,58 %, грузовые автомобили от 3,5 до 12,0 т 16,23 грузовые автомобили более 12 тн 10,1% и автопоезда 5,1 %.

3. На участке км 62-66 автодороги 4Р26 “Сирдарья-Бекабад” асфальтобетонных покрытиях от автомобильных нагрузок основные виды деформации определена. По результатам оценка диагностическое состояния дорожной одежды и покрытий на обследованных участках дорог установлено, что площадь дороги находящихся в хорошим состояние на км 62-63 составляет-71,28%; км 63-64- 79,50%; км 64-65- 80,99%; км 65-66- 80,99%.

6. Установлены фактические изменение ровности по участкам.

7. График установлено влияния ровность на скорость движения.

Глава III. Разработка рекомендации по улучшению состояния дорожных одежд

3.1 Анализ участков автомобильных дорог, нуждающихся ремонту

Для определения участков автомобильных дорог, нуждающихся ремонту, необходимо произвести диагностику состоянии дорог и дорожных сооружений, т. е. определение дефектов на дорожных сооружениях и определение транспортно-эксплуатационных состояний дорог.

В настоящей работе затрагивается вопрос о предварительной диагностике состояния дорожных покрытий без специальных оборудований и передвижных лаборатории.

Дорожно-эксплуатационные организации ежегодно выполняют большой объем работ по содержанию и ремонту автомобильных дорог. Одни из них выполняют систематически или через определенные промежутки времени на всей протяженности дороги, другие - периодически на отдельных участках по мере накопления деформаций и повреждений.

Цель ремонтных работы состоит в обеспечении круглосуточного, непрерывного, удобного и безопасного движения автомобилей со скоростями и нагрузками, соответствующими требованием ШНК, а также технических правил ремонта и содержания для данной категории дороги.

Согласно классификации работ по ремонту и содержанию автомобильных дорог общего пользования, который выделены три вида работ выполняемые дорожными организациями в период эксплуатации: текущий и капитальные ремонты и содержании.

Ремонт автомобильных дорог -это комплекс работ по возмещению износа покрытия, улучшению его ровности, сцепных качеств и шероховатости, улучшению дорожной одежды, земляного полотна и сооружений, восстановлению изношенных конструкций и деталей или их замене на более прочные и экономичные, а также по инженерному оборудованию и обустройству дорог.

Задачи ремонта состоит в восстановлении, повышении транспортно-эксплуатационных качеств автомобильных дорог и сооружений, в проведении их геометрических параметров, прочностных и других технических характеристик в соответствии с требованиями предъявляемыми к данной категории.

Конкретные виды работ и их объемы устанавливают на основе оценки фактического состояния, периодических осмотров и инструментальных обследований дорог и сооружений, т.е. диагностики дорог.

Дорожные организации ежегодно на основе весенних и осенних диагностик автомобильных дорог составляют перечень работ-мероприятий по устранению недостатков и дефектов по каждой дороге и сооружений.

1) На основании данных диагностик обследованных участков автомобильных дорог и определения прочности дорожной одежды системе Узбекистана составили участки дорог требующие ремонт.

Следует отметить, что по прочностным показателям участок км 62-66 автодороги 4Р26 “Сирдарья-Бекабад” не отвечает требуемым прочностным показателям по интенсивности движения, основные виды работ требующиеся при капитальным ремонте, т.е. восстановление ровности и шероховатости это заделки углубление на покрытиях фрезерования сдвиги и волны.

При капитальным ремонте усиливает прочности дорожных одежд. В зависимости от финансовых возможностей из этого перечня выбирают самые необходимые мероприятия и утверждают как план работ на следующий год.

3.2 Оценка транспортных затратов зависящих от состояния дорожной одежды

Уровень требований и характер работ по ремонту и содержанию автомобильных дорог определяется в первую очередь величиной интенсивности движения. Требования к качеству выполнения работ также повышаются с ростом интенсивности дорожного движения. Вследствие этого объём капитальных вложений в ремонт и содержание дорог и выгода от этих вложений изменяются в очень широких пределах. В связи с этим невозможно ожидать и требовать конкретной величины экономического эффекта от внедрения мероприятий по повышению удобства и безопасности движения при ремонте и содержании автомобильных дорог.

Проведение таких мероприятий как текущий ремонт, поверхностная обработка дорожных покрытий и укладка нового слоя асфальтобетона, повышение ровности дорожного покрытия и устройство осветленного дорожного покрытия не дают заметного эффекта в снижении аварийности и повышении безопасности движения. Расчеты показывают, что основной эффект от проведений этих мероприятий заключается в увеличение скорости движения и повышении или поддержании высокой пропускной способности отдельных дорог, или их участков, и всей сети дорог. За счет этого достигается и основная выгода от указанных мероприятий. Так, например, укладка нового слоя асфальтобетона с шероховатей поверхности дает большой социально-экономический эффект в связи с снижением количества и тяжести дорожно-транспортных происшествий только на влажном дорожном покрытии. Проведение таких мероприятий позволяет снизить потери от дорожно-транспортных происшествий, так как снижается количество происшествий со смертельным исходом, при которых имеют место наиболее экономические потери.

Большой социально-экономический эффект внедрения комплекса мероприятий по зимнему содержанию дорог. К сожалению, узбекские специалисты не располагают устойчивыми данными о влиянии мероприятий по защите от снежных лавин и камнепадов на горных дорогах, на безопасность движения.

Как показывает мероприятие по обеспечению ровности и безопасности, составляемых дорожными организациями одним из основных мероприятий по ремонту и содержания дорог являются устранение волнообразование, ямочности, заливки крупных трещин и проведение поверхностной обработки.

Восстановление асфальтобетонного покрытия является одним из основных мероприятий по ремонту и содержанию дорог и осуществляется оно тогда, когда выполняются критерии, описанные выше. Восстановление дорожного покрытия приходится выполнять более часто на дорогах с высокой интенсивностью движения. Для того, чтобы проиллюстрировать эффект от вложенных на мероприятие средств, приведем три примера расчета.

Из-за ограничения срока диссертационной работы специальные исследование по установлению эффекта от вложенных на эти мероприятия не проводились, лишь на основании литературных данных приведем три примера расчета из разработанной Дорожной службой Норвегии [45].

Норвежские примеры расчета показывают, что укладка нового слоя асфальтобетона может привести к экономии (экономии времени) и снижению эксплуатационных затрат автомобилей, но одновременно к увеличению затрат, вызванных ДТП, особенно на дорогах с большой интенсивностью движения. Тем не менее, обновление дорожных покрытий имеет положительный социально-экономический эффект, особенно на дорогах государственного значения с высокой интенсивностью движения, хотя это мероприятие, по видимому, не приводит к существенному повышению безопасности дорожного движения.

В научно-технической литературе, кроме Норвегии, не найдено какого-либо анализа эффекта о средствах, вложенных на повышение ровности дорожного покрытия. Для того чтобы проиллюстрировать, возможно, такое влияние, приводим один пример расчета из норвежских исследователей.

Затраты на общее улучшение дорог сильно варьируются в зависимости от количества мероприятий, условий рельефа местности и степенью застроенности улучшаемого участка дороги. Мероприятие становится дороже по мере повышения технической сложности реализации мероприятия и застроенности местности, на которой оно реализуется. Общее улучшение дорог обходится дешевле в равнинной местности по сравнению с пересеченной местностью [45].

Из-за отсутствия данных, эффект от средств вложенных на повышение транспортно-эксплуатационных качеств дорог не был определен.

Поэтому анализ эффекта от средств, вложенных на общее улучшение дорог, проводился на основании данных зарубежных исследователей [45], установлено, что точка окупаемости затрат устанавливается на уровне 0,5.

Таким образом, выгода от мероприятия от улучшения транспортно-эксплуатационных качеств сети дорог имеется, т. е. снизятся ДТП и материальный ущерб особенно в виде увеличения пропускной способности и комфортабельности дорог.

При большой интенсивности движения на дороге или при менее дорогостоящем мероприятии выгода от реализации мероприятия будет больше.

Как была указано в предыдущей главе, величина дефектов дорожных покрытий зависит от интенсивности движения, погодных условий и качественного состояния всех слоёв дорожной одежды. Наличие келейности, трещин и неровностей на дорожном покрытии снижает комфортабельность поездки и может представлять опасность для движения транспортных средств. Вода, скапливающаяся в колеях и трещинах дорожного покрытия, повышает опасность скольжения. Наличие колей и трещин в дорожном покрытии может затруднять выдерживание безопасной траектории движения по дороге. Большие выбоины на дорожном покрытии могут приводить к преждевременному износу и поломке автомобиля, или к потере водителем контроля над управлением автомобилем.

Обновление дорожного покрытия должно препятствовать возникновению опасных неровностей и преждевременному износу дорожного покрытия. Кроме того, осуществление этого мероприятия позволяет повысить комфортабельность и удобство поездки, сохранить высокую пропускную способность дороги и уменьшить износы транспортных средств.

Под восстановлением ровности дорожного покрытия подразумевается текущий ремонт дорожных покрытий, поверхностная обработка и укладка нового слоя асфальтобетона, исправление поперечного уклона покрытия и обочин.

В условиях Узбекистана восстановление ровности дорожного покрытия выполняется в соответствии с требованиями стандартов. Эти стандарты включают следующие критерии необходимости выполнения таких работ:

текущий ремонт дорожных покрытий, - проводится ежегодно, при этом проводится заделка выбоин, заполнение больших трещин, а также устранение других дефектов в местах, где имеют место существенные неровности дорожного покрытия;

поверхностная обработка -проводится или на участках где более 10 % имеются различные трещины, шелушения, ямочности и имеет неровность, которая превышает определенную граничную величину в см. на 1 км дороги коэффициент сцепления, измеренный при скорости 60 км/ч, имеет величину меньше 0,40;

-укладка нового слоя асфальтобетона, исправление поперечного уклона покрытия и обочин - проводимый при 10% однородного участка дороги имеют колею глубиной более 25мм, наличие трещин шириной более 10мм, поперечный уклон дорожного покрытия на прямом участке дороги менее 1,5% или более 4,5% и уклон виража на кривой в плане менее 1,5% или более 9,5%. [12]

При проведении работ по улучшению состояния дорожного покрытия должны устраняться крупные неровности с тем, чтобы опасность потери контроля над транспортным средством снижалась. Другая цель такой меры - уменьшение износа транспортного средства и повышение комфортабельности поездки.

Как показали наши исследования, проведенные на выбранных участках автомобильных дорог, что неровности, существующие на дорожном покрытии, приводят к снижению скорости движения. Величина снижения скорости зависит от размера неровностей, т. е. вида и количество или объема дефектных участков на дорожном покрытии и может достигать до 10 км/ч.

Укладка нового слоя асфальтобетона приводит к увеличению скорости движения, так как устраняются неровности. При этом отличалось увеличение скорости на 10-12 км/ч., однако наиболее типичным было увеличение на 8-10 км/ч.

Общее улучшение существующих дорог должно быть направлено на то, чтобы дорога обеспечивала безопасные режимы движения, которые соответствуют требованиям Правил дорожного движения. Такой подход способствует устранению опасных режимов движения, связанных с дорожными условиями, так и увеличению пропускной способности автомобильной дороги.

Под общим улучшением транспортно-эксплуатационных качеств дорог подразумевается реконструкция существующих дорог с тем, чтобы они соответствовали требованиям интенсивности движения, а также улучшения, которые охватывают совершенствование как поперечного, так и её продольного профиля дороги. При общем улучшении дороги обычно восстанавливается также дорожная одежда и дорожное обустройство.

Общее улучшение существующих дорог увеличивает их пропускную способность, особенно на участках, расположенных за пределами населенных пунктов, где поперечный и продольный профиль дороги в большей степени влияет на скоростной режим, чем в населенных пунктах. Установлена устойчивая зависимость скорости от параметров поперечного профиля дороги и от параметров продольного профиля.

Оценка эффективности. Эффект от выполнения дорожно-ремонтных работ выражается в повышении транспортно-эксплуатационных качеств дороги, удобства, скорости и безопасности движения автомобилей и, как следствие, в снижении себестоимости перевозок. При этом необходимо стремиться к тому, чтобы затраты на ремонт были не только компенсированы, но и перекрыты получаемой в результате экономией издержек на автомобильные перевозки. Методика оценки эффективности дорожно-ремонтных работ разработана канд. техн. наук А. Я. Эрастовым

Технико-экономический критерий назначения ремонтных работ в этой методике

(3.1)

где F (А) - экономия издержек на автомобильные перевозки по участку в результате выполнения ремонтных работ, руб.; f(Д) - затраты на ремонтные работы, руб.

Раскрыв каждую из функций в формуле (8.19) через основные составляющие, получим

(3.2)

где N_o- среднесуточная интенсивность движения по дороге в год проведения ремонтов; ш- параметр, учитывающий долю грузовых автомобилей в составе потока, среднюю грузоподъемность автомобилей, коэффициент использования грузоподъемности и коэффициент использования пробега (ш ? 1,62); ю - коэффициент, учитывающий транспортные издержки в результате ухудшения условий движения в период проведения ремонтных работ (ю = 0,98); S_е - сeбeстоимость перевозок в дорожных условиях, принятых за эталон, коп/т ·км; , - показатели себестоимости перевозок соответственно до и после ремонта; q - показатель роста интенсивности движения; t- срок суммирования затрат; Д - затраты на ремонт, отнесенные к 1 км, подлежащего ремонту участка дороги, руб.; Е_н.п. - нормативный коэффициент для приведения разновременных затрат к исходному периоду (Е_н.п.-- 0,08).

Показатели себестоимости перевозок и определяют на основе анализа данных объективной оценки состояния дороги по следующим показателям (рис. 3.5): скорости движения П_v, определяемому отношением фактической средней скорости автомобилей в данных дорожных условиях к средней скорости в условиях, отвечающих требованиям движения; безопасности движения П_о, соответствующему итоговому коэффициенту аварийности К_а - прочности дорожной одежды П_пр - определяемому отношением фактического модуля упругости дорожной одежды к требуемому по условиям движения модулю упругости; непрерывности движения П_н, определяемому отношением фактического числа дней в году, в течение которых обеспечен проезд по дороге (участку), к нормативному числу дней, в течение которых должен быть обеспечен проезд по дороге (участку).

Зная четыре указанных показателя, определяют показатель себестоимости перевозок П_с.п.:

(3.3)

где Т_ф- фактический срок службы дорожной одежды на год проведения оценки прочности, считая от момента сдачи дороги (или ее участка) в эксплуатацию после строительства (реконструкции) или последнего капитального ремонта; z -параметр, определяемый в зависимости от значений показатели прочности, расчетной интенсивности движения и показателя ее роста.

По размеру показатели себестоимости перевозок определяют эффективность дорожно-ремонтных работ (руб.)

Э=Д(П_с.п-1), (3.4)

где Д - затраты на ремонт, руб. / Для облегчения расчетов разработаны подробные номограммы.

Рис. 3.1. Схема определения показателя эффективности дорожно-ремонтных работ

3.3 Рекомендация по проведению проводимых работ по улучшению состояния дорожных одежд

Работоспособность дорожной одежды - это эксплуатационный показатель дороги, показывающий суммарную массу пропущенных по дороге транспортных средств между капитальными ремонтами в брутто тоннах. Ее свойство обеспечивать безопасное движение автомобилей заданной интенсивности с установленными скоростями и осевыми нагрузками. Дорожная одежда работоспособна, если она обеспечивает требования расчетной скорости, прочности, сцепления, ровности и безопасности К_р.с., К_пр, К_ц, K_sиК_а.

Критерием для назначения ремонта дорожной одежды служит такое ее состояние, при котором прочность настолько мала, что становится экономически неэффективным поддерживать эксплуатационные качества проезжей части на требуемом уровне средствами содержания. Таким образом, этот критерий можно считать экономическим.

Работоспособность дорожной одежды измеряется сроком ее службы или суммарной массой т брутто всех автомобилей, прошедших за срок службы дорожной одежды (млн т брутто)

P_o = B_сpT_o, (3.5)

где В_ср-среднегодовая грузонапряженность, вычисленная по средней интенсивности и составу движения;

Т_о -межремонтный срок службы дорожной одежды, годы.

Если известна грузонапряженность в исходном году В₁,а показатель ежегодного роста интенсивности движения соответствует геометрической прогрессии q,можно пользоваться формулой

(3.6)

Критерием назначения ремонта покрытия является такое его состояние, при котором ровность, шероховатость, сцепные качества, износ или один из этих показателей достигли таких значений, что становится невозможным или экономически нецелесообразным поддерживать покрытие на требуемом уровне К_р.с., К_ц, K_sи К_асредствами содержания.

Чтобы довести эти показатели до требуемого уровня, нужно улучшить ровность, шероховатость и сцепные качества покрытия. Обычно это достигается укладкой нового слоя износа или поверхностной обработки.

Работоспособность дорожного покрытия Р_пвычисляют так же, как и работоспособность дорожной одежды, по формулам (3.5) и (3.6).

В табл. 3.1 приведены средние данные о работоспособности дорожной одежды и покрытия на дороге с шириной проезжей части-6-7 м. [5]

Таблица 3.1

Дорожная одежда и покрытие	Ро, млн. т брутто	Рп, млн. т брутто
Цементобетонные	80	20
Асфальтобетонные на щебеночном и цементобетонном основаниях	40	10
Покрытие из щебня, обработанного органическим вяжущим	7,5	2,5

Межремонтные сроки дорожных одежд и покрытий

Под межремонтными сроками подразумевают период от момента сдачи дороги, дорожной одежды или покрытия в эксплуатацию до первого ремонта или между двумя смежными ремонтами в процессе эксплуатации [12]. Таким образом, межремонтные сроки равны срокам службы соответственно дорожных одежд или покрытий.

Межремонтный срок службы дорожной одежды -период, в пределах которого происходит снижение несущей способности дорожной одежды до уровня, предельно допустимого по условиям движения. Ремонт осуществляют при достижении дорожной одеждой в процессе эксплуатации расчетного уровня надежности и соответствующего ему предельного состояния покрытия на ровности.

Межремонтный срок службы покрытия период, в пределах которого снижаются сцепные качества покрытия на капитальных и облегченных дорожных одеждах или увеличивается его износ на переходных и низших дорожных одеждах до предельно допускаемых значений.

Нормативы межремонтных сроков службы дорожной одежды

Нормативные межремонтные сроки служб дорожной одежды и соответствующие им нормы уровней надежности принимают по табл. 3.2 [38].

Таблица 3.2

Нормы межремонтных (расчетных) сроков службы (Т_о) и нормы уровней надежности (К_н) нежестких дорожных одежд

Категория дороги	Интенсивность движения транспортного потока, avt./d	Тип дорожной одежды	Во всех дорожно-кли-матическихподзонах
			Кн	То Годы
I	>7000	капитальный	0,86	16
II	3000-7000	капитальный	0,85	14
III	1000-3000	капитальный	0,83	12
		облегченный	0,80	10
IV	500-1000	капитальный	0,78	12
		облегченный	0,80	10
	100-500	переходный	0,77	5
V	до 100	облегченный	0,75	10
		переходный	0,58	5
		низший	0,58	3

Срок службы дороги может быть вычислен через межремонтные сроки дорожных одежд и покрытий

, (3.6)

где n - число ремонтов дорожных одежд;

n₁-число ремонтов покрытий после последнего ремонта дорожной одежды.

С работоспособностью и сроками службы дороги и ее элементов тесно связана надежность автомобильной дороги.

Надежность автомобильной дороги ее способность обеспечивать бесперебойное, круглогодичное, круглосуточное, безопасное и удобное движение автомобилей с установленными скоростями и нагрузками в течение всего срока службы. При нарушении работоспособности по любому из критериев наступает частный отказ, когда движение по дороге еще возможно, но ограничено по одному из показателей: скорости, интенсивности или составу транспортного потока.

Общий отказ на участке -состояние, при котором движение автомобилей на нем прекращается.

Надежность дороги в целом можно оценить двояко. Во-первых, ее можно представить как надежность отдельных участков: отказ на каком-либо участке приведет к общему отказу дороги. В теории надежности это понятие соответствует нерезервированным системам. Отказ элемента вызывает отказ системы. Таким образом, в этом случае дорога как нерезервированная система может быть оценена общим показателем надежности

, (3.7)

где P_i- надежность i-го километра до дороги т. е. вероятность безотказной работы;

n- число оцениваемых участков.

Во-вторых, надежность дороги на каком-либо участке, например на 1 км можно представить как совокупность надежности элементов дороги. В этом случае можно выделить основные элементы (покрытия, одежды, полотна, трубы, мосты, обустройства безопасности движения), которые обеспечивают бесперебойность и безопасность движения и вспомогательные (СТО, АЗС, мотели), которые обеспечивают сервис и комфортность. Основные и вспомогательные элементы имеют разную значимость в выполнении основной функции дороги, следовательно, их надежность будет иметь и различную весомость. Для этого случая оценка общей надежности дороги как нерезервированной системы:

, (3.8)

где P_i- надежность i-го элемента с весомостью b_i;

n- число элементов дороги.

Чем выше Р, тем выше надежность дороги, т. е. выше уровень ее качества.

Общая теория надежности применительно к автомобильным дорогам разработана еще далеко недостаточно. Значительно лучше теория надежности разработана применительно к отдельным элементам дороги-1 земляному полотну, дорожной одежде и т.д.

На рис.3.2. приведены мероприятия по улучшения работоспособности дорожной одежды.

В таблице 3.2. приведены на основании данных о сроке ремонтах эксплуатационных организации и интенсивности и состава движения была вычислена работоспособность дорожных одежд и покрытия на выбранных участках автомобильных дорог.

Следует, отметит, что в условиях недостаточного финансирования дорожной отрасли наблюдаются тенденция ускоренного старения сети дорог.



Выводы по главе 3

На основании приведенных теоретических и экспериментальных исследований по назначению ремонтных работ можно сделать следующие выводы и рекомендации:

Ежегодно эксплуатационными дорожными хозяйствами республики разрабатываются и реализуются целевые планы мероприятий по ликвидации дефектных препятствующие на удобство и безопасности движения. Однако применяемые дорожными организациями меры не дают должного эффекта. Оценочные показатели транспортно-эксплуатационного состояния дорог и автодорожной сети требует совершенствования. В связи с переходом на региональное самофинансирование, самоуправление и рыночную экономику, необходимо иметь систему показателей (количественные и качественные) ориентированных на конечный результат, то есть состояние сети автомобильных дорог, обеспечивающее безопасное и комфортное движение транспорта.

Эффект от выполнения дорожно-ремонтных работ выражается в повышении транспортно-эксплуатационных качеств дороги, удобство, скорости и безопасности движения автомобилей и как следствие, в снижение себестоимости перевозок. В настоящее время в дорожных организациях недостаточно обеспечиваются экономическая эффективность ремонтных работ. Необходимо разработать нормативный документ по оценке эффективности дорожно-ремонтных работ.

Устранение неровностей на дорожном покрытии при текущем ремонте дорог приводит к увеличению скорости движения до 10%. Величина увеличения скорости зависит от размера неровностей или объёма дефектных участков на дорожном покрытии.

Укладка нового слоя асфальтобетона приводит к увеличению скорости движения до 8-10 км/ч, так как устраняются неровности. Также укладка асфальтобетона приводит к уменьшению ДТП с травматизмом на 6%, материальным ущербом 3%.

Возможно объяснением того, что устранение неровностей дорожного покрытия не повышает безопасность движения, является то, что водители на неровном покрытии снижают скорость, часто меняют траекторию движения (чтобы избежать проезда по крутым неровностям) и повышают внимание при объезде неровностей.

4.Общее улучшение транспортно - эксплуатационных качеств дорог уменьшает количество ДТП с травматизмом на 20% и с материальными потерями на 50%. Возможно объяснением этому является то, что геометрические характеристики, поперечные и продольные профили существенно улучшаются.

5.Проведение мероприятий направленных на повышение ровности дорожного покрытия такие как, текущий ремонт, поверхностная обработка, а также укладка нового слоя асфальтобетона не дают заметного эффекта в снижении аварийности и повышении безопасности движения. Расчеты показывают, что основной эффект от проведений этих мероприятий заключается в увеличении скорости движения и повышении или поддержании высокой пропускной способности всей сети дорог, т.е. экономии времени эксплуатационных расходов транспортных средств. За счет этого достигается и основная выгода от указанных мероприятий. Чистая выгода превышает затраты на реализацию мероприятия, следовательно, реализация мероприятия считается социально экономически выгодной, хотя мероприятие не способствует повышению безопасности движения.

Общие выводы

На основании приведенных в диссертационной работе исследований влияния тяжеловесных автомобилей на срок службы автомобильных дорог с асфальтобетонным покрытием можно сделать следующие общие выводы:

1. Для проведения экспериментальных исследований по изучению влияния автомобильных нагрузок на состояние дорожных одежд были выбраны автомобильные дороги 4Р26 “Сирдарья-Бекабад” км 62-66.

3. На основании анализа научно-технических литературных материалов по изучению факторов вызывающих различные разрушения и дефекты на дорожных покрытиях и одеждах установлено причины образования неровностей на проезжей части, это недостатки допущенные при проектировании и строительстве, нагрузки от транспортных нагрузок и природно-климатические факторы.

4. Среднегодовая суточная интенсивность движения на обследованных участках дорог составляет 7728авт/сут. На участке км 62-66 автодороги 4Р26 “Сирдарья-Бекабад”в составе движения легковые автомобили 49,1%, автобусы 5,78%, Автопоезда 4,47% грузовые автомобили до 3,5 тн 11,58 %, грузовые автомобили от 3,5 до 12,0 т 16,23 грузовые автомобили более 12 тн 10,1% и автопоезда 5,1 %.

5. По результатам оценка диагностическое состояния дорожной одежды и покрытий на обследованных участках дорог установлено, что площадь дороги находящихся в хорошим состояние на км 62-63 составляет-71,28%; км 63-64- 79,50%; км 64-65- 80,99%; км 65-66- 80,99%.

6. Произведены полевые экспериментальные исследования по установлению фактической прочности (модуля упругости) дорожной одежды на выбранных участках дорог, вычислена теоретическая требуемая прочность дорожной одежды.

7. Установлено влияние тяжеловесных автомобилей различных конструкции дорожной одежды на асфальтобетонные покрытия.

...