Методы измерения ровности дорожного покрытия

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Ровность дорожного покрытия является одним из основных показателей, характеризующих удобство движения по дороге и оказывающих решающее влияние на скорость движения автомобилей и транспортную работу дороги в целом.

При плохом состоянии дорожного покрытия значительно ухудшаются условия движения: появляются вредные для водителя и автомобиля вибрации, существенно усложняются условия работы водителя, так как ему длительное время приходится отслеживать состояние проезжей части, часто изменяя траекторию движения, осуществляя торможение и разгоны. Всем этим внимание водителя отвлекается от других важных с точки зрения безопасности дорожного движения элементов дороги и автомобиля. Поэтому ухудшение ровности дорожного покрытия приводит к повышению аварийности.

Простейшим прибором для определения ровности дорожного покрытия и основания является трехметровая рейка (рис. 1, а).

Рис. 1. Трехметровая рейка (а) с мерным клином (б)

Рис. 2. Передвижная двухопорная рейка ПКР-1: 1 - шкала замера неровностей; 2 - колесо-индикатор

Степень ровности дорожного покрытия оценивается по зазору между нижней плоскостью рейки, уложенной на проезжую часть, и поверхностью дорожного покрытия.

Просветы под трехметровой рейкой измеряются с помощью клина (рис. 1, б) в пяти контрольных точках, расположенных на расстоянии 0,5 м от концов рейки и друг от друга. Места приложения рейки должны равномерно располагаться по длине участка измерений. Общее число измерений просветов под рейкой на участке измерений должно быть не менее 120. Максимальный просвет под рейкой допускается не более 5 мм.

Основным недостатком такого способа определения ровности дорожного покрытия является высокая трудоемкость и недостаточная точность.

К более совершенным приборам измерения ровности дорожного покрытия относятся двухопорная рейка ПКР-1 (рис. 2) и прибор РК-1 (рис. 3).

Рис. 3. Прибор РК-1: 1 - измерительная рейка; 2 - электрический кабель; 3 - электронный измерительный блок

При измерении ровности дорожного покрытия двухопорная рейка (см. рис. 2) прокатывается по проезжей части и через равные расстояния (обычно через 1...3 м) регистрируются размеры просветов.

Прибор РК-1 (см. рис. 3) предназначен для оценки ровности дорожного покрытия при приемке выполненных дорожно-строительных и ремонтных работ.

Прибор состоит из измерительной рейки 1 длиной 3 м и электронного измерительного блока 3, соединенного с рейкой посредством гибкого электрического кабеля 2. На рейке установлены пять бесконтактных датчиков линейных перемещений, размещенных вдоль рейки через 50 см. К корпусу рейки прикреплены поворотные кронштейны, на которых установлены колеса. В середине рейки закреплен рычаг управления. На заднем колесе установлен бесконтактный датчик для регистрации пройденного пути. На лицевой панели электронного блока установлен двоичный переключатель, служащий для ввода значения допускаемого просвета для данного типа дорожного покрытия путем набора цифр.

На контролируемом участке дороги рейку перемещают и через определенные расстояния прикладывают к дорожному покрытию. В месте измерения просветов производят запись размеров просветов в память прибора с суммированием их числа в трех диапазонах: до предельного значения просвета, от предельного до двукратного значения и свыше этого значения.

В приборе предусмотрена сигнализация при обнаружении просветов свыше двукратного значения заданного предела (место брака дорожного покрытия). Диапазон измерений дорожных просветов составляет 0...50 мм.

Ровность дорожного покрытия также может быть измерена путем суммирования колебаний кузова движущегося автомобиля относительно его заднего моста.

Приборы для оценки ровности дорожного покрытия по сумме сжатия рессор называют толчкомерами.

Существуют разные конструкции толчкомеров: ТХК-2, ПКРС-2, ТЭД-2М, ИВП-1М и др.

Толчкомер конструкции ТХК-2 (рис. 4) устанавливают в кузове автомобиля над его задним мостом.

Колебания рессор через гибкий трос передаются на барабан счетного механизма толчкомера. Ровность дорожного покрытия оценивают суммарным сжатием рессор автомобиля на участке дороги длиной 1 км при постоянной скорости движения 50 км/ч. Регистрация показаний толчкомера осуществляется на бумажной ленте печатающего устройства счетного механизма, включаемого в нужный момент времени. Производительность толчкомера ТХК-2 170 км/смена.

Рис. 4. Толчкомер ТХК-2

По результатам измерений строят линейный график ровности дорожного покрытия (толчкограмму).

Динамометрическая установка ПКРС-2 (рис. 5) состоит из прицепного одноколесного прибора, оборудованного датчиком ровности дорожного покрытия и установленного в автомобиле пульта управления.

Рис. 5. Динамометрическая установка ПКРС-2: 1 - тормозная педаль прицепа; 2 - пульт управления; 3 - рычаг водополива; 4 - место оператора; 5 - бак для воды

Измерения производят в следующем порядке. Включают электропитание записывающего устройства, развивают скорость движения автомобиля до 50 км/ч до начала контролируемого участка, включают записывающее устройство.

Результаты измерений сравнивают с минимально допустимыми, в результате чего выявляют участки с неудовлетворительной ровностью дорожного покрытия.

Динамометрический прицеп типа ПКРС-2У (рис. 6) представляет собой, как и установка ПКРС-2, одноколесный прицеп, буксируемый автомобилем. Благодаря наличию сцепки, изготовленной в виде параллелограмма, наружная рама прицепа постоянно сохраняет положение, параллельное поверхности дорожного полотна. Прицеп используют в составе передвижной дорожной лаборатории КП-514МП или любого транспортного средства, снабженного бортовым компьютером. Показатель ровности дорожного покрытия определяют по суммарному перемещению колеса прицепа относительно инерционной массы его корпуса на единицу длины дороги.

Рис. 6. Динамометрический прицеп типа ПКРС-2У

ровность дорожный транспортный толчкомер

Достоинствами электронного толчкомера с дистанционным управлением ТЭД-2М (рис. 6) являются следующие:

· использование муфты прямого и обратного хода, полностью исключающей люфты по сравнению с другими толчкомерами;

· использование индуктивного или оптронного датчика импульсов, позволяющего осуществлять счет до 1000 имп./мин;

· использование электронного счетчика импульсов толчкомера, собранного на интегральных микросхемах с цифровой индикацией на световом табло;

· наличие электронного секундомера (таймера), синхронно работающего со счетчиком импульсов;

· наличие запоминающего устройства счета импульсов и времени;

· дистанционное управление, позволяющее оператору находиться в любой точке кузова автомобиля.

Рис. 7. Толчкомер ТЭД-2М: 1 - датчик; 2 - ось; 3 - муфта прямого и обратного хода; 4 - обтюратор; 5 - пружина; 6 - корпус прибора; 7 - приводной барабан; 8 - отверстие в днище кузова; 9 - трос; 10 - задний мост автомобиля

Толчкомер ТЭД-2М состоит из двух основных узлов: механической части датчика импульсов и электронного счетчика импульсов с таймером в блоке дистанционного управления.

Механическая часть датчика импульсов состоит из приводного барабана 7, соединенного с муфтой 3 прямого и обратного хода. Вращение приводного барабана на оси 2 осуществляется под воздействием вертикальных перемещений троса 9, один конец которого закреплен через пружину 5 к корпусу прибора 6, второй - к заднему мосту 10 автомобиля через отверстие 8 в днище кузова автомобиля.

При воздействии неровностей на движущийся автомобиль происходит вертикальное перемещение заднего моста автомобиля относительно кузова, которое фиксируется муфтой 3 прямого и обратного хода путем вращения обтюратора 4 только в одном направлении. Лепестки обтюратора проходят в непосредственной близости от датчика 1, за счет чего сигнал с выхода датчика поступает на электронный счетчик. Вертикальное перемещение троса на 1 см дорожного покрытия дает один импульс на электронный счетчик.

При измерении ровности дорожного покрытия проезд автомобиля должен осуществляться по полосам наката. Число проездов по каждой полосе движения (в прямом и обратном направлении) должно составлять для дорог I, II категорий три проезда; III, IV категорий - два проезда; V категории - один проезд.

Недостатком измерения ровности дорожного покрытия толчкомерами типа ТХК-2 и ПКРС-2 является получение с их помощью только общей суммы сжатия рессор на участке длиной 1 км. По этим показаниям невозможно определить величину отдельных неровностей.

Наиболее совершенным прибором, применяемым в России, является профилометр ДПП (динамический преобразователь профиля), разработанный в 1960-х гг. в МАДИ под руководством проф. А.А. Хачатурова (рис. 7).

Рис. 8. Схема прибора для записи микропрофиля конструкции МАДИ: 1 - буксирующий автомобиль; 2 - шарнирное сцепное устройство; 3 - ось вращения маятника; 4 - амортизатор, гасящий колебания; 5 - наружная рама; 6 - внутренняя рама; 7 - груз; 8 - «медленный» маятник; 9 - датчик относительных перемещений маятника

Данный прибор в процессе движения позволяет записывать микропрофиль поверхности дороги и полностью автоматизировать процесс измерения ровности, обработки получаемой информации на ЭВМ и выдачи результатов в международных индексах ровности IRI. Принцип действия прибора основан на свойстве «медленного» маятника «запоминать» свое первоначальное положение, что позволяет регистрировать перемещение рамы прибора относительно маятника.

В Росдорнии разработан прибор РИКАД-2 (рис. 8) для определения параметров микропрофиля автомобильной дороги. Прибор входит с состав диагностического комплекса АДК-М, относится к установкам профилометрического типа и предназначен для определения международного индекса ровности IRI, который рассчитывается путем моделирования движения по микропрофилю 1/4 части расчетного автомобиля.

Рис. 9. Схема прибора РИКАД-2: В - ширина участка контакта шины с поверхности дороги; сs - жесткость амортизатора; ks - жесткость упругого элемента подвески; k1 - жесткость шины

Прибор РИКАД-2 состоит из датчиков, регистрирующих пройденный путь и вертикальные перемещения и устанавливаемых на оси колеса и кузове автомобиля, электронного блока регистрации результатов измерений и бортового компьютера.

Во многих странах для определения ровности дорожного покрытия используют французский анализатор продольного профиля APL-25 (рис. 9), предназначенный для измерения неровностей дорожного покрытия с амплитудой 50 мм и длиной волны 0,3...15 м.

Рис. 10. Анализатор продольного профиля APL-25: 1 - устройство контроля скорости движения автомобиля; 2 - устройство усиления сигнала; 3 - устройство записи информации; 4 - измерительный прицеп

Анализатор состоит из измерительного прицепа 4, устройства усиления сигнала 2 и записи информации 3 на магнитном носителе, устройства 1 контроля скорости движения.

При измерении ровности дорожного покрытия автомобиль должен двигаться со скоростью 21,6 км/ч ±2%. Скорость движения контролируется тахометром. Профиль дорожной поверхности регистрируется анализатором APL-25 по величине измерения угла б между несущей балкой и эталонным инерционным маятником. Во время движения анализатора индуктивным датчиком происходит непрерывное измерение угла б, который прямо пропорционален вертикальным перемещениям измерительного колеса и, следовательно, неровностям дорожного профиля.

В последние годы многими странами принята новая система определения ровности дорожного покрытия. За показатель ровности дорожного покрытия принимается международный индекс ровности - IRI(InternationRoughnessIndex), который определяется как отношение сумм вертикального перемещения измерительного колеса прицепа к пройденному расстоянию.

Для определения IRIприменяется анализатор продольного профиля APL-72, представляющий собой одноколесный прицеп, буксируемый с постоянной скоростью автомобилем. Анализатор снабжен датчиком пройденного пути и персональным компьютером типа Notebook для записи, обработки и хранения результатов измерений.

Анализатор позволяет определять неровности дорожного покрытия высотой ±10 см и длиной волны 0,2...100 м. При измерении должна обеспечиваться скорость движения, равная 21,6 или 72 км/ч ±10 %. Производительность анализатора составляет 100 км/смена.

Размещено на Allbest.ru