Сезонные изменения вводно-теплового режима дорожных одежд и земляного полотна. Источники увлажнения дорожных одежд. Требования к минимальной высоте насыпи
Дорожные факторы, влияющие на производительность и себестоимость пробега автомобиля. Основные причины неудовлетворительного состояния автомобильных дорог.
Производительность автомобиля характеризуется годовым грузооборотом.
Па=(Т*q*Кгр*Кпр*Кв*lср*Vср)/(lср+Кпр*Vср*t) (ткм/год)
Где: Т – нормативное количество часов работы а/м в году
Q – нормативная грузоподъемность а/м (т)
Кгр – коэффициент использования грузоподъемности а/м
Кпр – коэффициент использования пробега а/м
Кв – коэффициент использования по времени а/м
Lср – средняя дальность возки (км)
Vср– средняя скорость движения а/м (км/ч)
t – время погрузки / разгрузки грузов (ч)
Кгр=(∑qфi)/(q*N), где qфi –фактическая грузоподъемность
Кпр=Nг/N, где Nг – количество а/м с грузом, N – общее количество а/м
Кф=Тф/Т=(∑Тфi)/(Т*N), где Тф – фактическое количество часов работы.
Дорожник может влиять на показатели:
Q – от этого показателя зависит капитальность дорожной сети (для дорог важна осевая нагрузка), на пропуск транспортных средств в весенний период
Lср – определяет состояние развития сети автомобильных дорог.
Vср – связан с качеством содержания а/д. От содержания и ремонта а/д будет зависеть качество а/д.
Формула определения пробега а/м содержится в переработанном, но еще не утвержденном документе ВСН 21-83.
Sij=Sперj*Кi + (Sпостj+dj)/Vij (коп/авт.км)
J – тип а/м
I – участок а/д
Sпер – затраты в процессе эксплуатации. Переменный показатель, который учитывает износ шин, топливо и т.д.
Sпост – показатель, учитывающий накладные расходы конкретного а/м
Dj – часовая з/п водителя
Кi – показатель, учитывающий состояние участка дорог, по которому движется транспортное средство (Кi=1÷3)
Vij – скорость движения j-го транспортного средства по i-тому участку а/д
Основные причины неудовлетворительного состояния автомобильных дорог:
1) объективные: связаны с тем, что используемые технологии не совершенны и в ряде случаев приводят к неудовлетворительным результатам.
2) субъективные – нарушение технологии по всем направлениям.
3) недоремонт
4) нехватка кадров
5)недостатки в системе управления
6) ограниченное финансирование
Деформация и разрушение дорожных покрытий. Критерии прочности и морозоустойчивости, обеспечивающие требуемое эксплуатационное состояние дорожных конструкций.
Под воздействием движения в неблагоприятных климатических и грунтово-гидрологических условиях ухудшаются основные эксплуатационные показатели дороги - ровность и сцепные свойства покрытия проезжей части, прочность дорожной конструкции. Это проявляется в виде различных выбоин, просадок, проломов, трещин, волн, сдвигов, колейности на поверхности покрытия.
Деформация – это изменение формы тела без изменения его массы и без потери целостности.
- обратимая (прогибы конструкции под воздействием вертикальной нагрузки)
- необратимая (колея)-
Разрушение – это изменение размеров и формы тела с уменьшением его массы или потери сплошности.
Необратимые деформации и разрушения принято относить к дефектам покрытия.
Критерии прочности:
1) по допускаемому изгибу
2) по сдвигу в слоях, неспособных сопротивляться изгибу
3) по растяжению в слоя, которые способны сопротивляться изгибу.
4) Обобщающий критерий – коэффициент прочности.
Критерии морозоустойчивости:
1) величина максимального морозного поднятия дорожной конструкции за счет промерзания грунтов земляного полотна
2) величина морозного пучения.
Необратимые деформации и разрушения принято относить к дефектам покрытия.
Сезонные изменения вводно-теплового режима дорожных одежд и земляного полотна. Источники увлажнения дорожных одежд. Требования к минимальной высоте насыпи.
К погодно-климатическим факторам относят: атмосферное давление, солнечную радиацию, температуру и влажность воздуха, осадки (дождь, снегопад), ветер, метель, гололед, туман, а также их сочетание.
Погодно-климатические факторы формируют водно-тепловой режим земляного полотна (ВТР) — закономерные сезонные изменения влажности и температуры в полотне и слоях одежд. Изменение водно-теплового режима существенно влияет на прочность, долговечность полотна и дорог, приводит к снижению транспортно-эксплуатационных свойств дорог.
Основными источниками увлажнения являются атмосферные осадки, вода со стороны откосов и вода, застаивающаяся на поверхности земляного полотна, капиллярное увлажнение от грунтовых вод, парообразное увлажнение.
Атмосферные осадки проникают в водопроницаемые покрытия ( гравийные и щебеночные, мостовые), в трещины водонепроницаемых покрытий (при недостаточном уходе), частично через обочины и откосы. При отсутствии трещин и наличии укрепленной обочины этот источник неопасен.
Вода со стороны откосов при длительном застое в боковых канавах может передвигаться от откосов к грунтовому основанию. Источник неопасен, если полотно отсыпано из связных (глинистых) грунтов, а коэффициент их уплотнения больше либо равен 0,95.
Опасность капиллярного увлажнения от грунтовых вод зависит от глубины расположения расчетного горизонта грунтовой воды.
Парообразное увлажнение зависит от условий водно-теплового режима полотна и может быть различным. Этот источник постоянно присутствует
Закономерности водно-теплового режима. Для районов с сезонным промерзанием полотна можно выделить четыре периода.
Предзимний период, или период первоначального накопления влаги осенью, характерен охлаждением и интенсивным увлажнением полотна и одежды атмосферными осадками, поднятием уровня грунтовой воды, медленным нарастанием влажности, снижением плотности грунта и прочности одежды.
В отдельные годы наблюдаются резкие смены температур от положительных к отрицательным. Такие температурные удары вызывают линейные сокращения покрытий, скорость которых выше, чем для нижележащих оснований. Это приводит к образованию поперечных температурных трещин.
Морозный период, или период промерзания, характерен перераспределением и накоплением влаги в земляном полотне. Наблюдается снижение tгр, промерзание грунта, дальнейшее увеличение влажности и снижение плотности грунта. В отдельные зимы возникают оттепели, сопровождающиеся частичным оттаиванием и резким снижением прочности проезжей части. Интенсивное влагонакопление и промерзание могут привести к образованию пучин. Прочность грунта в данный период - очень высокая
Весенний период — период оттаивания и насыщения его свободной водой. Это самый опасный период, его принимают за расчетный для дорожных одежд и земляного полотна.
Прочность дорожной конструкции минимальная.
Летний период — просыхание земляного полотна. После полного оттаивания грунт постепенно просыхает, снижается влажность до наименьшего сезонного значения, постепенно возрастает плотность и прочность земляного полотна.
Минимальная высота насыпи(руководящая рабочая отметка) по условиям зимнего содержания дорог(назначается в зависимости от номера дорожно-климатической зоны типа местности в зависимости от условий увлажнения и в зависимости от грунта).
В процессе эксплуатации а/д она периодически заносится снегом, идет патрульная отброска снега.
Нmin=ΔН+Нг
Где Нmin – минимальная высота насыпи
Нг – величина среднегодового отложения снега
ΔН – доп. величина Н, запас на очистку а/д от снежных отражений.
В зависимости от ширины зем. полотна ΔН по СНиП: ΔН=0,4÷1,2 м
Из 2-х значений выбирается максимальная и используется при решении проекта а/д.
А\д, прослужившая n-ое количество времени не остается одинаковой. Это происходит за счет накопления напряжений, от деформации, морозостойкости.
7. Технический уровень и эксплуатационное состояние автомобильных дорог. Неразрывность понятия «Автомобильный транспорт» с экономических позиций. Показатель качества автомобильной дороги.
Технический уровень – это степень соответствия постоянных параметров к нормативным требованиям: продольные уклоны, ширина проезжей части
Эксплуатационное состояние – это степень соответствия переменных параметров и показателей нормативных требований:
- прочность д.о.
- ровность покрытия
- скользкость дорожного покрытия
- несущая способность мостов.
Автомобильный транспорт – совокупность транспортных средств (а/м и автопоездов) и постоянных устройств, к которым относятся пути сообщения (а/д, автотранспортные предприятия и предприятия дорожного хозяйства (ЦБЗ, АБЗ, карьеры))
Оптимизация требований к состоянию а/д
Cобщ=А+Д+П→min
К – капитальные затраты на устройство дорог
Э – затраты на ремонт(эксплуатационные)
Э=Скап+Срем
А – транспортные затраты
П – внетранспортые потери от ДТП в нас. Пункте
А+П=автомобильные затраты
Д – доп. затраты, связанные с ремонтом и содержанием дорог
сигма – ухудшение ровности дороги.
Чем больше δ, тем лучше состояние дорожного покрытия
V=f(δ)
В этих условиях автомобильный транспорт можно рассматривать как комплекс. Этот график как показатель неразрывности транспорта с экономикой.
Итоговый обобщенный показатель качества:
Пд=КПд*Коб*Кэ
Где КПд – комплексный транспортно-эксплуатационный показатель дороги
Коб – показатель, характеризующий состояние инженерного оборудования и обустройства
Кэ – показатель эксплуатационного состояния автомобильной дороги
По итоговому обобщенному показателю качества виды работ не назначают; очень удобно использовать для оценки деятельности дорожно-эксплуатационных организаций. Виды работ назначают в зависимости от состояния по каждому из этих показателей.
Кс. Его применяют в зависимости от средневзвешенного балла, характеризующего состояние дороги. Эти баллы различаются от 2 до 5:
2 - характеризует недопустимый уровень содержания
3 – допустимый
4 – средний
5 – высокий.
Величина средневзвешенного балла определяется за 9-12 месяцев.
Кс=0,9÷1,1 Нормативно допустимое содержание [Кс]=1
Коб принимают по итоговому коэффициенту дефектности соответствия
Dij=1/8∑Dj
Dij - это средняя величина из 8 показателей. Отслеживается фактическое состояние по отношению к нормативному и характер размещения (правильно ли размещено):
1) площадки отдыха
2) пересечение и примыкание
3) автобусные остановки
4) дорожные ограждения
5) тротуары и пешеходные дорожки
6) дорожные разметки
7 освещение
8) дорожные знаки
КПд назначают в зависимости от 10-ти частных коэффициентов обеспеченности расчетной скорости и принимают равным: КПд=Крситог=Крсmin
Крсmin – минимальное значение из всех коэффициентов расчетной скорости.
1) учет влияние ширины основной укрепленной полосы
2) учет влияния ширины и состояния обочин
3) учет влияния состава и интенсивности движения
4) учет влияния продольных уклонов
5) учет влияния кривых в плане
6) учет влияния продольной ровности
7) учет влияния сцепных качеств покрытия с колесом автомобиля
8) учет влияния прочности дорожной одежды
9) учет влияния поперечной ровности
10) учет влияния безопасности дорожного движения.