1 Общие понятия

Скачать 18.79 Mb.

Название	1 Общие понятия
Анкор	shpory_po_DAD_obrabotannye.doc
Дата	24.04.2017
Размер	18.79 Mb.
Формат файла
Имя файла	shpory_po_DAD_obrabotannye.doc
Тип	Документы #2037
страница	5 из 10

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

установка ДИНА-ЗМ

Установка представляет собой серийный прицеп ГАЗ-704, на шасси которого смонтирована динамическая установка. В процессе измерения создается кратковременное (0,2...0,4с) динамическое нагружение, близкое к нагрузке от движущегося автомобиля. Светофотодиод, закрепленный на пружине, регистрирует прогиб и передает его значение на микропроцессор. По результатам измеренного прогиба определяется модуль упругости дорожной одежды.

установка TSD

Дефлектометр представляет собой специальный прицеп, буксируемый стандартным седельным тягачом.

Прицеп оборудован системой нагружения, точно обеспечивающей требуемую нагрузку на ось, системой лазерных датчиков, гироскопов, акселерометров, датчиком пути, специальным программным обеспечением.

17 Износ дорожного покрытия
Прочность дорожной одежды и ее транспортно-эксплуатационное состояние тесно связаны с износом покрытия. Вот почему в процессе контроля технического состояния дорожных одежд часто прибегают к измерению фактической толщины дорожного покрытия, определению его износа.

Износ — процесс уменьшения толщины покрытия в результате потери материала под действием движения транспортных средств и природных факторов.

Износ цементобетонных, асфальтобетонных и других монолитных покрытий (в долях миллиметра) измеряют при помощи реперов и износомера (рис).

Прибор для змерения износа покрытия конструкции: 1 — индикатор; 2 — компас; 3 — опорная площадка с тремя ножками; 4 — место для пробки; 5 — металлический стаканчик — репер
При этом способе измерения в покрытие предварительно закладывают реперы — стаканчики из латуни. Дно стаканчика служит поверхностью, от которой выполняют отсчеты при определенном для данного репера положении стрелки компаса. Во избежание засорения стаканчик закрывают резиновыми пробками. Износ покрытия определяют как разность значений замеров — предыдущего и проведенного в данный момент.

Износ устанавливают также с помощью пластин (марок) трапецеидальной формы из известняка или мягкого металла, заделываемых в покрытие и истирающихся совместно с ним. Полуразность между длиной ребра пластины L₁на поверхности покрытия, измеренной после истирания, и первоначальной длиной Lи характеризует износ (рис. 3.19). Истирание покрытия за данный отрезок времени определяется по формуле

Н_п=Н-Н₀,

где Н — первоначальная толщина; Н₀— оставшаяся толщина покрытия.

Марка из известняка для измерения износа: а — разрез; б — план; в — схема для расчета износа
Для измерения толщины слоев в слоистых полупространствах могут быть использованы электрические и лазерные приборы.
18 Физическая сущность шероховатости
Шероховатость поверхности покрытия является качественной характеристикой его состояния и представляет собой отклонение покрытия дорожной одежды от истинно плоской поверхности в пределах диапазона длин волн до 500 мм и амплитуды между пиками до 50 мм. Шероховатость подразделяется на микро-, макро- и мегатекстуру.

Микротекстура покрытия является профильной характеристикой шероховатости, при которой поверхность ощущается на ощупь более-менее шероховатой, но шероховатость обычно слишком мала для зрительного восприятия. Это относится к свойствам поверхности (остроконечность и шероховатость) одиночной щебенки или других частиц поверхности, непосредственно контактирующих с шинами. Микротекстура определяется как отклонение покрытия дорожной одежды от истинно плоской поверхности в пределах диапазона длин волн менее 0,5 мм и амплитуды 0,001...0,5 мм.

Адгезия высокочувствительна к микротекстуре. И микротекстура действует на трение положительно, т.е. более высокая степень шероховатости означает более высокий уровень трения. На сухой дороге в общем и целом доминирует эффект адгезии — это означает, что основной определяющей поверхность характеристикой является микротекстура.

Макротекстура покрытия является профильной характеристикой шероховатости покрытия с длиной волн того же порядка, что и размер контакта элементов протектора шины на месте соприкосновения шины с дорогой, и представляет собой неровности поверхности дорожного покрытия, сформированные частицами каменного материала. Покрытие проектируется с некоторой макротекстурой для обеспечения оттока воды на месте контакта шины с дорогой. Требуемую величину макротекстуры получают путем подбора соотношения заполнителя и вяжущего для верхнего слоя покрытия или определенной технологией обработки поверхности покрытия. Макротекстура определяется как отклонение покрытия дорожной одежды от истинно плоской поверхности в пределах диапазона длин волн 0,5...50 мм и амплитуды 0,1...20 мм.

На мокрой дороге макротекстура формирует каналы и свободные пространства для отвода воды, где вода может оставаться, не мешая адгезии. На низкой скорости движения достаточно времени для выталкивания воды из областей сцепления шины с дорогой, независимо от макротекстуры, и в таких случаях этот показатель не так важен. Однако на высокой скорости движения времени для выталкивания воды из областей сцепления шины с дорогой недостаточно, поэтому макротекстура должна быть «глубокой» для отвода избыточной воды, препятствующей сцеплению шины с дорогой. Из этого следует, что чем выше скорость, тем больше должно быть значение макротекстуры.

Если макротекстура не обеспечивает водоотвод, дорога может стать очень опасной для высокоскоростного движения в условиях мокрой погоды.

Однако в целом для обеспечения минимального сопротивления качению шероховатость должна быть на низком уровне.

Мегатекстура покрытия также является профильной характеристикой шероховатости покрытия с длиной волн того же порядка, что и размер контакта шины с дорогой. Часто существует в виде выбоин или «волнистости». Мегатекстура обладает сцепными свойствами, аналогичными таковым макротекстуры.

На сопротивление качению, а следовательно, и на потребление топлива и выбросы выхлопных газов транспортным средством влияет шероховатость более длинных волн, чем те, которые оказывают влияние на трение. Когда шероховатость выходит на высокий уровень мегатекстуры, сопротивление качению также повышается и обладает приблизительно 10% -ным влиянием на потребление топлива.

Мегатекстура отрицательно влияет на шум (внешний и внутренний).

Шероховатость дорожного покрытия является как желательным, так и нежелательным

Расчетной характеристикой шероховатости является вычисленная глубина текстуры
ЕТD = 0,2 + 0,8МРD,
где MPD— средняя глубина профиля, мм.
19 Методы измерения шероховатости дорожных покрытий
Шероховатость дорожного покрытия определяют методами песчаного пятна, объемного пятна, вытекания, профилометрическими методами.
1 Метод песчаного пятна
Метод песчаного пятна – определение шероховатости покрытий в дорожных условиях – заключается в измерении средней глубины впадин шероховатости на покрытии автомобильных дорог.

Комплект оборудования для определения средней глубины шероховатости включает два мерных стаканчика емкостью 10 и 25 см³ для дозирования песка, металлический диск диаметром 100 мм для распределения песка по поверхности покрытия, номограмму для определения средней глубины шероховатости по диаметру песчаного пятна с тремя шкалами для 10, 25 и 50 см³ объема песка.

При измерении средней глубины шероховатости на поверхность покрытия высыпают мерным стаканчиком порцию мелкого песка (размер зерен 0,14...0,31 мм): при мелкошероховатом покрытии — 10 см³, среднешероховатом — 25 см³, крупношероховатом — 50 см³. Порцию песка круговыми движениями распределяют по поверхности покрытия до заполнения всех впадин уровня наиболее высоких выступов.

Полученное «песчаное пятно» измеряют по четырем взаимно перпендикулярным направлениям и определяют среднестатистический диаметр. Для особо мелкошероховатой поверхности берут порцию песка 5 см³, среднюю глубину шероховатости определяют по шкале номограммы для объема 10 см³, умножая показания шкалы на коэффициент 0,5.

Среднюю глубину шероховатости вычисляют по формуле
h_cp = 4V/πD²
где V — объем песка, см³;

D— средний диаметр песчаного пятна, см.
2. Метод объемного пятна
Метод объемного пятна — определение шероховатости покрытий с помощью стеклянных шариков в дорожных условиях – заключается в измерении средней глубины впадин шероховатости на покрытии автомобильных дорог.

Метод объемного пятна аналогичен методу песчаного пятна, но в качестве материала используются стеклянные шарики, которые распределяют по покрытию с помощью специального инструмента (хоккейной шайбой с ручкой).
3. Метол вытекания
При использовании метода вытекания в качестве меры шероховатости используется время вытекания воды (1 дм³) между резиновым кольцом, установленным на покрытии, и шероховатой поверхностью. Применяется на относительно гладких покрытиях.
4. Профилометрические методы
Для измерения шероховатости профилометрическими методами используется передвижная лаборатория «Профилограф», определяющая макротекстуру автомобильных дорог.

Специальный лазер для измерения макротекстуры (шероховатости) поверхности устанавливается вдоль левой или правой полосы наката.

Измерительным органом при работе установки «Профилограф» (Беларусь/Дания) является лазерный датчик. При движении автомобиля луч света полупроводникового лазерного диода падает на поверхность покрытия с частотой 64 кГц. Детектор, установленный в корпусе датчика, определяет профиль макрошероховатости от условного среднего уровня лазера, поддерживаемого сервомотором, и преобразует в электрический сигнал, на основании которого электронные устройства могут вычислить фактическое расстояние до объекта измерения. Конструкция лазерного датчика позволяет производить измерения по высоте от его нижней грани на среднем расстоянии 200 мм в диапазоне ±30 мм. Измерения выполняются через каждые 0,2...0,3 мм пути движения установки. Скорость движения — 40...70 км/ч (в зависимости от шага измерений).

По результатам измерений вычисляют параметры макротекстуры по песчаному пятну (ЕТБ) и среднюю глубину профиля макротекстуры (МРБ), приходящуюся на участок протяженностью 1, 10, 100, 1000 м.

21 Методы измерения сцепных качеств дорожных покрытий
Коэффициент сцепления — отношение результирующей реакции, возникающей в опорной плоскости касания колеса с поверхностью, к соответствующему значению нормальной нагрузки, действующей на колесо. Коэффициент поперечного сцепления является частью коэффициента сцепления, соответствующей движению колеса под углом к плоскости вращения колеса, а коэффициент продольного сцепления — частью коэффициента сцепления, соответствующей движению колеса в плоскости его вращения.

Коэффициент сцепления можно вычислить по формуле

φ = Т/Q,

где Т — горизонтальная реакция, кН; Q— нагрузка, кН.

Рисунок. Принципиальная схема сил при измерении коэффициента сцепления:

Т — горизонтальная реакция; Q — нагрузка; V — скорость измерения; ω —

угловая скорость вращения измерительного колеса (равна нулю при пол-

ностью заблокированном колесе); R— радиус измерительного колеса
Факторы, влияющие на сцепные качества покрытий

Коэффициент сцепления зависит от факторов, важнейшими из которых являются: скорость движения; величина нагрузки на колесо, его размеры; размер, конструкция, материал, внутреннее давление пневматической шины и протектор с его изменяющейся жесткостью и рисунком; условия контакта шины с покрытием; тип и состояние дорожного покрытия; износ покрытия и шины; материал и методы строительства; климатические условия и т.п.

С увеличением скорости движения сцепление между колесом автомобиля и дорогой снижается.

Однако наибольшее влияние на коэффициент сцепления оказывает комплексное действие повышения влажности дорожного покрытия и скорости движения, что приводит к увеличению длины тормозного пути и нарушению устойчивости автомобиля.

В процессе эксплуатации дороги происходит износ покрытия, особенно интенсивный в пределах полос наката. Степень износа, а следовательно, и условия сцепления колес автомобиля с дорожным покрытием зависят от срока службы покрытия и интенсивности движения. Неравномерное изменение условий сцепления в поперечном профиле дороги может привести к заносу автомобиля и дорожно-транспортному происшествию.

Безопасность движения зависит также от степени надежности сцепления колес автомобиля с дорогой на участках горизонтальных и вертикальных выпуклых кривых, в пределах которых на автомобиль действует центробежная сила, стремящаяся в первом случае сдвинуть его в наружную сторону закругления, а во втором — оторвать от поверхности дороги (уменьшение нагрузки на колесо). В связи с ухудшением условий сцепления и управляемости автомобилем безопасное движение на подобных участках возможно лишь с ограниченными скоростями.

На сцепные качества покрытий существенно влияет наличие грязи и влаги на отдельных участках. При экстренном торможении создается аварийная ситуация, так как длина тормозного пути на загрязненном или замасленном покрытии при малой величине коэффициента сцепления значительно больше, чем на чистом сухом покрытии дороги.

Низкие сцепные качества покрытий наблюдаются в местах выхода вяжущего (битума) на поверхность дороги, на участках, проходящих через лесные массивы (в период листопада), в местах частого увлажнения покрытий вследствие вечерних и утренних туманов (низины, поймы рек, озер, болот) и т.п. Большое количество дорожно-транспортных происшествий происходит при недостаточно высоком сопротивлении скольжению дорожных покрытий, особенно на пересечениях автомобильных дорог в одном уровне. Величина коэффициента сцепления в таких местах снижается вследствие полировки выступающих поверхностей каменных частиц дорожного покрытия в результате интенсивного движения автомобилей, а также применения для борьбы с гололедом песка, хлористого кальция или натрия. Поэтому к сцепным качествам покрытий на указанных участках следует предъявлять повышенные требования, применяя для устройства покрытий каменный материал с повышенным сопротивлением истиранию.

Как правило, отдельные участки дороги имеют либо разные типы покрытий, либо однородные покрытия, но с различными поверхностными обработками. Незначительные изменения в составе асфальтобетона, каменном материале или органическом вяжущем, различная технология производства работ влияют на коэффициент сцепления. Величина сопротивления скольжению также зависит от неодинаковой температуры поверхности покрытия на смежных участках, расположенных в залесённой и открытой местностях. Поэтому в процессе оценки сцепных качеств того или иного маршрута необходимо учитывать возможные изменения сопротивления скольжению и производить измерения на всех характерных участках с учетом изменений в поперечном профиле.

Таким образом, безопасность движения в значительной степени обусловлена условиями взаимодействия колес автомобиля с дорогой, а оценивать эти условия необходимо в первую очередь на наиболее опасных, скользких участках дороги, в местах возможного возникновения дорожно-транспортных происшествий. При этом потенциально опасные участки дорог следует систематически выявлять и принимать меры по повышению шероховатости покрытий или ограничению скорости движения автомобилей.

Следовательно, для предупреждения дорожно-транспортных происшествий, вызываемых недостаточным сцеплением шины с покрытием, необходимо регулярно проверять состояние покрытия, а на отдельных, особо опасных участках и в местах, где наиболее часто бывают ДТП, — оценивать скользкость дорог. Кроме того, следует изучать места концентрации дорожно-транспортных происшествий, составлять линейные графики происшествий и состояния сцепных качеств дорожного покрытия вдоль всего маршрута.
22 Метод полностью заблокированного колеса

Динамометрический прицеп ПКРС-2У. Измерение сцепления покрытий с помощью динамометрического прицепа проводят дискретно в режиме скольжения полностью заблокированного колеса прицепного устройства по увлажненной поверхности покрытия.

Колесо блокируют нажатием на тормозную педаль в отдельных точках дороги. При измерении коэффициента сцепления необходимо фиксировать температуру воздуха и получаемые величины приводить к расчетной температуре +20 °С путем введения поправки.

.

Принцип работы. При определении величины коэффициента сцепления на большом протяжении проводят не менее пяти измерений на 1 км полосы движения. В момент блокировки покрытие увлажняют с созданием водной пленки толщиной 1 мм. Величина коэффициента сцепления фиксируется компьютерным устройством или микропроцессорной системой с привязкой к километражу автомобильной дороги.
Метод частично заблокированного колеса с проскальзыванием

Установка GripTester предназначена для непрерывного измерения сцепления колеса с покрытием на автомобильных дорогах. При помощи GripTester определяется сила сцепления в контакте шины с покрытием частично заблокированного колеса с гладкой шиной на влажном покрытии при движении с коэффициентом проскальзывания 15 %.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10