Методы оценки транспортно-эксплуатационного качества автомобильной дороги

ВВЕДЕНИЕ

 

Автомобильные дороги имеют огромное значение в социальной и экономической жизни любого государства и, в некоторой мере, являются показателем её благосостояния и научно-технического развития. Республика Беларусь, находящаяся в центре Европы, в этом плане, не является исключением. По сравнению с западноевропейскими странами её автодорожная сеть недостаточно развита, в количественном отношении, и перспектив на развитие, в связи с недостатком финансирования, в ближайшее время не наблюдается. Однако использование дорог, проходящих по территории республики Беларусь, для пропуска транзитных транспортных потоков, требует от них высокого транспортно- эксплуатационного качества. Только при его высоких показателях наши автомобильные дороги будут оставаться привлекательными для международных перевозчиков, и приносить доход государству. Транспортно - эксплуатационное качество дороги включает показатели технического уровня, эксплуатационного состояния, обустройства и инженерного оборудования и уровня содержания. Под техническим уровнем понимают параметры дороги, заложенные при её проектировании, и, как правило, остающиеся неизменными на протяжении всего срока службы (радиусы кривых в плане и профиле, продольные и поперечные уклоны и т. д.). Под эксплуатационным состоянием понимают показатели дороги, меняющиеся в процессе эксплуатации под воздействием нагрузок от подвижного состава, природно-климатических и других факторов (ровность, коэффициент сцепления, прочность и т. д.). К обустройству относят комплекс зданий и сооружений дорожных служб и автотранспортных предприятий (площадки отдыха, автозаправочные станции, автопавильоны, станции технического обслуживания и т. д.), дорожные знаки и другие технические средства организации дорожного движения (направляющие устройства, барьерные ограждения и т. д.). Первоочередной задачей дорожных служб на пути повышения транспортно-эксплуатационного качества дорог является их оценка с целью выявления участков, на которых показатели приведенных параметров не соответствуют нормативным значениям. В данном учебно-методическом пособии к курсовому и дипломному проектированию приведены основные методики, позволяющие произвести такую оценку.

 

1 Оценка транспортно-эксплуатационного  качества дороги по методике А. П. Васильева

1.1 Общие положения

От скорости движения автомобиля зависит его эффективная работа, кроме того, по ней можно судить о состоянии автодороги. При управлении автомобилем водитель выбирает безопасный скоростной режим, таким образом, реагируя на параметры и характеристики дороги, создающие предпосылки для совершения дорожно-транспортного происшествия и значения которых не соответствуют нормативным документам. Основываясь на этом свойстве скорости, профессором А.П. Васильевым была разработана методика оценки транспортно-эксплуатационных качеств дороги по комплексному показателю. При соответствии всех параметров и характеристик дороги нормативным значениям, движение автомобилей осуществляется с расчётными скоростями. Данная методика, через коэффициенты обеспеченности расчётной скорости (Кр.с.), позволяет определить, на сколько дорога может их обеспечить. Значение расчетной скорости движения зависит от технической категории дороги и определяется в соответствии с техническим кодексом проектирования [1]. Учитывая различия расчетных скоростей для оценки качества и состояния дорог, принимают одну базовую расчетную скорость равную 120 км/ч.

Таким образом, интегральным показателем, наиболее полно отражающим все основные транспортно-эксплуатационные показатели, принята скорость движения, выраженная через коэффициент обеспеченности расчётной скорости Кр.с.

VФ.MAX. = 120 × КРС, (1)

где VФ.MAX – фактическая максимальная скорость движения одиночного легкового автомобиля, обеспеченная дорогой по условиям безопасности движения или взаимодействия автомобиля с дорогой на каждом участке, км/ч.

     КРС – итоговый коэффициент обеспеченности расчетной скорости.

Наиболее полно недостатки дороги проявляются в осенне-весенний период, когда покрытие находится во влажном или мокром состоянии, именно этот период года принимается за расчётный при оценке потребительских свойств дороги. Поэтому результаты обследований, выполненных в сухое, тёплое время года, приводятся к осенне-весенним условиям работы.

Конечным результатом оценки является обобщённый показатель качества и состояния дороги ПД, включающий в себя комплексный показатель транспортно-эксплуатационного состояния дороги КПД, показатель инженерного оборудования и обустройства КОБ и показатель качества содержания КЭ:

ПД = КПД × КОБ × КЭ.  (2)

Показатели ПД, КПД, КОБ и КЭ являются критериями оценки качества и состояния дороги.

Нормативные значения комплексного показателя транспортно-эксплуатационного состояния дорог КПН соответствуют требованиям технического кодекса проектирования [1]. В неблагоприятных условиях погоды осенне-весеннего периода года допускается снижение требований к показателю транспортно-эксплуатационного состояния дороги КПД, но не более чем на 25 %. Эти значения принимают за предельно допустимые КПП.

Нормативным считается такое состояние дороги, при котором её параметры и характеристики обеспечивают значения комплексного показателя транспортно-эксплуатационного состояния не ниже нормативного (КПД ³ КПН) в течение всего осенне-весеннего периода. Допустимым, но требующим улучшения и повышения уровня содержания считается такое состояние дороги, при котором её параметры и характеристики обеспечивают значение комплексного показателя транспортно-эксплуатационного состояния в осенне-весенний период ниже нормативного, но не ниже предельно допустимого (КПН > КПД > КПП).

Недопустимым, требующим немедленного ремонта или реконструкции, считается такое состояние дороги, при котором значение комплексного показателя транспортно-эксплуатационного состояния дороги в осенне-весенний период ниже предельно допустимого (КПД < КПП).

Первым этапом оценки качества и состояния дороги является определение показателя ее технического уровня и эксплуатационного состояния или комплексного показателя транспортно-эксплуатационного состояния КПД. Оценка включает в себя определения геометрических параметров поперечного  профиля, плана и продольного профиля дороги, состояния покрытия и прочности дорожной одежды, продольной и поперечной ровности, сцепных качеств покрытий, состояния обочин, габаритов мостов и путепроводов, интенсивности и состава транспортных потоков, а также безопасности движения.

1.1 Расчёт комплексного  показателя транспортно-эксплуатационного  состояния дороги

Для получения итогового значения коэффициента обеспеченности расчетной скорости и комплексного показателя транспортно-эксплуатационного состояния дороги определяют частные коэффициенты обеспеченности расчетной скорости, учитывающие влияние различных факторов (КР.С.1 – учитывает влияние основной укреплённой поверхности и ширину габарита моста; КР.С.2 − ширину и состояние обочин; КР.С.3 − интенсивность и состав движения; КР.С.4 − продольные уклоны и видимость поверхности дороги; КР.С.5 − радиусы кривых в плане и уклоны виража; КР.С.6 − продольную ровность покрытия; КР.С.7 − коэффициент сцепления колеса с покрытием; КР.С.8 − состояние и прочность дорожной одежды; КР.С.9 − ровность в поперечном направлении (глубину колеи); КР.С.10 − безопасность движения) на скорость движения.

Частный коэффициент КР.С.1 определяют исходя из ширины проезжей части и краевых укреплённых полос, которые вместе составляют ширину основной укреплённой поверхности В1. С учётом влияния в осенне-весенний периоды года укрепления обочин на фактически используемую для движения ширину этой поверхности получим В1Ф.

При наличии краевых укреплённых полос

, (3)

где ВП – ширина проезжей части, м;

 аУ – ширина краевой укрепительной полосы, м;

    КУ – коэффициент, учитывающий влияние вида и ширины укрепления обочины на фактически используемую для движения ширину основной укреплённой поверхности (коэффициент используемой ширины основной укреплённой поверхности), принимают по таблице 1.

При отсутствии краевых укреплённых полос

. (4)

На мостах, путепроводах и эстакадах:

, (5)

где Г – габарит моста, м

     hБ – высота бордюра, м.

 

Таблица 1 – Значения коэффициента использования ширины основной укреплённой поверхности

Вид укрепления обочин	Значения КУ
	на прямых участках и на кривых в плане радиусом более 200 м	на кривых в плане радиусом менее 200 м, а также на участках с ограждениями, направляющими столбиками, тумбами, парапетами
Покрытие из асфальтобетона, цементобетона или из материалов, обработанных вяжущими	1,0	1,0
Слой щебня или гравия	0,98/0,96	0,97/0,95
Засев травами	0,96/0,94	0,95/0,93
Обочины не укреплены	0,95/0,93	0,93/0,90
Примечания 1. В числителе для дорог I…II категорий,  в знаменателе  – для дорог III…V категорий. 2. Значения КУ даны для ширины полосы укрепления обочины  1,0 м и более.

Значения КР.С.1 в зависимости от В1Ф, числа полос и интенсивности движения приведены в таблицах 2…5.

При меньшей ширине полосы укрепления значения КУ принимают для укрепления асфальтобетоном или другими обработанными вяжущими материалами как для укрепления щебнем или гравием; для укрепления щебнем или гравием как для укрепления засевом травами, а для укрепления засевом травами как для неукреплённой обочины.

 

Таблица 2 – Значения частного коэффициента обеспеченности расчётной скорости КРС1, учитывающего влияние ширины основной укреплённой поверхности дороги для двухполосных дорог

Ширина используемой укреплённой поверхности В1Ф, м	Интенсивность движения, авт./сут. (физических ед.)
	менее 600	600…1200	1200…3600	3600…10000
4,50	0,58	0,25	—	—
4,75	0,68	0,33	—	—
5,0	0,79	0,41	—	—
5,25	0,88	0,50	—	—
5,50	1,0	0,58	—	—
5,75	1,10	0,64	—	—
6,0	1,20	0,75	0,65	—
6,25	1,25	0,84	0,71	—
6,50	—	0,93	0,78	0,61
6,75	—	1,0	0,85	0,68
7,0	—	1,07	0,91	0,75
7,25	—	1,13	0,98	0,82
7,50	—	1,19	1,05	0,88
7,75	—	1,25	1,12	0,94
8,0	—	1,30	1,18	1,0
8,25	—	—	1,25	1,05
8,50	—	—	1,30	1,10
8,75	—	—	—	1,15
9,0	—	—	—	1,20
9,25	—	—	—	1,25
9,50	—	—	—	1,30

Частный коэффициент КРС2 определяют по величине ширины обочины в соответствии с табл. 7. В общем случае в состав обочины входит краевая укреплённая полоса, укреплённая полоса для остановки автомобилей и прибровочная полоса.

В случае, когда проезжая часть и краевые укреплённые полосы или проезжая часть и укреплённые обочины имеют один тип покрытия и между этими элементами нет четко видимых различий (например, для гравийных и щебеночных покрытий), ширину краевых укреплённых полос или укреплённых обочин условно принимают по формуле

, (6)

где аУ – ширина краевой укреплённой полосы или укреплённой обочины, имеющей одинаковый с проезжей частью тип покрытия, м;

ВУ – общая ширина укреплённой поверхности, имеющая один тип покрытия, м;

ВО – оптимальная ширина укреплённой поверхности, соответствующая данной интенсивности движения, м (табл. 6).

 

Таблица 3 – Значения коэффициента               Таблица 4 – Значения коэффициента

                      КРС1 для трёхполосных                                        КРС1 для двухполосной

                      дорог                                                                      проезжей части четы-

                                                                                                      рёхполосных дорог

Ширина используемой укрепленной поверхности В1Ф, м	Значение КРС1			Ширина используемой укрепленной поверхности В1Ф, м	Значение КРС1 при ширине разделительной полосы
	с разметкой	при отсутствии разметки			до 5 м	Более 5 м
10,50	0,8	0,7		6,0	0,50	0,55
10,75	0,83	0,72		6,25	0,59	0,64
11,0	0,86	0,74		6,50	0,67	0,72
11,25	0,88	0,76		6,75	0,75	0,80
11,50	0,90	0,78		7,0	0,83	0,88
11,75	0,95	0,80		7,25	0,90	0,95
12,0	0,99	0,81		7,50	0,95	1,00
12,25	1,03	0,82		7,75	1,0	1,05
12,50	1,08	0,83		8,0	1,05	1,10
12,75	1,10	0,85		8,25	1,10	1,15
13,0	1,15	0,87		8,50	1,15	1,20
13,25	1,18	0,92		8,75	1,20	1,23
13,50	1,22	0,97		9,0	1,25	1,26
13,75	1,25	1,02		9,25	1,29	1,29
14,0	-	1,07		9,50	1,32	1,32
Примечание – Приведённые значения КРС1 действительны при интенсивности движения более 7 тыс. авт./сут. При меньшей интенсивности для дорог с шириной укреплённой поверхности 10,5 м принимают КРС1=1,10 при  отсутствии разметки и КРС1=1,25 при наличии разметки.				9,75	1,35	1,35