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.

П_а=(Т*q*К_гр*К_пр*К_в*l_ср*V_ср)/(l_ср+К_пр*V_ср*t) (ткм/год)

Где: Т – нормативное количество часов работы а/м в году

Q – нормативная грузоподъемность а/м (т)

К_гр – коэффициент использования грузоподъемности а/м

К_пр – коэффициент использования пробега а/м

К_в – коэффициент использования по времени а/м

L_ср – средняя дальность возки (км)

V_ср – средняя скорость движения а/м (км/ч)

t – время погрузки / разгрузки грузов (ч)

К_гр=(∑q_фi)/(q*N), где q_фi –фактическая грузоподъемность

К_пр=N_г/N, где N_г – количество а/м с грузом, N – общее количество а/м

К_ф=Т_ф/Т=(∑Т_фi)/(Т*N), где Т_ф – 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

L_ср – определяет состояние развития сети автомобильных дорог.

V_ср – 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.

S_ij=S_перj*К_i + (S_постj+d_j)/V_ij (коп/авт.км)

J – тип а/м

I – участок а/д

S_пер – затраты в процессе эксплуатации. Переменный показатель, который учитывает износ шин, топливо и т.д.

S_пост – показатель, учитывающий накладные расходы конкретного а/м

D_j – часовая з/п водителя

К_i – показатель, учитывающий состояние участка дорог, по которому движется транспортное средство (К_i=1÷3)

V_ij – 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 t_гр, 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.

Н_min=ΔН+Н_г

Где Н_min – минимальная высота насыпи

Н_г – 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

C_общ=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:

П_д=КП_д*К_об*К_э

Где КП_д – комплексный транспортно-эксплуатационный показатель дороги

К_об – показатель, характеризующий состояние инженерного оборудования и обустройства

К_э – 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.

К_с. 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.

К_с=0,9÷1,1 Нормативно допустимое содержание [К_с]=1

К_об принимают по итоговому коэффициенту дефектности соответствия

D_ij=1/8∑D_j

D_ij - 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

КП_д назначают в зависимости от 10-ти частных коэффициентов обеспеченности расчетной скорости и принимают равным: КП_д=К_рс^итог=К_рс^min

К_рс^min – 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.