1) анализ интенсивности и состава движения;
2) расчет и измерение скоростей движения;
3) оценка ровности и шероховатости дорожного покрытия;
4) обследование состояния земляного полотна и водоотвода;
5) оценка прочности дорожной одежды;
6) измерение режимов и оценка безопасности движения.
На маршрутах небольшого протяжения один научный сотрудник может выполнять 2 - 3 вида работ.
Весь состав экспедиции условно делится на две бригады: бригада, анализирующая режим, условия и безопасность движения автомобилей в совокупности с дорожными условиями, и бригада, в обязанность которой входит обследование земляного полотна, водоотвода и прочности дорожной одежды с измерением ровности и скользкости дорожного покрытия.
Первой бригаде придается один или два (в зависимости от сроков и объемов работ) легковых автомобиля-лаборатории, оборудованных приборами для оценки режима движения автомобилей.
Второй бригаде - легковой автомобиль, оборудованный толчкомером и прицепной динамометрической тележкой, буровой агрегат, смонтированный на грузовом автомобиле, для бурения дорожной одежды и тяжелый грузовой автомобиль для оценки прочности дорожной одежды.
Перед выездом в поле все приборы, установленные на автомобилях, тарируются путем пробных проездов по участкам дорог с хорошо известными геометрическими элементами и покрытием, ровность которого известна, и лишь после нескольких пробных выездов направляются на объект обследований.
В состав каждой бригады входит необходимое количество (в зависимости от объема работ) операторов-лаборантов. В Московском автомобильно-дорожном институте лаборантский состав экспедиции комплектуется за счет студентов старших курсов дорожно-строительного факультета.
В окончательно укомплектованном виде первая бригада состоит из трех младших научных сотрудников, одного или двух водителей-механиков и трех операторов-лаборантов. В период проведения массовых измерений состав бригады по распоряжению начальника экспедиции пополняется дополнительным количеством сотрудников за счет второй бригады. Это необходимо, например, при измерении интенсивности движения одновременно на большом количестве створов. При этом состав бригады возрастает до 12 - 15 человек.
В состав второй бригады входят три младших научных сотрудника, ответственных за обследования земляного полотна и водоотвода, прочности дорожной одежды, ровности и шероховатости дорожного покрытия. Кроме того, в этой бригаде находятся три водителя-механика и 6 операторов-лаборантов. Всего 12 человек. Увеличенный по сравнению с первой бригадой состав второй бригады объясняется трудоемкостью проведения работ в сжатые сроки. Рабочих, необходимых для рытья шурфов, заделки буровых скважин в покрытиях и других вспомогательных работ, предоставляют местные дорожные организации.
В процессе выполнения работ ежедневно, в конце рабочего дня, осуществляется обработка и анализ полученных за день материалов с необходимым графическим оформлением результатов дневных измерений. Ежедневная обработка дает возможность в случае ошибочных или ненадежных данных повторить измерения на следующий день. Особенно важно это при записи показаний приборов на осциллограф. В этом случае, удачен ли был опыт, можно выявить только после проявления осциллограммы, которое ни в коем случае нельзя оставлять до конца полевых работ.
Окончательный анализ и обработка результатов измерений проводится в камеральный период после окончания полевых работ.
Основными результирующими документами первой бригады являются: графики изменения интенсивности по длине дороги, скоростей движения, режима движения на наиболее сложных участках, графики коэффициентов аварийности и безопасности, ведомости съездов, пересечений, знаков, освещения и обустройства дороги, которые сводятся в общий линейный график.
Вторая бригада в результате обследований составляет график ровности и шероховатости дорожного покрытия, линейный график прочности дорожной одежды, с указанием результатов бурения и анализа грунтов, а также график прогибов дорожной одежды.
Основными итоговыми документами, получаемыми при обобщении всех материалов и результатов анализа, являются графики коэффициентов аварийности и безопасности движения, ведомости рекомендаций по приведению дороги в соответствие с требованиями движения и экономические расчеты и соображения.
Образцы оформления перечисленных выше документов будут приведены в последующих параграфах.
§ 2. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ СБОР МАТЕРИАЛОВ О ТРАССЕ, ЗЕМЛЯНОМ ПОЛОТНЕ И ДОРОЖНОЙ ОДЕЖДЕ
В подготовительный период накапливают и анализируют сведения о дороге, ее конструктивных элементах, характеристики климатических, гидрологических и других условий района проложения трассы, данные о дорожно-транспортных происшествиях и т.д. Все эти сведения помогают составить первое впечатление о влиянии геометрических элементов и других характеристик дороги на режимы и безопасность движения. Источниками для получения таких сведений являются: паспорт дороги, проектные материалы, хранящиеся в архивах управления дороги, областного дорожного управления или организации, проектировавшей дорогу, материалы, приложенные к акту государственной приемочной комиссии, а также отчетная документация ДЭУ (Дорожно-эксплуатационного участка) по текущим средним и капитальным ремонтам, данные агро- и метеостанций, имеющиеся материалы по учету интенсивности и составу движения, а также данные Госавтоинспекции о дорожно-транспортных происшествиях. Полнота сведений, полученных на первом этапе работ, в значительной мере определяет объем необходимых полевых обследований и цель их проведения. Например, в случае получения исчерпывающих сведений о геометрических характеристиках трассы (уклоны, радиусы кривых и т.п.) отпадает необходимость их определения в процессе полевых работ.
Основным документом, имеющимся в дорожных организациях, в котором приведены сведения о встречающихся на дороге типах дорожных одежд, их ширине, протяжении и годе постройки, является паспорт дороги. В паспорте бывают приведены данные об истории дороги, проводившихся улучшениях ее плана и профиля, изменении конструкции дорожных одежд, а также указывается техническая категория, к которой относится дорога.
Из паспорта могут быть получены данные о ширине земляного полотна и обочин, конструкции искусственных сооружений, габаритах мостов и путепроводов, об участках дороги с минимальными радиусами кривых в плане и с большими уклонами, о наличии и протяжении пучинистых участков в различные годы, о снегозаносимых участках, о протяжении участков, проходящих через населенные пункты, о местах расположения автобусных остановок, стояночных площадок, автопавильонов, беседок и т.д.
Проектные материалы используют для выборки сведений об элементах плана и профиля, обеспеченности видимости, о конструктивных элементах земляного полотна и дорожной одежды и т.п.
Для большей наглядности собранные сведения наносятся на линейный график дороги (рис. 1). Анализ этого графика позволяет составить полное предварительное представление о дороге и наметить места детальных обследований.
Рис. 1. Линейный график обследуемой автомобильной дороги
Стандартной формы линейного графика нет. В зависимости от местных условий и конкретных целей проведения обследований содержание графика может уточняться.
Приведенный на рис. 1 примерный линейный график дороги содержит:
схематический продольный профиль;
данные о длине прямых участков и параметры кривых в плане;
ширины проезжей части и обочин;
данные о типе дорожной одежды и толщине ее конструктивных слоев;
протяжение пучинистых и снегозаносимых участков;
отметки земляного полотна;
грунты земляного полотна;
места автобусных остановок. Наличие беседок и автопавильонов;
протяжение ограждений, населенных пунктов, участков, проходящих в лесу;
данные об интенсивности движения и о дорожно-транспортных происшествиях;
данные об искусственных сооружениях;
километраж и ситуация;
расстояние видимости встречного автомобиля.
Схематический продольный профиль дает возможность составить представление о характеристиках рельефа, длинах и величинах уклонов. В совокупности с данными о длине прямых участков, расположении и параметрах кривых в плане эти сведения позволяют судить о сочетаниях элементов плана и профиля, которые в значительной степени определяют режимы и безопасность движения. На основании анализа сочетаний элементов плана и профиля выявляют наиболее типичные участки, требующие детального изучения режимов движения.
На участке дороги, для которого построен линейный график (рис. 1), для изучения влияния элементов плана и продольного профиля на режимы движения потоков автомобилей могут быть намечены следующие участки: километры 54 - 58 (населенный пункт), километр 61 (кривая малого радиуса), километр 62 (пересечение в одном уровне).
Данные о грунтах земляного полотна, типе дорожной одежды, толщине ее конструктивных слоев, интенсивности и составе движения используют для наиболее общей характеристики прочности и работоспособности дорожной одежды. В совокупности со сведениями о расположении и протяжении пучинистых участков и данными рекогносцировочного осмотра дороги они служат основой для выделения участков, на которых необходимо при проведении полевых обследований заложить шурфы и скважины для отбора проб грунта и образцов дорожных одежд.
Линейный график включает графу «расстояние видимости». Сведения об изменении видимости на дороге помогают более наглядно судить о ее транспортных качествах и безопасности движения. Для заполнения этой графы используют камеральный метод, который основан на использовании чертежей продольных профилей. Его применяют лишь для оценки видимости в продольном профиле, когда есть в наличии необходимые проектные материалы. Недостающие сведения, в том числе и о видимости на кривых в плане, должны быть получены при проведении полевых работ.
Расстояние видимости измеряют по чертежам продольных профилей дороги при помощи прибора (рис. 2), состоящего из опорной плиты 1 и линейки 2, которая может поворачиваться вокруг точек А или В. На плите нанесена вертикальная шкала 7 - шкала расстояний в масштабе 1:5000. На окружностях 5, имеющих центры и точках А и В, нанесены шкалы уклонов, которые дают возможность внесения поправок на ошибки при измерении расстояний видимости, вызываемых тем, что вертикальный масштаб профилей в 10 раз больше горизонтального. Расстояние ОА на плите равно ОВ и соответствует отложенной в масштабе 1:500 высоте расположения глаз водителя легкового автомобиля над поверхностью дороги (1,2 м). На поворотной линейке имеются так называемая «линия видимости» 3 и параллельные ей сплошные линии 4 - высоты встречного автомобиля (1,2 м), в масштабе 1:500. При работе прибор укладывают на продольный профиль так, чтобы вертикальные линии на плите и продольном профиле были параллельны. Точку О совмещают с точкой продольного профиля дороги, в которой хотят определить видимость. Поворотную линейку устанавливают таким образом, чтобы линия видимости касалась линии продольного профиля 6. Точка пересечения линии высоты встречного автомобиля и продольного профиля определит положение, в котором впервые в луче зрения появится встречный автомобиль. При наклоне линии видимости более 40 ‰ следует вводить поправку к найденному расстоянию видимости, умножая его на поправочный коэффициент, зависящий от величины наклона.
Рис. 2. Прибор для измерения расстояний видимости в продольном профиле
S1 - расстояние видимости поверхности дороги, S2 - расстояние видимости встречного автомобиля
Наклон линии видимости, ‰ 40 50 60 70
Поправочный коэффициент 1,08 1,12 1,16 1,22
Сведения о дорожно-транспортных происшествиях, выписанные в Госавтоинспекции (см. § 15) и нанесенные на линейный график, позволяют сразу же составить ориентировочную характеристику различных участков дороги с точки зрения обеспеченности безопасности движения. Данные, приведенные на линейном графике (см. рис. 1), позволяют выделить наиболее аварийные участки (километры 54 - 58, 61 и 62) и рекомендовать их для детального полевого обследования с целью разработки мероприятий по повышению безопасности движения. Пользуясь линейным графиком, можно с определенной степенью точности судить и о причинах происшествий.
Наряду с тем, что линейный график помогает наметить места, подлежащие детальному обследованию, сведения, внесенные в график (графы 2, 3, 4, 5, 13, 14, 15, 17, 18), используют для построения графиков коэффициентов аварийности (см. § 19).
Краткая климатическая характеристика района проложения дороги обычно приводится в паспорте дороги. Однако этих сведений, как правило, недостаточно для прогнозирования изменения состояния земляного полотна, дорожной одежды и т.п. в процессе эксплуатации. Поэтому на метеостанциях, расположенных в районе проложения дороги, должны быть собраны дополнительные сведения. Полезным источником сведений могут служить материалы агроклиматических станций Министерства сельского хозяйства.
Существенное значение имеют следующие климатические данные:
продолжительность холодного и теплого сезонов;
высота снегового покрова, глубина промерзания грунта;
распределение по месяцам, продолжительность, количество и интенсивность выпадающих осадков;
дефицит влажности;
скорость промерзания грунта;
количество градусо-дней мороза за зиму;
скорость оттаивания грунтового основания;
господствующие ветры в зимний период и среднегодовые.
Используя данные метеорологических и агроклиматических станций, необходимо учитывать, что все наблюдения, связанные с процессами, протекающими в грунте, проводятся на площадках, не имеющих покрытия. Снег с этих площадок, как правило, не убирается. Таким образом, условия работы грунта на этих площадках отличаются от работы грунта под дорожной одеждой. Однако исследования, проведенные докт. техн. наук В.М. Сиденко (17), показали наличие несомненной корреляционной связи между данными о температурном режиме грунта, получаемыми на метеостанции, и данными о температурном режиме грунта под дорожной одеждой. Следовательно, данные метеостанции могут быть использованы для анализа состояния грунта под дорожной одеждой.
