Страница 9: Технико-экономическое обоснование параметров автомобильных дорог (54146)

Высокие значения коэффициентов вариации являются следствием неоднородности толщин конструктивных слоев, качества дорожно-строительных материалов, разнообразия грунтовых и гидрологических условий, сложности природно-климатических условий г. Томска.

Одновременно с оценкой прочности выполнялось определение ровности дорожных покрытий улиц. Оценка ровности производилась с помощью толчкомера по общепринятой методике с использованием испытательных автомобилей РАФ-2203, ВАЗ-2102. С целью стандартизации результаты испытаний приводились к данным для автомобиля ГАЗ-21 «Волга».

Анализ данных испытаний ровности покрытий улиц в 1985 г. показал в целом низкие показатели качества покрытий на УДС (рисунок). Очень существенным недостатком уличной сети является отсутствие участков с отличным состоянием покрытия. Анализ всей сети магистральных улиц общегородского значения (см. рисунок, кумулятивная кривая 1) показывает, что только 6,5 % протяженности имеют хорошую ровность покрытия, 47 % удовлетворительную, 46,5 % имеют недопустимые деформации и требуют проведения ремонта.

Состояние магистральных улиц, дорог районного значения еще хуже. На этой сети доля участков с неудовлетворительным состоянием уже составляет 61,5 %, с удовлетворительным 30 % и хорошим 8,5 %.

Анализ кривых распределения ровности (см. рисунок, кривые - 1, 2) указывает на то, что дорожно-эксплуатационные службы не обеспечивают своевременное проведение ремонтов дорожных одежд. Это наглядно иллюстрирует наличие двух пиков в кривых распределения ровности. Дорожно-эксплуатационные организации больше внимания уделяют на повышение качеств улиц общегородского значения. Несмотря на то, что на этих улицах преобладающая ровность составляет 175 см/км, имеется значительная часть протяженности (более 10 %) с очень низким показателем ровности, равным 375 см/км. Это и является упущением, недоработкой дорожных организаций. Еще хуже складывается обстановка на улицах районного значения. На этих улицах наибольший вес (40 %) имеют участки с неудовлетворительной ровностью в пределах 325 - 375 см/км и лишь 17,5 % с показателем ровности, равным 175 см/км.

Состояние ровности дорожных покрытий улиц и дорог г. Томска:

1, 2, 3 - кумулятивные кривые соответственно для магистральных улиц общегородского значения, районного значения и участков дорожной одежды с цементобетонным основанием; 1, 2, 3 - кривые распределения соответственно для магистральных улиц общегородского, районного значения и участков дорожной одежды с цементобетонным основанием

Как показала практика, повышение технико-эксплуатационных показателей улиц в г. Томске в основном осуществляется за счет капитального ремонта. Капитальным ремонтом достигается повышение прочности показателей одежды, что связано со значительными капиталовложениями. В условиях ограничения средств финансирования и производственных мощностей указанный ремонт не обеспечивает требуемых линейных объемов ремонтных работ и при высокой существующей прочности дорожных одежд нерационально обеспечивать восстановление или повышение эксплуатационных качеств покрытий проведением капитального ремонта. Поэтому более рациональным является обеспечение требуемых эксплуатационных качеств выполнением среднего ремонта путем устройства нового слоя износа методом поверхностной обработки или покрытия из тонкого слоя асфальтобетона [4].

Исходя из этого, для приведения состояния дорожной сети города в соответствии с требованиями транспортного потока дорожно-эксплуатационным организациям необходимо значительно увеличить объемы на выполнение средних ремонтов.

В последнее десятилетие в УДС города значительно увеличилась протяженность асфальтобетонных покрытий с цементобетонным основанием. Обследования ровности улиц с данными конструкциями (рисунок, кривые 3, 3΄) показали более высокие технико-эксплуатационные показатели по сравнению с другими типами нежестких дорожных одежд. Средняя ровность указанных конструкций составляет 153 см/км по толчкомеру, что на 31 см/км лучше показателя ровности для усовершенствованных капитальных типов покрытий нежестких дорожных одежд улиц общегородского значения и на 140 см/км улиц районного значения. Преимущество жестких дорожных одежд особенно ощутимо на участках со сложными грунтово-гидрологическими условиями, с пучинистыми, пылеватыми грунтами с близким уровнем грунтовых вод.

Исследования эксплуатационных показателей улиц свидетельствуют, что прочность дорожных одежд соответствует требованиям интенсивности и составу движения. Однако дорожные конструкции характеризуются высокой неравнопрочностью и низкими показателями ровности покрытий. Обусловлено это низкими значениями несущей способности земляного полотна из-за высокой влажности грунтов, неоднородностью толщин конструктивных слоев, качества дорожно-строительных материалов, сложностью природно-климатических условий, отсутствием морозозащитных и дренирующих слоев, несвоевременным выполнением ремонтных работ. Для повышения ровности дорожных покрытий на УДС Управлению дорожного строительства и благоустройства необходимо значительно увеличить финансирования на выполнение средних ремонтов дорожных одежд улиц.

Литература

1. Апестин В.К., Шак А.М., Яковлев Ю.М. Испытание и оценка прочности дорожных одежд. - М.: Транспорт, 1977. - 102 с.

2. Ефименко В.Н. Результаты исследования прочности нежестких дорожных одежд на улицах г. Томска // Проектирование, строительство, ремонт и содержание автомобильных дорог и мостов в условиях Сибири: - Сб. науч. тр. - Томск, 1984. - С. 22 - 26.

3. Повышение надежности автомобильных дорог / Под ред. И.А. Золотаря. - М.: Транспорт, 1977. - 183 с.

4. Технические правила содержания и ремонта городских дорог. - М.: Стройиздат, 1977. - 77 с.

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОСВЯЗИ МЕЖДУ ПОКАЗАНИЯМИ ТОЛЧКОМЕРА И ТРЕХМЕТРОВОЙ РЕЙКИ

О.А. Красиков

Казахский филиал Союздорнии

Контроль ровности дорожных оснований и покрытий в процессе строительства осуществляют согласно СНиПу III.40-78 с использованием трехметровой рейки. Чтобы применить в этом случае толчкомер, который более оперативен в работе, необходимо располагать нормами ровности по данному прибору, увязанными с требованиями к ровности по рейке.

Взаимосвязь между показаниями толчкомера и трехметровой рейки изучалась многими авторами. При этом в качестве аргумента уравнения регрессии использовались различные показатели: сумма просветов под рейкой (укладываемой по полосам наката), отнесенная к длине контролируемого участка - 1 км; среднее значение просветов под рейкой; максимальный просвет, определяемый с заданной надежностью при одностороннем ограничении и др. Наиболее тесная корреляционная связь достигнута при использовании первого из перечисленных показателей ровности. Объясняется это тем, что в данном случае и функция и аргумент представляют собой сумму вертикальных смещений, отнесенную к длине участка 1 км (показание толчкомера - сумма вертикальных перемещений кузова автомобиля относительно заднего моста в сантиметрах, трехметровой рейки - сумма высот просветов под рейкой в миллиметрах). Иначе говоря, оба показателя - это тангенс угла прямоугольного треугольника, образованного отрезком вертикальных перемещений и отрезком длины контролируемого участка дороги.

Следует отметить, что несмотря на достаточно тесную корреляционную связь, ни одно из установленных уравнений регрессии не может быть использовано для перехода от требований к ровности по трехметровой рейке к нормам по толчкомеру. Это связано со сложностью задания требований к ровности по рейке: не менее 95 % всех измерений просветов не должны превышать установленный предел (3, 5, 7, 10 или 15 мм, первое условие); остальные измерения не должны превышать двукратной величины того же предела (второе условие).

Исходя из условий задания требований к ровности по рейке можно заключить, что для перехода к нормам ровности по толчкомеру необходимо в качестве аргумента искомой функции принять количество измерений просветов в процентах, превышающих установленный предел, с ограничением на выборочную совокупность измерений по второй части сформулированных требований. Данный показатель применялся в исследованиях Казфилиала Союздорнии, проведенных с целью обоснования норм ровности дорожных покрытий в период строительства с использованием показаний толчкомера.

В соответствии с методикой экспериментальных работ на выбранных участках дорог с различными видами оснований и покрытий (таблица) проводились измерения ровности с использованием трехметровой рейки и толчкомера, установленного на базовом автомобиле УАЗ-452В. Общее количество измерений на 92 участках дорог составило 16000 просветов под трехметровой рейкой и 520 показаний толчкомера.

На первом этапе экспериментальных работ рейку укладывали встык по условным полосам наката. Затем была проверена возможность и доказана целесообразность использования выборочного метода систематического отбора для назначения мест приложения рейки. Суть данного метода заключается в случайным выборе первого места приложения рейки и последующего назначения мест через равные отрезки пути с чередованием условных полос наката. Независимо от длины контролируемого участка количество приложений рейки должно быть не менее 23 (115 просветов).

В результате обработки экспериментальных данных установлены уравнения регрессии следующего вида:

S = a·hp + b,                                                                 (1)

где S - показание толчкомера при скорости движения базового автомобиля УАЗ-452В 50 км/ч и нагрузке в кузове не более 2,5 кН, см/км; hр - количество просветов в процентах, превышающих предел Р (Р = 3...15 мм); a и b параметры уравнения регрессии (cм. таблицу).

В качестве примера на рисунке представлено поле корреляции между величинами S и hp и аппроксимирующая прямая, построенная по уравнению (1) для щебеночных и гравийных оснований и покрытий. Коэффициент корреляции 0,7 свидетельствует о наличии удовлетворительной связи.

Корреляционная связь между показаниями толчкомера и трехметровой рейки на щебеночных и гравийных основаниях и покрытиях. Стрелками показан порядок графического определения допустимого значения ровности Sдоп по толчкомеру

Задаваясь допустимым количеством просветов h15 = 5 %, превышающих 15 мм (но не более 30 мм), и используя уравнение (1) с соответствующими значениями параметров, получено допустимое значение показания точкомера Sдоп = 280 см/км. Графическое определение величины Sдоп показано на рисунке.

Параметры уравнения (1) и установленные нормы ровности дорожных оснований и покрытий в период строительства с использованием показаний толчкомера ТХК-2

По аналогии получены допуски Sдоп для других видов оснований и покрытий (см. таблицу).

Отдельные уравнения связи имеют низкие значения коэффициентов корреляции. В связи с этим установленные нормы ровности проверялись на практике. Проверка показала, что ошибка в принятии неверного решения по оценке ровности дорожных оснований и покрытий толчкомером (в сравнении с трехметровой рейкой) составляет в среднем 8 %. Учитывая вероятностный характер определения ровности покрытия как трехметровой рейкой, так и толчкомером, установленную ошибку можно считать допустимой.

Полученные нормы ровности вошли в подготовленную «Инструкцию по оценке ровности дорожных покрытий толчкомером» (ВСН 21-84, Минавтодор , КазССР, 1985, 23 с.).

ОЦЕНКА ПОТЕРЬ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УРОВНЯ РАЗВИТИЯ ДОРОЖНОЙ СЕТИ

Р.Н. Чернов

Сибирский автомобильно-дорожный институт