Н. В. Кужель основи експлуатації




Сторінка4/14
Дата конвертації16.01.2017
Розмір2.8 Kb.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   14
2.5. Деформації штучних споруд
Під дією автомобільного транспорту і природно-кліматичних факторів відбувається руйнування окремих елементів штучних споруд, що може значно погіршити або й зовсім припинити рух по дорозі. Для водоперепускних труб властиві такі деформації і руйнування, як раковини, вилуговування цементних розчинів, відокремлення їх від тіла труби, осідання, вимивання ґрунту через трубу з насипу. Найбільш поширеними деформаціями є силові, усадочній температурні тріщини в елементах залізобетонних мостів, раковини, оголення арматури, механічні пошкодження опор, руйнування під- фермових елементів, покриттів над деформаційними швами і т. ін. Силові тріщини в конструкціях зі звичайною арматурою утворюються в зоні найбільших напружень розтягу. Особливо небезпечними є розкриття тріщину верхній зоні нерозрізних і консольних прогінних будов, оскільки проникнення водив такі тріщини призводять до корозії не тільки арматури, алей бетону. Найбільшу небезпеку створює розкриття тріщину попередньо напружених конструкціях, для яких корозія особливо небезпечна через малий їх діаметр. Усадочній температурні тріщини утворюються в прогінних будовах зі звичайною арматурою за недостатньої рухливості опорних частин моста. Вони звичайно виникають біля опорі мають майже вертикальний напрямок. У масивних опорах тріщини можуть з’явитись у результаті нерівномірного їх осадання або високих внутрішніх температур, що виникають під час твердіння бетону, а також усадкових явищ. У залізобетонних мостових конструкціях і ділянках водоперепу- скних труб трапляються раковини і пустоти різної глибини, які утворюються, як правило, в результаті недостатнього ущільнення бетону або розшарування його під час вкладання. Такі деформації особливо небезпечні за недостатньої якості гідроізоляції і можливості фільтрації через них води, яка призводить до корозії арматури і бетону. Через деформаційні шви за незадовільної гідроізоляції вода потрапляє на підфермові площадки опорі прогінні будови, викликаючи їх руйнування. До того ж над деформаційними швами руйнується асфальтобетонне покриття, що ускладнює рух. На мостах можна спостерігати механічні пошкодження перил, тротуарних плиті бордюрів.

48
2.6. Вплив погодних умовна умови руху автомобілів
2.6.1. Особливості автомобільного руху взимку
Умови руху в зимовий період за дії несприятливих метеорологічних факторів значно складніші, ніж улітку за сухих чистих покриття і узбіч. До ускладнення руху призводять зниження зчіпних якостей покриття, зміна взаємодії автомобіля з дорогою, погіршення рівності покриття під впливом опадів, ожеледиці, підвищеної вологості повітря й інших факторів збільшення опору руху через відкладення снігу, бруду, ожеледицю, нерівності на дорозі, у результаті чого зменшується фактична потужність автомобіля зміна контурів і зовнішнього вигляду проїзної частини й узбіч, параметрів поперечного профілю через снігові відкладення й утворення накату, що спричиняє зміну сприйняття водієм дороги зменшення метеорологічної видимості в період туманів, опадів, засліплювальної дії сонця погіршення експлуатаційно-технічних якостей автомобіля, передусім систем, які забезпечують зручність і безпеку руху, — гальма, кермове управління, оглядовість, видимість, сигнальна система. Найбільш відчутний вплив на умови руху створюють снігові опади і відкладення снігу на дорогах. Пухкий шар снігу на покритті ускладнює рух автотранспорту та знижує його швидкість. За шару пухкого снігу в 5 см швидкість руху автомобіля знижується до
25 км/год, а за шару снігу понад 25 см рух унеможливлюється. Сніговий покрив утворюється поступово після окремих снігопадів, інтенсивність яких відносно невелика — від 0,5 до 1,5 см/год, інколи до 5,0 см/год.
Снігопадом називають спокійне випадання снігу в безвітряну погоду. У середньому снігопади тривають 6...8 год, рідше 2...3 год. За добу висота снігового покриву може досягти 10...30 см. Доочищення доріг беруться за товщини снігу понад 3 см. Кількість снігопадів, коли стає необхідно провадити снігоочисні роботи, за зимовий сезон становить 20...30 у рівнинних районах,
30...50 — у гірських. Як правило, сніговий покрив, що утворюється на дорогах після снігопадів, становить невелику частку від об’єму снігоперенесення.

49
Снігоперенесення — один з видів видування снігу з довільної

50 Найбільша маса снігу (90...95 %) переноситься в нижньому шарі висотою до 20...30 см. Загальна витрата хуртовинного потоку Q,
г/м/с орієнтовно визначається за формулою
,
02157
,
0 3
v
Q
де
v
— швидкість вітру (у діапазоні 8...20 мс.
Об’єм снігу V, перенесеного за час дії всіх заметілей за зиму
4
c
2,9 10
(
5)sin(
) ,
г
i
i
i
l
k
V
v
t де г — щільність снігу у відкладеннях біля дороги, т/м
3
;
i
t
— інтенсивність снігопаду, мм/добу;
i
— кут між напрямком дії заметілі й віссю дороги. Шлях розгону заметілі L це відстань, на якій сніговий потік стає насиченим. Величина L визначається за формулою
,
/
47
,
86
i
V
L
де i — інтенсивність снігопаду, мм/добу. Заслабкого вітру
400
L
м. У процесі проектування чи реконструкції дороги заданими місцевих метеостанцій установлюють розмір твердих опадів за зиму, тривалість заметілей, а також швидкість вітру. Для окремих ділянок визначають довжину розгону заметілі й довжини снігозбірних басейнів. З урахуванням втрат твердих опадів на випаровування сублімацію) визначають об’єм сніговідкладень за зимовий період. На наявних дорогах для розрахунку сніговідкладень і проектування засобів снігозахисту провадять натурні обміри. Спосіб таких обмірів полягає в установленні на позначених ділянках дороги, що мають підвищену снігозаносимість, снігових контрольних постів. У позначених профілях з обох боків через 10...20 м установлюються сніговимірні рейки, по яких після кожної заметілі вимірюють величину відкладення снігу. Розрахунковий об’єм сніговідкладень необхідно встановити з 5 %-вою забезпеченістю (повторюваність
1 разу років. У насипах максимальна крутизна укосів досягає 1:5...1:6. Більше сніговий шлейф не зростає, відбувається обдування насипу. Очевидно, що насип із крутизною укосів 1:4...1:6 є практично снігонеза- носимим. Вважається, що за висоти насипу понад h
c
,
h
h
c
де h
c


51 багаторічна середня висота снігового покриву, h — перевищення
(
8
,
0 5
,
0
h
м), вона стає снігонезаносимою. У неглибоких виїмках із крутизною 1:8...1:10 (розкриті виїмки) швидкість, а отже, і транспортна спроможність сніговітрового потоку невелика, і об’єм сніговідкладень малий. У глибоких виїмках виникає вихровий рух, який зумовлює появу зон, де відкладається сніг. Передусім сніг відкладається в кюветах, а потім на підвітряному укосі. За збільшення крутизни укосів плавність проходження вітру через виїмку порушується і снігозаносимість зростає. Зі збільшенням глибини виїмки снігозаносимість укосів підвищується (на них може більше розміститися снігу, тому відносна заносимість зменшується. Виїмки глибиною 6...8 м мають малу снігозаносимість. Нарис зображені схеми відкладення снігу. Виїмка не заноситиметься снігом, якщо сумарне снігопринесен- ня q
заг менше від снігозаносимості підвітряного укосу q
в
:
q
заг
= q
1 +
q
2
< q
в
, де
1
q
снігопринесення внаслідок снігопаду, мм
2
q
заметільне снігопринесення протягом зими, мм. Значення
1
q
(тис. м) визначається за формулою
t
B
k
h
q
)
2
/
(
1
, де h глибина виїмки, м k
коефіцієнт виїмки B
ширина виїмки нарівні брівки земляного полотнам t

товщина снігу, мм. Значення
2
q
визначається за формулою
1
q
. Щільність снігових заметілей становить 0.20...0.35 г/см
3
і більше. Для захисту автомобільних доріг від снігових заметів слід застосовувати чотири типи ґратчастих щитів (рис. 2.7, 2.8):
I — щит заввишки 2,0 мі загальною просвітністю 50 %, просві- тністю нижньої половини 60 %, верхньої — 40 %;
II — заввишки 1,5 м, загальною просвітністю 50 %, просвітніс- тю нижньої частини 60 %, верхньої — 40 %.
III — заввишки 2,0 м, загальною просвітністю 60 %, просвітніс- тю нижньої частини 70 %, верхньої — 50 %;
IV — заввишки 1,5 м, загальною просвітністю 60 %, просвітніс- тю нижньої частини 70 %, верхньої — 50 %. Щити типів I і III застосовують у районах зоб ємом снігопере- несення більше ніж 100 мм. пог., II—IV — у районах зоб ємом снігоперенесення не більше ніж 100 мм. пог.

52

1
V
1
< V
2
3
V
2
> V
V > V
3
<V
1
а

1:5
V
1
< V
2
1
V
1
1:8
I
II
III IV
б

V
1
<< V
2)
V
1)
1
2
в
Рис. 2.6. Схеми відкладення снігу
а — схема сніговідкладень у насипах 1, 2 — зони захисту з навітряного та підвітряного боків 3 — епюра швидкості вітру б — схема сніговідкладень у виїмках 1 — зона затишшя 2 — епюра швидкості вітру
в — схеми сніговідкладень у лісосмугах 1) — однорядної
2) — багаторядної 1 — зона затишшя 2 — епюра швидкості вітру

53
І ІІ
49 50 212 50 9
0 125 2000 9
0 1000 2000
l=2500

272 90 60 5
0 114 9
0 9
0 508 1600 2000
l=2200 150

ІІІ
І
90 49 362 50 2000 9
0 1000 360 2000
l=2500

2000 1500 513 90 50 5
0 9
0 215 510 90 150
l=2200 Рис. 2.7. Переносні ґратчасті
щити



54

325 25 10 10 230 300 2
00 2
00 15 325
1
1
2
11 100 25 25 20 25

а

2
11 4
00 325 325 100 4
00 2
5 0
2 00
1
1
25 25 10 10 10 160 160 25 25 20
б

2
11 500 300 2
00
1
1
120 25 25 10 10 10 210 210 20 27
в
Рис. 2.8. Рекомендовані типи дерев’яних огорож снігопередувної дії
1 — протипучоноутворювальні анкери брусок 10×14 або пластини 50 см)

55
2.6.3. Обмерзання дорожніх покриттів
Найбільш поширені види обмерзання лід, що утворився внаслідок ущільнення снігу колесами на проїзній частині дороги лід, що утворився внаслідок промерзання тонкого шару води, яка випала у вигляді дощу або з’явилась у результаті поверхневого стоку ожеледиця — шар льоду на поверхні покриття, що утворився після замерзання переохолодженої води атмосфери. У результаті ущільнення шару снігу колесами рухомого транспорту щільність його підвищується до 500 кг/м
3
і збільшується ковзкість. Швидкість льодоутворення при цьому залежить від температур покриття і повітря, інтенсивності і складу руху. Товщина шару льоду 2 см і більше залежить від кількості води на поверхні дороги в період заморозків, температури повітря, часу промерзання, рівності покриття, поперечного ухилу проїзної частини тощо. Для такого типу обмерзання товщина шару — 0,5...2,0 см, щільність кг/м
3
, коефіцієнт зчеплення шин з покриттям —
0,1...0,2. Час t утворення льодяної кірки товщиною
c
h
визначається за формулою
2
c
2 19
w
w
h
t
t
, де
w
t
середня від’ємна температура повітря в період промерзання, град β — коефіцієнт, що враховує швидкість вітру для
1
V
мс — β = 1;
10 5
V
м/с — β
15 За цією формулою також можна визначити товщину шару льоду, який утворюється за час
t
. Найбільшу небезпеку для руху створює ожеледь, коли коефіцієнт зчеплення шин з покриттям знижується до 0,05...0,15. Ожеледь виникає в результаті замерзання атмосферної вологи вона може утворюватися за місяць до настання морозів і закінчується через місяць після їх припинення. Ожеледь виникає за відносної вологості 90...95 %. Гідрофільні покриття сорбують водяну пару, у результаті чого в мікропорах виникають увігнуті меніски. Над ними в першу чергу відбувається

56 конденсація пари, оскільки пружність (тиск) пари над увігнутою поверхнею менша, ніж над плоскою. У процесі конденсації кривизна ввігнутих менісків зменшується, упорах виникають плівки води, які з’єднуються (зливаються, утворюючи водяну плівку. Одночасно із сорбцією відбувається конденсація пари з повітря. Каплі переохолодженої води, потрапляючи на покриття, збільшують водяну плівку. Під час замерзання вона перетворюється на лід (щільність 500...900 кг/м
3
). Його зовнішній вигляд — від матового до прозорого.
Матова ожеледиця (щільність 500...700 кг/м
3
) виникає після випадання дрібних крапель з атмосфери, має однорідну структуру. Через незначну масу крапель процес віддачі теплоти під час їх кристалізації проходить швидко, що призводить до інтенсивного утворення ожеледиці.
Прозора ожеледиця (щільність 800...900 кг/м
3
) виникає після випадання з атмосфери великих крапель води, які виділяють під час замерзання більше теплоти. Структура неоднорідна, час утворення більший, ніж для матової ожеледиці. Процес утворення льоду вміщує три стадії утворення й росту, збереження, руйнування. У середньому тривалість наростання льоду становить від 1 до 6 год, рідше — від 6 до 12 год, дуже рідко — понад 12 год. У районах з континентальним кліматом ожеледиця виникає частіше вночі, у прибережних районах — у вечірній час. У разі збільшення швидкості вітру лід утворюється швидше. Середня тривалість збереження ожеледиці, якщо її не ліквідувати, — 5...30 год.
Питання для самоконтролю
1.
Охарактеризуйте вплив природних факторів на стан дороги та на умови руху автомобіля. У чому полягає принцип боротьби з пучиноутворенням на автомобільних дорогах Що викликає деформації та руйнування земляного полотна Визначте залежність деформацій і руйнувань дорожніх одягів від умові складу руху. Назвіть види деформацій дорожніх одягів. Які існують засоби захисту автомобільних доріг від снігових заметів Опишіть методи боротьби з обмерзанням дорожніх покриттів.

57
Розділ
3__________________________________________

ТРАНСПОРТНО
-
ЕКСПЛУАТАЦІЙНІ

ПОКАЗНИКИ ЯКОСТІ ДОРІГ
_________________________
Показники, за якими оцінюють стан автомобільної дороги і міру забезпечення нею автомобільного руху, поділяють на дві групи ті, що характеризують технічний стан дороги ті, що характеризують міру безпеки і зручності руху. Відповідно до значення цих показників приймають рішення про необхідність того чи іншого виду ремонтних робіт.
3.1. Показники технічного стану доріг
До них належать такі
Коефіцієнт забезпеченості розрахункової швидкості (коефіцієнт служби)
v
k
–– визначається як відношення фактичної швидкості руху V
ф
на даній ділянці дороги до розрахункової V
p
(згідно з
БНіП 2.05.02.-85):
p
ф
v
V
V
k
/
V
ф
/ V
p
Для нормального стану проїзної частини
0
,
1
v
k
. Як правило, графік
v
k
будують камерально, використовуючи таблиці та графіки, в яких наведені значення часткових коефіцієнтів

k
. Часткові коефіцієнти (їх усього вісім) ураховують

фактичну ширину проїзної частини

ширину узбіччя

інтенсивність і склад руху

поздовжні ухили і стан чистоти покриття

радіуси кривих у плані

відстань видимості

показник рівності

коефіцієнт зчеплення. Для кожної ділянки, у межах якої умови руху постійні, визначають усі часткові коефіцієнти і за підсумковий беруть найменший. Графіки коефіцієнтів забезпеченості розрахункової швидкості руху будують окремо для кожного періоду року, зважаючи на фактичний стан проїзної частини. Зазначенням
v
k
(табл. 3.1) судять про умови руху.
Таблиця 3.1
Значення
v
k
для доріг
І–III категорії
IV–V категорії Умови руху
1,0–0,75 0,67–0,50 Нормальні
0,75—0,50 0,50—0,33 Важкі

58
Закінчення табл. 3.1
І–III категорії
IV–V категорії Умови руху
0,50—0,25 0,33—0,17 Дуже важкі
< 0,25
< 0,17
Недопустимі, допустимі в особливих випадках

Показник рівності покриття S –– показує величину переміщень заднього моста відносно кузова автомобіля за руху його зі швидкістю км/год. Розмірність — у см/км. Вимірюється за допомогою поштовхомірів, найбільш поширеними з яких є ТХС-2 і ПКРС-24. Слід зауважити, що вплив рівності на аварійність неоднозначний. З погіршенням рівності кількість ДТП зростає, проте, тільки до певної межі (S = 250...300 см/км), потім знижується через зменшення швидкості руху по поганій дорозі. З іншого боку, занадто високої рівності покриття водії схильні до перевищення безпечної швидкості. Оцінка рівності здійснюється за табл. 3.2.
Таблиця 3.2
Показники рівності покриття
Тип покриття Рівність, см/км відмінна добра задовільна Асфальтобетонне
50 150 300 Цементобетонне
75 150 300 Щебеневе

оброблене в’яжучим
100 250 400
необроблене в’яжучим
200 350 500 Гравійне
200 350 500
Булижне
300 500
— Розрахункові граничні значення показань поштовхоміра S (для автомобіля ГАЗ за швидкості руху 50 км/год): асфальтобетонне і цементобетонне покриття — 80 см/км, щебеневе і гравійне —
150 см/км (табл. 3.3).
Таблиця 3.3
Характеристика стану покриття
Тип покриття Показання поштовхоміра, см/км Стан покриття
І—ІІ категорій
III категорії Асфальтобетонне
< 50
< 50
Відмінний
50—100 50—150
Добрий

59
Закінчення табл. 3.3
Тип покриття Показання поштовхоміра, см/км Стан покриття
І–ІІ категорій
III категорії Асфальтобетонне
100...200 150...300 Задовільний
> 200
> 300 Незадовільний Цементобетонне
< 50
< 75
Відмінний
50...100 75...200
Добрий
100...200 200...300
Задовільний
> 200
> 300 Незадовільний За показаннями поштовхоміра визначається необхідність проведення ремонтних робіт (див. табл. 3.1) і можна оцінити кількість ДТП на 1 млн авт.-км:
S
A
09157
,
0
,
300 80
S
см. За відмінного і доброго стану покриття призначають утримання і поточний ремонт за задовільного — утримання і посилений поточний ремонт за незадовільного — середній ремонт.
Коефіцієнт зчеплення –– визначають на мокрому покритті за швидкості автомобіля 40...60 км/год способом різкого гальмування з заблокуванням коліс) до повної зупинки. Коефіцієнт розраховують за формулою
2
e
/(254 )
,
K V
l
i
де e
K
— коефіцієнт ефективності гальмування (для легкових автомобілів, для вантажних важчих за 4,5 т e
K
0
,
2
e
K
); V —
швидкість автомобіля перед гальмуванням, км/год; l — гальмівний шлях i — поздовжній ухил дороги. Коефіцієнт зчеплення може бути визначений і способом гальмування вимірного колеса у ходовій лабораторії ПКРС-2У або з допомогою деселерометра, який записує прискорення автомобіля під час гальмування. Коефіцієнт φ нормується залежно від умов руху (табл. 3.4).
Таблиця 3.4
Мінімально допустимі коефіцієнти зчеплення φ
Умови руху Характеристики ділянок дороги
φ Легкі Прямі, криві з R > 1000 м, поздовжній ухили
і < 30 ‰, зміщенні узбіччя, розв’язки у двох рівнях, коефіцієнт завантаження z < 0,3 0,35

60
Закінчення табл. 3.4
Умови руху Характеристики ділянок дороги
φ Ускладнені Криві з R = 250...1000 м, поздовжні ухили
і = 30...60 ‰, звуження проїзної частини, z =
= 0,3...0,5 0,40 Небезпечні Незабезпечена видимість, ухили вищі від розрахункових, пересічення водному рівні, z > 0,5 0,50

Коефіцієнт зносу
з
k
використовують для оцінки міри зносу стирання) покриття з
ф
0
/
k
h
H , де ф
h — фактична величини зносу покриття на час вимірювання
0
H
початкова товщина покриття в період уведення дороги в експлуатацію (для асфальтобетонного покриття
0 10...20
H
, цементобетонного мм. Фактичну величину зносу визначають за допомогою трапеце-
їдального маркера з вапняку, який закладають у покриття під час будівництва. Уході експлуатації дороги маркер стирається, які покриття, і величину зносу можна встановити, вимірявши фактичну довжину маркера (риc. 3.1).
30 10
l
1
h
з
h
ф
Рис. 3.1. Маркер з вапняку для визначення величини фактичного зносу покриття за формулою ф) / 2
h
l
Знос покриття можна також визначити, вкладаючи в покриття металеві стаканчики-репери, а також радіометричним способом. Для нормальної експлуатації необхідно, щоб з, 0
k
.

61
Коефіцієнт міцності
м
k
характеризує міцність дорожніх одягів. Визначається як відношення фактичного модуля пружності дорожнього одягу ф
Е до необхідного н
Е
:
м ф
н
/
k
Е Е . Фактичний модуль пружності встановлюється статичним або динамічним методом. За статичним методом вимірюють за допомогою прогиноміра (КП-204) прогин f покриття під здвоєним заднім колесом вантажного автомобіля. Фактичний еквівалентний модуль пружності дорожнього одягу для кожної характерної ділянки розраховують за формулою ф
0,36
/
'
Е
P f , де '
f
— відкоригована величина прогину покриття P — вага автомобіля. Необхідний модуль пружності н
Е
визначають за ВСН 46-83 для інтенсивності і складу руху, що були на момент випробування. Дорожні одяги можуть працювати, коли
8
,
0
k
. Коли
8
,
0 7
,
0
k
, відбувається катастрофічне руйнування одягів, а коли
6
,
0
k
, вони непридатні для руху.
Шорсткість покриття — наявність на поверхні покриття мік- ронерівностей, що впливають на зчеплення колеса з покриттям. Вимірюється за допомогою мікропрофілографа або голкового приладу ПКВ-4. Необхідне зчеплення коліс із покриттям забезпечується, якщо середня висота мікровиступів не перевищує
1,5…3,5 мм, середня відстань між виступами не більше ніж 12,5 мм. Шорсткість вимірюють також методом піщаної плями. За цим методом 250 см піску розсипають на покриття і розгладжують лінійкою врівень з виступами. За виміряним діаметром D піщаної плями і відомим об’ємом
V
піску визначають середню шорсткість ш, 275
/
h
V D
Коли ш, 0
h
мм для асфальтобетонного покриття і ш
0,8
h
мм для цементобетонного, вважається, що покриття має дуже добру шорсткість. Коли відповідно ш, 7
h
і ш
0,5
h
, шорсткість незадовільна
Коефіцієнт інтенсивності руху
i
k
–– оцінює умови роботи дороги. Визначається як відношення фактичної інтенсивності руху ф
I

до розрахункової. За розрахункову беруть інтенсивність руху, на яку було запроектовано категорію дороги і конструкцію дорожнього одягу. Якщо склад руху змінився, коефіцієнт
i
k
треба знайти як відношення інтенсивностей, зведених до легкового або розрахункового вантажного автомобіля. Фактичну інтенсивність руху встановлюють вибірковим підрахунком кількості автомобілів у певні години добив різні пори року, беручи до уваги добові коефіцієнти. Автоматичні пункти контролю реєструють проїзд автомобілів за допомогою світлового променю, вібродатчиків, датчиків тиску або за зміною індуктивності дротяної петлі в покритті дороги. Коли
1
i
k
, необхідно перевіряти дорогу на відповідність її категорії фактичній інтенсивності руху, а дорожній одягна необхідний модуль пружності.


Поділіться з Вашими друзьями:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   14


База даних захищена авторським правом ©divovo.in.ua 2017
звернутися до адміністрації

войти | регистрация
    Головна сторінка


загрузить материал