автореферат диссертации по строительству, 05.23.11, диссертация на тему:Учет совместного влияния параметров дорог на их потребительские свойства при назначении ремонтных работ

московский государствешый автомозшьно-доронкый институт

учет совместного влияния параыетров дорог

на их потрешшьские свойства. при назначении ремонтных работ

Специальность 05.23.11 - Строительство автомобильных

дорог и аэродромов

АВТОРЕФЕРАТ

•диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

т од

На правах рукописи

ОРАЗЫМБЕТОВ Асылбек Айгаанович

Москва - 1994

Работа вшслнека за кафедре "Строитапьство и эксплуатация дорог" Московского Государственного гштомобильяо-дорокного ,института (Технического университета). ^

Каучщй рукозодктел!

доктор технических каук, профессор ВАСИЛЬЕВ А.П.

Официальные оппоненты:

доктор теншчесхих наук, профессор ЕВГЕНЬЕВ И.Е.

кацщдат теззшческих наук, ЛАСТОВ А.Я.

Ведущее предприятие

Российское акционерное общество "Росавтодор"

Защита состоится ИЮНЯ 1994 г. в Ж час.

в ауд. 42 на заседашш специализировашгаго совет Д 053.30.01 ШК К> яри Московском Государственном автсмобильно-дэрогном институте (Техническом университете).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института по адрзсу: 125829, Москва, Ленинградский проспект, 64, МАДИ.

Автореферат разослан " " ¡->рёл?\ 1994 г. Телефон для,справок: I55-03-28

Учений секретарь

шоциалиьзрованного сова та _ ч Д 053.50.01 ВАК РФ при МАДИ С*^-2^ кандидат технических наук, доцент

)

ю.м.сапшкоя

общая характеристика работы

Актуальность шботн. Эйовкгизпость работы автсгобялыюго транспорта зависит от эксплуатационного состояния ез?с!-'о6 ильных дорог, качества л своевременности их ремонта п годсрзснЕЯ.

Согласно концепции истребительских свойств дорог, которые характеризуются скорость*), удобством к безгоэсностьв движения, допустимой осевой нагрузкой л обыэй массой автсмсбии:., главной задачей дорожников является создание и поддержание зребуеиого тех^лчоского уровня и эксплуатационного состояния дорог.

Потребительские сзойстза дороги или ее трапшрртно-эксп-луатационные показатели обеспечиваются сочетанием параметров плана, продольного и поперечного профилей, прочностью доронной одегды; ровностью и сцепки® качестазми испытай, состоянием искусственных соорувекьи, лнжгнерчкм оборудованием и обустройством, уровнем эксплуатационного содержания дорог. Большинство параметров и характеристик дороги оказывают впипнге на обеспеченную скорость, удобство и безопасность движения, допустимую осевую нагрузку не только отдельно, но и в с счета ни с другими параметрами а характеристиками. Их взаимное влгяние проявляется при изменении какого-то одного из дороянкх параметров в результате выполнения конкретного вида ремонтных работ.

Для того, чтобы наиболез эффективно использовать ограниченные ресурсы, наделяемые на содержание и ремонт эксплуатируемых дорсг, необходимо учитывать совместное влияние многих параметров и характеристик на потребительские свойства дорог. Зто дает возможность назначать такие ремонтные мерсприятпя, выполнение которые устраняет отрицательное возлейгтвЕе нескольких'парзмзтров и характеристик, что в свои очередь позволяет эффективнее использовать финансовые и катервзгьные ресурса, работу машин и механизмов, затраты труда' райочах.

ки учета совместного влития параметров и харакзерастлк дорог на их потребительские свойства при назначении рзмоатных работ. Натчняь новизна работы состоит в том, что: I. Разработана многофакторная модель, описывавшая соь-месткэе влияние различию: параметров и характеристик дороги на скорость двигения автоглобиля, отличагоаяся от ранее известных тем, что предусматривает-учёт влияния материала дорожного

ляботн является разработка мстоди-

события (асфальтобетон горячив, асфальтобетон холодный, тарный щебень, шероховатая поверхостная обработка а т.д.) и состояние дорожного покрытия (чистое сухое, чистое цогрое, мокрое грязное), а та кет технических характеристик автомобиля.

2. Установлена величина дополнительной составляющей коэффициента сопротивления качения, зависящая от ровности дородного покрытия ¿¡2 , учитывающая дополнительное сопротивление качению, вызванное неровностями дорожной одегды, дано ее математическое ашсанио," получены, хдрангчные условия ее применения с учет».! материала дороиных покрытий и их состояний.

3. Установлена зависимость скорости движения автомобиля от дополнительной составляпяей коэффициента сопротивления качению, зависящей от ровности доррвдого покрытия и дано ее математическое описание, получены граничные условия ее применения о учетсы материала дорожных покрытий и их состояний, а такте установлена зависимость и математическое описание скорости движения автомобиля от ровности дорожного покрытия с учетом влияния ширины психологического коридора.

4. Установлены количественные значения коэффициентов обеспеченности расчетной скорости, учитывающие совместное влияние ширины проезгай части, радиуса кривой в плане и ровности дорокного покрытия, продольного уклона на подаем и ровности дорожного покрытия, а.также предложена-методика расчета коэффициента обеспеченности расчетной скорости при оценке сонлест-шго действия интенсивности и состава движения, ширины проезжай части, радиуса кривой в плане и ровности дорокного поьфы-тпя.

Практическая значимость работы заключается в разработке методики назначения к выбора ремонтных мероприятий с учетом сошестного влияния доронных параметров.

Реализация работы. Результаты выполненных исследований использованы при разработке Правил диагностики и оценки состояния автомобильных дорог Казахстана.

Апробаши работы. Основные положения диссертационной работы далоззны на 50 и 51 научно-методических и научно-исследовательских конференциях ЫАДИ (ТУ) (1932 и 19ЭЗ гг.), Межреспубликанской научно-технической конференции. "Проблемы строительства и эксплуатации дорог" г .Суздаль, 1992; 1-й и 2-й

научно-практической к научно-теоретичзской кодферазкдях молодых ученых Казахстана (г.Москва, 1932 л 1993 гг.).

Публикации. Основные полокзиая дисобртационно£ работы опубликована з 4-х печатных работах.

Структура л объем диссертанта. Диссертацгя со'-жгаг из введения, 4 глав, обцях выводов и приложения. Текстовая часть изложена на 133 страницах, содержит Р.8 таблиц, ¡гнеуппов, список литературы кэ 108 наименований, II прилозешй на 109 страшдэх.

Автор вырэказт глубокую благодарность г .т.н., профессору М.С.Когапзопу, ептруднакам кафедры строит ел:-стш к эксплуатации дерог МШ, к.т.к. О.А.Красы-.оау (КаэдорНИЙ), сотрудншзм Казахстанского доронного научно-ьсследовэ'х'ельского института за научные консультации, помощь ж поддержку при изгалненяи диссертационной работы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность теш», дрэедбпн цеть и задачи выполненной работы, ее краткая характеристика.

В пешей главе дан анализ параметров 2 характеристик тран-шортно-экеллуатационнего состояния автомобильнш: дорог. Рассмотрены суиествуплпе методы диагностики и сцегг? состояния автомобильных дорог, цртаепяемые в России, других странах СНГ к за рубенм. Приведена результаты исследований спзмзстного влияния состояния дорозных одеад п геемзтрстъекгг етементоз, выполненных. ранее рядом авторов.

Еоцросам совместного блеяния иаракзтрез дорог на их потребительские свойствз яоовящеяы исследованкл В.Ф ЛёЗг.овз, А.К.Еируля, Б.К.Некрасогг, А.П.Васильева, В.У.Свденко, П.Т.Стаханова', В.В.Сшгьянога: Ю.М.Сптникоза, 2.И Лопоаз, К.С.Когензо-на, М.В.Неьпипова, С.С.Кмзшн, А.Я.Эрастсза и др. Опглко. несмотря на большой об^ем ясследог&ний трапагертяо-яазплуатагги-онных свойств автомобильных дорог, их грапаюр-лю-экс.плузтаци-онные показатели оцениваются независимо со с те ел ним элементам, боз учета совместного влияния основных параметров дорога на ее потребитель сеть свойотка, ^гге приводит к льдостатэтно полной и недосгаточни точкой оценке. -

На основании проведенного анализа совместного влиянся параметров до}лг ва их по;ц>ебительскЕЗ свойства сформулированы следующие задачи исследования:

1. Оцяшть согместноа влияниз парамятров дороги на ее потребительств свойства и разработать многофакторную модель, списывающую оошестное влияние различных параметров на потребитель скев свойства дороге." .

2. Довести экспериментальные исследования совместного влияния раздач подпараметров.на Потребительские свойства дороги.

3. Оцаннгь экономическую эффективность вариантов ремонтных мероприятий, назначаемых с-учетом сошестного влияния различных параметров на потребительский свойства дороги.

4. Разработать методику учета совместного влияния параметров дорог на их потребительские свойства яри назначении мероприятий по ремонту и содержания] дорог.

Вторая глава диссертации посвяшена теоретическому обоснованию сошестного влияния параметров дерог на их потребительские свойства. Рассмотрена скорость движения автомобиля как одна из основных эксплуатационных характеристик дороги. Приведены дорожные параметры, вллягсцие на скорость движения автомобиля. Детально рассмотрено влияние ровности дорожного помытая на коэффициент сопротивления качению и на скорость движения автомобиля.

ВзагаасдЕйствиа автомобиля с дорогой может быть описано уравненная тегового баланса автемобаля:

Р = Р- £ Р. + Р ± Р- (I)

К Т с г Р '

где ?к - теговая сила, вызывающая поступательное перемещение автомобиля; Р| - сила сопротивления каченш), зависящая от ровности; Р; - сяла сопротивления движению на подъеме (спуске); РР - сниа сопротивления воздуха движению; Р^- - сопротивление инерционны! сил.

Слагаем« данного уравнения непосредственно зависят от параметров дороги, таких как ровность, коэффициент сцепления, дополнительная составляющая коэффициента сопротивления качению, продольный уклон, а также от характеристики автомобиля -лобовой шюгэди, коэффициента обтекаемости, скорости двике-ния, веса.

Учитывая, что скорость движения автомобиля является наиболее важной характеристикой, в основу исследования было положено определение совместного влияния параметров и характеристик дороги на скорость движения одиночного легкового автомобиля.

В первоначальную гадччу исследования входило определение влияния ровности дороннсго покрытия на велнчтшу коэффициента сопротивления кьчэнию, в чрстностк, на величину дополнительной состзняягаэй коэффициента сгагрстнзлеяия качению , зави-

сящей от ровностн дорожного псжрнтея.

Модель влияния ровности на коэффициент сопротивления" качению получена на основе уравнения тягового баланса. Уравнение является основам уравнением двиейнкл автомобиля при условии, • что сила трения - сцепления в зоне контакта гздуцего колеса с ес крыт ист.; была больше силы тяги. Для случая дзиненич автомобиля по горизонтальному участку ( Р; = 0) с постоянной скоростью ( Р^ - 0), при отнесении всех составляющих данного уравнения к единице веса автомобиля, из уравнения (I), получил:

где Ш - коэффициент сцепного веса; 4V- коэффициент сцепления при опрзделенной скорости движения автомобиля; -fir- кэ~ эффдцпант сопротивления качению при опрел алойной скорости двк-• кения' автомобйля4. ¿f s - дополштелыщя составлялся коэффициента сопротивления каченшо, зависящая от рслюсти неровного покрытия; • f в - удельное сопротивление зэздупкэй среды, отнесенное к единице веса автомобиля.

Параметр ¿"[с учитывает дополпкте-пькое сопротивление качению, вызванное неровностями дорожной одешш, оказывающими существенное влияние ва скорость движения автомобиля.

На скорость движения автомобиля такте оказывает влияние геометрические элементы дороги, в частности, ширина проезжей части и горизонтальные кривив. Известно, что скорость движения является функцией пиринн психологического коридора.

Проф. Васильев А.П. установил, что для случая свободного движения одиночного легкового автомобиля скорость равна:

mcfv ^ - f

... -С

(2)

1ГВ = 50 (

(3)

f

где 1ГВ - ошрость свободного движения автонобиля с учетом пшринн проезггй части, км/ч; В1<р - ширина психологического коридора, ы.

Учитывая максимально возмознуэ скорость движения автомобиля, можно рассчитать коэффициент изменения величины скорости в зависимости от ширины проезжей части:

К ь -- , (4)

где V - машаыалыкгвозмозная скорость движения автомобьля, по отношению сиз сцепления и сопротивления движению, т/ч.

Влешшэ радауса горизонтальной кривой на скорость движения автомобивг моано учесть лри ломопш коэффициента, равного:

К я = .ггк/и . (5)

Значение 1Уц определяется с использованием схемы движения автомобиля по гфивой в плане:

^ = у^ТОРТГГГ) , <6)

где К - радаус горизонтальной кривой, м; - ускорение свободного падения, м/с2; - коэффициент поперечного сцепления, равный 0,6 ; где «р^ - коэффициент продольного сцепления; ¿в - поперечный уклон виража, доли единицы.

Используя значения коэффициентов К в и К о можно выразить совместное влияние двух факторов "с помощью общего' коэффициента К , учитывающего ишяние геометрических элементов дороги (ширина проезжай части и радиуса кривой в плане) на скорость дЕвавния автомобиля.

В результате решения квадратного уравнения относительно максимально возможной скорости движения одиночного автомобиля дая участков дороги с дродольнш уклоном ыожет быть получена математлчэсчгя модель влияния дорожных факторов на скорость движения:

тД)+ т- 0, (7)

где К - коЕйпициент сопротивления воздуха; Р - лобовая площадь автокобшя, ы2; 1Г - максимально возможная скорость движения одиночного автомобиля по соотношению сил сцепления и сопротивления движению, км/ч; К-у - коэффициент повышения сопротивления качению с увеличением скорости; п? - коэффи-6

циент сцепного веса; - коэффициент изменения еденных,

качеств в зависимости от скорости; & - вес автомобиля, Н;Ъь-скорссть ветра, км/ч; 7го- коэффициент сдаротивлаия кзчзшда при скорости 20 км/ч; ¿-¡Ч - составляющая гогфйицкепта сопро-. титаеяия качению, зависящая ст ровности дорогного покрытия; ^ го - коэффициент сцепления при скорости 20 км/ч; I - про-долышй уклон, доле единицы.

В данном случае введено понятно, основанное на том, что скорость движения автомобиля с учетом ровности дорогксго покрытия равна скорости движения, зависящей от суммы сопротивлений лишения, а имояно: коэффициента сопрот2Елен5я качьншз при определенной скорости движения у- и допшшитальноС составляющей коэффициента сопротивления качению д[ч , зависящей ст розностй дорожного покрытия:

IXг = V,- . . . (8)

2 ^ яг. Т5} •

Из уравнения (7) получим, что максимально возможная скорость движения автомобиля о учетом дорожных условий, при отсутствии ветра, раЕна:. .—--■

-В+ V В - ^ ас

(Тгг.дуз;

гдв

- .. - •а = ; - - (10) ■ В = ^ + тубу ; (И)

■ Ко^Ь 1 ■ (12)

Для расчета полученной математической модели (9) создана программа для ЗЕМ, позволяющая оценить совместное влияние еле-душих параметров: ровности, продольного уклона, коэффициента сцепления, коэффициента сопротивления качению, скорости движения автомобиля в зависимости от типа дорояного позшытзя, его состояния, типа автомобиля, его' технических характеристик.

Результатом расчетов по этой программе является 1фиволи-нейная поверхность в трехмерном пространстве, осяс координат ■ которого являются скорость движения, ровность и продольный у;:- ■

лон (рис. За). Для удобства пользования данная зависимость построена в 2-х мерной пространстве (рис. 16). К примеру, для определения величины скорости движения автомобиля с заданными техническая! характеристиками на участке дороги с асфальтобетонным пощктиез, без шероховатой поверхностной обработки, чистом сухш с коэдйициентом сцепления = 0,75,; коэффициентом сопротивления качению .= 0,015; при продольном уклоне 40& восстанавлиьгач пёрпешшкуляр от оси абсцисс до перепечения со значением изолиний ровности й = 100 см/км, сносим линзе горизонтально к оси ординат до пересечения со значениями скорости. Скорость двикения автомобиля равна 37вл/ч. Подставляя в исходные данные значения ровности, продольного уклона, коэйЪгщиента сцеялзния, коэффициента сопротивления качению, подучвннне на автомобильных дорогах, скорости ветра, веса ЭЕтомобздя, его лобовой плопади, коэффициента обтекаемости, можно провести чясленную оценку скорости с учетом сошест-ного влияния различных дорояных параметров. Вводимые значения коэффициенте сцепления и сопротивления качении в зависимости от состояния покрытия (чистое сухое, чистое мокрое, мо}фое грязное) дан? детальную характеристику любого типа покрытия. Пакт образом, сравнивая полученные результаты, соответствующие кавдоиу покрытия и его состоянию, мохно проводить анализ" совместного влияния 'нескольких дорокных параметров на скорость двагання автомобиля.

Это позволяет прогнозировать скорость двинения автомобиля как фунишю нескольких дорокных параметров, включая и те, которые требуют изменения в результате ремонта, а такие выбрать оптимальныЛ-вад ремонта.

В задачу исследоззнЕЭ входило установление верхних пределов максимально возмсашой скорости, рассчитанной по созданной многофакторвой ыодеш (7), исходя из технических характеристик серяйно выпускаемых в стране легковых автомобилей с учетом влияния основных дородных факторов. В основу расчета полохены аналитичесше метода решения силового и ыощносткого балансов. Результаты рзсчетоз приведены в табл. I.

В тпетьеА глава приведены данные экспериментальных доследований сошестного влияния различных параметров дороги на скорость дакания автомобиля.

Таблица I

Ыарка аз- КЦЕ гоанс- Махсималь- Частота Скорость Максималь-

томобиля мессии кая новь вращэ- с учетом но возмок-

• ность дви- ния мощности ная ско-

От • гаталя, л U-/ , роста,-JT

//тах ,квт V км/ч вы/ч та*

ВАЗ 2107

0,92 5Б,6 5600 145,03 150,18 0,92 - - 52,5 _ .3500 90,64 124,67

Задачей экспериментальных работ является проверка адекватности теоретических расчетов.

Полевые эксперименты проведены в Казахстане на участках дорог о основнаш-типами рельефа и ландшафта местности.

Учет дорожных условий произведен на основе параметров и характеристик, изыеаявашхся в процессе эксплуатации дороги, как-то: ровность покрытия, коэффициент сцепления,' так и не меняющихся - длина прямых и кривых, величина продольных уклонов, радиусы кривые в плзне, ширина проеззей части. Для исследования выбраны характерные их сочетания.

В условиях эксперимента определена зависимость скорости движения автоиобкля от ровности дорокного покрытия (1фивая I на рис. 3). фи расчете скорости 'Ws5°/o обеспеченности было, учтено влияние ширины проезяей части на скорость движения соответствующей поправкой на основании расчетные значений (Kpcl) из Правил диагностики и оценки состояния автомобильных дорог (ВСН 6-90) (кривая 2 на рсс. 3).

По результатам эксперимента получена математическая модель, описываппая влияние ровности доровного попрыгал на скорость движеная автомобиля:

1Г_ " '(13) юа + S

roe TS - скорость движения автомобиля, ил/ч; S - ровность дородного поврытин, Oí/km.

Измерение ровности покрытия производилось прибором ТЭД-2 (усовершенствованная модификация толчкомера ТХК-2) на базе автомобиля УАЗ-452Д с нормированной нагрузкой в кузове в пределах 2.5 кН. С учетом требований Инструкции по оценке ровности

Дорожных покрытий толчкотлздом ВСН 21-84 полученные результаты приведены к толчкомеру ТЖ-2 на базе автомобиля УАЗ-452В.

Данная зависимость рассчитана по методу наименьших квадратов с применением типовой программы на ЗИЛ и графически представлена на рис. 3.

"If, КМ/ч.

.его 200 180 (60 wo >гв та so

60 ла

Определена в&ллчина дополнительной составляющей коэффициента сопротивления качении д^ $ , учитывающая характер дорожного покрытия, а именно, его ровности с учетом разных состояний: чистого сухого, чистого мокрого, мокрого грязного. В результате подстановки в уравнение (7) значения скорости, полученного по математической модели (13), получена зависшость скорости движения автомобиля от параметра для любого

тша покрытия и его состояния:

гг = к1 - , ' (14)

где К ^, К^ - коэффициенты для материалов дорожных покрытий и его состояния (табл. 2).

Путем совместного решения уравнений (13) и (14) определе-

\

\ д

N чв

«

— -

0 го АП 60 so too 420 140 460 iso 200 £20 2-40 Z60 йо 300

S/m/itm

Гис. 3. График зависимости скорости движения легкового автомобиля от ровности дорожного покрытия

на величина дополнительной составляющей коэффициента сопротивления качению д"? s в зависимости от ровности дорожного покрытия:

кз * KyS (15)

108 •>• S

где К'3 , К4 - коэффициента для материалов дорогнык ио»фыти£ в зависимости от его состояния (табл. 2).

Таблица 2

Состоя-ш'.а дорогого покрытия

Коэффициенты

Материалы дородных покрытий

нем с его- а сталь то- асбальто- холодный черноще-бетонное бетонное бетонное асааль- бенечлоо без ИГО с ШЛО тобетон бзз НЕГО

Чистое К1 211,01 183,36 161,92 125,32 108,85

сухое *2 -402,62 -402,16 -302,36 -242,24 -286,73

К3 4,43 -2,99 -11,63 -30,38 -32,24

К4 0,52 0,46 0,54 0,52 0,38

Чистов К1 135,85 115,45 128,19 20,40 80,76

мощюе -309,84 -315,63 -313,30 -231,39 -249,03

К3 -10,94 -19,05 -16,14 -29,20 -40,87

К4 0,4-1 0,37 0,41 0,31 0,32

Мо:фое К1 112,26 95,95 104,44 . 83,40 67,57

грязное Ч ' -391,32 -386,53 -316,64 -386,49 -345,79

кз -13,01 -19,3?" ■ -22,03 —2218о -31,73

К4 0,29 0,25 0,33 0,22 0,20

Примечание: ШО - аббревиатура - шероховатая поверхностнзя об. ' . ' работка.

На основе результатов расчетов уравнения (7) по созданной программе для ЭВМ и полученных численных результатов (рис. 16), определены величины совместного влияния коэффициентов обеспеченности расчетной скорости Крс 4-6, зависящие от ровности до-розного побития и продольного уклона при движении «а подъем (табл. 3). Полученные зависимости рассчитаны для основных материалов дорожных позфытий: асфальтобетонного без шероховатой поверхностной обработки, асфальтобетонного с шероховатой поверхностной обработкой, холодного асфзльтобетона и чёрного щебня

без шероховатой поверхностной обработки.

Таблица 3

Значение коэффициентов обеспеченности расчетной скорости Крс 4-6, учитывающие совместное влияние продольного уклона •' на подьем и ровности дорожного покрытия. Покрытие - асфальтобетонное, без шероховатой повергшостной обработки

Ровность дорокного покрытия,

см/км

Продольный уклон £ , °/са при состояния дорогного покрытия

чистом мокром

мокром грязном

Значения Крс 6 по ВСН 6-90

20 40 60

20 40 60

20 1,18 1,13 1,08 1,03 1,11 1,05 0,93 0,93 -

40 1,03 0,38 0,93 0,88 0,96 0,91 0,84 0,78 1,25

80 0,81 0,76 0,70 0,65 0,76 0,6 9 0,62 0,55 0,72

120 0,66 0,61 0,55 0,49 0,61 0,54 -0,46 0,38 0,53

160 0,55 0,49 0,43 0,37 0,50 0,42 0,34 0,25 -

200 0,46 0,41 0,34 0,28 0,41 0,33 0,24 0,15 -

Значе-

ния

Крс 4 1,25 1,25 0,95 0,60 1,10 1,10 0,90 0,75 по вен • 6-90- - - ......^ ■ ■

Согласно полученной экспериментально математической зависимости "скорость-ровность" (13), при ее подстановке в расчет (7) получены значения коэффициента обеспеченности расчетной скорости, учитывающие совместное влияние попарно двух параметров: ровности и ширины ароезкей части (Крс 1-6) (табл. 4) и ровности и радиуса кривой в плане (Крс 5-6) (табл. 5) на основных материалах дорокных покрытий и их состояний. Полученные числеиные значения сошестного влияния, учитывающие параметры ровности, ширины проезкей части и радиуса кривой в плане объединены в обобщенный коэффициент Крс 1-5-6 (табл. 6).

Значение коэффициента обеспеченности расчетной скорости, зависящего от интенсивности и состава двикения (Крс 3) согласно ВСН '6-90, преобразовано с учетом совместного коэффициента обеспеченности расчетной скорости Крс 1-5-6 в виде:

КРс1-з-5-е" КРс1-5-е , (16)

13

где Кре,.3.5-£- предлагаемое значение Крс с учетом совместного влияния параметров; • ¿Кре,-/ - величина снижения коэффициента обеспеченности расчетной скорости под влиянием интенсивности и состава движения согласно ВСН 6-90.

Тзблица 4

Значения коэффициентов обеспеченности расчетной скорости Крс 1-6, учлтываЕпиэ совместное влияние ширины проезжей части и ровности дорожного покрытия. Покрытие асфальтобетонное без шероховатой поверхностной обработки

Ровность Верила чистой основной укрепленной поверхности доро-дорожно- ги, м. Для двухполосных дорог, при интенсивности

го пок- движения & = 3600... 10000 гвт/сут._._

ратин, ~

5,см/км 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5 8,0 8,5

20 40 80 120 160 200

0,13 О,II

0,24 0,21

0,37 0,32 0,25

0,50 0,43 0,34 0,28 0,23

0,61 0,53 0,42 0,34 0,29

0,74 0,64 0,51 0,41 0,35

0,86 0,75 0,59 0,48 0,41

0,99 0,86 0,68 0,55 0,46

1,10 0,96 0,76 0,61 0,52

0,24 0,29 0,34 0,39 0,43

Таблица 5

Значения коэффициентов обеспеченности-расчетной скорости Крс 5-6, учитывающие совместное влияние радиуса кривой в плане и ровности дорожного покрытия. Покрытие асфальто-бетонтоэ без шероховатой поверхностной обработки, чистое мощюе, коэффициент продольного сцепления ^ =0,32, 1фИЕая с виражем 1ь = +0,02 Ровность до- V прИ радиусе кривой в плане Я , и

рытия, в , см/км 60 100 150 200 300 400 500 600

20 0,56 0,47 0,57 0,66 0,81 0,93 1,04 1Д4

40 0,31 0,41 0,50 0,57 0,70 0,81 0,90. 0,99

80 0,25 0,32 0,39 0,45 0,56 0,64 0,71 0,78

120 - 0,26 0,32 0,37 0,45 0,52 0,58 0,63

160 - - 0,27 0,31 0;38 0,44 0;49 0,54

аоо - - - 0,25 0,32 0,36 0,41 0,45

Таблица б

Значения коэффициентов обеспеченности расчетной скорости Крс 1-5-6, учитывающие совместное влияние ширины проезжей части, радиуса кривой в плане и ровности дорошгого похитил. Покрытие асфальтобетонное без зерохозатой поверхностной обработки, чистое мокрое, коэффициент продольного сцепления ^ = 0,32, 1фИЕзя с вираяом ¿в - +0,02, при интенсивности движения // = 3600...10000 авт/сут.

Ширина При радиусе кривой в плане К , м

чистой -

укреп- _100_400_600

ленной ~ "

поверх- "Ря значениях ровности дорожного покрытия 5 ,см/км

ности, ßto.M 20 40 80 20 40 80 20 40 80

5,0 - - _ 0,22 _ - 0,27 - -

5,5 - - - 0,34 0,26 - 0,42 0,31 -

6,0 0,24 - - 0,47 0,35 -' 0,57 0,43 0,27

6,5 0,29 0,22 - 0,57 0,43 0,27 0,70 0,53 0,33

7,0 0,35 0,26 - 0,69 0,52 0,33 0,84 0,63 0,40

7,5 0,40 0,31 - 0,80 0,61 0,38 0,98 0,74 0,46

8,0 0,47 0,35 0,22 0,92 0,70 0,44 1,13 0,85 0,53

8,5. 0,52 0,3.9 0.24 1,02 г 0,78. 0,49 1,25 0,95 0,59

Таким образом, в окончательном виде фактическая максимальная скорость движения автомобилей в зависимости от исследованных дорожных параметров примет вид:

. V4W = i-3-s-e <17>

где ТГ - скорость движения автойобкля согласно расчету (7).

В четвертой главе, приводятся рекомендации по учету совместного влияния параметров дорог на их потребительские свойства при назначении ремонтных работ, показано использование полученных коэффициентов обеспеченности расчетной скорости, учитывающих сошестное влияние дорояных факторов для расчета линейного графика транспортно-эксплуатационного состояния автомобильной дороги (ТЭС АД) и назначения ремонтных мероприятий.

Предложенная методика назначения ремонтных работ на основе учета коэффициентов обеспеченности расчетной скорости сов-

местного влияния нескольких параметров (табл. 3, 4, 5, 6)» показывает, что опредаляхшы при выборе ремонта будет дорожный параметр: продольный уклон, ширина проезжей части, радиус горизонтальной кривой, с обязательным учегаа значения Крс по параметру ровности дорожного покрытия, взда материала покрытия и состояния, а также значений когффицаента сцеплепия.

Полученные значения совместных Крс позволяет сократить количество оценочных показателей на один, один показатель модифицирован - интенсивность и состав движения, три показателя обобщены - ширина проезжай части, продольный уклон и радиус горизонтальной кривой (табл. 7).

Таблица 7

Показатели коэффициентов

обеспеченности расчетной Крс I Крс 3 Крс 4 Крс 5 Крс 6 скорости Крс ; согласно ВОН 6-50

Предлагаемые новые показатели Крс г совместно- Крс Крс Крс Крс го влияния параметров 1-5-6 1-3-5-6 4-6 1-5-6 дорог___

. При дальнейшем расчете линейного рафика ТЭС АД с учетом сошестЕнх коэффициентов обеспеченности расчетной скорости сохраняется общий порядок еычзслзний с определением комплексного показателя транспортно-эксплуатационного состсяпия (СП; и показателем качества П; участков дорог.

Проведенный анализ сравнения результатов назначения ремонтных мероприятий с 5 четом и без учета совместного блеяния параметров дорог нв основе расчетных значений Крс I на выбранных участгах автомобильных"дорог подтвердил правильность назначения ремонтных работ с учетом численных значений комплексного показателя КП;,..

Снижение стоимости производства ремонтных мероприятий, назначенных с учет та совместного влияния' дорожных факторов на участках дорог Я I я №2 составило соответственно 22% и 16?.

ОБЩЕ вывода

Результаты проведенных исследований позволяют сделать сле-"душие выводы.

1. Установлена, что одним из путей повышения эффективности затрат на ремонт и содержание автомобильных дорог является учет совместного влияния параметров дорог на их потребительские свойства при назначении 2 выборе ремонтных мероприятий.

2. Интегральным показателем потребительских свойств дороги прнрята скорость движения. Разработана математическая модель (7) скорости движения в виде функции комплекса дорожных параметров, отличающаяся от ранее известных тем, что предусмвт- . ривает учет влияния материала дородного покрытая (асфальтсбе-тон горячий, асфальтобетон холодный, черный щебень, шероховатая поверхностная обработка и т.д.) и состояние дорожного покрытия (чистое сухое, чистое мокрое, мокрое грязное), с помощью которой можно оценить совместное влияние ровности, продольного уклона, коэффициента сцепления, коэффициента сопротивления качению, с учетом технических характеристик автомобиля - коэффициента обтекаемости, лобовой площади и Беса на потребительские свойства дороги.

3. Установлена величина дополнительной составляющей коэффициента сопротивления качешш: зависящая от ровности дорожного покрытия д* $ , учитывающая дополнительное сопротивление качению, вызванное неровностями дорожной одевды, дано ее математическое описание, получены гданичные условия ее применения с учетом-материала дорожных покрытий и их состояний.

4. Установлена зависимость скорости движения автомобиля от дополнительной составляющей коэффициента сопротивления качению ¿^з , зависящей от ровности дорожного покрытия и дано ее математическое описание, получены граничные условия ее применения с учетом материалов дородных покрытий и их состояний, а также установлена зависимость и математическое описание скорости движения автомобиля от ровности дорожного покрытия с учетом влияния ширины психологического коридора.

5. Установлены количественные значения коэффициентов обеспеченности расчетной скорости, учитывающие совместное влияние ширины проезжей части, радиуса кривой в плане и ровности дорожного погфытия, продольного уклона на подъем и ровности дорожного покрытия, а также предложен метод расчета коэффициента обеспеченности расчетной скорости при оценке сошестиого действия интенсивности и состава движения, ширины проезжой части, радиуса кривой в плане и ровности дорожного покрытия.

6. В условиях Казахстана получены экспериментальные данные о влиянии ровности дорожного покрытия на скорость движения автомобиля, додтвервдакдиэ предложенную модель для определения скорости двнкензя.

7. Разработана методика яэзначешш и выбора ремонтных мероприятий по повыаенио потребительских свойсгз дорог, назначаемых с учетом созаесткого влияния различных дорожках параметров.

8. В дальнейшем представляет целесообразна* провести исследования:

- ыногофакторной модели скорости двпжешя других парок автомобилей, включая грузовые и автопоезда:

- совместного влияния дорожных параметров на потребительские свойства дорог в зюший период года;

- накопления и статистической обработки данных по измерению скорости движения в условиях совместного влияния дорожных параметров на эксплуатируемых участках дорог, а также уточнение в производственных условиях величины экономического эффекта от назначения ремонтных мероприятий с учетом совместного влияния дорожных параметров.

Основное содержание диссертации опубликовано в .следующих работах:

1. Коганзон М.С., Оразимбетов A.A. Влияние ровности покрытия автомобильной дороги ка .коэффициент сопротивления качению // Рынок и проблемы развития науки и техники Казахстана, -М.: Зерде, 1932..- С. 37-39.

2. Коганзон И.С., Оразимбетов A.A. Совместно: вдклниз дорожных параметров на скорость движения автомобиля // Проблемы строительства к эксплуатации автомобильных дорог: Тезисы докладов Межреспубликанской НИ. - Суздаль, 1992. - С. 26-28.

3. Коганзон М.С., Оразнмбстов A.A. Влияние геалетрическЕх элементов дороги на скорость движения автомобиля // Человек -общество - наука. - Ы.: Зерде, 1993. - С. 40-44.

4. Коганзон М.С., Оразымбетов A.A., Григорьева Л.Ь. Совместное влияние основных параметров автомобильной дороги на скорость движения автомобиля // Человек - обиество - наука. -М.: Зерде, 1993. - С. 29-40. . .