Содержание
Измерение продольной и поперечной ровности дорожных покрытий
Общие положения. Ровность поверхности дорожных покрытий в России (СССР) начали оценивать с тридцатых годов XX века. При этом исходили из того, что ровность покрытий дорог должна определяться показателем, характеризующим плавность, удобство и безопасность движения автомобиля с расчётной скоростью. Поэтому в качестве наиболее эффективного показателя ровности дорожного покрытия были приняты колебания самого автомобиля при его движении по дороге. В качестве характеристики колебаний была принята их амплитуда. С увеличением неровностей увеличивается амплитуда и частота колебаний автомобиля. Сумма сжатия рессор на определенном участке дороги является условным показателем ровности покрытия, выражаемым в сантиметрах сжатия рессор на одном километре пути (см/км). Для оценки этого показателя в 30-х гг. в Харьковском автомобильно-дорожном институте (проф. А.К. Бируля) был создан прибор — толчкомер ХАДИ. В последующие годы конструкция толчкомера совершенствовалась, были созданы толчкомеры ТХК, ТХК-2 и др. (Е.И. Попов, О.А. Красиков, Малинин), и он получил широкое распространение в дорожном хозяйстве.
Так как колебания автомобиля зависят от его конструкции, скорости движения, нагрузки в кузове, то для получения сравнимых показателей эти факторы должны быть нормированы и в случае отклонения от нормированных значений результаты измерений ровности должны быть пересчитаны к нормированным условиям. В качестве базового был выбран автомобиль УАЗ-452 с нормированной нагрузкой в кузове до 2,5 кН. Скорость движения была принята равной 50 км/ч.
Прогресс автомобильной техники, улучшение автомобильных дорог и, как следствие, увеличение модельного ряда автомобилей и скорости их движения потребовали изменения и условий оценки ровности дорожных покрытий. Применение толчкомера стало затруднительным. Поэтому были предложены другие конструкции приборов с использованием того же принципа оценки ровности (по величине колебаний автомобиля). Наиболее перспективными оказались приборы: ПКРС, созданный в Союздорнии (Б.И. Елисеев, В.А. Астров), и прибор МАДИ (прибор ДПП, созданный на кафедре теоретической механики под руководством А.А. Хачатурова, усовершенствованный под руководством В.П. Жигарева).
В настоящее время в России для оценки ровности поверхности дорожных покрытий используется показатель измерений прибора ПКРС-2, выражаемый в см/км (Sn), в международной практике — международный индекс ровности, выраженный в м/км или мм/м IRI. Показатели Sn и IRI являются интегральными показателями и оценивают ровность поверхности проезжей части автомобильной дороги во всем диапазоне дорожных частот, на которые реагирует автотранспортное средство (АТС) при определённой скорости движения. Оба показателя являются косвенными, так как ровность поверхности покрытия оценивается не по результатам измерения его геометрических параметров, а по реакции динамической системы, «прокатываемой» по дороге. Различие показателей Sn и IRI состоит в том, что IRI — это расчётный показатель, получаемый при «прокатывании» 2-массовой линейной модели колебаний АТС по продольному профилю участка дороги (рис. 10.12). В приборе ПКРС-2 устройство для оценки ровности представляет собой конструкцию, имитирующую двухмассовую модель колебаний АТС, прицепляемую к буксирующему автомобилю. Математическая модель прибора ПКРС-2 приведена на рис. 10.13. В обеих моделях (для Sn и IRI) для упрощения расчётов и получения аналитического решения не учитывается реально существующее трение в шине и конечность длины её отпечатка на покрытии. Разница между показателями IRI и расчётным значением показателя Sn (расчётным показателем, т.е. полученным аналитически, не экспериментально при прокатывании ПКРС-2 по участку дороги) обусловлена разницей в нормативных значениях скорости АТС при определении IRI (80 км/ч) и Sn (50 км/ч); и различием в параметрах динамических систем, моделирующих «эталонный» АТС и прибор ПКРС. Различие в принимаемых размерностях устраняется простым масштабным множителем 100.
Рис. 10.12. Расчётная схема колебаний эталонного автомобиля при расчёте IRI
Рис. 10.13. Расчётная схема ПКРС
Конструктивные особенности прибора ПКРС не позволяют дать точное значение коэффициента пропорциональности показателей Sn и IRI. Недостатком показателя IRI является то, что для его расчёта необходимо знать ординаты микропрофиля поверхности проезжей части дороги. Однако этот недостаток устраняется, если использовать при оценке ровности комплект приборов конструкции кафедры теоретической механики МАДИ, в частности прибор ДПП, обеспечивающий оценку ровности в показателе IRI и позволяющий быстро и точно получать ординаты микропрофиля поверхности проезжей части автомобильной дороги.
Принципы работы приборов измерения ровности. В мировой практике известно более 50 конструкций приборов для измерения ровности покрытий. По принципу их действия различают приборы: регистрирующие геометрические параметры неровностей (количество, высоту и длину волны) — рейки, профилографы, виографы, уклономеры, профилометры, нивелиры и др.; приборы импульсивного действия, измеряющие величину механического или электрического импульса или перемещения отдельных частей автомобиля при наезде на неровность, которые косвенно характеризуют ровность поверхности покрытия — толчкомеры, акселерометры (приборы, измеряющие ускорения при колебаниях масс) и др.; приборы инерционного действия — динамометрический принцип ПКРС-2У, в котором измеряются вертикальные колебания подрессорной массы, возникающие в результате наезда на неровность и др.
Рейки и профилографы. Простейшим прибором для оценки ровности является рейка длиной 2 м, 3 м или 4 м, которая прикладывается к покрытию. Под рейкой выявляются просветы, величину которых измеряют линейкой или клином. Эта величина показывает размеры неровности: отклонения от условной прямой линии поверхности.
В России для измерения продольной ровности используется рейка длиной 3 м. Для оценки поперечной ровности (колейности) используется укороченная рейка длиной 2 м при измерении по упрошенному способу, когда рейка укладывается на поверхность покрытия и под ней измеряются просветы. При измерении по способу вертикальных отметок применяется рейка длиной 3 м с подставочными стаканами, при помощи которых рейка выводится в горизонтальное положение, по отношению к которому определяются просветы (рис. 10.14). Измерение рейками требует больших затрат ручного труда, даёт приближённое значение ровности и не позволяет судить о колебаниях автомобиля при движении. Рейки применяют для контроля ровности при строительстве дорог и для выборочного контроля ровности при эксплуатации дорог.
Рис. 10.14. Укороченная рейка для измерения поперечной ровности (колеи):
1, 2 — подставочные стаканы постоянной и переменной высоты
Развитием этого метода являются многоопорные (многоколесные) рейки, профилометры, профилографы, виографы. Самым современным прибором из этой группы является анализатор продольного профиля APL (Analyseur de Profil Longitudinele).
Первым прототипом этого прибора явился разработанный в МАДИ под руководством проф. А.А. Хачатурова динамический преобразователь микропрофиля покрытия (рис. 10.15). Динамический преобразователь записывает микропрофиль косвенно: сначала регистрируются преобразованные прибором электрические сигналы от неровностей покрытия; затем эти сигналы на аналоговом счётно-решающем устройстве обратным преобразованием пересчитываются в неровности микропрофиля и записываются в неровности покрытия.
Рис. 10.15. Схема динамического преобразования микропрофиля покрытия (конструкция Афанасьева и Хачатурова):
а — вид сбоку; б — вид сверху.
1 — автомобиль; 2 — сцепные устройства; 3 — датчик относительных перемещений; 4 — ось вращения маятника; 5 — медленный маятник; 6 — амортизатор, гасящий колебания; 7 — наружная рама; 8 — внутренняя рама; 9 — груз
Анализ зарегистрированных сигналов может производиться двумя способами. Первый способ основан на определении спектральной плотности неровностей и является очень точным. Минимальная длина изучаемого участка должна быть не менее 400 м. Второй способ предусматривает анализ средней изменяемости неровностей, разделяемых по пределам длины волны. Французские специалисты значительно модернизировали конструкцию этого прибора и создали установку APL-25; APL-72 и др. (рис. 10.16).
Рис. 10.16. Анализатор продольного профиля APL-25:
1 — измеритель скорости; 2 — усилитель сигнала; 3 — устройство записи скорости; 4 — измерительный прицеп
Измерения ровности установкой APL в зависимости от целей может производиться со скоростью 21,6 км/ч; 50 км/ч или 72 км/ч. В результате измерений получают спектральную плотность неровностей, которую можно перевести в показатели неровности по IRI (International Roughness Index) или в другие показатели. Обработка измерений полностью автоматизирована.
Приборы импульсного действия. Из приборов импульсного действия наиболее широкое распространение получил прибор для косвенного измерения ровности покрытия толчкомер ХАДИ, предложенный проф. А.К. Бируля еще в пятидесятых годах XX века. Впоследствии этот прибор многократно совершенствовался. Схема модифицированной конструкции этого прибора — ТКХ-2 Казахского филиала Союздорнии, который выпускается серийно, показан на рис. 10.17.
Рис. 10.17. Толчкомер ТХК-2:
1 — кузов автомобиля; 2 — шкала замера неровностей; 3 — трос; 4 — задний мост автомобиля
Толчкомер ТХК-2 устанавливают в кузове автомобиля над его задним местом. Толчкомер состоит из трех основных узлов: счётного механизма, системы крепления к кузову автомобиля и соединения с задним мостом автомобиля.
Колебания рессор через гибкий трос передаются на барабан счётного механизма. Ровность дорожных покрытий оценивают суммарным сжатием рессор автомобиля в см/км на участке дороги длиной 1 км при постоянной скорости движения. Производительность толчкомера составляет около 170 км/сут. По этому же принципу работают толчкомеры ТЭД-2М, ИВП-1М идр.
Следует иметь в виду, что толчкомером определяют не истинную, а условную ровность поверхности дороги, так как сумма прогибов (сжатия) рессоры при проезде автомобилем данного участка зависит не только от состояния покрытия, но и от свойств подвески автомобиля, нагрузки и др. Толчкомер, установленный на автомобилях разных марок, даёт разные показатели.
Толчкомеры используются для сплошного контроля ровности.
Приборы инерционного действия. Более совершенными являются приборы инерционного действия — прицепные ровномеры, или динамометрические тележки. Эти приборы имеют измерительное колесо, пригруженное сравнительно тяжёлой массой, совершающей совместно с ним колебания относительно общего центра. Перемещения системы «колесо-масса» служат характеристикой ровности.
В России для сплошного контроля ровности за эталонный прибор принят динамометрический прицеп ПКРС-2У, разработанный Союздорнии. Эта установка выпускается серийно под маркой КП-511 и предназначена для измерения ровности и коэффициента сцепления. Установка состоит из специально оборудованного автомобиля типа УАЗ, Газель и др. и одноколёсного прицепа с мягкой подвеской, на котором установлены датчики для измерения ровности и тормозной силы. В кузове автомобиля смонтированы устройства управления, измерительная и регистрирующая аппаратура, а также бак с водой для поливки дороги при измерении коэффициента сцепления покрытия (рис. 10.18).
Рис. 10.18. Автомобильная установка ПКРС-2У для контроля ровности:
1 — прицеп с измерительным колесом; 2 — измерительный преобразователь ровности; 3 — регистрирующий прибор
Ровность измеряют во время проезда с постоянной скоростью движения в 60 км/ч с допустимым отклонением ±2 км/ч. По результатам измерения вычисляют средние отклонения и соответствующие им значения показателя ровности в см/км.
Приборы для измерения ровности в поперечном направлении (колейности). В мировой практике отказались от ручных методов измерения ровности проезжей части в поперечном направлении с применением реек. Измерение параметров поперечной ровности и колеи выполняют с использованием ультразвуковых и лазерных датчиков, которые размещаются на несущей балке, прикрепленной к передней части автомобиля. Такие установки называются профилографы или колеемеры.
Выпускается широкий спектр таких установок (рис. 10.19). Ультразвуковые профилографы измеряют просветы на ширине 2-2,5 м и более, при помощи ультразвуковых датчиков, количество которых в поперечном направлении колеблется от 12 до 30. Измерения производятся через каждые 3 м вдоль дороги с точностью 0,1 мм. Скорость движения профилографов может изменяться от 20 км/ч до 80 км/ч.
Рис. 10.19. Профилограф для измерения поперечной ровности (глубины колеи)
Лазерные профилографы измеряют просветы на ширине 2,7 м и более с помощью 15 датчиков через каждые 5 м вдоль дороги с точностью 0,1 мм. Имеются модификации профилографов, которые снимают отсчёты через каждые 20 см вдоль дороги. Скорость движения лазерных профилографов в процессе измерений может изменяться от 20 до 80 км/ч. В России разработка аналогичных приборов находится в начальной стадии.
Организация работ по измерению ровности. При оценке продольной ровности покрытий выполняют сплошные или выборочные измерения. Сплошные измерения выполняют при обследовании участков дорог протяжённостью более 1 км, выборочные — менее 1 км. Выборочные измерения выполняют при обследовании: участков концентрации ДТП, опасных участков дорог, участков дорог, на которых произошло ДТП, отремонтированных участков. Сплошные измерения продольной ровности, как правило, осуществляют с помощью передвижной установки ПКРС-2У.
Допускается использование передвижных лабораторий, оборудованных толчкомерами ТХК-2, ИР-1 или ИВП-1 на базе автомобилей УАЗ-2206, ГАЗ -31022, ГАЗ-2705 и других автомобилей семейства ГАЗель с колесной формулой 4´2. Могут быть использованы и другие приборы, имеющие необходимое метрологическое обеспечение, показания которых должны быть приведены к показаниям ПКРС-2У или толчкомера, установленного на один из базовых автомобилей. В этом случае составляется акт о результатах корреляционных испытаний, а также проводится калибровка используемого прибора. Эти действия оформляются протоколом и аттестатом по установленным формам. Корреляционные испытания необходимо проводить не менее чем на 5 участках, различающихся не менее чем на 20 % по ровности или сцепным свойствам дорожного покрытия.
Выборочные измерения ровности выполняют с помощью нивелиров, трехметровых реек или многоопорных реек ПКР-4М. Измерения продольной ровности дорожного покрытия с помощью передвижной установки ПКРС-2У производится при постоянной скорости движения 50±5 км/ч, по правой полосе наката каждой полосы движения. Требуемое количество измерений на 1 км дороги в зависимости от однородности поверхности покрытия колеблется от 2 до 6.
При проведении измерений толчкомером эксплуатационное состояние автомобиля должно соответствовать требованиям технического паспорта: давление в шинах, состояние рессор и амортизаторов, допуск люфтов в пальцах и серьгах рессор. Спидометр или датчик пройденного пути необходимо предварительно откалибровать. Давление воздуха в шинах следует контролировать не реже одного раза в сутки. Подготовленность аппаратуры ходовой лаборатории проверяют сопоставлением показаний толчкомера, полученных при проезде по одному и тому же участку дороги с однородным покрытием не менее 3 раз. При этом результаты измерений не должны различаться более чем на 5 %.
Измерения ровности с помощью толчкомера производятся при движении автомобиля строго по полосам наката. Загрузка автомобиля в период измерений должна быть распределена равномерно на правое и левое колесо задней оси. Суммарный вес груза с пассажирами и нагрузка на заднюю ось автомобилей приведены в табл. 10.2.
Таблица 10.2
| Тип автомобиля | Суммарный вес груза и пассажиров, кН | Нагрузка на заднюю ось автомобиля, кН |
| УАЗ-2206 | 29,5-30,0 | 14,2-14,6 |
| ГАЗ-31022 | 17,0-17,5 | 9,3-9,7 |
| ГАЗель с колёсной формулой 4´2 | 35,0-36,0 | 18,5-19 |
При использовании другого автомобиля показания толчкомера следует привести к показаниям базовых приборов.
Измерение продольной ровности с помощью толчкомера производится при постоянной скорости движения 50±2 км/ч. Показания спидометра должны соответствовать фактической скорости движения. Если по непреодолимым причинам невозможно выдержать требуемую скорость (например, при движении в плотном транспортном потоке), то показания толчкомера следует умножить на поправку (табл. 10.3).
Таблица 10.3
| Скорость движения, км/ч | ||||||
| Поправочный коэффициент | 1,1 | 1,05 | 0,95 | 1,1 | 1,15 |
Измерение и оценка колейности дорожного покрытия. Измерения параметров колеи в процессе диагностики выполняют в соответствии с ОДМ «Методика измерений и оценки эксплуатационного состояния дорог по глубине колеи» по упрощённому варианту с помощью 2-метровой рейки и измерительного щупа. Измерения производят по правой внешней полосе наката в прямом и обратном направлении на участках, где при визуальном осмотре установлено наличие колеи.
Количество створов измерений и расстояния между створами принимают в зависимости от длины самостоятельного и измерительного участков. Самостоятельным считается участок, на котором по визуальной оценке параметры колеи примерно одинаковы. Протяжённость такого участка может колебаться от 20 м до нескольких километров. Самостоятельный участок разбивается на измерительные участки длиной по 100 м каждый.
Если общая длина самостоятельного участка не равна целому количеству измерительных участков по 100 м каждый, выделяется дополнительный укороченный измерительный участок. Также назначается укороченный измерительный участок, если длина всего самостоятельного участка меньше 100 м.
На каждом измерительном участке выделяют 5 створов измерения на равном расстоянии один от другого (на 100-метровом участке через каждые 20 м), которым присваивают номера от 1 до 5. При этом последний створ предыдущего измерительного участка становится первым створом последующего и имеет номер 5/1. Укороченный измерительный участок также разбивается на 5 створов, расположенных на равном расстоянии один от другого.
Рейку укладывают на выпоры внешней колеи и берут один отсчёт hк в точке, соответствующей наибольшему углублению колеи в каждом створе, при помощи измерительного щупа, устанавливаемого вертикально, с точностью до 1 мм; при отсутствии выпоров рейку укладывают на проезжую часть таким образом, чтобы перекрыть измеряемую колею.
Если в створе измерения имеется дефект покрытия (выбоина, трещина и т.п.), створ измерения может быть перемещен вперед или назад на расстояние до 0,5 м, чтобы исключить влияние данного дефекта на считываемый параметр. Измеренная в каждом створе глубина колеи записывается в ведомость, форма которой с примером заполнения приведена в табл. 10.4.
Таблица 10.4
ВЕДОМОСТЬ ИЗМЕРЕНИЯ ГЛУБИНЫ КОЛЕИ
Участок дороги______________ Направление_________________________
Номер полосы________________________
Положение начала участка_____________
Положение конца участка______________
Дата измерения_______________________
| Номер самостоятельного участка | Привязка к километражу и протяжённость | Длина измерительного участка, м | Глубина колеи по створам | Расчётная глубина колеи hкн, мм | Средняя расчётная глубина колеи hкс, мм | |
| номер створа | глубина колеи hк, мм | |||||
| От км 20+150 До км 20+380, L=230 м | 12,7 | |||||
| 5/1 | ||||||
| 5/1 | ||||||
По каждому измерительному участку определяют расчётную глубину колеи. Для этого анализируют результаты измерений в 5 створах измерительного участка, отбрасывают самую большую величину, а следующую за ней величину глубины колеи в убывающем ряде принимают за расчётную на данном измерительном участке (hкн).
Расчётную глубину колеи для самостоятельного участка определяют как среднеарифметическое из всех значений расчётной глубины колеи на измерительных участках:
Приложение 2. Оценка ровности и коэффициента сцепления дорожных покрытий с помощью передвижной лаборатории ПКРС-2
Приложение 2
Оценка ровности и коэффициента сцепления дорожных покрытий с помощью передвижной лаборатории ПКРС-2
Передвижная лаборатория ПКРС-2 (рис. 1) состоит из специально оборудованного автомобиля (типа УАЗ или РАФ) и одноколесного прицепного прибора, на котором установлены датчики для измерения ровности и тормозной силы. В кузове автомобиля смонтированы устройства управления, измерительная и регистрирующая аппаратура, а также бак для воды, используемой при поливке дороги, когда измеряют коэффициент сцепления покрытия с колесом автомобиля.
Ровность покрытия оценивают проездом лаборатории по каждой полосе движения со скоростью 50 км/ч. Показатель ровности при этом регистрируется в виде графика на бумажной ленте самописца.
Контроль ровности покрытия лабораторией ПКРС-2 можно производить в трех режимах работы измерительной аппаратуры:
режим 1 служит для определения среднестатистического покилометрового показателя ровности, которым является средняя интенсивность воздействия неровностей на колесо прицепного прибора ПКРС-2, выраженная суммарным перемещением этого колеса относительно кузова прибора на километр дороги (см/км);
режим 2 предназначен для более детального контроля ровности и позволяет выявить неровные участки в пределах того или иного километра;
режим 3 позволяет регистрировать глубину отдельных неровностей, которая затем определяется по тарировочному графику.
Контроль ровности покрытия лабораторией ПКРС-2 ведут в следующей последовательности. Первым проездом устанавливают покилометровый среднестатистический показатель ровности и выявляют участки с неудовлетворительной оценкой (1-й режим работы измерительной аппаратуры). Второй проезд осуществляют лишь по участкам с неудовлетворительной ровностью. При этом измерительная аппаратура должна работать в режиме 2, позволяющем вести детальный контроль ровности и выявлять неровные места в пределах того или иного километра.
Порядок выполнения операций при оценке ровности следующий.
На неподвижном автомобиле-лаборатории не менее чем за 5 мин до начала измерений включают приборы. После этого производят запись нулевой линии на ленте. За 300-500 м до участка устанавливают скорость движения лаборатории 50 км/ч (спидометр должен быть проверен) и включают протяжку ленты самописца. Начинают измерение, поддерживая на протяжении всего контролируемого участка скорость движения 50 км/ч.
При проезде километровых знаков делают привязочные отметки на ленте с помощью специальной кнопки. При контроле участков дорог большого протяжения (во избежание ошибок) необходимо делать отметки в журнале и наносить их карандашом на ленту самописца во время движения. В случае отклонений скорости движения от 50 км/ч записывают их в журнале, чтобы при расшифровке результатов измерений вводить поправки на скорость. После проезда обследуемого участка и остановки автомобиля вновь записывают на ленте самописца нулевую линию.
При обработке и оценке результатов измерения ровности расшифровывают диаграммы, получаемые на ленте самописца. Если измерения проводились в 1-м режиме, то диаграмма самописца будет выглядеть следующим образом (рис. 2, а). Диаграмму расшифровывают с помощью тарировочной линейки, прикладывая ее, как показано на рис. 2, и устанавливают показатель ровности на обследованных участках.
При измерении во 2-м режиме получают диаграмму, показанную на рис. 2, б. Обработку результатов выполняют так же, как и в 1-м режиме. При этом показатель ровности, измеренный во 2-м режиме, является средним для отрезка дороги длиной 50 — 70 м. На диаграмме самописца этот отрезок занимает 5-7 мм. Для установления степени ровности того или иного участка на диаграмму наносят (см. рис. 2) границы оценочных баллов (отлично, хорошо, удовлетворительно) в соответствии с табл. 3.3 и определяют протяжение и местоположение участком с соответствующей оценкой ровности покрытия. После этого отмечают места, где линия графика проходит над верхней границей оценочного балла «удовлетворительно». Такие участки подлежат детальному обследованию (см. разд. 2.4).
Участки дороги, требующие улучшения ровности покрытия, находят на диаграммах следующим образом. Устанавливают на тарировочной линейке показатель ровности (см/км), соответствующий допускаемому значению при данной среднесуточной интенсивности движения на дороге (согласно табл. 1.1). Из полученной точки проводят на диаграмме линию, параллельную нулевой. Участки графика, расположенные под проведенной линией, соответствуют местам на дороге, где требуются ремонтные работы по улучшению ровности покрытия.
Качество шероховатости покрытия оценивают коэффициентом продольного сцепления, который определяют в режиме скольжения полностью заторможенного колеса по увлажненной поверхности покрытия. Отношение тормозной силы к нагрузке от колеса на покрытие, действующей в направлении, перпендикулярном к поверхности покрытия, является коэффициентом сцепления колеса с покрытием.
Величины коэффициентов сцепления определяют на полосе наката левых колес автомобилей при движении лаборатории ПКРС-2 со скоростью 60 км/ч, а в стесненных условиях — 40 км/ч. Результаты измерений при скорости движения установки 40 км/ч приводят к значениям, соответствующим нормативной скорости 60 км/ч, путем уменьшения полученных величин коэффициентов сцепления на 0,05.
Получаемые с помощью ПКРС-2 данные осредненно характеризуют величину коэффициента сцепления на участке дороги 30 м при скорости движения лаборатории 60 км/ч и 20 м при скорости 40 км/ч.
При необходимости оценки сцепных качеств покрытия на коротких участках (20-50 м) величину коэффициента сцепления определяют как среднеарифметическое из трех замеров на одном и том же участке.
При оценке коэффициента сцепления на большом протяжении измерения ведут на трех пикетах каждого километра. Количество замеров на каждом пикете полосы движения должно составлять не менее 6.
Порядок выполнения операций при измерениях коэффициента сцепления следующий. Перед началом измерений полностью заправляют водяной бак лаборатории. В начале и в конце контролируемого участка помечают хорошо видные водителю и оператору знаки, фиксирующие границы участка. На ленте самописца делают надпись с указанием даты, места, где проводилось измерение (км, пикет), и порядкового номера обследуемого участка.
За 100 м до начала контрольного участка передвижния лаборатория должна развить необходимую рабочую скорость (60 или 40 км/ч), a перед въездом на участок оператор должен нанести нулевую линию, включив протяжку ленты самописца.
При въезде на участок быстро открывают водяные заслонки и производят необходимое число торможений. Тормозить необходимо быстро, но плавно. Время торможения до полной блокировки колеса прицепа должно быть около 0,5 с. Держать колесо в заторможенном состоянии следует 1,5-2,0 с, после чего нужно резко отпустить тормоз.
Все сведения о дороге, условиях и результатах измерений заносят в соответствующий журнал. Расшифровку диаграммы самописца производят с помощью тарировочной линейки. Прикладывая тарировочную линейку к ленте самописца так, чтобы нуль ее шкалы совпадал с нулевой линией на ленте, сравнивают положения рисок со шкалой на линейке и определяют значения коэффициентов сцепления (рис. 3). Эти значения заносят в журнал измерений. Затем для каждого участка вычисляют среднюю величину коэффициента сцепления при определенной скорости движения (60 или 40 км/ч). Средняя величина коэффициента сцепления должна быть приведена к температуре воздуха 20°С. Для этого в среднюю величину коэффициента сцепления, полученную при измерениях, вводят поправку в соответствии с таблицей.
|
Температура воздуха, °С |
Поправка |
Температура воздуха, °С |
Поправка |
Температура воздуха, °С |
Поправка |
|
0 |
-0,06 |
15 |
-0,02 |
30 |
+0,01 |
|
3 |
-0,04 |
20 |
0 |
35 |
+0,02 |
|
10 |
-0,03 |
25 |
+0,01 |
40 |
+0,02 |
Приведенную к 20°С среднюю величину коэффициента сцепления сравнивают с долускаемым значением для данных условий движения и устанавливают места на дороге, требующие повышения шероховатости покрытия.
Назначение и принцип действия толчкомера
⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 5
Ровность дорожного покрытия может быть измерена путем суммирования колебаний кузова движущегося автомобиля относительно его заднего моста. Метод основан на воздействии неровностей дорожного покрытия на подвеску автомобиля. Приборы для оценки ровности дорожного покрытия по сумме сжатия упругого элемента подвески транспортного средства называют толчкомерами. Существуют различные конструкции толчкомеров: ТХК-2, ПКРС-2, ТЭД2М, ИВП-1М и др. Толчкомер конструкции ТХК-2 (рисунок 4.1) устанавливают в кузове автомобиля над его задним мостом.
Колебания через гибкий трос передаются на барабан счетного механизма толчкомера. Ровность дорожного покрытия оценивают суммарным колебанием кузова транспортного средства на участке дороги длиной 1 км при постоянной скорости движения 50+5 км/ч. Регистрация показаний толчкомера осуществляется на бумажной ленте печатающего устройства счетного механизма, включаемого в нужный момент времени. Настоящий метод обеспечивает получение результатов измерений с точностью до 10 %.
Таблица 4.1 – Значения продольной ровности дорожного покрытия
| Километры | Участок дороги, км | Значение продольной ровности, см | Скорость измерительной установки, км/ч | |
| начало | конец | |||
| 10,9 | 50,1 | |||
| 15,3 | 51,2 | |||
| 18,5 | 50,9 | |||
| 13,4 | 51,3 | |||
| 21,2 | 49,8 | |||
| 11,7 | 48,7 | |||
| 12,9 | 49,5 | |||
| 22,1 | 50,0 | |||
| 14,5 | 52,4 | |||
| 13,8 | 51,1 | |||
| 16,3 | 50,7 | |||
| 17,1 | 53,2 | |||
| 19,6 | 49,1 | |||
| 20,7 | 47,6 | |||
| 13,9 | 48,4 | |||
| 21,8 | 53,8 | |||
| 11,2 | 46,3 | |||
| 12,0 | 52,1 | |||
| 22,6 | 47,8 | |||
| 14,7 | 54,3 | |||
| Примечание – Каждый студент умножает значение продольной ровности автомобильной дороги на коэффициент равный 1,N, где N – дробная часть коэффициента, которая равна последним двум цифрам номера зачетной книжки. Полученное значение округляется до числа с одним знаком после запятой |
По результатам измерений строят линейный график ровности дорожного покрытия (толчкограмму).
1 – кузов автомобиля; 2 – шкала замера неровностей; 3 – трос; 4– задний мост автомобиля
Рисунок 4.1 – Толчкомер ТХК-2
Порядок проведения оценки ровности дорожного покрытия с помощью толчкомера
Средства измерений
Измерительная установка, включающая:
Транспортное средство (микроавтобус);
информационно-регистрирующее устройство;
толчкомер с погрешностью измерения продольной ровности дорожных покрытий 5 %;
устройство для измерения расстояния с погрешностью измерения 1 %;
программное обеспечение, обеспечивающее фиксацию значения продольной ровности дорожного покрытия по каждому 100-метровому участку дороги.
Вспомогательные средства измерения:
манометр шинный типа МТИ по ГОСТ 9921 с диапазоном измерения от 0 до 1 МПа, ценой деления 0,01 МПа;
термометр ртутный стеклянный по ГОСТ 13646 с диапазоном измерения от 0 °С до 55 °С, ценой деления 1 °С;
набор гирь по ГОСТ 7328 с диапазоном измерения от 0 до 6 кг, классом точности 6. Применяемые средства измерений должны быть поверены согласно ТКП 8.003-2011 или аттестованы по СТБ 8004.
Допускается применять другие средства измерений, метрологические характеристики которых позволяют определять контролируемые показатели с заданной точностью.
Условия измерений
Измерения следует производить при температуре воздуха не ниже 0 °С.
Покрытие дороги не должно быть мокрым.
Измерения следует выполнять по каждой полосе движения транспортных средств.
Порядок подготовки к проведению измерений
При подготовке к проведению измерений необходимо выполнить следующие работы:
измерить температуру воздуха;
измерить давление воздуха в шинах колес микроавтобуса манометром; давление воздуха в шинах колес микроавтобуса должно быть в пределах от 0,22 до 0,25 МПа;
проверить кузов микроавтобуса измерительной установки на наличие посторонних предметов, при измерениях продольной ровности дорожного покрытия нагрузка в кузове микроавтобуса измерительной установки не должна превышать 2,5 кН;
очистить толчкомер от пыли и грязи;
проверить надежность креплений измерительного оборудования;
проверить натяжение троса толчкомера при помощи подвешивания гирь общей массой 6 кг к концу троса, при этом фиксируют положение пружины, которое должно быть таким же и при подсоединении троса к заднему мосту микроавтобуса измерительной установки;
подключить и проверить работоспособность программного обеспечения измерительного оборудования;
проверить работоспособность измерительного оборудования и программного обеспечения путем пробного проезда измерительной установки по участку дороги длиной 300 м. Результаты пробных измерений проконтролировать на устройстве отображения информации (далее – монитор).
⇐ Предыдущая12345
Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
Приложение 3. Оценка ровности дорожных покрытий с помощью толчкомера ТХК-2
Приложение 3
Оценка ровности дорожных покрытий с помощью толчкомера ТХК-2
Толчкомер ТХК-2 (рис. 17) представляет собой механический счетчик, позволяющий регистрировать колебания автомобиля, вызываемые неровностями дороги. С помощью толчкомера ровность покрытия характеризуется условным показателем — суммой сжатия рессор (см. км) на участке, равном 1 км.
Толчкомер устанавливают в кузове автомобиля над задним мостом. Один конец троса закрепляют болтом к кожуху заднего моста, другой, пропустив через отверстие в полу кузова и намотав (два витка) на приводной шкив толчкомера, прикрепляют к натяжной пружине. Сила натяжения пружины должна быть в пределах 6 кгс.
Перед выездом на дорогу проверяют состояние автомобиля и исправность толчкомера. Давление в автомобильных шинах, состояние рессор, амортизаторов и размер люфтов в пальцах и серьгах рессор должны быть соответствующим образом отрегулированы, а показания спидометра автомобиля оттарированы по секундомеру.
Для работы с толчкомером требуется один или два человека (кроме водителя автомобиля) в зависимости от приобретенного опыта.
Ровность покрытия с помощью ТХК-2 измеряют следующим образом. За 100-200 м до качала обследуемого участка дороги устанавливают скорость движения испытательного автомобиля 50 км/ч. Нагрузка в кузове автомобиля должна быть в пределах 120-180 кгс. В процессе измерения ровности покрытия скорость, движения определяется по спидометру автомобиля и контролируется с помощью секундомера.
Если на измеряемом участке дороги по каким-либо причинам скорость движения испытательного автомобиля отклонилась более чем на км/ч, то полученные результаты считают недействительными и измерения повторяют.
Если скорость движения при измерениях поддерживается в пределах км/ч, то показатель ровности корректируют и приводят к скорости, равной 50 км/ч, по следующей зависимости:
,
где — показатель ровности при скорости движения 50 км/ч; — показатель ровности при фактической скорости движения; — фактическая скорость движения при оценке ровности, км/ч.
Против каждого километрового столба нажатием кнопки наносят показания толчкомера на бумажную ленту. Разность между последующим и предыдущим показаниями характеризует ровность покрытия на обследуемой полосе данного километра дороги.
Для оценки ровности на участке длиной менее 1 км показатель толчкомера, полученный на данном участке, приводят к показателю на 1 км.
,
где — показатель ровности на участке, отличном от нормативного; — длина обследованного участка, км; — длина нормативного участка, (1 км).
Результаты измерения заносят в журнал. Полученные средние показатели ровности () на каждом обследованном километре сравнивают с допускаемыми значениями (см. табл. 1.1) и выявляют участки, на которых необходимо улучшить ровность покрытия.