1.3. Общие требования к техническому уровню и эксплуатационному состоянию автомобильных дорог

Конечная цель деятельности дорожно-эксплуатационной службы - поддержание и непрерывное повышение качества дорог, т.е. их технического уровня и эксплуатационного состояния или транспортно-эксплуатационного состояния (ТЭС АД), в соответствии с ростом интенсивности движения и нагрузки на дороги при минимальных затратах трудовых, материально-технических и энергетических ресурсов.

Технический уровень - степень соответствия постоянных (не меняющихся в процессе эксплуатации или меняющихся только при реконструкции и капитальном ремонте) геометрических параметров, характеристик дороги и ее сооружений нормативным требованиям. Это проектная ширина проезжей части и земляного полотна, длины прямых и кривых, протяженность и крутизна подъемов и спусков, высота насыпи и глубина выемки, габариты и грузоподъемность мостов и путепроводов, элементы обустройства и др.

Эксплуатационное состояние - степень соответствия переменных параметров и характеристик дороги, инженерного оборудования, организации и условий движения, изменяющихся в процессе эксплуатации в результате воздействия транспортных средств, метеорологических условий, и уровня содержания нормативным требованиям. Это прочность дорожной одежды, состояние поверхности дороги и фактически используемая ширина проезжей части и обочин, сцепные качества и ровность покрытия, состояние инженерного оборудования, разметки дорог, въездов и переездов и т.д.

К основным транспортно-эксплуатационным показателям автомобильных дорог (ТЭП АД) и дорожных сооружений относят обеспеченную скорость и пропускную способность, уровень загрузки дороги, непрерывность и безопасность движения, допустимую осевую нагрузку и грузоподъемность (или общую массу) автомобилей и автомобильных поездов.

Скорость, пропускная способность, безопасность и непрерывность движения автомобилей - важнейшие обобщающие показатели, которые отражают транспортно-эксплуатационное состояние автомобильных дорог в различные периоды года и погодно-климатические условия, а также эффективность мероприятий и работ по ремонту и содержанию дорог и организации движения. Транспортно-эксплуатационные показатели дорог зависят от их технического уровня и эксплуатационного состояния.

Основные параметры проектируемых и сдаваемых в эксплуатацию дорог должны удовлетворять требованиям СНиП 2.05.02-85(табл. 1.14 и 1.15).

Таблица 1.14

Основные технические нормы и транспортно-эксплуатационные показатели

Параметры дороги	Категория дороги
	I-а	I-б	II	III	IV	V
Расчетная интенсивность движения в транспортных единицах, авт./сут.	7000	7000	3000-7000	1000-3000	100-1000	<100
Основная расчетная скорость для проектирования элементов плана, продольного и поперечного профилей, км/ч	150	120	120	100	80	60
То же, допустимая на трудных участках пересеченной местности, км/ч	120	100	100	80	60	40
То же, допустимая на трудных участках горной местности, км/ч	80	60	60	50	40	30
Число полос движения	4; 6; 8	4; 6; 8	2	2	2	1
Ширина полосы движения, м	3,75	3,75	3,75	3,5	3	-
Ширина проезжей части, м	15; 22,5; 30	15; 22,5; 30	7,5	7,0	6,0	4,5
Ширина обочин, м	3.75	3,75	3,75	2,5	2,0	1,75
Наименьшая ширина укрепленной полосы обочины, м	0,75	0,75	0,75	0,5	0,5	-
Наименьшая ширина разделительной полосы между разными направлениями движения, м	6	5	-	-	-	-
Наименьшая ширина укрепленной полосы на разделительной полосе, м	1,0	1,0
Ширина земляного полотна, м	28.5;36;43,5	27,5;35;42,5	15	12	10	8
Тип дорожной одежды	Капитальный	Капитальный	Капитальный	Капитальный облегченный	Капитальный облегченный, переходный	Облегченный, переходный, низший

Таблица 1.15

Нормы проектирования дорог в плане и продольном профиле

Расчетная скорость, км/ч	Наибольший продольный уклон, ‰	Наименьшее расстояние видимости, м		Наименьший радиус кривых, м
		для остановки	встречного автомобиля	основных в плане	вертикальных выпуклых	основных вертикальных вогнутых
150	30	300	-	1200	30 000	8000
120	40	250	450	800	15 000	5000
100	50	200	350	600	10 000	3000
80	60	150	250	300	5000	2000
60	70	85	170	150	2500	1500
50	80	75	130	100	1500	1200
40	90	55	110	60	1000	1000
30	100	45	90	30	600	600

Под расчетной скоростью понимают максимальную обеспеченную по условиям безопасности движения, взаимодействия с дорогой и динамическим характеристикам скорость легкового автомобиля на увлажненном покрытии в эталонных условиях погоды, которым соответствует летнее время при температуре воздуха 20 °С, относительной влажности воздуха 50 %, отсутствии ветра и при атмосферном давлении 1013 МПа. Полностью эталонные условия, принятые в системе ВАДС, приведены в табл. 1.16.

Таблица 1.16

Системы комплекса ВАДС и их параметры	Эталонные значения
Дорожные условия
Параметры дороги:
прямой горизонтальный участок, продольный уклон, ‰	0
ширина полосы движения, м	3,75
ширина краевой укрепленной полосы, м	0,75
ширина обочины, м	3,75
в том числе укрепленной, м	2,50
геометрическая видимость встречного автомобиля, м	750
Состояние покрытия:
шероховатое, коэффициент сцепления сухого покрытия	0,7
увлажненного покрытия	0,6
ровность, просвет под трехметровой рейкой, мм	5
сумма неровностей по ПКРС-2, см/км	300
сопротивление качению	0,01-0,02
Условия погоды:
период года	Лето
температура воздуха, °С	20
относительная влажность воздуха, %	50
интенсивность осадков, мм/мин	0
скорость ветра, м/с	0
метеорологическая дальность видимости, м	>750
давление, МПа	0,1013
Расчетный автомобиль:
тип	ВАЗ-2107; ГАЗ-24
максимальная скорость, км/ч	152; 147
ширина колеи, мм	1365; 1470
габаритная ширина, мм	1620;1820
длина кузова, мм	4128; 4735
максимальная мощность двигателя, кВт	56,6; 69,9
полная масса, кг	1430; 1820

В неблагоприятных погодно-климатических условиях допускается снижать максимальную обеспеченную скорость по сравнению со скоростью, принятой для проектирования элементов плана и продольного профиля, но не более 25 % в расчетные по условиям движения осенне-весенний и зимний периоды и, как исключение, не более 50 % в зимний период при гололеде, метелях и сильных снегопадах.

Технический уровень и эксплуатационное состояние дорог должны соответствовать требованиям, установленным к основным транспортно-эксплуатационным показателям проектируемых дорог и дорожных сооружений. Эти требования, относящиеся к строительству и реконструкции дорог, распространены на всю сеть дорог, часть которых построена по старым техническим нормативам и может не удовлетворять современным требованиям.

Автомобильные дороги предназначены для движения различных типов автомобилей с установленными стандартами и нормами весовых параметров и габаритов: легковых, грузовых, автобусов и автопоездов.

Как любое инженерное сооружение, дорога может обеспечивать пропуск только тех нагрузок и в том количестве, на которые она рассчитана при проектировании. Между тем прогресс в автомобилестроении приводит к непрерывному совершенствованию и изменению типов автомобилей, модели которых меняются через каждые несколько лет. Существует устойчивая тенденция к увеличению грузоподъемности и более широкому использованию многоосных автомобилей и автопоездов.

Нормами проектирования установлены расчетные перспективные сроки для обоснования параметров автомобильных дорог: 20 лет для определения расчетной интенсивности, категории дороги и расчетной скорости, в соответствии с которыми назначаются геометрические параметры дорог, и 10-18 лет для выбора типа дорожной одежды и определения ее прочности в зависимости от срока службы. Предполагается, что в течение этих сроков по дорогам будут двигаться автомобили, весовые параметры и габариты которых не будут превышать расчетные. Поэтому во всех странах существуют стандарты и нормы на габариты автомобилей и нагрузки от них, которые обязана соблюдать автомобильная промышленность и к которым приспосабливают нормы на элементы автомобильных дорог.

В России требования к габаритным размерам автомобилей, разрешенных для движения по дорогам общего пользования, ограничивают их высоту 4 м, ширину 2,5 м, а предельную длину 12-24 м в зависимости от типа автомобиля.

Автомобили различных типов и степени загрузки, следуя по дороге в одном направлении с различными скоростями, образуют транспортный поток. Очевидно, чем больше автомобилей движется в потоке, тем более высокие требования должны быть предъявлены к техническому уровню и эксплуатационному состоянию дороги. При обосновании требований к разным элементам дороги используют различные характеристики транспортного потока.

Для определения числа полос движения, ширины проезжей части и земляного полотна решающее значение имеет интенсивность движения, в данном случае условно приведенная к легковому автомобилю. Для этого вводят коэффициенты приведения, характеризующие, сколько легковых автомобилей могло бы проехать по участку дороги за время проезда одного грузового автомобиля, автобуса или автопоезда.

В соответствии со СНиП 2.05.02-85приняты коэффициенты приведения, значения которых указаны в табл. 1.17.

Таблица 1.17

Тип транспортного средства	Коэффициент приведения
Легковые автомобили	1,0
Мотоциклы и мопеды	0,5
Грузовые автомобили грузоподъемностью 2-14 т	1,5-3,5
Автопоезда длиной 12-30 м	3,5-6,0

Параметры основных типов транспортных средств, используемых на сети автомобильных дорог общего пользования, приведены в табл. 1.18.

Таблица 1.18

Параметры некоторых часто встречающихся типов транспортных средств на сети дорог общего пользования

Транспортное средство	Грузоподъемность, т	Осевая нагрузка, кН	Коэффициент приведения
Легковые автомобили
«Ока», «Жигули», УАЗ-469, «Нива», «Москвич», «Волга», ЛуАЗ-969	-	-	1
Автобусы
УАЗ-452В, РАФ-2203	-	-	1
КАВЗ-685	-	48-45	1,75
ПАЗ	-	45-52,9	1,75
ЛАЗ	-	71-93	2,5
ЛиАЗ-677	-	83,1	2,5
Грузовые автомобили
ИЖ	0,35-0,4	-	1
УАЗ-451, УАЗ-452	0,8-1,0	-	1
ГАЗ-52	2,5	36-39,4	1,6
ГАЗ-53	4,0	55,9	1,75
ЗИЛ-45067, ЗИЛ-45065	5,3-5,7	82	2,0
ЗИЛ-133Д4	10,0	142*	2,65
ГАЗ-66	2,0	30,7	1,5
КамАЗ-55102, КамАЗ-5320	7,0-8,0	109,3*	2,5
КамАЗ-53212, ЗИЛ-4516	10,0	140*	2,65
МАЗ-5335	8,0	100	2,5
МАЗ-53352	8,4	100	2,5
Грузовые автомобили-самосвалы
САЗ-3504, САЗ-5303	2,25-2,4	37	1,5
САЗ-3502, ГАЗ-САЗ-53	3,2-3,55	55	1,6
ЗИЛ-4508, ЗИЛ-45085	5,5-5,8	79,7	1,9-2,0
КамАЗ-55111	13,0	167*	2,85
КрАЗ-65034	18,0	247*	3,5
Автомобильные поезда на седельном тягаче
ГАЗ-52-06	4,3	33	2,8
ЗИЛ-130В-1	7,5	60	3,0
КамАЗ-5410	14,2	110*	3,6
КамАЗ-54112	20,0	180*	4,0
МАЗ-504В	20,0	180*	4,0
МАЗ-5429	13,5	100	3,6
МАЗ-5432	20,0	180*	4,0
МАЗ-6422	26,2	180*	4,6
Автомобильные поезда с прицепом
ЗИЛ-130	11,5	79	3,5
КамАЗ-5320	16,0	57,5	3,75
КамАЗ-53212	20,0	140*	4,0
МАЗ-5335	16,0	100	3,75

Примечания: 1. Звездочкой обозначена полная нагрузка на тележку автомобиля. 2. Коэффициент приведения для автобусов и специальных автомобилей принимают как для базовых автомобилей соответствующей грузоподъемности. 3. Для пересеченной и горной местности коэффициент приведения увеличивают в 1,2 раза.

Для расчета толщины дорожной одежды наиболее важен размер нагрузки, передаваемой от колес автомобилей на дорожную одежду. Один проезд тяжелого грузового автомобиля оказывает на дорогу более разрушительное воздействие, чем проход большого числа легких автомобилей. Это обстоятельство учитывают пересчетом фактической интенсивности движения в интенсивность эквивалентную, условно приведенную к одной из расчетных нагрузок группы А или группы Б.

В соответствии с СНиП 2.05.02-85нагрузку на одиночную наиболее нагруженную ось двухосного автомобиля для расчета прочности дорожных одежд и проверки устойчивости земляного полотна принимают для дорогI-IV категорий 100 кН (10 тс) (автомобили группы А), для дорог V категории 60 кН (6 тс) (автомобили группы Б), а при двух спаренных осях - 180 кН (18 тс) и 100 кН (10 тс) соответственно.

В соответствии со сложившейся и перспективной интенсивностью движения и другими экономическими данными каждой дороге, а в некоторых случаях и отдельным ее участкам присваивают определенную категорию. Категорией, присвоенной дороге, руководствуются также при разработке проектов реконструкции и капитального ремонта ее отдельных участков, больших мостов и дороги в целом. Это обеспечивает комплексность и взаимную увязку ремонтных работ, исключает переделки ранее отремонтированных участков.

Согласно «Инструкции по проектированию дорожных одежд нежесткого типа» ВСН 46-83, введенной в действие с 1.01.1984 г., в качестве расчетных принимались характеристики нагрузки, приведенные в табл. 1.19.

Таблица 1.19

Транспортные средства	Номинальная статическая нагрузка на ось, кН	Нормированная нагрузка, передаваемая дорожной одежде колесом автомобиля, кН		Среднее удельное давление Р колеса на покрытие, МПа	Расчетный диаметр колеса автомобиля, см
		неподвижного Qн.норм	движущегося Qд. норм		неподвижного	движущегося
Автомобили группы:
А	100	50	65	0,6	33	37
Б	60	30	39	0,5	28	32
Автобусы группы:
А	110	55	72	0.6	34	39
Б	70	35	46	0,5	30	34

Влияние нагрузки от легковых автомобилей при расчете прочности дорожных одежд не учитывается.

Расчетная интенсивность воздействия нагрузки определяется как среднесуточное приведение к расчетной нагрузке числа проездов всех колес (как ведущих, так и ведомых), расположенных по одному борту автомобилей, в пределах одной полосы проезжей части. Коэффициенты приведения различных типов автомобилей к расчетной нагрузке группы А и Б даны в табл. 1.20.

Таблица 1.20

Марка транспортного средства или прицепа	Грузоподъемность, т	Статическая нагрузка от заднего колеса, кН	Коэффициент приведения к расчетной нагрузке
			Группа А	Группа Б
ГАЗ-53А	4,0	28,0	0,08	0,74
ЗИЛ-130	5,0	34,0	0,20	1,94
МАЗ-500А	8,0	50,0	1,04	-
КамАЗ-5320	8,0	27,3	0,27	2,25
КрАЗ-25851	12,0	43,7	2,34	-
МАЗ-8926	8,0	30,0	0,21	2,0

В связи с тем, что большинство грузовых автомобилей, автопоездов и автобусов, работающих на автомобильных дорогах общего пользования, имеют осевую нагрузку, превышающую 60 кН, а многие и 100 кН, возникла необходимость проектирования дорожных одежд всех дорог на пропуск автомобилей с осевой нагрузкой группы А. Поэтому межгосударственными отраслевыми дорожными нормами МОДН 2-2001«Проектирование нежестких дорожных одежд», принятыми Межправительственным советом дорожников, предусматриваются для реализации с 15.04.2001 г. повышенные значения расчетной нагрузки (табл. 1.21).

Таблица 1.21

Группа расчетной нагрузки	Нормативная статическая нагрузка на ось, кН	Нормативная статическая нагрузка на поверхность покрытия от колеса расчетного автомобиля Qрасч, кН	Расчетные параметры нагрузки
			удельное давление Р, МПа	диаметр круга отпечатка колеса D, см
А1	100	50	0,60	37/33
А2	110	55	0,60	39/34
А3	130	65	0,60	42/37

Примечание. В числителе - для движущегося колеса, в знаменателе - для неподвижного.

Значение суммарного коэффициента приведения определяют по формуле:

где                                                                                                                 (1.1)

п- число осей у данного транспортного средства;

S_n- коэффициент приведения номинальной динамической нагрузки от колеса каждой изпосей транспортного средства к расчетной нагрузке.

Коэффициент приведения нагрузок S_nопределяют по формуле

где                                                                                                               (1.2)

Q_дп- номинальная динамическая нагрузка от колеса на покрытие;

Q_расч- расчетная динамическая нагрузка от колеса на покрытие;

 - показатель степени, принимаемый равным:

4,4 - для капитальных дорожных одежд;

3,0 - для облегченных дорожных одежд;

2,0 - для переходных дорожных одежд.

Номинальная динамическая нагрузка Q_дпопределяется по паспортным данным на транспортное средство с учетом распределения статических нагрузок на каждую ось:

Q_дп=K_динQ_п, где                                                                                                                  (1.3)

K_дин- динамический коэффициент, принимаемый равным 1,3;

Q_п- номинальная статическая нагрузка на колесо данной оси.

При определении расчетного значения номинальной статической нагрузки для многоосных автомобилей фактическую номинальную нагрузку на колесо, определяемую по паспортным данным, следует умножать на коэффициент, учитывающий число осей в тележке, расстояние между крайними осями автотранспортного средства и капитальность дорожной одежды.

Величину этого коэффициента определяют по формуле:

где                                                                                                        (1.4)

Б_т - расстояние между крайними осями автотранспортного средства, м;

а,b,с- параметры, определяемые в зависимости от капитальности дорожной одежды и числа осей тележки, - принимают по табл. 1.22.

Таблица 1.22

Вид тележки	а	b	с
Двухосная	1,7/1,52	0,43/0,36	0,5/0,5
Трехосная	2,0/1,60	0,46/0,28	1,0/1,0

Примечание. В числителе - для капитальных и облегченных типов дорожных одежд, в знаменателе - для переходных.

Приближенно значения суммарного коэффициента приведения S_mcyмможно принимать по табл. 1.23.

Таким образом, существует прямая связь с изменением весовых параметров автомобилей и повышением требований к прочности и работоспособности дорожных одежд. В принципе эта зависимость вполне закономерна. Проблема состоит в том, что существует большой временной разрыв между периодом возрастания осевых нагрузок и периодом отражения возросших требований в нормах на проектирование новых дорог и, тем более, между периодом приведения в соответствие с этими требованиями существующей сети дорог.

Таблица 1.23

Тип автомобиля	Коэффициент приведения к расчетной нагрузке Smcyм
	А1	А2	А3
Легкие грузовые автомобили грузоподъемностью 1-2 т	0,005	0,003	0,0015
Средние, грузоподъемностью 2-5 т	0,2	0,13	0,063
Тяжелые, грузоподъемностью 5-8 т	0,7	0,46	0,22
Очень тяжелые, грузоподъемностью более 8 т	1,25	0,82	0,40
Автобусы	0,7	0,46	0,22
Тягачи с прицепами	1,5	0,99	0,47

В итоге в России к началу XXI века сложилась сеть автомобильных дорог общего пользования, значительная часть которой не в состоянии пропускать современные транспортные средства.