301-000635

УДК 351.811.111 ББК 39.311

В12

Утверждено к изданию редакционно-издательским советом Сыктывкарского лесного института

Ответственный редактор:

кандидат технических наук, профессор В. И. Чудов

Вайс, К. Е.

В12 Транспортно-эксплуатационные качества автомобильных дорог и го-

родских улиц [Электронный ресурс] : учебное пособие : самост. учеб. электрон. изд. / К. Е. Вайс ; Сыкт. лесн. ин-т. – Электрон. дан. – Сыктывкар : СЛИ, 2013. – Режим доступа: http://lib.sfi.komi.com. – Загл. с экрана.

В издании помещены материалы для освоения дисциплины «Транспортноэксплуатационные качества автомобильных дорог и городских улиц». Приведены содержание курса, теоретический и практический разделы, вопросы к зачету, рекомендуемая литература.

УДК 351.811.111 ББК 39.311

________________________________________________________________________________

Самостоятельное учебное электронное издание

Вайс Капитолина Егоровна, ст. преподаватель

ТРАНСПОРТНО-ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ КАЧЕСТВА АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ И ГОРОДСКИХ УЛИЦ

Электронный формат – pdf. Объем 6,2 уч.-изд. л.

Сыктывкарский лесной институт (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет

имени С. М. Кирова» (СЛИ),

167982, г. Сыктывкар, ул. Ленина, 39, institut@sfi.komi.com, www.sli.komi.com

Редакционно-издательский отдел СЛИ. Заказ № 366

© СЛИ, 2013 © Вайс К. Е., 2013

2

ОГЛАВЛЕНИЕ

ПРИЛОЖЕНИЯ…………………………………………………………………………..…….105

3

ВВЕДЕНИЕ

Роль транспорта в жизни общества очень велика. Увеличение объема автомобильных перевозок в условиях безопасности движения является основной задачей автомобильного транспорта. Решение этой задачи должно осуществляться комплексно, с учетом возможностей всех звеньев системы «водитель – автомобиль – дорога – среда». Автомобильные дороги – важнейшее звено транспортной системы страны, без которого не может функционировать ни одна отрасль народного хозяйства, и представляют собой целый комплекс сооружений, предназначенных для обеспечения безопасного, удобного, круглогодичного движения автомобилей с заданными скоростями и весовыми нагрузками. Уровень развития и техническое состояние дорожной сети существенно влияет на экономическое и социальное развитие как страны в целом, так и ее отдельных регионов, поскольку надежные транспортные связи, способствуют повышению эффективности использования основных производственных фондов, трудовых и материально-технических ресурсов, повышению производительности труда. Эффективность работы автомобилей во многом зависит от состояния дорог, поэтому для выбора мероприятий по повышению безопасности движения и очередности их выполнения, необходимо выявить наиболее неблагоприятные участки дороги всего комплекса дорожных сооружений в различные периоды года и оценить степень их опасности.

Целью преподавания дисциплины «Транспортно-эксплуатационные качества автомобильных дорог и городских улиц» является обеспечение теоретической подготовки и фундаментальной базы инженеров специальности «Автомобили и автомобильное хозяйство». Задачей изучения курса лекций является обеспечение будущего инженера основами теоретической подготовки взаимосвязи автомобиля с дорогой, представлениями о дороге, влияния отдельных параметров автомобильной дороги на безопасность движения. Для этого необходимо знать основные элементы дороги, определяющие ее план и продольный профиль; уметь оценивать условия сцепления колес автомобиля с дорожным покрытием; знать возможности своего автомобиля, его динамические качества, устойчивость, управляемость; четко представлять себе ситуацию на что способны другие участники движения, какое положение на дороге они занимают или могут занять в данный момент. Только с учетом всего этого можно установить и поддерживать такой режим движения, который обеспечит безопасность и достаточно высокую среднюю скорость.

Приобретение умения и навыков в определении параметров, качества и соответствия нормативам автомобильных дорог осуществляется в процессе выполнения студентами очной формы обучения расчетно-графической работы, а студентами заочной формы обучения - контрольной работы. Это способствует закреплению теоретических знаний и приобретению практических навыков в знании материала по транспортно-эксплуатационным качествам автомобильных дорог. Расчетно-графическая работа и контрольная работа является основным отчетным материалом для студента по дисциплине «Транспортноэксплуатационные качества автомобильных дорог и городских улиц».

4

1. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Тема 1. Характеристика технико-эксплуатационного состояния автомобильных дорог и городских улиц

Общие сведения об автомобильных дорогах, городских улицах и промышленных дорогах. Их классификация. Значение для хозяйственного развития страны. Определение технико-эксплуатационного качества (ТЭК). Основные группы показателей. Классификация факторов, влияющих на работу и состояния дорог. Характеристики транспортных средств. Расчетные транспортные средства для дорог.

Тема 2. Воздействия автомобиля на дорогу

Взаимосвязь между основными параметрами автомобиля и конструктивными элементами дорог и городских улиц. Элементы дороги и дорожных сооружений, их назначение с позиций требования автомобильного требования. Параметры транспортных сооружений, нормативные требования к ним. Возникновение деформаций и разрушений на дорожные покрытия. Виды деформаций и разрушений.

Тема 3. Влияние состояния дорожного покрытия и погодноклиматических факторов на транспортные качества дороги

Надежность и проезжаемость автомобильных дорог. Критерии оценки. Ровность, скользкость и шероховатость покрытий. Приборы и методы их определения и оценки. Нормативные требования.

Тема 4. Влияние элементов дороги и средств регулирования на режимы движения автомобилей

Качественное состояние потока автомобилей. Закономерности формирования, свойства и характеристики транспортных потоков. Влияние транспортных потоков. Влияние транспортных потоков на ТЭК автомобильных дорог и городских улиц и экологическую обстановку. Понятие об уровнях удобства и уровнях загруженности дорог. Режимы движения по дорогам. Виды скоростей движения.

Тема 5. Расчет характеристик движения транспортных потоков

Скорость движения одиночного автомобиля и потоков автомобилей. Пропускная способность полосы движения, автомобильных дорог, городских дорог и улиц. Способы увеличения пропускной способности. Зависимость пропускной способности от геометрических параметров дороги и ТЭК проезжей части.

Тема 6. Организация обследования автомобильных дорог

Цели, задачи, виды обследования. Организация работ по обследованию дорог. Дорожные лаборатории, оборудование, нормативные требования.

5

Тема 7. Комплексное обследование автомобильной дороги

Установление размеров геометрических элементов дороги. Обследование состояния земляного полотна и водоотводных сооружений. Основные показатели оценки земляного полотна. Факторы, влияющие на прочность дорожной одежды. Оценка архитектурных качеств. Понятие архитектурного бассейна. График архитектурного состояния дороги.

Тема 8. Оценка режимов движения потоков автомобилей

Режимы движения транспортных потоков в различных дорожных условиях и их влияние на условия работы водителя. Работоспособность дороги. График зависимости топлива от скорости движения.

Тема 9. Оценка безопасности движения на автомобильных дорогах и городскихулицах

Анализ данных о ДТП. Выявление оценки опасных участков. Мероприятия по ликвидации аварийных участков. Линейные графики коэффициентов аварийности и безопасности, их значение. Оценка потерь от ДТП.

Тема 10. Способы сохранения ТЭК автомобильных дорог и городских улиц в различные периоды года. Ремонт и содержание дорог и городских улиц

Способы сохранения ТЭК дорог и улиц дорог и улиц в различные периоды года. Весенние ограничения движения на дорогах. Защита дорог от снега. Методы повышения сцепных качеств покрытия. Требования по ремонту и сезонному содержанию дорог и улиц.

Тема 11. Выбор мероприятий, направленных на повышение безопасности движения

Принципы выбора средств и методов организации движения. Принципы оценки и выбора способов организации движения. Понятия об уровне загрузки дорог и уровнях удобства движения. Способ выборочного и поэтапного улучшения условий движения. Требования охраны окружающей среды при эксплуатации дорог и улиц: нормы, способы оценки, основные мероприятия.

6

2. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Характеристики транспортно-эксплуатационного состояния дороги

2.1.1 Факторы, влияющие на работу и состояние дороги

Автомобильная дорога работает под влиянием большого количества факторов, которые необходимо учитывать при проектировании и организации работ по ее содержанию.

После ввода в эксплуатацию дорога работает под одновременным воздействием: нагрузки и динамического влияния проходящих автомобилей и других транспортных средств, погодно-климатических факторов, грунтовых и поверхностных вод, а также хозяйственной деятельности людей в районе проложения дороги.

Строительство любой автомобильной дороги приводит к активизации и развитию народного хозяйства районов, по которым проходит дорога: появляется новые села, поселки, предприятия. Появление дороги активизирует хозяйственную, социальную и культурную жизнь существующих населенных пунктов, активизируются связи села с городом, между населенными пунктами, районами и областями. Вместе с этим возрастают нагрузки на дорогу, и повышается ее износ.

Основной особенностью является одновременное воздействие всех факторов на дорогу, которое в определенные сезоны года являются небезопасными для дороги как инженерного сооружения.

Автомобильная дорога является путем сообщения для автомобилей, поэтому исходя из их параметров и конструктивных особенностей, она проектируется. Дорога должна быть устойчива к воздействию нагрузок автомобилей. В отличие от нагрузок других инженерных сооружений автомобильные нагрузки характерны динамическими и ударными воздействиями на дорожное покрытие.

Воздействие таких нагрузок особенно опасно для дорожной одежды в период сильного переувлажнения основания дорожной одежды и земляного полотна. В связи с этим для предупреждения разрушения дорожной одежды ограничивают в весенний период проезд тяжелых грузовых автомобилей до полного высыхания низа дорожной одежды. Как правило, такие ограничения вводятся на дорогах низких технических категорий. Дороги высших технических категорий должны обеспечивать проезд в любое время года.

Для пропуска сверхтяжелых нагрузок, которые все чаще появляются на дорогах, выбираются маршруты движения с наиболее хорошим состоянием дорожной одежды. В тех местах, где прочность дорожной одежды недостаточна, производится усиление дорожной одежды путем укладки железобетонных плит или деревянных настилов.

Низкая прочность дорожной одежды и плохое качество материалов отдельных ее слоев приводят при динамическом воздействии нагрузки, к сниже-

7

нию ровности покрытия, волн и гребенки на поверхности дороги. Это вызывает снижение скоростей движения.

Отрицательное влияние оказывает процесс резкого торможения большегрузных автомобилей на устойчивость верхнего слоя дорожного покрытия. Примером такого отрицательного воздействия является гребенка на автобусных и, особенно троллейбусных остановках.

Основной враг дороги - вода. Переувлажнение низа дорожной одежды земляного полотна приводит к разрушению дороги и нарушению нормального транспортного процесса. Замерзающая вода разрушает верхние слои покрытия. Поэтому одной из основных задач дорожников является обеспечение отвода от дороги воды, как грунтовой, так и поверхностной.

Сохранность дороги зависит от того, насколько эффективно работает вся система водоотвода.

Устойчивость конструктивных элементов дороги зависит от погодноклиматических условий района проложения дороги. В сочетании нагрузок с воздействием воды могут возникнуть крайне неблагоприятные их воздействия на дорогу. Поэтому при проектировании и эксплуатации автомобильных дорог детально учитывают погодно-климатические условия и рельеф местности. Нормальная работа земляного полотна часто зависит от экспозиции (расположение по отношении к солнцу) склона местности, по которому проходит автомобильная дорога. На северных склонах процесс оттаивания дороги и полосы отвода протекает медленнее, чем на южных.

Врайонах, где имеется вечная мерзлота, необходимо особенно детально изучить район приложения трассы с позиций водоотвода, разработки эффективных методов прохода через участки местности с вечной мерзлотой и работы водопропускных сооружений.

Врайонах с жарким климатом высокая температура на поверхности дорожного покрытия, доходящая порой до 70-80 градусов (С), размягчает асфальтобетон, а в результате проезда автомобилей происходит деформация верхнего слоя покрытия, снижается ровность, резко меняются сцепные качества дорожного покрытия.

Наиболее подвержены погодно-климатическому воздействию грунтовые дороги и плохо уплотненные щебеночные и гравийные покрытия, несущая способность резко уменьшается при их увлажнении.

Описанные выше факторы, связанные как с автомобилями, так и с погодными условиями, влияющие на состояние и работу автомобильной дороги как транспортного сооружения, должны быть особенно детально учтены для поддержания дороги в хорошем состоянии.

2.1.2 Основные характеристики транспортно-эксплуатационного состояния автомобильной дороги

Транспортно–эксплуатационное состояние дороги характеризуется комплексом показателей, показывающих качественность и безотказность работы, как авто-

8

мобильной дороги, так и автомобильного транспорта. Важнейшие из них приводятся ниже.

Интенсивность движения (N) – количество автомобилей, проходящие в единицу времени по участку автомобильной дороги; Измеряют интенсивность

вавт./ч или авт./сут. Интенсивность является очень важным и сложным показателем, изменяющимся во времени (в течение часа, суток, недели, месяца и года). Обычно наблюдается движение интенсивности в утренние и вечерние часы пик, когда имеет место массовый выезд населения на работу и возвращение домой.

Втечение года обычно имеют место два пика интенсивности – весной и осенью. Весной увеличение интенсивности вызывается посевной кампанией, а осенью – уборочной. На курортных дорогах пик интенсивности наблюдается и

влетний период.

Взависимости от интенсивности движения устанавливается техническая категория автомобильной дороги, выбираются мероприятия по организации движения.

Состав движения – распределение в процентном отношении всего транспортного потока по видам транспортных средств (легковые, автобусы, грузовые автомобили тяжелые, средние, легкие). Состав зависит от района проложения дороги, наличия промышленных предприятий и дня недели и сезона. Состав движения оказывает существенное влияние на выбор мероприятий по организации движения.

Грузонапряженность дороги (Q) (брутто) – общая масса транспортных средств, прошедших по данному участку дороги в обоих направлениях в единицу времени и на единицу пути; измеряется в т/год. км или т/сут. км. Грузонапряженность дороги (нетто) – это общая масса грузов, перевезенных по данному участку дороги в обоих направлениях в единицу времени и на единицу пути. Показатель грузонапряженности дороги применяют для оценки работоспособности дорожной одежды.

Пропускная способность автомобильной дороги (Р) – максимальное ко-

личество автомобилей, которое может пропустить данный участок дороги или дорога в целом в единицу времени; измеряется в авт./ч. Этот показатель является важнейшим в проектировании поперечного профиля дороги.

Провозная способность дороги – максимальная масса грузов или количество пассажиров, которое могут быть перевезены через данный участок дороги в единицу времени.

Степень загрузки дороги движения (Z) – выраженное в процентах отно-

шение величины интенсивности движения, пропускной способности рассматриваемого участка дороги. Этот показатель является основным для выбора числа полос движения.

Скорость движения – важнейший показатель транспортной работы автомобильной дороги и характеристики состояния дороги.

Взависимости от задач и целей, для которых применяют скорости движения, различают следующие виды скоростей:

9

1)расчетные скорости,

2)конструктивная скорость,

3)мгновенные скорости,

4)эксплуатационные скорости,

5)технические скорости,

6)скорость организации движения,

7)оптимальные скорости движений,

8)нормируемые скорости движения.

Величина расчетной скорости движения используется при проектировании новых автомобильных дорог и разработке проекта реконструкции существующих автомобильных дорог. Расчетной скоростью движения называют максимальную безопасность скорость движения одиночного автомобиля на сухом покрытии при достаточном расстоянии видимости, допускаемую на дороге рассматриваемой технической категории. На эту скорость проектируются все геометрические элементы автомобильных дорог, и в первую очередь элементы плана дороги. Величина расчетной скорости нормируется СНиП 2.05-02- 85*.Для дорог отдельных технических категорий (таблица 2.1.). Учетом условий рельефа местности определяется на основе технико-экономических расчетов.

В мировой практике проектирования автомобильных дорог, в первую очередь скоростных автомобильных магистралей, наметилась устойчивая тенденция снижения величин расчетных скоростей движения. Так, например, в Бельгии в 1934-1935г.г. на автомагистралях обеспечивали расчетную скорость 170190 км/ч В настоящее время принято - 120 км/ч. Во Франции величина расчетной скорости снижена со 160 км/ч до 140 км/ч. В Дании - 150 км/ч до 120 км/ч,

10