56. Методы оценки плана, продольного и поперечного профилей автомобильной дороги

Анализатор продольного профиля APL - это высоко­скоростной профилометр, разработанный французской компанией «Вектра» для непрерывного обследования - до 400 км в смену од­ной дорожной полосы.APL состоит из специального буксируемого прицепа с одним ко­лесом велосипедного типа, шасси с балластом и 'специального низ­кочастотного инерционного маятника, который служит в качестве теевдогор1изонтального ориентира. Балансирующее шасси поддерживает колеблющуюся балку с закрепленным на колесе контактным датчиком, сохраняющим постоянный контакт с дорожной одеждой при помощи баланса системы демпфирования и пружинной подвес­ки. Шасси связано с транспортным средством универсальным при­цепным устройством. Вертикальные перемещения колеса вычисля­ются через угловое перемещение балки, измеренное относительно кронштейна инерционного маятника независимо от перемещений транспортного средства

Точность измерения ровности и продольного профиля соответст­вует требованиям для устройств 2-го класса. Точность измерения расстояния - 0,1 %.

На анализаторе продольного профиля APL предусмотрена фик­сация пройденного пути. Установка оснащена персональным ком­пьютером типа Notebookдля записи, обрабрткии хранения резуль­татов измерений.

Основные технические данные:

1. диапазон волн регистрируемых неровностей - 0,2... 100 м;

2. амплитуда неровностей ± 10 см;

3) стандартная скорость движения при измерении - 72 или

21,6 км/ч ± 10%.

Конструкция прицепа нечувствительна к перемещениям букси­рующего транспортного средства, регистрирует только профиль пройденного участка в диапазоне частот от 0,5 до 20 Гц. При бук­сировке с любой постоянной скоростью от 50 до 100 км/ч (стан­дартная - 72 км/ч) он определяет ровность по всему диапазону волн, требуемых для IRI. Фактический диапазон волн, воспринимаемых APL, зависит от скорости буксировки: при 72 км/ч он чувствует волны от 1 м до 40 м, при 21,6 км/ч - от 0,3 м.

Измерения производятся при различных скоростных режимах

1. APL 25 измеряет ровность при скорости 21,6 км/ч; применяет­ся для оценки новых дорог; используется во Франции; единицы измерения - коэффициент CAPL 25.

Количественные показатели сводятся к коэффициенту, который определяется по формуле и регистрируется через каждые 25 м до­роги:

CAPL =

где К-коэффициент усиления, равный 4;

а, - среднее значение считанных амплитуд на участке длиной 25 м.

2.APL 72 измеряет ровность при скорости 72 км/ч; применяется для обследования~д^оТТВ' результате' определяются:""

1) международный индекс ровности (IRI);

2. графическое представление дорожного профиля для лучшего показа типичных неровностей;

3. длина волны APL 72, являющаяся среднеквадратическим зна­чением отфильтрованного профиля в каждой полосе частот, для волн от 1 до 40 метров (с разделением на три диапазона волн - коротких:

1 3,3 м; средних: 3,3... 13 м, длинных: 13...40 м); амплитуда для

указанной длины волны (метод используется во Франции);

4) индекс APL 72, являющийся величиной между 1 (наилучшее значение) и 10 (наихудшее значение) и указывающий на относи- тельное качество дороги.

Профилограф представляет собой передвижную лабораторию для измерения профиля дорожного покрытия, разработанную датской компанией «Гринвуд Инженеринг» для непрерывного обследования до 400 км одной полосы профильных характеристик автомобильных дорог (продольной, поперечной ровности и геометрических парамет­ров) и макротекстуры автомобильных дорог

Установка смонтирована на микроавтобусе в виде поперечной балки, оснащенной 15 лазерами для измерения профилей и одним лазером для измерения макротекстуры (ше­роховатости) поверхности, устанавливаемым вдоль левой или пра­вой полосы наката. Применяется метод измерения лазерами рас­стояния между балкой и поверхностью дороги (рис. 5.28). Положе­ние балки в пространстве определяется при помощи двух оптиче­ских гироскопов. Динамика изменения местоположения балки (ус­корения) измеряется тремя акселерометрами. Установка оснащена индустриальным компьютером для записи, обработки и хранения результатов измерений. Измерения макротекстуры производятся отдельно от профильных измерений.

Основным измерительным органом при работе установки «Про­филограф» являются лазерные датчики типа SelcomSLS. При дви­жении автомобиля луч света полупроводникового лазерного диода с частотой 16 кГц падает на поверхность покрытия. Детектор, уста­новленный в корпусе датчика, определяет профиль поверхности покрытия. Преобразователь от условного среднего значения профи­ля преобразует сигналы детектора в электрические сигналы, на ос-нованйтгтсоторых электронные устройства могут вычислить факти­ческое расстояние до объекта измерения.

Конструкция лазерного датчика позволяет производить измере­ния по высоте от его нижней грани на среднее расстояние 300 мм в диапазоне ± 100 мм. Разрешение лазерных датчиков при измерении составляет 0,1 мм. Измерения, как правило, выполняются через ка­ждые 10 см пути движения установки. Все сигналы передаются в

цифровой форме.

По результатам измерений вычисляются на участок протяженно­стью 1 м, 10 м, 100 м, 1000 м:

1) вертикальные кривые (1/R км) и средний нескорректирован- ный уклон (%о);

2. горизонтальные кривые (1/R км);

3. глубины левой и правой колей;

4. поперечный профиль по пятнадцати лазерам в условных от­метках;

5. колейность; максимальная глубина колеи и процент более 5 мм, 10 мм, 20 мм; средняя глубина колеи слева и справа; средняя глубина слева и справа в процентах более 5 мм, 10 мм, 15 мм, 20 мм;

6. продольная ровность (международный индекс ровности - IRJ) по любому лазеру или комбинации лазеров;

7. длина волны продольного профиля в пределах 1,3...200 м;

8. ровность по пятиметровой рейке (Viagraph);

9) макротекстуры по песчаному пятну и средняя глубина профи- ля макротекстуры.

Основные технические данные:

1) ширина измерительной балки:

а) в транспортном положении - 1,70 м;

б) при измерении - 2,55 м;

2) ширина измерений - 3,30 м;

3) скорость движения при профильных измерениях - 5... 120 км/ч (40.;. 120 км/ч при измерений IRI);скорость движения при измерении макротекстуры - 40.. .70 км/ч (в зависимости от шага измерений);

4. точность измерения ровности и продольного профиля - соот­ветствует требованиям для устройств класса 1;

5. точность измерения поперечного профиля - 1 мм/м (исключая наклонные лазеры);

6. точность измерения длины волны ± 0,5 %.

Возрастающие требования к качеству автомобильных дорог вы­двигают в число важнейших проблему ровности покрытия, которая будет решаться путем совершенствования приборной базы и методами инструментальной оценки состояния дорог.