Справочная энциклопедия дорожника (том II) Ремонт и содержание автомобильных дорог. Под ред. А.П. Васильева

Подождите немного. Документ загружается.

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

7000 7000 3000-7000 1000-3000 100-1000 <100

движения в

транспортных

единицах, авт./сут.

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/

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 2.05.02-85 приняты 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,

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

П р и м е ч а н и я : 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 2.05.02-85 нагрузку на одиночную наиболее

нагруженную ось двухосного автомобиля для расчета прочности дорожных

одежд и проверки устойчивости земляного полотна принимают для дорог I-

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

Нормированная нагрузка,

передаваемая дорожной

Среднее

удельное

Расчетный диаметр колеса

автомобиля, см

нагрузка на ось,

кН

одежде колесом

автомобиля, кН

давление Р

колеса на

покрытие,

МПа

неподвижного

н.норм

движущегося

д. норм

неподвижног

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,

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 Q

расч

, кН

Расчетные параметры нагрузки

удельное

давление Р,

МПа

диаметр круга

отпечатка колеса

D, см

100 50 0,60 37/33

110 55 0,60 39/34

130 65 0,60 42/37

П р и м е ч а н и е . 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;

- коэффициент приведения номинальной динамической нагрузки от

колеса каждой из п осей транспортного средства к расчетной нагрузке.

Коэффициент приведения нагрузок S

определяют по формуле

[где[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[ (1.2)

дп

- номинальная динамическая нагрузка от колеса на покрытие;

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

дп

определяется по паспортным

данным на транспортное средство с учетом распределения статических

нагрузок на каждую ось:

дп

= K

дин

Q

, где [[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[ (1.3)

дин

- динамический коэффициент, принимаемый равным 1,3;

- 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)

- 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

П р и м е ч а н и е . В числителе - для капитальных и облегченных типов дорожных одежд, в знаменателе -

для переходных.

Приближенно значения суммарного коэффициента приведения S

mcyм

можно

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 S

mcyм

Легкие грузовые автомобили грузоподъемностью 1-2

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.

1.4. Состояние дорожной сети и его влияние на работу автомобильного

транспорта

На содержание автомобильного транспорта и дорожной сети расходуются

огромные материальные, финансовые и технические ресурсы.

Следовательно, все более важной становится проблема повышения

эффективности этих расходов как части управления процессом

автомобилизации страны, т.е. развитием и совершенствованием

автодорожной системы в целом и отдельных ее подсистем, в том числе и сети

автомобильных дорог.

Только на содержание и ремонт существующих федеральных дорог

расходы возросли с 2205,1 млрд. неденоминированных рублей в 1995 г. до

12446,5 млн. деноминированных рублей в 2000 г., или более чем в 5 раз

(табл. 1.24 и рис. 1.6). Тем не менее развитие и состояние дорожной сети

России не отвечает требованиям эффективной работы автомобильного

транспорта и не обеспечивает интенсификацию его функционирования.

Таблица 1.24

Исполнение расходной части бюджета федерального дорожного фонда Российской

Федерации за 1995-2000 гг.

Наименование показателей

Млрд. рублей Млн. рублей*

1995 1996 1997 1998 1999 2000

Расходы - всего 9425,10 14121,2 16108,87 19979,38 34122,92 59545,23

В том числе:

содержание и ремонт сети

федеральных

автомобильных дорог 2205,10 3722,70 4030,51 5398,25 7603,38 12446,5

% от общей суммы

расходов 23,4 26,4 25,0 27,0 22,3 20,9

реконструкция и

строительство

федеральных

автомобильных дорог 2799,70 4124,30 2407,65 6668,11 16388,49 16097,54

% от общей суммы

расходов 29,7 29,2 14,9 33,4 48,0 27,0

приобретение дорожно-

эксплуатационной техники 276,10 227,70 123,96 217,22 472,08 200,00

% от общей суммы

расходов 2,9 1,6 0,8 1,1 1,4 0,4

* С учетом деноминации.