Московский автомобильно-дорожный институт
(государственный технический университет)
Кафедра изыскания и проектирование дорог
Реферат на тему:
«Влияние ровности дорожного покрытия на безопасность движения»
Выполнила: Маркина И.Ю.
студентка группы 3АП4
Проверил: Лушников Н.А.
Москва 2008
Содержание
Введение
Влияние различных эксплуатационных свойств дороги набезопасность движения
Ровность дороги и безопасность движения на ней
Виды деформаций и разрушенийдорожного покрытия
Контроль ровности покрытия
Работы по повышению ровности покрытия. Ремонт
Заключение
Список использованной литературы
Введение
Дорожные условия оказывают значительное влияние на режим и безопасностьдвижения, как отдельных автомобилей, так и всего потока транспортных средств в целом.Большая роль в обеспечении безопасности движения принадлежит основным технико-эксплуатационнымпоказателям автомобильных дорог. К числу таких показателей в частности относитсяровность и шероховатость дорожного покрытия.
Далее в работе будет подробно рассмотрено влияние ровности дорожногопокрытия на безопасность движения.
Влияние различных эксплуатационных свойств дороги на безопасность движения
Климатические и метеорологические воздействия на дорогу, разрушающеедействие транспортных средств, временной фактор — все это ухудшает свойства автомобильнойдороги как инженерного сооружения, снижая тем самым эффективность и безопасностьдорожного движения.
Погодно-климатические факторы длительного воздействия (снежныйпокров, низкие температуры) значительно влияют на пропускную способность дороги,среднюю скорость движения. Факторы кратковременного действия (осадки, туман, гололед)распространяются, как правило, на отдельные участки дорог, приводя к локальномуснижению скоростей движения и увеличению ДТП.
Серьезной и важной задачей повышения безопасности движения являетсяустранение скользкости покрытия. Шероховатость покрытия в процессе эксплуатацииснижается в результате истирания каменных материалов под действием шин транспортныхсредств. Растет тормозной путь, увеличивается вероятность ДТП,
Снижение коэффициента сцепления происходит также в результатедействия атмосферных осадков, загрязнения, температурного размягчения асфальтобетонногопокрытия.
В соответствии со СНиПом в зависимости от условий движения иназначения дороги, коэффициент сцепления на опасных участках должен быть не менее0,6, в благоприятных условиях — не менее 0,45. В условиях эксплуатации коэффициентсцепления не должен быть ниже 0,4.
Значительное число ДТП в темное время суток объясняется резкимухудшением условий зрительного восприятия объектов информации в дорожном движении.
Также значительное число ДТП происходит в результате съездовтранспортных средств с дороги, наездов на опоры путепроводов, мачты освещения иразличные объекты на придорожной полосе. Для снижения тяжести последствий подобныхДТП и предотвращения съездов с дороги осуществляют мероприятия, повышающие пассивнуюбезопасность дорожного движения. Так конструкция ограждений должна обеспечиватьвысокое энергопоглощение кинетической энергии транспортного средства при плавномснижении скорости наезда на ограждение; исключать возможность возникновения значительныхзамедлений и деформаций транспортного средства; не допускать попадания транспортногосредства в опасную зону в результате деформаций и разрушений ограждений; исключатьопрокидывание или отбрасывание транспортного средства в транспортный поток; зрительнопредупреждать водителя о границах и характере опасной зоны.
Неровность покрытия, по данным ГИБДД, является причиной 13-18%ДТП, связанных с неблагоприятными дорожными условиями. Характер возникновения ДТПзаключается в необходимости неожиданного изменения скоростного режима (экстренноеторможение), маневра в плане или одновременного совершения этих двух действий. Приналичии попутного и встречного транспортных потоков вероятность столкновения в этихслучаях резко возрастает. Кроме того, неровности вызывают колебания подвески, чтоможет привести к потере управляемости. Колебания прицепов и полуприцепов автопоездовприводят к увеличению динамического коридора движения, что также увеличивает вероятностьстолкновения и возможность потери боковой устойчивости. Наличие неровностей на дорогахповышает утомляемость водителей, отвлекает их внимание от восприятия других объектовна дороге, снижает пропускную способность дороги и в конечном итоге снижает производительностьподвижного состава. Методы организации движения в этих случаях носят характер предупрежденияучастников движения. Единственным эффективным методом борьбы с неровностями покрытияявляется, кроме качественного строительства, своевременный ремонт. Однако хочетсяотметить, что ремонтные работы проезжей части улиц и дорог также создают зоны повышеннойопасности и значительно снижают эффективность транспортного процесса в результатеобразования предзаторных и заторных условий движения.
Влияние неровности дороги на безопасность движения мы подробнорассмотрим далее.
Ровность дороги и безопасность движения на ней
Плавность хода и минимальные затраты мощности на сопротивлениекачению автомобиля, особенно при движении с высокими скоростями, достигаются наидеально ровной и гладкой дороге. Сила удара колес о неровности дороги возрастаетпропорционально квадрату скорости. Поэтому, например, при движении со скоростью 50 км/ч отдельные неровности высотой до 10 мм практически не сказываются на плавности хода автомобиля, при скорости же 90 км/ч они вызывают ощутимое подбрасывание колес. Конечно, покрытие дороги не может быть идеальным, оно всегда имеет неровности.Но с точки зрения водителей эти неровности должны быть такими, чтобы толчки от нихполностью поглощались благодаря деформации шин. С другой стороны, идеально гладкоепокрытие — серьезный недостаток дороги, так как при этом резко снижается коэффициентсцепления колес с дорогой. Поэтому покрытие автомобильных дорог должно иметь шероховатостьс выступами и углублениями в 3 — 5 мм. С такой шероховатостью покрытия дорога зрительновоспринимается как совершенно ровная, и ее можно считать в наибольшей степени отвечающейтребованиям безопасности и достаточно высокой комфортабельности движения.
Дорожное покрытие приобретает иногда излишнюю гладкость вследствиеизноса. В результате длительной эксплуатации шероховатости срезаются трением шино поверхность дороги, и коэффициент сцепления шин с дорогой на таком покрытии резкоуменьшается. Для восстановления прежнего качества покрытие посыпают мелкораздробленнымкаменным материалом — клинцом, поливают гудроном и слегка укатывают дорожными катками.
Сразу же после такого восстановительного ремонта покрытие доставляетнемало неприятностей: плохо укатанный клинец вырывается из-под колес и часто наноситудары по лобовым стеклам и фарам обгоняемых и встречных автомобилей. Поэтому наподобных участках необходимо уменьшать скорость, выдерживать большую безопаснуюдистанцию и воздерживаться от обгона. После достаточной укатки клинца такая поверхностьпокрытия обеспечивает наилучшее сцепление колес с дорогой.
Снижение коэффициента сцепления ведет к опасному скольжению надорогах с новым покрытием из-за выделения масляной пленки из асфальта.
Участки с изношенным и отремонтированным покрытием меняются довольночасто, и водитель должен постоянно наблюдать за изменением дороги. Отличить их издалинетрудно по цвету: более темные отремонтированные участки летом хорошо выделяютсяна общем фоне, а старые гладкие участки выглядят более светлыми и дают при яркомсолнечном освещении резкие отблески.
Виды деформаций и разрушений дорожного покрытия
Под воздействием транспортных нагрузок и агрессивных природныхфакторов на асфальтобетонном покрытии возникают различные виды деформаций и разрушений,которые снижают сроки службы покрытий и приводят к дорожно-транспортным происшествиям.Движение по деформированным покрытиям сопровождается ударами и вертикальными колебаниямиколес, кузова и других частей автомобиля. Механизмы автомобиля изнашиваются, водителии пассажиры испытывают неудобства. Средняя скорость движения автомобилей нередкоуменьшается до 50%, что снижает производительность и повышает себестоимость перевозок.Работы по содержанию дорог, в частности по очистке дорожных одежд от пыли, грязи,снега и льда, усложняются.
Под влиянием давления колеса автомобиля дорожная одежда прогибается.Наибольший прогиб — в центре следа колеса с уменьшением по мере удаления. Прогибраспространяется от колеса тяжелого грузового автомобиля во все стороны на расстояние3 — 4 м, образуя упругую чашу. Чаши прогиба от всех колес автомобиля, частично перекрываяодна другую, могут полностью охватывать проезжую часть дороги.
Кроме того, деформируются все слои дорожной одежды. Зерна минеральныхматериалов (особенно не обработанных вяжущими) истираются, раскалываются и такимобразом измельчаются. Между частицами мельче 3 мм вода поднимается по капиллярам и длительно в них удерживается. Зерна с водой образуют пластичнуюмассу, которая действует как смазка и увеличивает размеры прогиба одежды под колесамиавтомобилей.
В асфальтобетонных покрытиях под влиянием прогибов материалытакже измельчаются, хотя и с меньшей интенсивностью. При этом увеличивается суммарнаяповерхность зерен и вяжущего становится недостаточно. Так как вяжущее стареет, топокрытие делается более жестким. В нем образуются сначала волосные, затем болееширокие трещины, в которые проникает вода, замерзающая зимой и постепенно разрушающаяпокрытие.
В зависимости от погодных условий, скорости движения транспортаи других причин изменяется удельное давление на покрытие от колес автомобилей. Вжаркую погоду темное асфальтобетонное покрытие нагревается до температуры выше 60˚Cпри температуре воздуха около 30˚C.
Колеса автомобилей нагреваются также в результате работы, тренияи ударов о неровности покрытия. При нагреве колес увеличивается в объеме воздухв камере, уменьшается площадь следа и дополнительно возрастает давление на покрытие.
Наиболее распространенным дефектом покрытий, вызываемым увеличениемудельного давления сверх нормативного, является образование колеи. В городах такиедеформации можно наблюдать у остановок общественного транспорта даже в слоях, уложенныхна жестком основании.
На дорогах с интенсивным движением автомобилей не только образуютсяколеи, но и покрытие шлифуется и даже истирается, т.е. изнашивается. В этом случаеснижается прочность дорожной одежды, уменьшается шероховатость и покрытие (особенновлажное) становится скользким, что вызывает дорожно-транспортные происшествия. Износпокрытий увеличивается при его обработке в зимнее время растворами противогололедныхреагентов.
Из природных факторов на работоспособность асфальтобетонных покрытийнаибольшее влияние оказывают осадки и изменения температуры. Асфальтобетонные покрытиячаще всего разрушаются при оттаивании грунта земляного полотна и потере им несущейспособности и механической прочности. Дорожная одежда на таком полотне при проходеавтомобилей легко деформируется, появляются бугры, проломы, трещины и колеи. В образовавшиесяпроломы и трещины проникает разжиженный грунт земляного полотна. Если движение автомобиляпродолжается, то такая дорожная одежда полностью разрушается и материал ее перемешиваетсяс грунтом земляного полотна. Таким же образом действует на покрытие вода, проникающаяв поры асфальтобетона. При ее замерзании давление льда может достигать 200 МПа.Прочность водонасыщенного асфальтобетона при продолжительной температуре может понизитьсяна 40%.
При резком снижении температуры воздуха осенью и больших перепадахтемператур зимой на покрытиях образуются поперечные температурные трещины из-занедостаточного сопротивления асфальтобетона температурным напряжениям. Они распределяютсяна расстоянии 6 — 10 м одна от другой.
ровность дорожное покрытие безопасность
Из-за плохого сопряжения горячей смеси одной полосы с ранее уложеннойхолодной полосой на покрытиях появляются продольные трещины. Косые трещины продолжаютпоперечные и продольные трещины при недостаточно прочном покрытии. Сетка трещинвозникает на дорожном покрытии, как правило, при недостаточно прочном основании.Трещины могут образоваться над швами основания, если они заделаны недостаточно хорошо.
В местах сопряжения с обочинами можно наблюдать облом кромки.Чаще всего это происходит в случае переезда через кромки тяжелых грузовых автомобилей.При строительстве дорог кромки покрытия предохраняют укрепительными полосами. Еслитаких полос нет, то их строят во время ремонтных работ.
В жаркую погоду повышается пластичность асфальтобетона и еговерхний слой под действием касательных сил, особенно при торможении, сдвигаетсяна уклонах и в местах остановок общественного транспорта. Происходит волнообразованиена покрытии. Разновидностью волн являются наплывы, при которых материал сдвигаетсяв поперечном направлении. Например, в местах остановок общественного транспортаматериал смещается на бордюр. Чтобы дорожное покрытие сохраняло работоспособностьв течение запланированного срока службы, его систематически, в определенные срокиремонтируют. Далее в нашей работе мы уделим внимание ремонту, но сначала мы рассмотримкак осуществляется контроль ровности дорожного покрытия.
Контроль ровности покрытия
Ровность определяют трехметровой рейкой, при этом просвет подрейкой не должен превышать: на асфальтобетонных и цементобетонных покрытиях 5мм;усовершенствованных покрытиях облегченного типа 7мм; переходных 15мм.
Контроль ровности осуществляется также передвижной многоопорнойрейкой и специальным прибором — преобразователем дорожного профиля, оборудованнымсистемой записи профиля дороги и микропрофиль. Требуемые показатели ровности асфальтобетонныхпокрытий при скорости движения автомобилей 50 км/ч приведены далее в таблице. Оценка покрытия по ровности Ровность асфальтобетонного покрытия, см/км Улицы 1-3 категории Дороги и улицы 4-5 категории Отлично До 45 До 45 Хорошо 45-80 45-110 Удовлетворительно 80-110 110-120 Требуется ремонт Более 110 Более 120
Для других типов покрытий необходимость проведения ремонта покрытиявозникает при следующих значениях ровности:
· Цементобетонные — 110-210 см/км
· Щебеночные обработанные — 280 см/км
· Щебеночные необработанные — 350 см/км
Для обеспечения безопасного движения транспорта важное значениеимеет степень сцепления колеса автомобиля с покрытием. Этот показатель характеризуетсякоэффициентом сцепления φ.
Для определения коэффициента сцепления используют портативныеприборы, а также передвижные установки. При отсутствии этих приборов коэффициентсцепления определяют по длине тормозного пути или замедлению (отрицательному ускорению)автомобиля. Коэффициент сцепления,φ Тормозной путь, м Замедление автомобиля, м/с Характеристика покрытия Менее 0,3 Более 19 Менее 3,7 Очень скользкое 0,3 — 0,4 19 — 14,5 3.7 — 4,9 Скользкое 0,4 Менее 14,5 Более 4,9 Отвечает требованиям по шероховатости
Замедление — отношение показателей скорости автомобиля ко времениот начала торможения до полной остановки автомобиля.
Наиболее высокими сцепными свойствами обладают цементобетонныепокрытия: на сухом покрытии φ=0,7 — 0,8; на влажном φ= 0,4 — 0,5.
Сцепные свойства асфальтобетонных покрытий зависят от типа смесейи срока службы покрытия; среднее значение φ для сухих покрытий 0,5 — 0,8; длявлажных 0,3 — 0,5. После 5 — 8 лет эксплуатации вследствие износа покрытия, измельченияи полировки минеральных зерен сцепные качества покрытия ухудшаются. Для обеспечениябезопасного движения транспорта требуется, чтобы коэффициент сцепления дорожныхпокрытий был не менее 0,45 на следующих дорогах и участках дорог:
· при уклонах более 30%;
· при горизонтальных кривых наименьшего радиуса (для дорог и улиц 1-3категорий — 250 м, 4-6 категорий — 125 м);
· в пределах пересечений улиц на расстоянии 50 — 100 м до пересечения;
· на мостах, путепроводах и подходах к ним;
· на остановочных пунктах общественного транспорта в пределах 50 — 100 м;
· на участках дорог с ограниченной видимостью;
· в пределах транспортных тоннелей.
На остальных дорогах коэффициент сцепления должен быть не менее0,35.
Для оценки степени изношенности покрытия служит коэффициент износа,представляющий собой отношение фактической величины износа h к расчетной H0:
Kинт = Nфакт/Nрасч,
где N — число транспортных единиц, шт.
В случаях, когда Kинт˃ 1, необходимо принять меры к увеличениюпропускной способности дороги.
Оценку фактической прочности дорожной одежды производят путемизмерения высокоточным нивелированием осадки покрытия (полной и обратимой) под колесамирасчетного автомобиля.
По величине полной осадки рассчитывают модуль деформации длядорог нежесткого типа.
Kзап. проч= Eфакт / Eтреб,
При K=1 покрытие соответствует требованиямпо прочности;
K= 0,8-1 — одежда работает на пределепрочности;
K= 0,8-0,65 — потеря прочности.
При необходимости производят выборочный лабораторный контрольдорожной одежды, назначение которого заключается в проверке качества материалов,асфальтобетонных смесей и их соответствия действующим стандартам.
На основе учета совокупности визуальных наблюдений, инструментальногоконтроля, технико-экономических показатель эксплуатации, а также назначения и категорииулицы или дороги определяют характер проведения ремонтных работ.
Работы по повышению ровности покрытия. Ремонт
Различают следующие виды ремонтов: текущий, средний и капитальный.При текущем ремонте асфальтобетонных покрытий устраняют отдельные повреждения: трещины,выбоины, просадки, волны и наплывы на покрытии, восстанавливают шероховатость поверхностина небольших участках покрытия, а также устраняют отдельные повреждения бордюрногокамня. Текущий ремонт выполняют преимущественно в теплое время года при температуревоздуха не ниже +5˚C. Однако, если возникающие неисправности могут привестик большим разрушениям, то ремонтируют дорогу независимо от температуры воздуха.
Заделка трещин — одна из наиболее часто встречающихся операцийпри ремонте асфальтобетонного дорожного покрытия. Раскрытые трещины способствуютускоренному разрушению покрытия, поэтому своевременная их ликвидация обеспечиваетсохранение асфальтобетона в надлежащем эксплуатационном состоянии. Трещины заделываютранней весной и осенью (летом только в утренние часы, когда трещины наиболее раскрыты,а само покрытие сухое).
Если дорожное покрытие имеет сетку мелких трещин, рекомендуетсяне заливать их по отдельности, а отремонтировать все покрытие.
По ширине трещин до 5 мм вначале очищают их от пыли и грязи, а затем промазывают с помощью жесткой кисти жидким битумом и заполняют вязкимбитумом, нагретым до рабочей температуры. Трещины шириной 5 мм и более сначала тщательно очищают от грязи и пыли с помощью стальных крючков, щеток или сжатого воздуха.После этого также промазывают стенки трещин и затем заполняют мастикой на 2/3 глубины,а остальную часть — холодной асфальтобетонной смесью. Широкие трещины вначале разделываютспециальными ручными машинами и только потом заполняют битумом или мастикой. Трещинызаполняют с небольшим избытком. Чтобы не оставлять его, поверхность присыпают мелкимпеском или минеральным порошком и затирают.
Выбоины и просадки также резко снижают эксплуатационные качествапокрытий. При ремонте сначала ямы и выбоины очищают от загрязнений и отмечают ихконтуры прямыми линиями, перпендикулярными и параллельными оси дороги. Если выбоинырасположены на небольшом расстоянии друг от друга, то их объединяют в одну большуюкарту. Расстояние от повреждения до границы ремонтируемого участка должно быть впределах 3 — 5 см. Затем по намеченному контуру вырубают ремонтируемую часть наглубину разрушений, не менее чем на 3-4 см. Стенки вырубленного бетона снова очищают, и смазывают внутренние поверхности стенок жидким или вязким битумом. Наподготовленное таким образом место укладывают горячую смесь того же состава, чтои ремонтируемое покрытие с температурой 150 — 180 ˚C.
Просадки и проломы устраняют следующим образом. Для уборки загрязненийприменяют подметально-уборочные или поливомоечные машины. Основной цикл работ выполняютс помощью машин для текущего ремонта дорог и тротуаров. Далее взламывают покрытиеи основание на площади, несколько большей, чем разрушение, и удаляют весь материал,вплоть до земляного полотна. После уплотнения грунта или замены его песчаным укладываютновые слои дорожной одежды и тщательно их уплотняют.
Устранение наплывов и волн. При отсутствии разрывов покрытиянебольшие волны и наплывы устраняют путем укатывания катками срезки наплывов. Дляобеспечения надлежащего качества работ участку с волнами и наплывами необходимопридать пластичность путем нагрева его с помощью асфальторазогревателя горелкамиинфракрасного излучения, после чего этот участок укатывают моторным катком до техпор, пока не устранят волны и наплывы. Участки дорожного покрытия большей площади,имеющие значительные по высоте наплывы и волны, ремонтируют путем полной заменыпокрытия.
После текущего ремонта асфальтобетонное покрытие должно бытьровным и шероховатым, иметь правильный поперечный и продольный профили и не вызыватьвибраций и колебаний автомобилей при движении по нему.
Средний ремонт дорожных покрытий выполняют с целью восстановленияего прочностных свойств путем усиления покрытия слоем износа.
Работы по среднему ремонту проводят в соответствии с установленныммежремонтным сроком один раз в несколько лет. По сравнению с текущим ремонтом работыпо среднему ремонту имеют значительные объемы и могут охватывать участки до 40 %общей площади улицы или дороги. В состав работ среднего ремонта входят: устранениетрещин, просадок и других повреждений дорожных одежд с исправлением оснований насравнительно больших участках, устройство слоя износа методом наращивания покрытиятонким слоем асфальтобетона или поверхностной обработки (с приданием поверхностишероховатости).
Если на покрытии имеются трещины, выбоины или просадки, они должныбыть тщательно заделаны и исправны. Просадки и проломы большими картами при среднемремонте устраняют так же, как и при текущем. Отличие заключается только в объемахработ, которые при среднем ремонте значительно больше.
Заключение
Водители оценивают дорогу, прежде всего, по качеству и состояниюее покрытия. Идеально гладкое покрытие дороги было бы серьезным недостатком, таккак при этом резко снизился бы коэффициент сцепления колес с дорогой. Поэтому покрытиеавтомобильных дорог должно иметь шероховатость с выступами и углублениями в пределах3-5 миллиметров. Контроль ровности дороги осуществляется передвижной многоопорнойрейкой и специальным прибором — преобразователем дорожного профиля, оборудованнымсистемой записи профиля дороги и микропрофиль. Оптимальное использование шириныпроезжей части автомобилями достигается только при наличии укрепленных (на ширину1,5-1,8 метров) обочин. При неукрепленных, грязных обочинах ближайшие к ним полосыпроезжей части шириной до 0,8-1,2 метров и более не используются, так как водители, опасаясь заноса, стремятся вести автомобиль ближе к оси проезжей части.
Особую опасность при движении транспорта представляют места,где производятся дорожные работы. Для обеспечения безопасности движения на такихучастках устанавливаются соответствующие дорожные знаки; реконструируемые местаограждаются барьерами или переносными блоками; создаются мобильные системы регулированиядвижения и устраиваются объезды.
Наличие колей, выбоин, ямок и других не ровностей на дорожномпокрытии может привести к потери водителем контроля над траекторией движения и управляемостьюавтомобиля. Большие выбоины на дорожном покрытии увеличивают износ транспортныхсредств и могут вызвать их поломку. Для предотвращения всех этих неприятностей производитсяремонт дорожного полотна.
При проведении работ по улучшению состояния дорожного покрытиядолжны устраняться крупные неровности с тем, чтобы опасность потери контроля надтранспортным средством снижалась. Другая цель такой меры — уменьшение износа транспортногосредства и повышение комфортабельности поездки.
Список использованной литературы
1. Содержание городских улиц и дорог. З.И. Александровская, Б.М. Долганин, Е.Ф.Зайкина, Я.В. Медведев. Москва; Стройиздат; 1989г.
2. Учебник. Организация и безопасность дорожного движения. В.И. Коноплянко.Москва; Высшая школа; 2007г.
3. Вождение легкового автомобиля. С.М. Круглов. Москва; Высшая школа; 1994г.
4. Справочник по ремонту и содержанию дорожных покрытий. Б.А. Лифшиц, Ю.П. Гончаров.Москва; Стройиздат; 1979 г.