Федеральноеагентство по образованию
Волгоградскийгосударственный технический университет
Кафедра«Автомобильный транспорт»
Лабораторнаяработа № 4
по дисциплине:
«Основы путейсообщения»
«Определение коэффициента сцепления и ровностидорожного покрытия»
Выполнили:
Принял: ГанзинС.В.
Группа АТ-413
Волгоград, 2010
1. Теоретическая частьОпределения
Внастоящем стандарте применены следующие термины и их определения.
Рейка — приспособление в виде жесткого прямолинейного стержня, прикладываемого кповерхности основания (покрытия) дороги (аэродрома) с целью выявления просветовмежду стержнем и поверхностью.
Просветпод рейкой — зазор между нижней гранью рейки и поверхностьюоснования (покрытия) дороги (аэродрома).
Клиновойпромерник — приспособление в виде клина, на одной из гранейкоторого нанесены деления для определения величины просвета под рейкой.
Отметкаотносительная — величина отсчета по нивелирной рейке,приведенная к единому высотному уровню и взятая по отношению к нему сположительным знаком.Измерения рейкой с клиновым промерником1. Требования к рейке и клиновомупромернику
1.1Длина рейки должна быть 3000 ± 2 мм.
1.2Прогиб рейки от собственного веса в середине пролета длиной 2900 мм не долженпревышать 0,4 мм.
1.3Ширина опорной грани рейки должна быть 50 ± 2 мм.
1.4Отклонение опорной грани рейки от плоскостности не должно превышать 0,2 мм;допускается вместо отклонения от плоскостности измерять отклонение отпрямолинейности продольного профиля поверхности опорной грани рейки, которое недолжно превышать 0,2 мм.
1.5Отклонение боковой грани рейки от прямолинейности не должно превышать 10 мм навсей длине рейки.
1.6На боковых гранях рейки должно быть пять меток, указывающих места измеренийпросветов под рейкой; шаг меток 500 ± 2 мм; расстояние от крайних меток доторцов рейки 500 ± 2 мм.
1.7Клиновой промерник должен иметь две плоские грани шириной 50 ± 0,5 мм; уголмежду поверхностями граней должен быть в пределах 5° 45 ± 5.
1.8Одна из граней клинового промерника должна иметь поперечные риски; шаг рисок 10± 0,1 мм; риски должны иметь цифровые обозначения от 1 до 15.
1.9Рейка и клиновой промерник должны быть аттестованы в соответствии стребованиями ГОСТ 24555.2. Подготовка к измерениям
2.1Длину участка измерений следует принимать в пределах 300 — 400 м.
2.2Суммарная длина участков измерений должна составлять не менее 10 % длиныконтролируемого покрытия (основания) в однорядном исчислении.
2.3Поверхность участка измерений должна быть чистой.3. Проведение измерений
3.1Измерение на дорогах и улицах следует проводить, прикладывая рейку кповерхности основания (покрытия) на расстоянии 0,5 — 1,0 м от каждой кромкипокрытия или края полосы движения; а на аэродромах — по оси ряда (полосы).
Примечание-При многополосной проезжей части дороги рейку следует прикладывать нарасстоянии 0,3 — 1,0 м от границы каждой полосы движения.
3.2При каждом приложении рейки следует измерять величину пяти просветов под рейкойв местах, соответствующих меткам на боковых гранях рейки.
3.3Места приложения рейки должны быть равномерно расположены по длине участкаизмерений.
3.4Общее число измерений просветов под рейкой на участке измерений должно быть неменее 120.4. Обработка данных и представлениерезультатов измерений
4.1 Общее числоизмерений следует принять за 100 % и определить число просветов под рейкой,превышающих максимально допустимую величину, установленную СНиП 3.06.03-85 и СНиП32-03-96, и число просветов, меньших минимально допустимой величины,установленной теми же документами. Следует также найти наибольшую величинупросвета. Величины просветов, полученные при измерениях на вертикальных кривых,следует корректировать, используя данные, приведенные в приложении А.Измерения нивелиром и нивелирнойрейкой1. Требования к нивелиру и нивелирнойрейке
1.1Нивелир и рейка должны быть технически исправны, поверены и отвечатьтребованиям ГОСТ 10528.
1.2Опорный торец нивелирной рейки должен быть снабжен насадкой с полусферическимподпятником.2. Подготовка к измерениям.Проведение измерений
2.1Длина участка измерений должна быть не менее 400 м.
2.2Места установки нивелирной рейки должны быть расположены на одной линии,находящейся на расстоянии 0,5 — 1,0 м от кромки основания (покрытия) дороги илина оси основания (покрытия) аэродрома. Места установки должны быть обозначеныметками. Шаг меток 5 ± 0,2 м.
2.3Измерения следует проводить, последовательно устанавливая нивелирную рейку накаждую из меток.3. Обработка данных и представлениерезультатов измерений
3.1По данным нивелирования вычисляют относительные отметки hiточек поверхности покрытия или основания дороги в местах разметки.
/>
Рисунок1
3.2По относительным отметкам точек поверхности в местах разметки определяютотклонения dhi,этих точек (кроме первой и последней на участке измерений) от прямой линии,проходящей через предыдущую (i — 1)и последующую (i+ 1) точки (рисунок 1) по формуле
/>,
гдеhi-1и hi+1 — относительные отметки предыдущей и последующей точек.
3.3Общее число полученных величин dhi,следует принять за 100 % и с точностью до 0,1 % вычислить число величин dhiменьшеустановленных СНиП 3.06.03-85 и СНиП 32-03-96. Следует также найти наибольшуювеличину dhi.
Примечание-При обработке данных измерений, проведенных на участках кривых в продольномпрофиле дороги, величину следует рассчитывать с учетом поправки. Значенияпоправок даны в приложении Б.Измерения с применением автомобильнойустановки ПКРС-2 для ускоренной предварительной оценки1. Требования к автомобильнойустановке
1.1Автомобильная установка ПКРС-2 [1] состоит из: автомобиля, прицепногоодноколесного прибора, оборудованного датчиком ровности, и установленного вавтомобиле пульта управления.
1.2Основные параметры прицепного прибора: размеры шины (ГОСТ 20993), дюймы — 6,75-13, 6,45-13 или6,40-13; тип протектора — с рисунком;
давлениевоздуха в шине, кПа — 170 ± 20 (1,7 ± 0,2 кгс/см2); нагрузка наколесо, кН — 3 ± 0,03 (300 ± 3,0 кгс); максимальное радиальное биение шины, мм- 2 ± 0,2; максимальный статический дисбаланс колеса, г/см — 50 ± 5.
Параметры,относящиеся к измерению ровности:
измеряемаявеличина (показатель ровности) — интенсивность (уровень) вертикальных колебанийприцепного прибора относительно подрессоренного кузова, выражаемая в видесуммарного сжатия подвески на 1 км дороги (см/км);
скоростьдвижения при измерении ровности, км/ч — 50;
собственнаячастота свободных колебаний кузова прицепного прибора, Гц — 0,8±0,1.2. Подготовка к измерениям
2.1Каждая установка должна пройти аттестацию, которая оформляется протоколом и аттестатомпо формам, предусмотренным ГОСТ 24555, а также делается отметка в паспорте наданное средство.
2.2Непосредственно перед проведением измерений должны выполняться в соответствии синструкцией по эксплуатации и обслуживанию установки следующие работы:
проверкамеханической части прицепного прибора — надежность крепления прицепногоприбора, затяжка крепежных деталей, трение и демпфирование в подвеске,исправность привода датчика ровности (тахогенератора);
проверкаи юстировка спидометра автомобиля;
балансировкаколес, проверка радиального биения шины;
установкапереключателя режимов работы в положение «50 км/ч».3. Требования к участкам дляпроведения измерений. Проведение измерений
3.1Каждая полоса перед проведением измерений должна быть очищена от щебня, песка,остатков бетона, а в осенний и зимний периоды — от снега и льда, способныхисказить результаты измерений.
3.2При проведении измерений необходимо в процессе проезда выдерживать заданнуюскорость с точностью ± 2 км/ч.4. Обработка данных и представлениерезультатов измерений
4.1Правила обработки данных и форму представления результатов измерений принимаютпо [2].
4.2При измерениях неровностей покрытий аэродромов измерителем типа ИРПАП правилаобработки данных и форму представления результатов измерений принимают по [3].
Требованияк ровности по ГОСТ Р 50597-93
1.Ровность покрытия проезжей части должна соответствовать требованиям,приведенным в таблице 1.
2.Коэффициент сцепления покрытия должен обеспечивать безопасные условия движенияс разрешенной Правилами дорожного движения скоростью и быть не менее 0,3 приего измерении шиной без рисунка протектора и 0,4 — шиной, имеющей рисунокпротектора.
Таблица1
Группа дорог и улиц по их транспортно-эксплуатационным характеристикам Состояние покрытия по ровности Показатель ровности по прибору ПКР-2, см/км, не более Число просветов под 3-метровой рейкой, %, не более А 660 7 Б 860 9 В 1200 14 Примечания — Число просветов подсчитывают по значениям, превышающим указанные в СНиП 3.06.03
1.1Требования к ровности по СНиП 3.06.03 «Автомобильные дороги Н0АвАв»
1.Ровность поверхности земляного полотна контролируется нивелированием по оси ибровкам в трех точках на поперечнике не реже чем через 50 м. Поверхностьоснования земляного полотна и промежуточных слоев насыпи в период строительстване должна иметь местных углублений, в которых может застаиваться вода.
Приосуществлении приемочного контроля следует проверять соответствие фактическихзначений проектным по параметрам, приведенным в обязательном приложении 2.Кроме указанных параметров следует контролировать: ровность слоев оснований ипокрытий путем определения алгебраических разностей высотных отметок;
2.При приемке работ предварительная оценка ровности поверхности в продольномнаправлении проводится либо на основе графической записи, полученной с помощьюприборов типа ПКРС или других приборов, показания которых приведены кпоказаниям ПКРС, либо путем проезда на автомашине по всему сдаваемому участкупо каждой полосе движения. На основе такой оценки выбираются захватки длядетального измерения ровности и поперечных уклонов.
Захваткив общем случае выбираются длиной 300-400 м, а для внутрихозяйственныхавтомобильных дорог сельскохозяйственных предприятий и организаций, а также длявнутренних дорог промышленных предприятий — длиной 100-150 м. Суммарная длиназахваток должна составлять не менее 10% длины сдаваемого участка дороги воднополосном исчислении.
Детальныйконтроль ровности поверхности основания или покрытия на выбранных захваткахследует вести путем измерения просветов под трехметровой рейкой, определенияпоказаний стрелочного прибора или передвижной рейки.
Измерениепросветов под трехметровой рейкой с помощью клина (промерника) следуетпроизводить в пяти контрольных точках, расположенных на расстоянии 0,5 м отконцов рейки и друг от друга.
Детальныеизмерения ровности следует производить на расстоянии 0,5-1,0 м от каждой кромкипокрытия или края полосы движения.
Накаждой захватке следует произвести:
100-130измерений просветов (25-30 приложений рейки) или непрерывную графическую записьнеровностей;
80-100измерений поперечных уклонов рейкой с уровнем (25-30 измерений для захватокдлиной 100-150 м);
определениевертикальных абсолютных или относительных отметок путем нивелирования с шагом 5м.
Наоснове полученных вертикальных отметок следует вычислить алгебраическиеразности отметок точек (амплитуд) по формуле
/>
гдеНi, Hi+1, Hi+2 — отметки смежных точек
Н1
Н1 Н0 Всевычисления следует производить со сдвижкой на 5 м с целью получения для каждойзахватки не менее 50-60 значений амплитуд.
Н1 При этом 90% определений должны быть впределах, указанных в табл. 2, а 10% определений не должны превышать этизначения более чем в 1,5 раза.
Таблица2Категория дороги Значения амплитуд, мм, при использовании комплектов машин без автоматической системы задания вертикальных отметок с автоматической системой задания вертикальных отметок Расстояние между точками, м 5 10 20 5 10 20 I, II, III 7 12 24 5 8 16 IV, V, I-c, II-c, III-c и внутренние дороги промышленных предприятий 10 16 - - - -
3.Ровность (просвет под рейкой длиной 3 м)
1.2Асфальтобетонные и монолитные цементо-бетонные основания и покрытия
Неболее 5 % результатов определений могут иметь значения просветов в пределах до10 (6) мм, остальные — до 5 (3) мм — оценка «Хорошо»
Неболее 2 % результатов определений могут иметь значения просветов в пределах до10 (6) мм, остальные — до 5 (3) мм — оценка «Отлично»
Практическая часть
2.1Определение коэффициента сцепления покрытия автомобильной дороги
Измерениекоэффициента сцепления дорожного покрытия проводятся прибором ИКСп. Приопределении коэффициента сцепления были сделаны 5 замеров.
1=0,42;
2=0,41;
3=0,43;
4=0,34;
5=0,45.
Длявыявления коэффициента сцепления максимальное (0,45) и минимальное (0,34)значения исключаем из расчетов. Найдем средний коэффициент сцепления по тремоставшимся данным:
ср.=(0,42+0,41+0,43)/3= 0,42
Коэффициентсцепления покрытия по ГОСТР 50597-93 должен обеспечивать безопасныеусловия движения с разрешенной Правилами дорожного движения скоростью и быть неменее 0,3 при его измерении шиной без рисунка протектора и 0,4 — шиной, имеющейрисунок протектора. Полученный коэффициент сцепления ср.=0,42соответствует требованиям ГОСТ.
2.2Определение ровности дорожного покрытия с помощью 3-метровой рейки
Таблица3
Результатыизмерений 3-метровой рейкой№п/п Результаты измерений Уклон,‰ 1 2 3 4 5 1 2 2 6 14 3 46 2 12 4 20 4 48 3 7 2 4 2 7 30 4 15 14 2 1 3 28 5 1 1 4 5 43 6 4 2 2 3 3 33 7 1 1 5 4 1 43 8 5 2 6 3 1 32 9 2 4 10 4 4 54 10 1 1 1 40
Количествоизмерений: 50
Количествопросветов превышающие: от 5 до 10 мм — 5
свыше10 мм — 5
Общийвывод по работе
Дорогаотносится к группе В (улица местного значения в жилой застройке согласно СНиП2.07.01-89.) Количество просветов свыше 10 мм (СНиП 3.06.03) составляет 10% отобщего числа замеров, от 5 до 10 мм – 10%, что соответствует требованиям ГОСТ50597-93 согласно которому число просветов под рейкой, превышающих допустимыепо СНИП 3.06.03 значения, не должно превышать 14% от общего числа измерений.
ПРИЛОЖЕНИЕ А Поправки к результатам измерений просветов под рейкой научастках вертикальных кривыхРадиус выпуклой кривой, м Величина поправки, мм, на расстоянии от торца рейки, м 0,0 0,5 1,0 1000 1,1 0,8 0,4 600 1,9 1,3 0,6 400 2,8 1,9 0,9 300 3,8 2,5 1,2 200 5,6 3,8 1,9
Радиус вогнутойкривой, м Величина поправки, мм, на расстоянии от торца рейки, м 0,5 1,0 1,5 1000 0,4 0,8 1,1 600 0,6 1,3 1,9 400 0,9 1,9 2,8 300 1,3 2,5 3,8 200 1,9 3,8 5,6
Примечание - При измерениях на выпуклых и вогнутых кривых величину поправки следует брать со знаком минус. />
ПРИЛОЖЕНИЕ БПоправки к значениям при измеренияхнеровностей нивелиромРадиус вертикальной кривой, м Величина поправки, мм, для неровностей длиной, м 10 20 40 100,000 2,0 75,000 - - 2,7 50,000 - - 4,0 30,000 - - 6,7 25,000 - 2,0 8,0 20,000 - 2,5 10,0 15,000 - 3,3 15,0 10,000 1,3 5,0 20,0 8,000 1,6 6,3 25,0 5,000 2,5 10,0 40,0 4,000 3,1 12,5 50,0 3,000 4,2 16,7 67,0 2,500 5,0 20,0 80,0 2,000 6,3 25,0 100,0 1,500 8,3 33,3 133,3 1,200 10,4 41,7 166,7 1,000 12,5 50,0 200,0 600 20,8 83,3 - 400 31,2 125,0 - 300 41,7 166,7 - 200 62,5 250,2 -
Примечание — При измерениях на выпуклых кривых величину поправки следует брать со знаком минус, на вогнутых — со знаком плюс.