Выберите букву:

Методы повышения сцепных качеств дорожных покрытий - скачать бесплатно - Реферат

- Вы можете скачать эту работу совершенно бесплатно
 
 Реферат
«Методы повышения сцепных качеств дорожных покрытий»
 
 Оглавление
 
Введение
1.      Влияние сцепных качеств дорожного покрытия
2.      Мероприятия по повышению сцепных качеств дорожного покрытия
Заключение
Список литературы
 Введение
 
Важнейшей задачей службы эксплуатации автомобильных дорог является поддержание высоких сцепных качеств дорожных покрытий. Сцепные качества дорожных покрытий меняются в течение эксплуатации автомобильных дорог, поэтому наряду с обеспечением шероховатости нового дорожного покрытия применяют методы, позволяющие повысить шероховатость находящихся в эксплуатации дорожных покрытий.
Хорошее сцепление шины колеса автомобиля с дорожным покрытием - это основополагающая предпосылка для безопасного движения. Сцепление влияет как на управляемость автомобиля, так и навели величину тормозного пути. Характеристикой сцепления является коэффициент сцепления, который изменяется в пределах от 0 до 1. Если коэффициент сцепления снижается, например, с 0,5 до 0,3, то тормозной путь автомобиля, движущегося со скоростью 80 км/ч, увеличивается с 73 до 106 м (Ragnoy, 1986). При этом предполагается, что время реакции водителя постоянно и составляет 1 с. Наиболее типичной величиной коэффициента сцепления для дорожного покрытия является 0,7-1,0 - для сухого асфальтобетонного покрытия, 0,4-0,7 - для мокрого асфальтобетонного покрытия и 0,1-0,4- при заснеженном или обледенелом асфальтобетонном покрытии.
 
  
1.    Влияние сцепных качеств дорожного покрытия
 
Имеется целый ряд исследований, посвященных влиянию мероприятий по повышению сцепных качеств дорожных покрытий на количество дорожно-транспортных происшествий. Приведенные в настоящем разделе результаты основаны на следующих исследованиях:
 Dearinger og Hutchinson, 1970 (Великобритания и США).
Hankins, Morgan, Ashkar og Tutt, 1971 (США).
Hatherly og Lamb, 1971 (Великобритания).
Karr, 1972 (США).
Mahone og Runkle, 1972 (США).
Risenbergs, Burchett og Napier, 1973 (США).
Adam og Shah, 1974 (США).
Hatcher, 1974 (США).
Risenbergs, Burchett og Warren, 1976 (США).
Hatherly og Young, 1977 (Великобритания).
Schulze, Gerbaldi og Chavet, 1977 (Франция).
Zipkes, 1977 (Швейцария).
Burns, 1981 (США).
Gallaway, Benson, Mounce, Bissell & Rosenbaum, 1982 (КанадаиСША).
Wong, 1990 (США).
Tromp, 1994 (Нидерланды).
 Большинство исследований было выполнено и проведено в восьмидесятые годы в Великобритании и США. Исследования были проведены на тех участках дорог, где имело место большое число ДТП и на которых коэффициент сцепления был очень низким. К сожалению, не все исследования содержат информацию о том, насколько повысилась величина коэффициента сцепления после нанесения продольных бороздок на покрытии или после укладки нового слоя асфальтобетона. Среди рассмотренных исследований не имелось норвежских исследований. Не учтены результаты, полученные до и после проведения мероприятий по повышению сцепных качеств покрытий на участках дорог, где имело место большое число ДТП и где не принимался во внимание коэффициент регрессии количества ДТП. Такие исследования, судя по всему, переоценили влияние использованных мероприятий. На основании этих оценок в табл. 1. собраны наилучшие примеры влияния повышения сцепных качеств покрытия на количество ДТП.
Мероприятия по повышению сцепных качеств дорожных покрытий особенно эффективны на покрытиях, которые имели небольшие величины коэффициента сцепления. В приведенном выше обзоре предполагалось, что приведенные величины коэффициентов сцепления были получены как для сухих, так и влажных покрытий дорог. Улучшение сцепных качеств дорожного покрытия оказывает существенное влияние на величину материального ущерба и уровень травматизма. Когда коэффициент сцепления в исходной точке составлял около 0,7, повышение его величины не приводило к изменению количества ДТП. При исходной величине коэффициента сцепления ниже 0,7, повышение сцепных качеств покрытия приводило к снижению общего количества ДТП на сухом покрытии на 10%. Все снижения достигаются за счет снижения количества происшествий на влажном покрытии.
 
 
Степень тяжести ДТП
Процентное изменение количества ДТП
Влияние на тип ДТП
Наилучший результат
Пределы колебания результатов
Улучшение сцепления на 0,1, где коэффициент сцепления был 0,5 и ниже
Травматизм
ДТП на влажном покрытии
-40
(- 55;- 39)
ДТП на сухом покрытии
0
(- 10; +5)
Все ДТП на дороге
-10
( -20; -4)
Материальный ущерб
ДТП на мокром покрытии
-40
(- 55; -30)
ДТП на сухом покрытии
0
(- 10; +5)
Все ДТП на дороге
-10
( -20;- 4)
 
Улучшение сцепления на 0,1, где коэффициент сцепления был 0,6
 
Травматизм
ДТП на влажном покрытии
-25
( -33; -17)
ДТП на сухом покрытии
0
( -5; +5)
Все ДТП на дороге
-6
( -12; -1)
Материальный ущерб
ДТП на влажном покрытии
-25
(- 33; -17)
ДТП на сухом покрытии
0
(- 5; +5)
Все ДТП на дороге
-6
( -20;- 1)
Улучшение сцепления на 0,1, где коэффициент сцепления был 0,7
Травматизм
ДТП на влажном покрытии
-15
(- 25;- 5)
 
ДТП на сухом покрытии
0
(- 5; +5)
 
Все ДТП на дороге
-4
(- 10; +3)
Материальный ущерб
ДТП на влажном покрытии
-15
(- 25;- 5)
 
ДТП на сухом покрытии
0
(- 5; +5)
 
Все ДТП на дороге
-4
(- 10; +3)

 
Таблица 1. Влияние мероприятий по повышению сцепных качеств дорожного покрытия на количество ДТП
 
Повышение сцепных качеств дорожных покрытий влияет на скоростной режим транспортного по тока в первую очередь за счет того, что повышается также ровность дорожного покрытия (Karan, Haas og Kher, 1976; Cooper, Jordan og Young, 1980; Cleveland, 1987; Anund, 1992). Отмечалось увеличение скорости движения транспортного потока на 10 км/ч, однако чаще всего отмечалось увеличение скорости движения на 2-5 км/ч.
При типичной плотности движения транспортного потока на дорожном покрытии из дренирующего асфальтобетона достигается уменьшение уровня шума на 3-5 дБА (Storeheier, 1996). Максимальное снижение уровня транспортного шума имеет место, когда старое, гладкое асфальтобетонное покрытие заменяется на новое из дренирующего асфальтобетона с достаточно высокой пористостью и с размером зерен до 16 мм. Это относится к дорогам с допустимой скоростью движения 50 км/ч и выше при сравнительно однородном и спокойном транспортном потоке.
Отмеченные выше величины снижения уровня шума от движения транспортного потока были за фиксированы сразу после укладки нового слоя дренирующего асфальтобетона. Дорожные покрытия утрачивают отмеченные выше показатели и свойства в течение первого зимнего сезона, если на дороге не проводятся работы по ремонту и содержанию дорожного покрытия. При низкой интенсивности движения дорожное покрытие сохраняет свои свойства дольше. В тех странах, где запрещено использование шин с шипами, шумоподавляющий эффект дренирующего асфальтобетона может сохраняться на период от 3 до 5 лет (Storeheier, 1996).
Укладка дренирующего асфальтобетона приводит к уменьшению разбрызгивания воды под колеса ми автомобилей. Это улучшает видимость в дождливую погоду и позволяет уменьшить расход жидкости для очистки лобового стекла автомобиля.
 
   
2.    Мероприятия по повышению сцепных качеств дорожного покрытия
 
На сухом покрытии величина коэффициента сцепления практически не зависит от скорости движения автомобиля (Brudal, 1961; Ivey, Keese, Neill, Brenner, 1971; Thurmann-Moe, 1976; Hegmon, 1987). На влажных покрытиях величина коэффициента сцепления уменьшается с увеличением скорости. Характер взаимосвязи между скоростью движения и вели чиной коэффициента сцепления показан на рис 1.
Исследования (Cleveland, 1987) показывают, что водитель автомобиля недостаточно согласовывает скорость движения с возможностью величины риска попасть в ДТП на влажном покрытии, которое существенно выше, и на сухом покрытии (Satterthwaite, 1976; Ivey, Griffin, Newton og Lytton, 1981; Brodsky og Hakkert, 1988; Ragnoy, 1989). Если степень риска по пасть в ДТП с человеческими жертвами на сухом покрытии принять за 1,0, то степень риска на влажном покрытии будет равна 1,2 - в дневное время и 1,4 - в ночное время (Ragnoy, 1989). Величина риска на влажном покрытии возрастает с увеличением атмосферных осадков, особенно на дорогах с изношенным дорожным покрытием (Schandersson, 1989).
Рисунок 1. Зависимость коэффициента сцепления шины колеса автомобиля от скорости движения
 На сухих покрытиях коэффициент сцепления обычно зимой выше, чем летом. Это объясняется разницей температуры. При высоких температурах вяжущее в составе асфальтобетона размягчается, иногда выходя на поверхность покрытия. Это существенно снижает величину коэффициента сцепления. После длительных засушливых летних периодов скользкость дорожного покрытия может повыситься в первый момент появления дождевых осадков. Причина этого заключается в том, что накопившаяся, каменная пыль, являющаяся результатом шлифовки и износа материала покрытия образует при появлении пленки воды слой грязи, резко снижающий сцепные качества покрытия.
На дорогах Норвегии сцепные качества дорожных покрытий достаточно высокие в результате влияния использования шипованных шин, низких температур, а также более крупнозернистых каменных материалов в покрытии по сравнению с другими странами (например, Великобритания и США). Тем не менее, риск попасть в ДТП возрастает на влажном покрытии. В зимний период могут возникнуть опасные ситуации, вызванные повышением скользкости покрытия дороги. Мероприятия, направленные на повышение сцепных качеств дорожных покрытий, должны обеспечить достаточно высокое сцепление шины колеса автомобиля с дорожным покрытием для безопасного маневрирования и торможения при любых погодно-климатических условиях, обеспечивая высокую комфортабельность вождения автомобиля.
Имеется широкий круг мероприятий, направленных на повышение сцепных качеств дорожных покрытий. Наиболее часто укладывают новый слой дорожного покрытия с высокими сцепными качествами, к которым относится в первую очередь дренирующий асфальтобетон, имеющий высокий коэффициент сцепления. Другой метод - это фрезерование бороздок в дорожном покрытии. Эти бороздки имеют ограниченный срок службы, так как они быстро истираются или забиваются грязью.
Дренирующий асфальтобетон имеет гранулометрический состав, отличающийся от обычного асфальтобетона. Дренирующий асфальтобетон имеет в своем составе относительно крупные фракции каменного материала. Между ними формируются поры, через которые дренируется вода и которые способствуют снижению уровня шума (Kielland, 1988). Шведские исследования показали, что дренирующий асфальтобетон первые пять лет службы также износоустойчив к воздействию шипованных шин колес автомобилей, как и обычный асфальтобетон (W(oa)gberg, 1985). Дренирующий асфальтобетон обеспечивает такое же хорошее сцепление и в зимних условиях, как и обычный асфальтобетон (Gustafsson, 1986).
Повышение сцепных качеств дорожного покрытия особенно актуально на участках дорог, где уровень риска попасть в ДТП высок или требуется обеспечение высокой величины коэффициента сцепления (пересечения в одном уровне, кривые в плане и др.). В Англии требования, предъявляемые к величине коэффициента сцепления, меняются в зависимости от дорожных условий и условий конкретного пересечения в одном уровне.
Для борьбы с зимней скользкостью дорожного покрытия применяются разные методы. Наиболее широко используется россыпь песка с размером частиц 0,2...5 мм, имеющих кубическую форму и острые грани. Могут применяться также топливные дробленые металлургические шлаки, высевки и др. Для предупреждения смораживания частиц песка, предупреждения сбрасывания его с дорожного покрытия автомобилями и сдувания ветром добавляют гигроскопические соли (хлорид натрия или хлорид кальция). Расход соли 30...40 кг на 1 м3 песка. Такая смесь песка с солью хорошо удерживается на проезжей части.
В последние годы широкое распространение получило строительство шероховатого покрытия с втапливанием щебня, обработанного битумом, в мелкозернистый асфальтобетон. Достоинствами этого метода являются простота осуществления, и достижение необходимого коэффициента сцепления сразу после укладки асфальтобетонной смеси. При этом длительное время не требуется устройство поверхностной обработки.
 Для втапливания используется гранитный щебень размером 18 или 12 мм, обработанный битумом. Расход щебня 12 кг/м2. Мелкозернистый асфальтобетон, в который втапливается щебень, имеет следующий состав, % по массе: щебень размером 9,5... 15 мм — 30; песок — 51,7...54,7; минеральный порошок — 7,9...9,9; битум — 7,4...8,4. При устройстве такого дорожного покрытия применяется следующая технология. Сначала укладывают мелкозернистую асфальтобетонную смесь. Следом за укладчиком движется самоходный распределитель щебня, затем катки разной массы, уплотняющие смесь и втапливаемый щебень.
 В США предложена дренирующая шероховатая дорожная одежда, состоящая из трех конструктивных слоев: нижнего водонепроницаемого, укладываемого с большим поперечным уклоном для отвода воды, и двух дренирующих, уложенных без поперечного уклона. Достоинствами такого покрытия являются быстрое удаление воды из зоны контакта шины с дорожным покрытием, предупреждение аквапланирования; высокая шероховатость дорожного покрытия; отсутствие брызг при проезде грузовых автомобилей.
Резкое снижение аварийности на влажном дорожном покрытии (в 5 раз) достигается в случае, когда слой износа укладывают из смеси, содержащей 76 % каменного материала размером до 9 мм и 15 % битумной эмульсии.
В некоторых странах для получения высокого коэффициента сцепления дорожного покрытия сразу же после укладки в горячий асфальтобетон втапливают дробленый песок.
Заключение
 
К сцепным качествам дорожных покрытий традиционно имеются некоторые требования, которые мы сегодня рассмотрели подробнее.
Сцепные качества автомагистралей являются очень важной эксплуатационно-транспортной характеристикой, которая во многом определяет взаимодействие поверхностей покрытий с шинами автомобиля при различной его маневренности и режиме движения.
Коэффициент сцепления не должен быть ниже показателя 0,45 на всей протяжности автомагистрали при скорости движения авто в 60 километров в час на мокром покрытии. Если же участок движения сложный – коэффициент не должен быть менее 0,5, При увеличении скорости до 80 километров в час коэффициент не должен снижаться более чем на 0,05 на обычном и 0,1 на сложном участке дорожного движения. Напомним, что подобный коэффициент измеряется при задаче дороги в эксплуатацию.
В процессе эксплуатации автомагистрали коэффициент не должен быть ниже 0,4 (при 60 километрах в час и мокром покрытие). Такой же показатель должен иметь и коэффициент покрытия остановочных полос.
Сцепные качества покрытия в их поперечном профиле должны быть равными вне зависимости от средних скоростей движения транспорта и числа полос движения. Разница указанных коэффициентов не должна превышать 0,05-0,1 на проезжей и 0,1-0,15 на краях проезжей части. В основном, на сцепные качества влияет шероховатость, которая обеспечивает быстрый сток воды, минимизацию износа протекторов шин, оптимальный уровень шума и высокий коэффициент сцепления. Всем этим требованиям в наибольшей мере отвечает покрытие со средней высотой выступов в 1,5 миллиметра.
 
 Список литературы
 
1.       Васильев А.П., Сиденко В.М. Эксплуатация автомобильных дорог и организация дорожного движения. М.: Транспорт, 1990.
2.       Гельфер Г.А. Строительство и эксплуатация городских дорог. М.: Стройиздат, 1989.
3.       Горбанев Р.В., Красников А.Н. Городские улицы и дороги с многополосной частью. М.: Стройиздат, 1984.
4.       Дубровин Е.Н. Городские улицы и дороги. М.: Высшая школа, 1981.
 

Наверх

www.webmoney.ru Яндекс цитирования Рейтинг@Mail.ru Студенческий Маяк © 2010 - 2012   ИП Каминская О.В. ОГРНИП 310774602801230
При использовании материалов активная ссылка на StudMayak.ru обязательна.