Вимірювання рівнів дорожнього покриття - Методичні вказівки Практичне заняття №1 Вивчення
Вимірювання рівнів дорожнього покриття
Рівність дорожнього покриття є одним із основних показників, що характеризують зручність руху по дорозі та надають вирішальний вплив на швидкість руху автомобілів та транспортну роботу дороги в цілому.
При поганому стані дорожнього покриття значно погіршуються умови руху: з'являються шкідливі для водія та автомобіля вібрації, суттєво ускладнюються умови роботи водія, оскільки йому тривалий час доводиться відстежувати стан проїжджої частини, часто змінюючи траєкторію руху, здійснюючи гальмування та розгони. Всім цим увага водія відволікається від інших важливих з точки зору безпеки дорожнього руху елементів дороги та автомобіля. Тому погіршення рівня дорожнього покриття призводить до підвищення аварійності.
Найпростішим приладом для визначення рівня дорожнього покриття та основи є триметрова рейка (рис. 4.1,а).
Мал. 4.1. Триметрова рейка(а)з мірним клином (б)
Мал. 4.2. Пересувна двоопорна рейка ПКР-1:
1- шкала виміру нерівностей;2 -колесо-індикатор
Ступінь рівності дорожнього покриття оцінюється за зазором між нижньою площиною рейки, покладеної на проїжджу частину, і поверхнею дорожнього покриття.
Просвіти під триметровою рейкою вимірюються за допомогою клина (рис. 4.1,б) у п'яти контрольних точках, розташованих на відстані 0,5 м від кінців рейки та один від одного. Місця застосування рейки повинні рівномірно розташовуватися по довжині ділянки вимірювань. Загальна кількість вимірювань просвітів під рейкою на ділянці вимірювань має бути неменше 120. Максимальний просвіт під рейкою допускається трохи більше 5 мм.
Основним недоліком такого способу визначення рівня дорожнього покриття є висока трудомісткість і недостатня точність.
До більш досконалих приладів виміру рівності дорожнього покриття відносяться двоопорна рейка ПКР-1 (рис. 4.2) та прилад РК-1 (рис. 4.3).
Мал. 4.3. Прилад РК-1:
1 – вимірювальна рейка;2 -електричний кабель;
3 -електронний вимірювальний блок
При вимірі рівності дорожнього покриття двоопорна рейка (див. рис. 4.2) прокочується проїжджою частиною і через рівні відстані (зазвичай через 1.3 м) реєструються розміри просвітів.
Прилад РК-1 (див. рис. 4.3) призначений для оцінки рівня дорожнього покриття при прийманні виконаних дорожньо-будівельних та ремонтних робіт.
Прилад складається з вимірювальної рейки1завдовжки 3 м та електронного вимірювального блоку3, з'єднаного з рейкою за допомогою гнучкого електричного кабелю2. На рейці встановлено п'ять безконтактних датчиків лінійних переміщень, розміщених уздовж рейки через 50 см. До корпусу рейки прикріплені поворотні кронштейни, на яких встановлені колеса. У середині рейки закріплений важіль керування. На задньому колесі встановлено безконтактний датчик для реєстрації пройденої колії. На лицьовій панелі електронного блоку встановлено двійковий перемикач, що служить для введення значення просвіту, що допускається, для даного типу дорожнього покриття шляхом набору цифр.
На контрольованій ділянці дороги рейку переміщують і через певні відстані прикладають до покриття дорожнього покриття. У місці вимірювання просвітів роблять запис розмірів просвітів на згадку про прилад з підсумовуванням їх числа в трьох діапазонах: до граничногозначення просвіту, від граничного до дворазового значення та понад це значення.
У приладі передбачено сигналізацію при виявленні просвітів понад дворазове значення заданої межі (місце шлюбу дорожнього покриття). Діапазон вимірів дорожніх просвітів становить 0.50 мм.
Рівність дорожнього покриття також може бути виміряна шляхом підсумовування коливань кузова автомобіля, що рухається щодо його заднього моста.
Прилади для оцінки рівня дорожнього покриття за сумою стиснення ресор називають поштовхомірами.
Існують різні конструкції поштовхомірів: ТХК-2, ПКРС-2, ТЕД-2М, ІВП-1М та ін.
Поштовхомір конструкції ТХК-2 (рис. 4.4) встановлюють у кузові автомобіля над його заднім мостом.
Коливання ресор через гнучкий трос передаються на барабан лічильного механізму толчкомера. Рівність дорожнього покриття оцінюють сумарним стисненням ресор автомобіля на ділянці дороги завдовжки 1 км за постійної швидкості руху 50 км/год. Реєстрація показань поштовхоміра здійснюється на паперовій стрічці друкувального пристрою лічильного механізму, що включається в потрібний момент часу. Продуктивність товчкомера ТХК-2 170 км/зміна.
Мал. 4.4. Поштовхомір ТХК-2:
1- кузов автомобіля;2 -шкала виміру нерівностей;
3 -трос;4 -задній міст автомобіля
За результатами вимірювань будують лінійний графік рівня дорожнього покриття (поштовхограму).
Встановлено стійку кореляційну залежність між показаннями поштовхомера ТХК-2 та середнім розміром просвіту під триметровою рейкою:
(4.1)
деSTХК - показання толчкомера, см/км;h-середній розмір просвіту під триметровою рейкою, мм.
Динамометричне встановлення ПКРС-2 (рис. 4.5)складається з причіпного одноколісного приладу, обладнаного датчиком рівності дорожнього покриття та встановленого в автомобілі пульта керування.
Вимірювання виробляють у такому порядку. Включають електроживлення записуючого пристрою, розвивають швидкість руху автомобіля до 50 км/год до початку контрольованої ділянки, включають пристрій, що записує.
На графіку записуючого пристрою фіксують значення показника рівності дорожнього покриття (см/км).
У разі невідповідності постійної швидкості руху автомобіля з будь-яких причин значення 50 км/год отримані при цій швидкості руху, наприклад при 60 км/год, показання призводять до значення показника при швидкості 50 км/год за формулою
Мал. 4.5. Динамометричне встановлення ПКРС-2:
1- гальмівна педаль причепа;2 -пульт керування;3 -важіль водополива;4 -місце оператора;5 -бак для води
(4.2)
деSυ-показання толчкомера при фактичній швидкості руху, см/км;υcp - середня швидкість руху автомобіля,υcp=35. 65 км/год.
Результати вимірювань порівнюють з мінімально допустимими, внаслідок чого виявляють ділянки із незадовільною рівністю дорожнього покриття.
Динамометричний причіп типу ПКРС-2У є, як і встановлення ПКРС-2, одноколісний причіп, що буксирується автомобілем. Завдяки наявності зчіпки, виготовленої у вигляді паралелограма, зовнішня рама причепа постійно зберігає положення, паралельне поверхні дорожнього полотна. Причіп використовують у складі пересувної дорожньої лабораторії КП-514МП або будь-якого транспортного засобу, з бортовим комп'ютером. Показник рівності дорожнього покриття визначають за сумарним переміщенням колесапричепа щодо інерційної маси корпусу на одиницю довжини дороги.
Перевагами електронного поштовхомера з дистанційним керуванням ТЕД-2М (рис. 4.6) є такі:
- використання муфти прямого та зворотного ходу, що повністю виключає люфти в порівнянні з іншими поштовхомірами;
- використання індуктивного або оптронного датчика імпульсів, що дозволяє здійснювати рахунок до 1000 імп./хв;
- використання електронного лічильника імпульсів толчкомера, зібраного на інтегральних мікросхемах з цифровою індикацією на світловому табло;
- наявність електронного секундоміра (таймера), що синхронно працює з лічильником імпульсів;
Мал. 4.6. Поштовхомір ТЕД-2М:
1- датчик;2 -вісь;3 -муфта прямого та зворотного ходу;4 -обтюратор;5 -пружина;
6 -корпус приладу;7- приводний барабан;8 -отвір у днищі кузова;9 -трос;
10 -задній міст автомобіля
• наявність запам'ятовуючого пристрою рахунку імпульсів та часу;
• дистанційне керування, що дозволяє оператору знаходитись у будь-якій точці кузова автомобіля.
Поштовхомір ТЕД-2М складається з двох основних вузлів: механічної частини датчика імпульсів та електронного лічильника імпульсів з таймером у блоці дистанційного керування.
Механічна частина датчика імпульсів складається з приводного барабана7, з'єднаного з муфтою3прямого та зворотного ходу. Обертання приводного барабана на осі2здійснюється під впливом вертикальних переміщень троса9, один кінець якого закріплений через пружину5до корпусу приладу6, другий - до заднього мосту10автомобіля через отвір8у днищекузов автомобіля.
При впливі нерівностей на автомобіль, що рухається, відбувається вертикальне переміщення заднього моста автомобіля щодо кузова, яке фіксується муфтою3прямого і зворотного ходу шляхом обертання обтюратора4тільки в одному напрямку. Пелюстки обтюратора проходять у безпосередній близькості від датчика1, за рахунок чого сигнал з виходу датчика надходить на електронний лічильник. Вертикальне переміщення троса на 1 см дорожнього покриття надає один імпульс на електронний лічильник.
При довжині вимірюваної ділянки менше або більше 1 км показання поштовхомера призводять до нормованої одиниці вимірювання см/км:
(4.3)
деS1- показання толчкомера;LH- нормована довжина ділянки, км;L1- Довжина контрольованої ділянки, км.
Дорожнє покриття задовольняє необхідним умовам експлуатації за рівністю при величині фактичного показника рівності дорожнього покриття менше гранично допустимого значення або рівного йому (табл. 4.1).
Недоліком виміру рівністі дорожнього покриття поштовхомірами типу ТХК-2 і ПКРС-2 є отримання з їх допомогою лише загальної суми стиснення ресор на ділянці завдовжки 1 км. За цими показаннями неможливо визначити величину окремих нерівностей.
Автоматичний інтегратор нерівності АІН-1 (рис. 4.7) дозволяє класифікувати всі нерівності в залежності від їхньої величини на сім класів.
Всі вищезазначені поштовхомери не дозволяють визначити нерівності з довжиною хвилі більше 0,3 м.