Воздействие автомобильной нагрузки на состояние дорог

Для начала обозначим какие вообще нагрузки (усилия) действуют на автомобильные дороги.

При движении автомобиля по горизонтальному участку дороги с ровной поверхностью его колеса передают на дорожную одежду и земляное полотно следующие усилия:

Периоды изменения транспортно-эксплуатационного состояния дороги во времени

Можно выделить 4 характерных периода изменения транспортно-эксплуатационного состояния дороги во времени:

• Первый период (после завершения строительства и ввода автомобильной дороги в эксплуатацию; очень высокий уровень состояния дороги):

Факторы, влияющие на состояние дорог в процессе эксплуатации

Факторы, влияющие на состояние дорог в процессе эксплуатации подразделяются на:

• Внешние.
• Внутренние.

Внешние факторы (не зависящие от дороги - воздействие автомобильной нагрузки и природно-климатических условий):

• Нагрузки на ось автомобиля и давление в автомобильных шинах.

Зависимость состояния дороги от сезона года

Расчетные (для более удобного унифицированного использования) состояния дороги:

Классификация автомобильных дорог

С целью избежания разночтений и глубинного поиска подобной информации в различных источниках, был разработан нормативной-технический документ – ГОСТ Р 52398-2005 "Классификация автомобильных дорог. Основные параметры и требования".

Итак, дороги классифицируются по:

Пучины на автомобильных дорогах

Пучины – деформации и разрушения дорожной одежды в виде бугров и сетки трещин, возникающие в результате пучинообразования.

Пучинообразование (пучение) – неоднородные по площади проезжей части взбугривания дорожной одежды.

Пучины образуются при одновременном сочетании трех факторов:

Закономерности водно-теплового режима земляного полотна

Водно-тепловой режим (ВТР) дорожной конструкции – закономерные изменения в течение года влажности и температуры в придорожном слое воздуха, в слоях дорожной одежды и грунте земляного полотна, обусловленные особенностями данной дорожно-климатической зоны и местных гидрогеологических условий.

Наиболее значительные сезонные изменения влажности и температуры происходят в земляном полотне.

Годовой цикл ВТР включает в себя 4 основных характерных периода:

Теория тепловлагообмена в дорожных конструкциях

Объяснение процесса миграции жидкой фазы (гидротемодинамическая гипотеза):

P = Pп – σ/r

где Pп – парциальное давление водяного насыщенного пара в порах; σ – поверхностное натяжение водяной пленки, обволакивающей грунтовые частицы или агрегаты; r – радиус кривизны пленки влаги в контакте с паровоздушной смесью.

Выражение объясняет сущность тепловлагообмена. Суть теории тепловлагообмена:

Продолжительность последствий метеорологических факторов

Продолжительность последствий метеорологических факторов (равно и состояния дорог в течение года) зависит от:

• Климата данного района.
• Технического уровня дороги.
• Уровня содержания дороги.

Каждый метеорологический фактор характеризуется:

Воздействие погодно-климатических факторов на состояние дорог и условия движения

Воздействия можно разделить на два вида:

• Воздействие на состояние земляного полотна и дорожные одежды как на несущую конструкцию, в результате которого изменяется её прочность, долговечность, работоспособность.
• Воздействие на состояние поверхности дороги как поверхности качения, в результате которого изменяется состояние этой поверхности, сопротивление качению, сцепные качества и, как следствие, ухудшается взаимодействие автомобиля с дорогой.

Погодно-климатические факторы (на примере негативных явлений) влияют на состояние дорог и условия движения следующим образом:

Влияние ровности покрытия на движение автомобиля

Ровность покрытия значительно влияет на:

• Скорость движения
• Межремонтные пробеги транспортного средства
• Расход топлива
• Износ шин
• Производительность автомобилей
• Себестоимость перевозок
• Безопасность движения

Неровности покрытия вызывают вертикальные, продольные, поперечные колебания колёс, кузова и иных частей автомобиля, которые передаются водителю.

Микронеровности, которые характеризуют ровность дороги, негативно влияют на движение транспортных средств. В частности:

Роль равномерного распределения шероховатости по ширине покрытия

Важно не столько равномерное распределение шероховатости, сколько распределение такого показателя, как коэффициент сцепления, однако, ввиду того, что шероховатость является главным показателем дорожного покрытия, влияющим на коэффициент сцепления, в данном случае можно данные показатели считать равноценными.

Равномерное распределение шероховатости по ширине покрытия необходимо для:

Роль шероховатости дорожного покрытия в обеспечении сцепных качеств

Необходимо рассматривать роль шероховатости сухого покрытия и влажного (а также мокрого) покрытия параллельно.

Роль шероховатости в обеспечении сцепных качеств сухого покрытия

Шероховатость дорожного покрытия. Виды. Параметры.

Как уже известно, шероховатость – вид неровности дорожного покрытия.

Шероховатость поверхности дорожного покрытия – совокупность неровностей, не оказывающих низкочастотных колебаний автомобиля на подвеске и не влияющих на работе его двигателя.

Виды шероховатости: