Работоспособность дороги — обобщенный показатель техники эксплуатационного состояния дороги, характеризующим ее соответствие требованиям автомобильного транспорта.
Технико-эксплуатационное состояние дороги зависит от ряда факторов: продольного профиля (подъемов и спусков, их чередования); плана дороги (чередования прямых и кривых, радиусов горизонтальных кривых, видимости помех); съездов и пересечении, конструкции земляного полотна, дорожной одежды и обочин; шероховатости и ровности проезжей части; инженерного обустройства дороги; системы регулирования движения автомобилей, автомобильных поездов и др. На практике работоспособность дороги оценивается показателями прочности, ровности, сцепления колес автомобиля с поверхностью дорожного покрытия, пропускной способности, грузонапряженности и др.
В качестве комплексного и обобщенного показателя работоспособности дороги чаще всего принимается брутто-масса пропущенного подвижного состава.
Дорога считается работоспособной, если обеспечивается пропуск установленного числа автомобилей, реализуются расчетные скорости движения. Следовательно, созданы необходимые условия безопасности для всех участников дорожного движения и т. д.
Эксплуатационные качества автомобильных дорог характеризуются рядом показателей или критериев, которые в зависимости от конструкции и состояния дороги и ее отдельных элементов варьируют в значительных пределах. Основные критерии относятся к прочности дорожной одежды, ровности проезжей части, сопротив¬лению качению автомобиля, шероховатости покрытия и другим ка¬чествам. Они могут быть представлены в абсолютной и относительной форме. В абсолютной форме они в большей степени раскрывают физическую сущность явления, но не позволяют делать сравнительную оценку. В относительной форме дается вывод о соответствии того или иного качественного параметра установленным требо-ваниям. Наиболее важные относительные показатели эксплуатационных качеств автомобильных дорог следующие.
Коэффициент прочности одежды — показатель соответствия фактической прочности одежды требованиям, вытекающим из условий эксплуатации. Определяется, как отношение фактического модуля упругости дорожной одежды Е_ф к требуемому модулю упру гости ЕТР: k_пр= Е_ф/ ЕТР.
На стадии проектирования k_пр принимается исходя из расчетной интенсивности движения, но с течением времени интенсивность движения растет, а прочность материалов дорожной одежды снижается под воздействием природных факторов. Чтобы не допустить разрушения дорожной одежды, необходимо проводить ремонтные работы.
Обследование автомобильных дорог общего пользования показывает, что если k_пр?0,7-0,8, дорога находится в удовлетворительном состоянии. При k_пр <0,7 одежда быстро разрушается, а при k_пр <0,6 — дорога находится в неудовлетворительном состоянии.
Коэффициент службы дороги — показатель соответствия общего состояния дороги условиям движения подвижного состава с расчетной скоростью. Определяется как отношение фактической скорости движения автопоезда по дороге v_ср к расчетной скорости движения v_р, принимаемой по нормам проектирования в зависимости от категории дороги: k СЛ= v_ср / v_р.
Значение k изн может превышать 1, но с ростом деформаций и разрушений, а также при наличии гололеда, снежных заносов он становится меньше единицы.
Коэффициент износа покрытия: k_ИЗН= h_Ф/ Н₀ где h_Ф — фактический износ покрытия, мм; Н_о — слой износа, т. е. та часть толщины покрытия, которая предназначается па износ и не входит в расчетную толщину дорожной одежды.
Коэффициент износа служит для оценки износа покрытия автомобильных лесовозных дорог.
Коэффициент интенсивности движения: k_ИНТ= N_Ф / N_Р, где N_Ф — фактическая интенсивность движения; N_р— расчетная интенсивность движения, т. е. та, которая была принята при проектировании дороги.
При k_ИНТ <1 условия работы дорожной конструкции находятся в расчетных пределах. Коэффициент интенсивности устанавливают для оценки условий работы дороги и ее сооружений ежегодно (или по сезонам), так как интенсивность движения на лесовозных дорогах изменяется как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения.
Коэффициент скользкости покрытия: k_скл= ?_Ф /?_Р , ?_Ф — фактический коэффициент продольного сцепления шины колес с покрытием; ?_Р — нормативный, который определится расчётом коэффициента сцепления, удовлетворяющим требованиям безопасности движения.
На всех участках дорог коэффициент сцепления не должен быть меньше 0,4. Значение ?Ф определяется экспериментальным путем с помощью динамометрических тележек.
Коэффициент проезжаемости дороги: k_П= m_Ф / m_Р, где m_Ф — фактическая сумма неровностей покрытия, определяемая толчкомером или трехмерной рейкой; m_Р — расчетное значение неровностей покрытия.
Надежность — свойство дорожной конструкции сохранять требуемые качества в процессе ее эксплуатации. Понятие надежность дорожной одежды имеет количественный смысл — это вероятность изменения эксплуатационных характеристик до предела, ниже которого требуется проведение среднего или капитального ремонта. Основными эксплуатационными характеристиками считаются: прочность дорожной одежды, шероховатость и ровность покрытия. Надежность тесно связана с понятием об отказах. Различают отказ полный и частичный. Под полным отказом понимают событие, характеризующее полную потерю работоспособности дороги, а под частичным — событие, при котором нарушается возможность обеспечения установленной производительности автомобильного транспорта в данных условиях. Выражается надежность дорожной конструкции в процентах. Если она надежна, то часовая производительность принимается за 100%. В случае уменьшения надежности в результате снижения прочности, ровности и шероховатости изменится скорость v, а также коэффициент использования грузоподъемности автомобилей. Отношение производительности в рассматриваемый период к расчетной принимается как характеристика степени надежности дороги. Однако в качестве основного показателя работы автомобильного транспорта при оценке надежности дороги можно принимать скорость движения, от которой зависят другие показатели: продолжительность транспортировки грузов, себестоимость их перевозки, производительность автотранспорта и др. В этом случае мерой транспортно-эксплуатационной надежности будет интенсивность снижения средней скорости движения автомобильного транспорта в процессе нормальной эксплуатации дорожной одежды.
Оценка качества дороги.
Надёжность дороги это вероятность её безотказной работы в течении срока эксплуатации.
Р_?(t)=1- Р₀(t) ; Р₀(t)=?_t0 а(t)dt; где а(t)-частота отказов, Р₀(t)-вероятность отказа.
Для установления эксплутационных качеств дороги необходимо выполнить её обследование, результаты к-го обрабатываются, и составляется график.
Комплексная оценка состояния ДО: Р=?N Si qi+ k1+ k2 , где Si – оценка состояния покрытия по отдельным показателям, qi – коэф. значимости показателей, N – число показателей(3 для гравийного и 5 для покрытия из ж.б. плит), k1, k2 – корректирующие коэффициенты.
k₁=0,5(- 3)( S_min - 2)n_max , k₁=( S_min - 3)n_min , где S_max и S_min – max и min оценка по отдельным показателям(S_max=4 или 3; S_min=2 или 3); n_max и n_min – число max(S_max) и min(S_min) оценок.
При р>4,5 – отличная оценка
При р=(4,5-3,51) – хорошая оценка
При р=(3,5-2,51) – удовлетворительная оценка
При р<2,5 – плохая оценка.
Для назначения вида выполняемых работ во время весенней распутицы проводится обследование дороги. На участках подлежащих ремонту выполняют замеры толщины слоёв ДО, фактической скорости движения по величинам к-х опр-ся коэф-ты прочности, службы и износа. Если k_пр и k_СЛ>0,9 ремонт не требуется; если k_СЛ близок к еденице, а k_пр<0,9 – требуется средний ремонт, если k_пр<0,85 – идёт интенсивное разрушение ДО и требуется капитальный ремонт.