Надежность автомобильных дорог

Надежность автомобильной дороги характеризуется вероятностью обеспечения среднегодовой технической скорости движения транспортного потока, близкой к оптимальной в течение нормативного срока (межремонтного периода между капитальными ремонтами дорожной одежды) службы дорожной одежды. Количественно эта вероятность выражается числом автомобилей в составе транспортного потока, движущихся со скоростью не ниже оптимальной, отнесенным к общему числу автомобилей.

Можно говорить о надежности отдельных элементов дороги: дорожной одежды, геометрических элементов, искусственных сооружений. Поэтому надежность автомобильной дороги определяется надежностью ее отдельных элементов.

В настоящее время наиболее детально вопросы надежности разработаны для дорожных одежд. Основой оценки надежности является учет случайных изменений прочностного состояния дорожной одежды.

На рис. 4.1 показан пример изменения надежности усиленной нежесткой дорожной одежды в зависимости от ее срока службы.

 

Рис. 4.1. Изменение надежности дорожной одежды в зависимости от срока

службы:

t_p - расчетный срок службы дорожной одежды

 

На графике видно резкое уменьшение надежности после 12 лет эксплуатации дорожной одежды. Уменьшение надежности начинается после расчетного срока службы t _р дорожной одежды.

При росте интенсивности движения по геометрической прогрессии расчетный срок службы определяют по формуле

                                    (4.1)

где q - знаменатель геометрической прогрессии, описывающий рост интенсивности движения от года к году; Т_сл - срок службы, лет.

Кривая, представленная на рис. 4.1, описывается уравнением

р = 1 - r _i,                                                (4.2)

где р - надежность дорожной одежды по прочности; r _i - степень деформируемости дорожной одежды:

 

                    (4.3)

 

где σ_к - среднее квадратическое отклонение коэффициента прочности на участках с остаточными деформациями;  - среднее значение коэффициента прочности на участке с остаточными деформациями, обычно  = 0,7; К_пр = Е_ф/Е_тр; Е_ф, Е_тр - соответственно фактический и требуемый модуль упругости дорожной одежды; К_пр1, К_пр2 - численные значения коэффициентов прочности, в пределах которых определяют величину r _i.

Надежность тесно связана с понятием отказа, под которым понимается событие, заключающееся в потере работоспособности объекта.

Для дорожной одежды под отказом понимается событие, при котором нарушается возможность выполнения транспортным потоком определенной удельной работы, т · км/ч или т · км/сут. Отказ дорожной одежды может возникнуть при снижении ее прочности, ухудшении ровности и сцепных качеств дорожного покрытия. Учитывая, что появление отказов дорожной одежды происходит не сразу, а по мере ее эксплуатации, мероприятия по улучшению состояния дорожных одежд следует выполнять стадийно.

В начальный период эксплуатации дороги уровень ее надежности наивысший и определяется принятой конструкцией дорожной одежды и основания.

В процессе эксплуатации характеристики дорожного покрытия не остаются постоянными, происходит снижение первоначального качества дорожного покрытия.

В момент необходимости капитального ремонта дорожное покрытие достигает своих предельных технических характеристик, при этом дальнейшая эксплуатация дороги становится невозможной, т.е. возникает отказ. Этот момент характеризуется нижним предельно допустимым уровнем надежности. В случае невыполнения средних ремонтов нижний предел наступает быстро вследствие интенсивного прогрессирующего разрушения дорожного покрытия. При выполнении работ по содержанию дорог и средних ремонтов отдаляются сроки проведения капитального ремонта и, следовательно, увеличивается общий срок службы дорожного покрытия. Сроки проведения текущих и средних ремонтов являются технико-экономическим понятием. Путем периодических ремонтов повышается надежность покрытия до экономически целесообразного уровня.

Таким образом, возникающие на дороге отказы устраняют ремонтами. Общая долговечность всей дороги складывается из суммы сроков службы конструкции, определяемых временем наступления промежуточных отказов.

После исчерпания возможностей конструкции по обеспечению требуемых эксплуатационных характеристик на основе ремонтов и содержания необходим перевод этой конструкции в новое качественное состояние на основе реконструкции, т. е. устройства более капитального дорожного покрытия.

Рекомендуется следующая зависимость для оценки уровня надежности битумоминерального покрытия:

                                            (4.4)

где h - текущее значение площади, подверженной деформации, тыс. м²; t _р - время, необходимое для ремонта 1000 м² дорожного покрытия одной бригадой, ч; т - число ремонтных бригад.

Понятие надежности может быть применено и к таким элементам дороги, как поперечный профиль и геометрические элементы. В этом случае под отказом следует понимать событие, когда интенсивность движения превышает пропускную способность дороги при рассматриваемых дорожных условиях.

В соответствии с теорией надежности надежность дороги в целом оценивается надежностью ее составных элементов (дорожной одежды и покрытия, искусственных сооружений, земляного полотна, геометрических элементов).

Дорога, имеющая несколько полос движения, при небольшой интенсивности движения представляет собой резервируемую систему, в которой исключается полный отказ, так как имеется возможность переключения движения на действующую проезжую часть.

 

 

 

 

 

 

⇐ Предыдущая12345Следующая ⇒

Поделиться: