Работоспособность и критерии назначения ремонтных работ

Под работоспособностью понимают свойство дороги обеспечивать безопасное движение автомобилей заданной интенсивности с установленными нагрузкой, скоростями и пропускной способностью. В целом дорога работоспособна, когда показатели обеспеченности расчетной скорости , прочности дорожной одежды , ровности , скользкости и колейности больше единицы или установленных пределов, а показатель уровня загрузки Z и безопасности движения - ниже установленных пределов.

Минимально или максимально допустимые пределы этих показателей служат техническими критериями назначения ремонта или реконструкции дороги. Работоспособность дороги может быть измерена сроком её службы или числом пропущенных автомобилей за срок службы.

Период времени в годах от момента сдачи дороги в эксплуатацию до реконструкции или между реконструкциями является сроком службы дороги данной категории. Срок службы характеризуется периодом, по истечении которого параметры и характеристики дороги перестают удовлетворять возросшим требованиям движения настолько, что становится технически невозможно или экономически невыгодно приводить её в соответствие с этими требованиями средствами содержания и ремонта, необходима реконструкция дороги.

Работоспособность дороги по числу пропущенных автомобилей в миллионах автомобилей

Р_д

где - среднегодовая среднесуточная интенсивность движения, авт./сут.; Т_р - срок службы дороги до реконструкции, лет.

Работоспособность дорожной одежды - это ее свойство обеспечивать безопасное движение автомобилей заданной интенсивности с установленными скоростями и осевыми нагрузками. Дорожная одежда работоспособна, если она обеспечивает соответствие показателей , , и установленным требованиям.

Критерием для назначения капитального ремонта дорожной одежды служит такое ее состояние, при котором прочность настолько мала, что становится экономически неэффективным поддерживать эксплуатационные качества проезжей части на требуемом уровне средствами содержания. Главным критерием назначения капитального ремонта принят коэффициент прочности, значения которого приведены в таблице 7.7.

Работоспособность дорожной одежды измеряется сроком её службы или суммарной массой в брутто-тоннах всех автомобилей, прошедших по дороге за срок службы дорожной одежды:

где - среднегодовая грузонапряженность, вычисленная по средней интенсивности и составу движения; - межремонтный срок службы дорожной одежды, годы.

Если известна грузонапряженность в исходном году В₁, а показатель ежегодного роста интенсивности движения соответствует геометрической прогрессии , можно пользоваться формулой

Работоспособность покрытия - его свойство обеспечивать безопасное движение автомобилей с заданными скоростями. Покрытие работоспособно, если обеспечивает соответствие показателей , , , и И требованиям.

Критерием назначения ремонта покрытия является такое его состояние, при котором ровность, шероховатость, сцепные качества, износ или один из этих показателей достигли таких значений, что становится невозможным или экономически нецелесообразным поддерживать их на требуемом уровне средствами содержания.

Чтобы довести эти показатели до требуемого уровня, нужно улучшить ровность, шероховатость и сцепные качества покрытия. Обычно этого достигают укладкой нового слоя износа или поверхностной обработки. Главным критерием назначения ремонта принят коэффициент сцепления, значение которого должна быть не менее 0,3 для гладкой шины и 0,4 - для шины с протектором.

Работоспособность дорожного покрытия вычисляют так же, как и работоспособность дорожной одежды.

В табл. 13.1 приведены средние данные о работоспособности дорожной одежды и покрытия на дороге с шириной проезжей части 6…7 м.

Под межремонтными сроками подразумевают период от момента сдачи дороги, дорожной одежды или покрытия в эксплуатацию до первого ремонта или между двумя смежными ремонтами в процессе эксплуатации. Таким образом, межремонтные сроки равны срокам службы соответственно дорожных одежд или покрытий.

Таблица 13.1. Средние данные о работоспособности дорожной одежды

и покрытия на дороге с шириной проезжей части 6…7 м

Дорожная одежда и покрытие	, млн. брутто-т	, млн. брутто-т
Цементобетонные
Асфальтобетонные на щебеночном и цементобетонном основаниях
Покрытие из щебня, обработанного органическими вяжущими	7,5	2,5
То же, покрытие из гравия
Гравийное необработанное покрытие	0,8…1,2	0,4…0,6

Межремонтный срок службы дорожной одежды или капитального ремонта дороги - период, в пределах которого происходит снижение несущей способности дорожной одежды до уровня, предельно допустимого по условиям движения. Капитальный ремонт осуществляют при достижении дорожной одеждой в процессе эксплуатации расчетного уровня надежности и соответствующего ему предельной прочности одежды и ровности покрытия.

Межремонтный срок службы покрытия (ремонта) - период, в пределах которого снижаются сцепные качества покрытия на капитальных и облегченных дорожных одеждах до предельно допускаемых значениях.

Срок службы дороги Т может быть вычислен через межремонтные сроки дорожных одежд Т_о и покрытий Т_п:

,

где п - число капитальных ремонтов или ремонтов дорожных одежд; п₁ - число ремонтов покрытий после последнего ремонта дорожной одежды.

С работоспособностью и сроками службы дороги и её элементов тесно связана надежность автомобильной дороги.

Надежность автомобильной дороги - её способность обеспечивать бесперебойное, круглогодичное, круглосуточное, безопасное и удобное движение автомобилей с установленными скоростями и нагрузками в течение всего срока службы.

При нарушении работоспособности по любому из критериев наступает частный отказ, когда движение по дороге еще возможно, но ограничено по одному из показателей: скорости, интенсивности или составу транспортного потока.

Общий отказ на участке - состояние, при котором движение автомобилей на нем прекращается.

Надежность дороги в целом можно оценить двояко. Во-первых, её можно представить как надежность отдельных участков; отказ на каком-либо участке приведет к общему отказу дороги. В теории надежности это понятие соответствует нерезервированным системам. Отказ элемента вызывает отказ системы. Таким образом, в этом случае дорога как нерезервированная система может быть оценена общим показателем надежности

,

где - надежность i-го километра дороги, т.е. вероятность безотказной работы; п - число оцениваемых участков.

Во-вторых, надежность дороги на каком-либо участке, например, на одном километре, можно представить как совокупность надежности элементов дороги. В этом случае можно выделить основные элементы (покрытие, одежда, земляное полотно, трубы, мосты, обустройства безопасности движения), которые обеспечивают бесперебойность и безопасность движения и вспомогательные (СТО, АЗС, мотели), которые обеспечивают сервис и комфортность. Основные и вспомогательные элементы имеют разную значимость в выполнении основной функции дороги, следовательно, их надежность будет иметь и различную весомость. Для этого случая оценка общей надежности дороги как нерезервированной системы

,

где - надежность i-го элемента с весомостью : п - число элементов дороги.

Чем выше надежность дороги, тем выше уровень ее качества.

Общая теория надежности применительно к автомобильным дорогам разработана еще далеко недостаточно. Значительно лучше теория надежности разработана применительно к отдельным элементам дороги - земляному полотну, дорожной одежде и т.д.

Под надежностью дорожной одежды понимают вероятность безотказной ее работы в течение периода между ремонтами. Отказом считают такое состояние дорожной одежды и соответствующее ему значение коэффициента прочности, при котором требуется проведение ремонта. Количественно уровень надежности К_н представляет собой отношение длины прочных (неповрежденных) участков l_пр к общей протяженности дороги L : К_н = l_пр/L. Уровень надежности тесно связан с коэффициентом запаса прочности.

От уровня надежности, следовательно, от коэффициента запаса прочности дорожной одежды зависит также объем деформаций на проезжей части.