Виды дорожных покрытий и их характеристика

Водитель может управлять автомобилем благодаря взаимо­действию колес автомобиля с покрытием дороги.

В результате воздействия водителя на педали управления дроссельной заслонкой (подачей топлива) и тормоза, рычаг коробки передач и рулевое колесо между колесами и опорной поверхностью дороги возникают реакции (силы), управляющие скоростью и направлением движения автомобиля.

На рисунке 38.1 показаны силы, действующие на колеса автомоби­ля при различных режимах движения.

Через каждое колесо передается часть массы автомобиля G, вызывающая ответную реакцию из-за чего между колесом и опорной поверхностью дороги возникает сцепление. Качение колеса, возможность реализации на нем тяговой или тормозной силы, противодействие боковому скольжению осуществляются благодаря его сцеплению с опорной поверхностью. Мера сцепления колеса с дорогой оценивается силой сцепления P_cu, которая равна произведению реакции Р_г и коэффициента сцепления f

Коэффициент сцепления <f зависит в основном от вида и состояния дорожного покрытия (таблица 38.1)

Указанные значения коэффициента f справедливы для оценки сцепления в направлении движения колеса. Коэффициент f, ха­рактеризующий сцепление в плоскости, поперечной направлению движения колеса (боковое сцепление), на 10—20 % меньше значений, указанных в таблице 36.1.

а-ведущее, б- тормозящее, в- ведомое, г- поворачивающееся

Рисунок 36.1 - Схема сил, действующих на колесо:

.

Таблица 36.1

Покрытие дороги	Значение коэффициента для поверхности
сухой	мокрый
Асфальтобетонное Булыжное Щебеночное Грунтовая дорога Песчаное Дорога, покрытая снегом, катанная Дорога в гололедицу	0,7—0,8 0,5—0,6 0,6—0,7 0,5—0,6 0,5—0,6 0,2—0,3 0,05—0,3	0,4—0,6 0,2—0,3 0,3—0,5 0,2—0,4 0,4—0,5 - -

Коэффициент сцепления зависит от типа и состояния протек­тора шин. Чем больше изношен протектор, тем хуже сцепление. Шины с шипами обеспечивают увеличение коэффициента сцеп­ления на скользких и мокрых дорогах.

Увеличение скорости движения сопровождается снижением коэффициента сцепления, особенно на мокрых дорогах, так как влага остается в зоне контакта шины с поверхностью дороги. Значение коэффициента сцепления, кроме того, зависит от характера действующих на колесо сил.

На ведущее колесо (рисунок 36.1.а) действует сила тяги Р, которая представляет собой реакцию дороги на силу, передаваемую двигателем через трансмиссию. Максимальная по значению сила тяги равна силе сцепления Р_сц. Стремление увеличить силу тяги до значения большего, чем сила сцепления, приводит к пробуксовке колес.

На движение ведущего и ведомого колес оказывает влияние сила сопротивления качению Р_к, которая является следствием деформации колеса и опорной поверхности дороги от действия на них разнообразных сил, прежде всего массы автомобиля G.

Чрезмерно низкое давление воздуха в шинах заметно увели­чивает деформацию шины и, следовательно, значение коэффи­циента f.

При скорости до 80 км/ч коэффициент f можно считать по­стоянным, а при скорости свыше 80—100 км/ч он заметно увели­чивается.

Основное влияние на значение коэффициента f оказывают качество и состояние дорожного покрытия (таблица 36.2).

Таблица 36.2

Примечание. Нижние пределы значений характер­ны для сухих дорог, содержащихся в хорошем состоянии, верхние — для мокрых дорог с твердым покрытием и дорог в плохом состоянии.

Движение и особенно разгон автомобиля на увлажненных грунтовых, песчаных и заснеженных участках требует значитель­ной силы тяги для преодоления сравнительно большей силы сопротивления качению. В таких условиях приходится двигаться на пониженных передачах, что сопряжено с повышенным рас­ходом топлива.

Основное влияние на движение тормозящего колеса (рисунок 36.1, г) показывает тормозная сила Р_т, которая является реакцией дороги на силу, стремящуюся прекратить вращение колеса (трение тормозных колодок и барабана). Максимальная по значению тормозная сила Р_т, равна силе сцепления Р_са. Стремление уве­личить тормозную силу до большего значения силы сцепления приводит к блокировке и скольжению колеса (движение юзом).

Блокировка тормозящего колеса с изношенным протектором шин обычно возникает уже при нажатии тормозной педали с усилием, равным ²/₃ усилия, необходимого для блокировки колеса с хорошими шинами.

При повороте колеса (рисунок 38.1, г) на него действует центро­бежная сила Рв, которая вызывает появление боковой реакции , направленной к центру поворота. Реакция R_y возникает и под действием других боковых сил (ветер, поперечный уклон до­роги, удар колеса о препятствие). Под действием боковых сил шина деформируется и катится под углом к заданному направле­нию, т. е. с уводом. Если значение боковой реакции превышает значение силы сцепления Я_сш, то колесо скользит в боковом на­правлении, т. е. его заносит.

О приближении к участку дороги, на котором действуют боковые силы, способные нарушить боковую устойчивость дви­жения колес (вызвать занос) или привести к значительному уводу, информируют предупреждающие знаки 1.11, 1.12, 1.27 и 1.31. Снижение скорости движения перед такими участками до­роги является обязательной мерой предупреждения аварийной ситуации.

Пробуксовка ведущего колеса или блокировка тормозящего колеса возникает при сравнительно меньших значениях соответственно тяговой или тормозной силы, если на колесо действует боковая сила Р_у.

Чем больше значение тяговой или тормозной силы, тем для бокового скольжения колеса (заноса автомобиля) требуется меньшая по значению боковая сила.

Понимая основные причины изменения коэффициента сцепле­ния, водитель быстрее научится принимать меры для сохранения устойчивого движения автомобиля. На участках с плохим сцеп­лением водитель должен избегать резкого нажатия на педали управления дроссельной заслонкой, тормоза и резких поворотов рулевого колеса.

Управление автомобилем осложняется на дорогах с неровным покрытием, где возникают колебания и тряска, увеличивающие сопротивление качению колес и вызывающие быстрое утомление водителя. На таких дорогах возникает опасность отрыва колеса от дороги. В случае отрыва колес водителю следует удер­живать рулевое колесо в таком положении, чтобы после опуска­ния колес на поверхность дороги автомобиль выдерживал нужное направление движения.

О приближении к скользкому или неровному участку дороги информируют предупреждающие знаки 1.15 и 1.16.

В результате длительной эксплуатации дороги шероховатость поверхности проезжей части стирается и значение коэффициента сцепления уменьшается. Для его восстановления покрытие по­сыпают клинцом, поливают гудроном и укатывают.

Участки с изношенным или отремонтированным покрытием отличают по цвету: отремонтированные участки более темные, а более светлые старые участки дают отблески при солнечном освещении. Коэффициент сцепления шероховатого покрытия практически не зависит от влажности, а у изношенного даже при незначительном его смачивании уменьшается более чем в 2 раза.

При переходе с шероховатого на гладкий участок дороги рекомендуется снизить скорость движения.

Цементобетонные покрытия при изменениях температуры и влажности дают лучшую стабильность коэффициента сцепления, чем асфальтобетонные. Кроме того, такие покрытия обеспечи­вают сравнительно лучшую видимость ночью, однако наличие на них поперечных швов приводит к ударам колес, которые особенно ощутимы при большой скорости движения.