книги / Техническое нормирование макрошероховатости дорожных покрытий автомобильных и лесовозных дорог

Работает система определения координат и геометрических параметров автомобильных дорог следующим образом. Система первого уровня опрашивает датчики пути (счетчики), преобразует данные от гироскопов в цифровой вид (проводит аналогово-цифровое преобразованние) с шагом, задаваемым оператором из системы 2-го уровня.

Сравнение шага опроса проводится с показаниями датчиков пути. При опросе гироскопов проводится программное усреднение их показаний. Данные записываются в промежуточный буфер хранения и по мере их накопления в буфере передаются через сетевой интерфейс в систему 2-го уровня.

Система 2-го уровня принимает данные и передает подтверждение отправителю, определяет необходимость приема данных из GPS-при- емника; производит вычисления, необходимые для отображения данных на экран ПК и записывает данные в файл на накопитель.

Теоретические СПД для шероховатостей и регулярной составляющей микропрофиля представлены на рис. 3.20, а. Программа получения 5 массивов ординат микропрофиля параллельных сечений по известной СПД одного сечения представлена на рис. 3.20, б. Микропрофили по 5 сечениям, полученные фактически и математически, представлены на рис. 3.20, в.

3.2.2. Автоматизация методов анализа информационных потоков данных о состоянии диагностируемых параметров автомобильных и лесовозных дорог

Традиционно используется несколько методов анализа: ручной, полуавтоматический и автоматический. Ручной способ характерен для работы со стационарными приборами и оборудованием и сводится в основном к определению средних значений определяемых показателей ровности, прочности и сцепления. Полуавтоматический способ используется при проезде дорожной лаборатории и запоминании в память компьютера лаборатории и камеральной обработке на офисном компьютере. Автоматический способ отличается полной автоматизацией вычислительных процедур, анализа числовых рядов диагностируемых показателей автомобильных дорог.

В настоящее время достаточно полно автоматизирован процесс получения показателей ровности автомобильных дорог, причем в направлении научных исследований и методов нормирования и определения

172

диагностических показателей. В практике дорожного хозяйства достаточно редко используются научные методы определения показателя ровности, например, на основе циклограмм, функций Бесселя, несмотря на то, что дорожное покрытие не всегда прямолинейное (известны геометрические сечения профиля, например мостов, эстакад, железнодорожных переездов, близкого к окружности, или полиномиальной зависимости (сплайн-функции)) Практически в полном объеме отработана задача автоматизации измерительных и вычислительных процедур толчкомеров и приборов, определяющих коэффициент IRI.

Рис. 3.21. Автоматизированная информационно-аналитическая система выделения активной макрошероховатости дорожного покрытия на основе модели учета возмущений от неровностей покрытия [8]

Совместно с профессором В.И. Кольцовым разработана автоматизированная информационно-аналитическая система выделения активной макрошероховатости дорожного покрытия на основе модели учета возмущений от неровностей покрытия. Необходимость этих работ вызвана отсутствием требуемого уровня автоматизации и информатизации в отраслевой системе диагностики автомобильных дорог и несовершенством научно-методического обеспечения существующего парка передвижных дорожных диагностических лабораторий. Разработано автоматизированное рабочее место анализа сигналов с датчиков ровно-

173

сти, получаемых ПКРС-2У и разделением его на разнодлинную, разномакрошероховатую составляющие. Структура автоматизированной ин- формационно-аналитической системы выделения активной макрошероховатости дорожного покрытия на основе модели учета возмущений от неровностей покрытия показана на рис. 3.21 [8].

Данные ПКРС-2У поступают на АЦП и на центральный процессор компьютера автоматизированного дорожного сканера, где приводятся вединую структуру и форму по базе времени и длине пути или координате позиционирования. В автоматизированной информационно-аналити- ческой системе проводится спектральная фильтрация и выделение разнодлинных и разномакрошероховатых составляющих, информация о которых передается в трехконтурную систему управления, где принимаются требуемыеуправленческие решения [8].

Рис. 3.22. Передвижная дорожная лаборатория [8]

В ходе работ «АДС-МАДИ» фиксирует продольную ровность покрытия и определяет его микропрофиль, фиксирует дефекты проезжей части, оценивая их количественные и качественные показатели (на ширину до 12 м за один проход); оценивает состояние горизонтальной дорожной разметки; контролирует поперечную ровность покрытий с определением колейности; определяет глубину и форму колеи по ширине 12 м в один проход; делает георадарное зондирование поверхности дорожной одежды, а также подстилающего грунта. Внешний вид (в транспортном положении) передвижной дорожной диагностической лаборатории представлен на рис. 3.22 [8].

174

3.2.3. Пример определения (сбора, анализа и получения) величин параметров шероховатости поверхности покрытий

Пример выходящей информации после обработки графического изображения профиля поверхности представлен в табл. 3.5–3.12.

Оцифровка изображений с помощью программы PROFIL позволяет получить следующие промежуточные значения.

Таблица 3.6

Промежуточные значения

175

Окончание табл. 3.6

Таблица 3.7

Значения Si

176

На основе полученных промежуточных данных строится диаграм-

ма (рис. 3.23).

Рис. 3.23. Диаграмма профиля шероховатой поверхности

177

Окончательные итоги работы программы табл. 3.13.

Таблица 3.13 Осредненные значения для 4 изображений профилей поверхности

Определяя диапазоны между минимальным и максимальным диаметром структурообразующих зерен щебня макрошероховатости, выбираем способ устройства макрошероховатого слоя и методику подбора заполнителя, если толщина слоя больше в два раза, чем максимальный диаметр структурообразующего элемента.

3.3. Триграммы по предварительному определению уровней макрошероховатости для контроля и прогноза устройства ШПО

Для контроля геометрических параметров вновь устраиваемой ШПО, которая обеспечивала бы требуемые уровни шероховатости А.А. Сербиненко и А.В. Кочетковым была предложена для использования триграмма (см. рис. 3.24) [102]. Но с помощью этой триграммы невозможно оценить геометрические параметры макрошероховатости по коэффициенту сцепления.

Для оценки качественных характеристик макрошероховатости дорожных покрытий по условиям обеспечиваемого коэффициента сцепления вполне достаточными параметрами по А.А. Сербиненко являются следующие:

1)Высота выступа шероховатости, мм, определяемой относительно базовой поверхности по профилю номинального сечения в пределах базовой длины. Высота выступов может определяться с помощью игольчатого профиломера шероховатости (ИПШ) (аналогичного прибору СоюздорНИИ ПКШ-4).

2)Плотность элементов шероховатости, шт/дм2, определяется по количеству выступов шероховатости в пределах отпечатка шины на

178

шероховатой поверхности покрытия. Определяется по количеству отпечатков элементов шероховатости на площадке 10×20 см, выделенной на поверхности отпечатка.

Рис. 3.24. Триграммапооценкеуровнеймакрошероховатостиповерхностейдорожного покрытияпозонамструктур: ЧШ– чрезвычайношероховатая; ВШ– весьмашероховатая;

Ш– шероховатая; СШ – слегка шероховатая; НШ – нешероховатая [102]

3)Степень активности шероховатой поверхности, определяемая условным показателем индекса активности, учитывающего тип структуры микрошероховатости и относительную опорную длину.

По трем этим характеристикам шероховатости поверхностей дорожных покрытий А.А. Сербиненко, А.В. Кочетковым и А.А. Суховым была построена другая триграмма для предварительной оценки коэффициента сцепления (рис. 3.25) [41].

В связи с подготовкой нового проекта ОДМ «Рекомендации по проектированию макрошероховатых дорожных покрытий» назрела необходимость поменять названия катетов трехкомпонентной диаграммы, так как названия параметров в новой редакции изменились.

со Степень активности поверхности левого катета трехкомпонент-

ной диаграммы (см. рис. 3.25) tp надо заменить на степень плотности макрошероховатости ρ, которая определяется по формуле:

179

ρ = Qcp / Scp,

где ρ – степень плотности макрошероховатости; Qср – средний диаметр элементов макрошероховатости, мм; Sср – средний шаг макрошероховатости, мм.

Рис. 3.25. Триграмма по определению предполагаемых коэффициентов сцепления в зависимости от проектируемых характеристик макрошероховатости

Классификация поверхностей в зависимости от геометрического параметра степени плотности макрошероховатости представлена в табл. 3.14.

Таблица 3.14

Классификация поверхностей в зависимости от степени плотности структуры макрошероховатости

180