Проф., д.т.н. Куанышбаев Ж.М., Костина Е., Суржикова А.

Карагандинский Государственный технический университет, студенты III курса КарГТУ

Комплексная оценка качества дороги и уровня ее содержания

Для обобщенной комплексной оценки качества дороги и уровня ее содержания определяют показатель , который включает в себя комплексный показатель транспортно-эксплуатационного состояния , показатели инженерного оборудования и обустройства , эксплуатационного содержания дороги

,                                (1)                                                                                                                     

Показатель транспортно-эксплуатационного состояния оценивается по величине коэффициента обеспеченности расчетной скорости (=). По существующей методике определения комплексного показателя   итоговый коэффициент обеспеченности расчетной скорости на каждом участке принимается равным наименьшему из всех частных коэффициентов. Однако,  при определении коэффициента обеспеченности расчетной скорости учитывается 11 влияющих факторов, т.е. имеет место многофакторная система. Поэтому предлагается учитывать влияние всех факторов на основе формулы математического ожидания. Это на наш взгляд является значительной новизной в предлагаемой научной работе:

                                                                               (2)

Для определения вычисляем частные коэффициенты обеспеченности расчетной скорости, учитывающие: - ширину основной укрепленной поверхности и габарита моста; - ширину и состояние обочин; - интенсивность и состав движения; - продольные уклоны; - радиусы кривых в плане и уклон виража; - расстояние видимости; - ровность покрытия; - коэффициент сцепления колеса с покрытием; - прочность дорожной одежды; - грузоподъемность мостов; - безопасность движения.

Показатель дефектности покрытий определяет деформативные и прочностные свойства, которые можно характеризовать наличием  разрушений и деформаций на единицы площади. Дефект – это каждое отдельное несоответствие дороги установленным требованиям. Метод вычисления показателя дефектности основан на относительной оценке числа и весомости дефектов, учитываемых коэффициентом:

,                                                (3)

где – суммарное число дефектов в выборке;  – число дефектов данного вида в выборке; – коэффициент весомости дефекта данного вида, %; – объем выборки.

 = 1-/,                                  (4)

где – значение базового уровня дефектности объекта.

Определение показателя инженерного оборудования и обустройства автомобильной дороги. Под частным коэффициентом по отдельным видам инженерного оборудования и обустройства понимаются коэффициент дефектности пересечений,  коэффициент дефектности ограждений, коэффициент дефектности мотелей и кемпингов. Эти коэффициенты рассчитываются следующим образом:  Д1 – частный коэффициент дефектности пересечений, Д1=1, так как количество пересечений по нормативным документам совпадает с фактическим; Д2– частный коэффициент дефектности ограждений   отсутствует, так как на данном участке дороги ограждения не предусмотрены; Д3 – коэффициент обустройства дороги мотелями и кемпингами. В нашем случае данный коэффициент можно не рассчитывать, так как исследуемый участок очень мал – 3 км; Д4 – коэффициент обеспеченности освещения на дороге, Д4=1, так как в условиях города освещение на дорогах соответствует нормативному; Д5 – коэффициент обеспеченности разметки на дороге, Д5=1, так как разметка полностью присутствует.

Ди.о – общий коэффициент дефектности:

                            (5)

Ди.о.- коэффициент дефектности, n – количество показателей; Д1, Д2, Дп – частные коэффициенты дефектности:

.

Построение линейного графика и оценка обобщенного показателя качества дороги включают определение по отдельным отрезкам дороги на основе частного коэффициента обеспеченности расчетной скорости , показателей инженерного оборудования и обустройства , показателей содержания дороги .

Определяем комплексный показатель транспортно-эксплуатационного состояния на каждом участке, учитывающего значения коэффициентов обеспеченности расчетной скорости от влияющих факторов:

Результаты подсчетов занесем в таблицу 1.

Таблица 1

Пикеты

1, 4, 7

2-3,

9-11

8, 23, 27

12-16

16-20, 27, 30

21

22-23

КП

лето

1,12

1,13

1,13

1,13

1,13

1,14

1,13

переходный период

1,01

0,99

1,02

0,99

1,02

1,0

0,99

зима

0,99

0,89

0,9

0,88

0,91

0,9

0,9

 

Оценка осуществляется сопоставлением их с величинами, требуемыми по условиям движения, и выявление участков, подлежащих выполнению работ по ремонту и содержанию. Дадим общую характеристику состояния покрытия автомобильной дороги. Деформации и разрушения могут быть не только покрытий но и всей дорожной одежды в целом. К первым относят износ, шелушение, выкрашивание, выбоины, сдвиги, волны, гребенки и трещины. Ко вторым – пучины, просадки, проломы, колеи и разрушения кромовых дорожных одежд. На основе аналитического уравнения определения коэффициента дефектности проведены исследования состояния покрытия автомобильной дороги  по проспекту Н. Абдирова, представленные в таблице 2.

Таблица 2 Распределение дефектов покрытия автомобильной дороги

 

Виды деформаций

bi,%

di

Шелушение

10

130

Выкрашивание

10

95

Выбоина

25

5

Сдвиг

15

2

Волна

20

2

Гребенка

20

1

Итого

100

235

Экспертный метод оценки состояния покрытия  автомобильной дороги по проспекту Нуркена  Абдирова основан на исследовании аналитического уравнения. Показатель дефектности покрытия участка автомобильной дороги на основе формулы (3):

 = .

                                       ,                                        

где   - значение базового уровня дефектности объекта. Так как  имеет очень маленькое значение, то принимаем   =1.

Тогда показатель качества покрытия участка автомобильной дороги проспекта Нуркена Абдирова составит:

Кк=1-0,105=0,895

Определим показатель качества автомобильной дороги:

П=КП∙Ки.о.·Кэ,

Результаты расчетов занесем в таблицу 3.

Таблица 3

Пикеты

1, 4, 7

2-3,

 9-11

8, 23, 27

12-16

16-20, 27, 30

21

22-23

П

лето

1,0

1,01

1,01

1,01

1,01

1,02

1,01

переходный период

0,9

0,89

0,91

0,89

0,91

0,9

0,89

зима

0,81

0,8

0,81

0,79

0,82

0,81

0,81

 

Определение показателя инженерного оборудования и обустройства автомобильной дороги. Под частным коэффициентом по отдельным видам инженерного оборудования и обустройства понимаются коэффициент дефектности пересечений,  коэффициент дефектности ограждений, коэффициент дефектности мотелей и кемпингов. Эти коэффициенты рассчитываются следующим образом:

                                                                          (6)

.

Определение частных коэффициентов аварийности. Частные коэффициенты аварийности определяем по ВСН 25-86 «Указания по обеспечению безопасности движения на автомобильных дорогах» (п. 1.4.16). При определении частных коэффициентов аварийности для разных участков, их значение не интерполирует, а принимают ближайшее из приведенных в таблице. Итоговые коэффициенты аварийности установлены на основе продольного профиля и плана, перемножив частные коэффициенты аварийности:

,

где К1, К2, ..., К17 – отношение количества ДТП на участке дороги с различными элементами плана и профиля к количеству ДТП на эталонном горизонтальном участке.

 По значениям итоговых коэффициентов аварийности строим линейный график, привязанный к продольному профилю. Если, например, итоговый коэффициент аварийности колеблется от 15 до 20, то рекомендуется перетрассировать участок автомобильной дороги. При коэффициенте аварийности более 40 следует устанавливать дорожные знаки, ограничивающие скорость движения автомобиля. Определенные частные коэффициенты аварийности представлены в виде таблицы 4.

Таблица 4 - Частные коэффициенты аварийности

Частные коэффициенты аварийности

ПК

0-7

7-8

8-20

20-21

21-30

1

2

3

4

5

6

Интенсивность, авт/сут -К1

1,5

1,5

1,5

1,5

1,5

Ширина проезжей части, м - К2

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

Ширина обочин, м - К3

1,4

1,4

1,4

1,4

1,4

Продольный уклон, % - К4

1

1

1

1

1

Радиус кривых в плане, м - К5

1

1

1

1

1

Видимость, м - К6

1,4

1,4

1,4

1,4

1,4

Ширина проезжей части мостов по отношению к проезжей части дороги, м - К7

 

1

 

1

 

1

 

1

 

1

Длина прямых участков, км - К8

1

1

1

1

1

 

 

Тип пересечения с примыкающей дорогой - К9

1

1,5

1

3

1

Пересечение в одном уровне с примыкающей дорогой, авт/сут - К10

 

1

 

2

 

1

 

2

 

1

Видимость пересечения в одном уровне с примыкающей дорогой, м. - К11

 

5

 

5

 

5

 

5

 

5

Число полос движения на проезжей части - К12

1

1

1

1

1

Расстояние проезжей части от застройки, ее характеристики - К13

 

1

 

1

 

1

 

1

 

1

Длина населенного пункта, м - К14

1

1

1

1

1

Длина участков на подходе к населенным пунктам, м - К15

 

1

 

1

 

 

1

 

1

 

1

Характеристики покрытий - К16

0,75/

2,5/2

0,75/

2,5/2

0,75/

2,5/2

0,75/

2,5/2

0,75/

2,5/2

Ширина разделительной полосы, м. - К17

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

Итоговые коэффициенты аварийности по периодам года

2,8/9,1/7,35

8,4/27,3/22,1

2,8/9,1/7,35

16,8/54,6/44,1

2,8/9,1/7,35

 

Научные исследования проведены на наиболее загруженном участке г.Караганды, проспекте Нуркена Абдирова. Был использован экспертный метод оценки качества покрытия. Как известно экспертный метод основан на субъективной оценке, в данном случае состояния покрытия автомобильной дороги. Для этого были привлечены студенты обучающейся группы и ряд преподавателей кафедры ЗиС. Субъективный подход таит в себе элемент случайности, но полученные результаты научной работы убеждают нас в том, что в этом исследовании есть рациональное зерно. А именно, полученный расчетным путем коэффициент качества покрытия показывает, что состояние покрытия не соответствует фактическим потребительским свойствам дороги (Кэ=Кк=0,895) и требует дальнейшего улучшения качества покрытия. Если же заглянуть в проведенные исследования более глубже, то можно с определенной вероятностью прогнозировать капитальные затраты на достижения качества покрытия автомобильной дороги близкому к единице.