Приложение А (рекомендуемое). Методика определения параметров макрошероховатости дорожных покрытий

Приложение А
(рекомендуемое)

Методика
определения параметров макрошероховатости дорожных покрытий

1 Измеряемые параметры макрошероховатости поверхности дорожных покрытий назначены согласно ГОСТ 2789-73 и представлены на рисунке А.1.

Частная глубина впадин макрошероховатости в пределах базовой длины - , мм.

Базовая длина - 180 мм.

Шаг местных выступов макрошероховатости в пределах базовой - , мм.

Шаг контакта шины автомобиля с поверхностью покрытия в пределах базовой длины - , мм.

Количество местных выступов макрошероховатости в пределах базовой длины - , шт.

Высота выступов - , мм.

Средняя высота выступов - P, мм.

Средняя величина разброса выступов - F, мм.

Количество контактов местных выступов макрошероховатости в пределах базовой длины с шиной автомобиля - , шт.

Рисунок А.1 - Фрагмент полосы миллиметровки с очерченным контуром профиля шероховатости (профилограмма)

2 Определение параметров шероховатости осуществляется по профилограмме, полученной с помощью игольчатого профиломера (рисунок А.2) или прибором ПКШ-4 (ФГУП СоюздорНИИ), или прибором Подлиха (МАДИ(ГТУ)). В случае отсутствия приборов разрешается использовать в качестве базы метровый элемент дорожной линейки и штангенциркуль с выдвинутым щупом с дискретностью измерения по базовой длине - 2 мм.

Рисунок А.2 - Схема игольчатого профиломера

2.1 Конструкция игольчатого профиломера представляет собой набор одинаковых по длине (от 50 до 60 мм) и диаметру (от 0,7 до 0,8 мм) швейных иголок в количестве (от 225 до 257 шт.), зажатых между двумя планками (металлическими, эбонитовыми, плексигласовыми) толщиной от 4 до 5 мм и длиной по 200 мм.

Для предотвращения выпадения из закладки и вертикального перемещения игл, через их ушко продевается тонкая шелковая или капроновая нить со свободным пропуском.

2.2 Последовательность работ

На экранную планку (1) крепится полоска миллиметровой бумаги (шириной 30 мм и длиной 200 мм). Для этого крепежные болты (4) ослабляются, миллиметровая бумага пропускается между иглами (3) и экранной планкой (1) и концами крепится к торцевым сторонам экранной планки (1). Крепежные болты (4) затягивают до состояния, когда иглы могут свободно перемещаться вертикально.

Профиломер устанавливается и плотно прижимается нижней гранью на измеряемое место в пределах полосы наката. Без лишних усилий иглы погружают в шероховатую поверхность. На миллиметровке по верхним концам игл карандашом очерчивается профиль шероховатой поверхности. Миллиметровку с профилем вынимают из профиломера и на ней делают описания (наименование дороги, участок, км, пк, вдоль или поперек). На экранную планку накладывается новая полоса миллиметровки и профиль снимается на этом же месте, но перпендикулярно предыдущему измерению.

2.3 По вершинам выступов проводится линия, параллельно на 3 мм ниже проводится линия предполагаемого заглубления шин в поверхность.

На миллиметровке отмечаются точки выступов и впадин профиля (рисунок А.1), определяются частные параметры шероховатости, которые заносятся в форму таблицы А.1.

     Таблица А.1 - Журнал частных параметров шероховатости по данным

        профилограмм на автодороге _____________________________

                                          наименование

ГАРАНТ:

Нумерация граф в таблице приводится в соответствии с источником

Место положение (дорога, км, пк +, полоса движения, вдоль или поперек)	Глубины впадин макрошероховатости, , мм	Шаг местных выступов макрошероховатости, , мм	Шаг контакта шины автомобиля с поверхностью покрытия, , мм	Количество местных выступов макрошероховатости, , шт.	Средняя высота выступов P, мм	Средняя величина разброса выступов F, мм	Количество контактов местных выступов макрошероховатости с шиной автомобиля, , шт.	Относительная плотность контактов элементов макрошероховатости с шиной автомобиля,
1	2	3	4	5		6	7	8
и т. д.

3 Расчет параметров макрошероховатости

3.1 Средняя глубина впадин макрошероховатости (раздельно вдоль и поперек) определяется по формуле

,

(А.1)

где - средняя глубина впадин макрошероховатости, мм;

i - номер впадины;

- частная глубина впадины макрошероховатости, мм;

- количество местных выступов макрошероховатости, шт.

3.2 Средний шаг местных выступов макрошероховатости (средний шаг шероховатости) определяется как среднее значение шага местных выступов в пределах базовой длины) по формуле

,

(А.2)

где - средний шаг местных выступов макрошероховатости, мм;

- шаг местных выступов макрошероховатости, мм.

3.3 Средний шаг контактов шины автомобиля с поверхностью покрытия, определяется по формуле

,

(А.3)

где - средний шаг контактов шины автомобиля с поверхностью покрытия, мм;

- шаг контакта шины автомобиля с поверхностью покрытия, мм;

- количество контактов местных выступов макрошероховатости с шиной автомобиля, шт.

3.4 Средняя высота выступов P определяется как среднее из высот выступов , средняя величина разброса выступов F, мм определяется как среднее между разницей высот зерен щебня при переворачивании полосы миллиметровки с очерченным контуром профиля шероховатости, аналогично определению параметров впадин

3.5 Относительная плотность контактов элементов макрошероховатости с шиной автомобиля (плотность контактов), определяется по формуле

,

(A.4)

где - относительная плотность контактов элементов макрошероховатости с шиной автомобиля.

Считается, что если больше 2,0 - контактирование очень плотное, если больше 1,0 - плотное, меньше 1,0 - разреженное, меньше 0,5 - редкое, меньше 0,25 - очень редкое.

3.6 Активность поверхности элементов шероховатости характеризует адгезионную активность материала макрошероховатых элементов и структуры микрошероховатости (величину микровыступов и микропор) на поверхности макрошероховатых элементов. Активность поверхности элементов шероховатости оценивается в баллах согласно таблице А.2.

Таблица А.2 - Характеристика активности поверхности элементов макрошероховатости

Активность поверхности элементов макрошероховатости	Балл активности поверхности	Характеристика микрошероховатости элементов макрошероховатости	Группа горных пород по генезису
Чрезвычайно активная	5	Крупнокристаллическая структура с остроганными выступами >3 мм, (1 выступ на базе 5 мм)	Граниты, сиениты, диориты
Очень активная	4	Крупно- и среднекристаллическая структура с тупогранными выступами от 1 до 3 мм (1-2 выступов на базе 5 мм)	Граниты, сиениты, диориты, кристаллические сланцы
Активная	3	Средне- и мелкокристаллическая структура с выступами от 0,5 до 1 мм (2-3 выступа на базе 5 мм)	Граниты, базальты, песчаники, известняки
Малоактивная	2	Мелко- и скрытокристаллическая структура с выступами < 0,5 мм (3-4 выступа на базе 5 мм)	Песчаники, известняки, кварциты
Неактивная	1	Скрытокристаллическая плотная структура с гладкой или слегка шероховатой поверхностью	Песчаники, известняки, кварциты, липариты, андезиты, базальты

Предполагается, что влияние выпуклости - вогнутости элемента макрошероховатости относится к степени неопределенности данной классификации по пяти группам и может увеличивать или уменьшать степень активности внутри группы. Для новой поверхностной обработки количество элементов с выпуклостью и вогнутостью считается одинаковым. В процессе износа (приработки) элементы макроше-роховатости приобретают сглаженную выпуклую форму и количество элементов с выпуклостью увеличивается.

3.7 Коэффициент развития профиля шероховатости () характеризует степень изломанности профиля шероховатости, численно равен отношению длины линии профиля в пределах базовой длины к базовой длине. Рассчитывается по формуле

ГАРАНТ:

Нумерация формул приводится в соответствии с источником

,

(А.7)

где: - длина линии профиля, мм.

Чем больше численное значение принимает коэффициент развития профиля шероховатости (), тем более шероховатой считается поверхность покрытия. Для гладких покрытий .

4 Результаты измерений параметров шероховатости на участке работ обрабатываются статистически. По полученным значениям оценивается качество шероховатого слоя путём сравнения среднего значения измеренных параметров с проектными.

5 Для автоматизации измерения и расчёта шероховатости рекомендуется использовать автоматизированный программный модуль "Шероховатость 2003".

6 Используя величины параметров шероховатости поверхности покрытий возможно устанавливать характеристики транспортно-эксплуатационных показателей дороги, динамику их изменения в процессе эксплуатации покрытия в зависимости от типа покрытия, вида используемого материала, технологии устройства и эксплуатации, погодно-климатических факторов, интенсивности и состава движения. Анализируя динамику изменения параметров шероховатости в процессе эксплуатации покрытия, можно устанавливать характеристики износа и долговечности поверхностного слоя и межремонтные сроки.

Для оценки типа шероховатости покрытий в практических целях в процессе строительства или эксплуатации автомобильных дорог достаточно определять четыре основные характеристики шероховатых структур:

- среднюю глубину впадин (высоту выступов);

- средний шаг шероховатости;

- плотность контактов;

- разброс высот выступов.

При проектировании шероховатых поверхностных обработок необходимо учитывать их зависимость от проектируемых интенсивности и состава движения с учетом обеспечения требуемых значений коэффициента сцепления.

Предполагается использование инструментальных средств измерения параметров шероховатости. С помощью портативного профиломера можно определить среднюю глубину впадин макрошероховатости, шаг макрошероховатости и средний диаметр элементов макрошероховатости. С помощью отпечатка структуры шероховатости в зоне контакта шины автомобиля определяется средний диаметр элементов активной шероховатости и активность контакта элементов макрошероховатости с шиной автомобиля.

Контроль указанных параметров, в частности разброса высот зерен щебня, в процессе эксплуатации позволяет оценить динамику износа шероховатых структур поверхностей дорожных покрытий и установления сроков возобновления требуемой шероховатости.

Ориентировочная взаимосвязь транспортно-эксплуатационных характеристик при неблагоприятном состоянии покрытия по параметрам шероховатости отражена в таблице А.3. В дальнейшем предполагается ее уточнение

Таблица А.3 - Ориентировочная взаимосвязь транспортно-эксплуатационных характеристик при неблагоприятном состоянии покрытия с параметрами шероховатости

Тип шероховатости	Активность поверхности элементов шероховатости (балл)	Среднее значение глубины впадин, , ММ	Транспортно-эксплуатационные характеристики при неблагоприятном состоянии покрытия
			Минимальный коэффициент сцепления	Уровень звука, дБл	Максимальная скорость, км/ч	Величина тормозного пути, м
1. Нешероховатые	1	<1,0		50	90	80,0
2. Шероховатые	2	1,0-3		60	100	86,0
3. Среднешероховатые	3	3-6		70	110	77,0
4. Сильношероховатые	4	6-9		80	120	77,0
5. Чрезвычайношероховатые	5	>9		90	150	77,0