Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Состояние вопроса. цель и задачи исследования 21
1.1. Состояние автомобильных дорог в Польше. Основные задачи дорожной службы 21
1.2. Классификация методов оценки состояния дорог 33
1.3. Анализ существующих методов оценки состояния дорог 35
1.3.1. Общие положения 35
1.3.2. Анализ существующих методов оценки влияния постоянных параметров дороги на скорость движения 37
1.3.3. Анализ существующих методов оценки влияния переменных параметров дороги на скорость движения 42
1.3.4. Анализ существующих методов оценки совместного влияния параметров дороги на скорость движения 47
1.3.5. Влияние однородности дороги на условия безопасности движения 58
1.4. Выводы. Цель и задачи исследования 59
Глава 2. Теоретические основы оценки состояния дорог по их потребительским свойствам 62
2.1. Скорость движения как основное потребительское свойство дороги 62
2.2. Теоретический анализ поля концентрации внимания водителя и восприятие водителем параметров дороги 70
2.3. Проверка миародайной скорости движения на выбранных участках дорог 75
2.4. Теоретические предпосылки, использованные в предлагаемом методе оценки состояния дорог 79
2.5. Блок-схема предлагаемого метода оценки состояния дорог по их потребительским свойствам 83
2.6. Основные принципы предлагаемого метода оценки состояния дорог по потребительским свойствам дороги 88
2.6.1. Определение параметра, детерминирующего влияние на снижение скорости v85 на анализируемом участке дороги 88
2.6.2. Теоретические предложения по определению скорости движения на участках с разными дорожными условиями 99
2.6.3. Теоретические основы определения совместного влияния параметров дороги на скорость движения 106
2.6.4. Предлагаемые общие принципы принятия решений по определению вида ремонтных работ и их эффективности 115
2.7. Учёт влияния погодных условий на поверхность дороги при оценке её состояния. 122
2.7.1. Периоды состояния погоды в Польше и продолжительность их существования 122
2.7.2. Анализ параметров дождей в Польше в 1837-1951 и 1997-1998 годах и определение параметров чаще всего отмеченных дождей 123
2.8. Анализ условий сцепления колёс автомобиля с покрытием и аквапланирования 126
2.8.1. Сцепление колеса автомобиля с покрытием 126
2.8.2. Шероховатость покрытия и условия формирования слоя воды 130
2.8.3. Теоретический анализ влияния величины износа протектора на условия аквапланирования 135
2.9. Определение критической глубины воды в колее во время дождя 141
2.9.1. Теоретический анализ влияния глубины колеи на условия движения в неблагоприятных погодных условиях 141
2.9.2. Блок-схема определения критической глубины воды в колее 149
2.9.3. Анализ влияния глубины колеи на расстояние между гребнями выпора и условия водослива 150
2.9.4. Анализ влияния интенсивности движения на объём воды стекающей в колею во время дождя 159
2.9.5. Методика назначения основных параметров воды собранной в колеях 162
2.9.6. Определение глубины воды в колеях во время чаще всего выпадающих дождей на территории Польши 172
2.9.7. Определение критической глубины воды в колеях для условия аквапланирования 175
2.10. Выводы по главе второй 179
Глава 3. Экспериментальное определение зависимостей, описывающих влияние постоянных параметров дорог на их потребительские свойства 185
3.1. Общие предпосылки экспериментальных исследований 185
3.1.1. Общие предпосылки и методика измерений параметров дороги 185
3.1.2. Общие предпосылки и методика экспериментальных измерений скорости движения 189
3.1.3. Общие предпосылки и методика разработки математических моделей зависимости скорости движения от параметров дороги 194
3.1.4. Общие предпосылки и методика оценки эффективности работ по содержанию или ремонту с использованием статистических тестов 197
3.2. Экспериментальное определение зависимостей, описывающих влияние извилистости трассы на потребительские свойства дороги 201
3.2.1. Анализ изменения скорости движения на исследуемых участках дороги 201
3.2.2. Оценка изменения скорости движения на участках дороги из-за извилистости трассы 209
3.3. Экспериментальное определение зависимостей описывающих влияние фактической видимости поверхности дороги на скорость движения 213
3.3.1. Анализ изменения скорости движения на исследуемых участках дороги 213
3.3.2. Проверка достоверности полученных зависимостей скорости от извилистости трассы при разных фактических видимостях 217
3.3.3. Зависимость скорости от фактических видимостей поверхности дороги на участках с эталонной извилистостью трассы 218
3.3.4. Оценка начальной скорости движения при разной фактической видимості! поверхности дороги 223
3.3.5. Оценка исходной скорости движения при разной фактической видимости поверхности дороги и разной извилистости трассы 226
3.4. Определение скорости движения на криволинейных участках дорог 229
3.5. Определение скорости движения на участках дорог с разными уклонами 231
3.6. Определение скорости движения на участках дорог с разной шириной неукрепленных обочин 234
3.6.1. Общая характеристика изменений состояния неукрепленных обочин в неблагоприятных дорожных условиях 234
3.6.2. Анализ изменения скорости движения на исследуемых участках дороги 237
3.6.3. Оценка изменения скорости движения из-за разного состояния неукрепленных обочин на участках с эталонной извилистостью трассы 250
3.6.4. Оценка изменения скорости движения из-за разного состояния неукрепленных обочин на участках с разной фактической видимостью и извилистостью трассы 251
3.6.5. Оценка эффективности работ по содержанию или ремонту на участках с разным состоянием неукрепленных обочин 254
3.7. Определение скорости движения на участках дорог с разной шириной укрепленных обочин 256
3.8. Влияние на скорость движения расстояния до боковых препятствий 260
3.9. Выводы по главе третьей 261
Глава 4. Экспериментальное определение зависимостей описывающих влияние переменных параметров и характеристик дорог на их потребительские свойства 263
4.1. Определение скорости движения на участках дорог с разной глубиной колеи 263
4.1.1. Анализ изменения скорости движения на исследуемых участках дороги 263
4.1.2. Оценка изменения скорости движения дороги из-за глубины колеи на участках с эталонной извилистостью трассы 267
4.1.3. Оценка изменения скорости движения на исследуемых участках дороги из-за глубины колеи на участках с разной фактической видимостью и извилистостью трассы 272
4.1.4. Оценка эффективности работ по содержанию или ремонту на участках с разной глубиной колеи 274
4.2. Определение скорости движения на участках дорог с разной шероховатостью покрытия 277
4.2.1. Анализ изменения скорости движения на исследуемых участках дороги 277
4.2.2. Оценка изменения скорости движения из-за шероховатости покрытия на участках с эталонной извилистостью трассы 284
4.2.3. Оценка изменения скорости движения на исследуемых участках дороги из-за шероховатости покрытия на участках с разной фактической видимостью и извилистостью трассы 286
4.2.4. Оценка эффективности работ по содержанию или ремонту на участках с разной шероховатостью покрытия 288
4.3. Выводы по главе четвёртой 291
Глава 5. Рекомендации по применению метода оценки транспортно-эксплуатационного состояния дорог по потребительским свойствам и разработка предложений по их повышению 293
5. 1. Система математических моделей, описывающих влияние параметров и характеристик дорог на скорость движения 293
5.2. Определение совместного влияния постоянных параметров и переменных характеристик дорог на потребительские свойства 305
5.2.1. Система математических моделей, описывающих совместное влияние параметров и характеристик дорог на скорость движения 305
5.2.2. Проверка достоверности предложенной модели совместного влияния параметров дороги на скорость движения 310
5.3. Предлагаемый порядок применения метода оценки транспортно- эксплуатационного состояния дорог по потребительским свойствам 317
5.3.1. Порядок оценки состояния дороги в случае требуемого ремонта покрытия или реконструкции дороги 317
5.3.2. Порядок оценки состояния дороги в случае анализа оценки скорости движения после запланированного уширения проезжей части 323
5.3.3. Предложение по применению рассчитанного по модели свободного движения значения скорости vg5 к анализу плавности и уровню безопасности движения с учётом состояния дорога 326
5.4. Выводы по главе пятой 331
Основные выводы 333
Список литературы
- Классификация методов оценки состояния дорог
- Теоретические предпосылки, использованные в предлагаемом методе оценки состояния дорог
- Экспериментальное определение зависимостей, описывающих влияние извилистости трассы на потребительские свойства дороги
- Оценка изменения скорости движения дороги из-за глубины колеи на участках с эталонной извилистостью трассы
Введение к работе
Сформулированные в работе научные основы оценки транспортно-эксплуатациошюго состояния дорог и созданный на их базе новый метод оценки разработаны с использованием опыта эксплуатации дорог Польши, но могут быть эффективно применены и в других странах после корректировки некоторых показателей, входящих в расчетные уравнения.
Автомобильная дорога это коммуникационное инженерное сооружение, предназначенное для обеспечения круглосуточного, непрерывного, удобного и безопасного движения автомобилей с расчетными нагрузками и установленными скоростями в любое время года и в любых погодных условиях. На автомобильной дороге одновременно на различных её участках может наблюдаться движение автотранспорта различной интенсивности - от проезда одиночных автомобилей (свободное движение) до средней интенсивности (частично несвободное движение) и даже с максимальной интенсивностью (несвободное движение), когда невозможен обгон автомобилей и соблюдение расчётной скорости. При этом на условия движения автомобилей оказывают воздействие параметры и характеристики дороги и климатические условия от неблагоприятных до особо неблагоприятных. Параметры и состояние всех элементов дорог и дорожных сооружений определяют технический уровень и эксплуатационное состояние дороги.
Транснортно-эксплуатационные показатели и потребительские свойства дорог не являются стабильными. Они изменяются в годовом и более длительном периоде и в процессе эксплуатации ухудшаются, если не принять мер к должному уровню содержания и ремонту дороги. Владелец автомобильной дороги вправе иметь нормативные документы, на которые может ссылаться при принятии решений, касающихся выполнения работ по ремонту и содержанию автомобильной дороги или объёмов работ по реконструкции
дорог в целях поддержания необходимого технического уровня и эксплуатационного состояния транспортного сооружения.
Сеть автомобильных дорог Польши создавалась много десятилетий. В настоящее время новых дорог строится мало, а основная задача дорожных организаций заключается в приведении существующих дорог в соответствие с высокими требованиями постоянно растущего автомобильного транспорта.
Основная нагрузка автомобильного транспорта в Польше (около 80%) приходится на государственные и областные автомобильные дороги (около 48 тыс. км), из которых только 2 % составляют магистрали, а 98 % это двухполосные дороги. Остальная часть автомобильного транспорта приходится на повятовые и гминные дороги, из которых большинство составляют двухполосные дороги. Учитывая небольшую интенсивность движения, эти дороги воспринимают на себя нагрузку одиночных автомобіиіей. Однополосные автомобильные доропі соединяют малые населенные пункты и воспринимают на себя незначительную часть автомобильного транспорта.
Учитывая, что на существующие двухполосные государственные и областные дороги приходится большая часть автомобильного транспорта Польши, то основная часть финансовых ресурсов направляется на обеспечение их сохранности и работоспособности. В условиях рыночных отношений обострилась главная проблема повышения социальной и экономической эффективности затрат на ремонт и содержание дорог с одновременной разработкой стратегии управления состоянием состоявшейся дорожной сети. Основой управления дорогами должно быть наиболее эффективное расходование финансовых средств на содержание и ремонт, базирующееся на комплексном, системном подходе к оценке транспортно-эксплуатационного состояния дорог по их потребіггельскнм свойствам.
В настоящее время в Польше разработаны различные оптимшацион-ные модели по решению отдельных задач управления состоянием дорог. Од-
нако эти задачи решаются без принципов системности и не решают полного перечня необходимых задач в общей системе управления состоянием сети автомобильных дорог. Анализ применяемой в настоящее время в Польше оценки состояния покрытия SOSN и оценки плавности движения и условий безопасности движения выявил, что разные способы оценки не учитывают одновременно всех главных геометрических параметров дороги и характеристик покрытия. Применяются они отдельно и не всегда дают обоснованные результаты для принятия правильного решения о необходимости выполнения работ по содержанию, ремонту или реконструкции дорог, позволяющих повысить их потребительские свойства, и в итоге не позволяют принять конкретные решения когда, где и в отношении каких неременных эксплуатационных характеристик покрытия провести плановой или текущий ремонт.
При ограниченном финансировании основной задачей дорожников страны стала задача сохранности созданной за несколько десятков лет сети автомобильных дорог. Эта задача приобрела особую актуальность и значимость в настоящее время, характеризуемое экономическими трудностями становления рыночных отношений. Причем, главной задачей является приведение существующей сети автомобильных дорог, находящейся в разном техническом состоянии, в соответствие с современными высокими требованиями постоянно растущего количественно и качественно автомобильного транспорта, что является долговременной и сложной задачей. Поэтому необходимо объективно оценивать важность и социально-экономическую значимость системного и комплексного подхода к её решению с элементами мониторинга и оптимальным уровнем управления состоянием дорог, в том числе выработки стратегии выполнения работ при ограниченных ресурсах с учетом экономической отдачи средств, вложенных в ремонт и содержание дорог.
В настоящее время разработаны различные оптимизационные модели по решению отдельных задач управления состоянием дорог. Однако эти за-
дачи решаются без принципов комплексности и системности, и лишь только но мере возникновения отдельных вопросов. Известные зарубежные модели PSI, RCI, RNNR, SETRA, PMS и HDM или модели российские, немецкие и английские, а также польский SOSN и модель свободного движения не решают полного перечня необходимых задач в общей системе мониторинга и управления состоянием дорог и ігуждаются в детальной адаптации.
Учитывая актуальность проблемы оценки состояния дорог в диссертационной работе, главное внимание сосредоточивается на разработке научных основ метода оценки транспортно-эксплуатационного состояния дорог по скорости движения и разработке на этой основе принципиальных положении практического метода назначения и обоснования мероприятий по повышению их транспортно-эксплуатационных характеристик.
Таким образом, задача разработки метода оценки состояния дорог в Польше является весьма значимой, и ей решение имеет большое социальное значение. В период 1995-2002 гг. Кафедра строительства и эксплуатации дорог Московского автомобилыю-дорожного института государственного технического университета МАДИ ГТУ (г. Москва, Россия) и Кафедра дорог, мостов и строительных материалов Шецинского политехнического института ЩПИ (г. Щецин, Польша) в соответствии с договором о научно-техническом сотрудничестве между указанными институтами выполняли крупные научные работы по ряду важных проблем. Одна ю этих проблем относилась к разработке научных основ оценки состояния автомобильных дорог под общим руководством А.П. Васильева. Часть исследований, изложенных в диссертационной работе, проведена при финансовой поддержке финансового гранта по оборудованию Комитета Научных Исследований KBN в Польше Решение № 1829ЛА/108/96 предложение №1А/926/96, ректорского гранта ЩПИ № RKH 17-0123/17-99-2001 и деканского гранта Факультета строительства и архитектуры ЩПИ № DKH 17-0302/17-50-00.
Диссертационная работа состоит їв введения, 5 глав, общих выводов, приложений и списка использованных источников.
В первой главе представлено краткое описание состояния автомобильных дорог в Польше и анализ результатов выполненных к настоящему времени работ в этой области. Большая часть первой главы касается обзора технической литературы отечественных и зарубежных результатов исследований влияния параметров дороги на скорость в свободном движении. По каждому выбранному параметру дороги проведен анализ имеющихся научных исследований в Польше и за рубежом. В качестве цели исследования за основу принята разработка метода оценки транспортно-эксплуатационного состояния дорог по скорости движения и рекомендаций по повышению их потребительских свойств, а также исследования и разработки системы математических, количественных зависимостей скорости движения в свободном движении на мокром покрытии от параметров дороги. В соответствии с целью сформулированы основные задачи исследования.
Во второй главе представлены теоретические основы предлагаемого метода оценки состояния дорог по скорости движения, в которой с одной стороны предложена оценка совместного влияния параметров и характеристик дороги на скорость движения, используя модернизированную модель свободного движения, разработанную Т. Щурашком и Е. Кемпой, а с другой стороны использована модифицированная формула А.П. Васильева, весьма необходимая при исходном принятии решений о виде и объёме ремонтных работ. При определении доминирующе влияющего на скорость движения параметра по модифицированной формуле А.П. Васильева автором предложено использование метода Total Quality Management (TQM), а именно метода оценки качества финального продукта, разработанной в Японии К. Ишикавой [141, 142]. Причем, особое внимание автор предложил обратить на диаграмму Ишикавы, используя ее" преимущества при поиске «причин» полученного «последствия». При выборе параметров для экспериментальных исследова-
ний автор предложил использовать анализ В. Парето и диаграмму Парето-Лоренца [131,135,227,302]. При принятии решений о виде и объёме работ по содержанию, ремонту и реконструкции автором предложено использовать разные эпюры скорости, которые могут служить основой дальнейшего анализа, например, касающегося организации или безопасности движения. Теоретически разработан метод усовершенствованной оценки совместного влияния параметров дороги на скорость движения. Окончательным итогом оценки состояния дорог является сравнение стоимости ремонтных работ и полученной пользы улучшения потребительских свойств, которая оценивается при сравнении эторы скоростей движения для существующего состояния доропі - «состояние до ремонта» и состояния после проведенного ремонта или реконструкции - «состояние после ремонта». Сравнение стоимости ремонтных работ и значения повышения скорости движения является главным основанием принятия владельцехМ дороги окончательных решений по определению віща и объёма работ по содержанию, ремонту и реконструкции.
Учитывая постоянное изменение автомобильного парка, темпы роста объёмов автомобильных перевозок выбраны основные эталонные участки дорог с эталонными значениями всех учитываемых параметров дороги. Разработан основной метод моделирования математической формулы, описывающей зависимости скорости движения от параметров и характеристик дороги. Она заключается в том, что влияние на скорость в свободном движении любого рассматриваемого параметра дороги определяется как разница скорости движения на участке, на котором данный параметр имеет эталонное значение и снижения скорости по отношению к параметру дороги отличному от эталонного значения. Такое положение позволяет в будущем не исследовать бесконечно влияние отдельных параметров на скорость движения при гаме-нении автомобильного парка, потому что все разработанные в диссертационной работе математические модели должны быть определены на основании разницы скорости на эталонном участке и снижения скорости, вызванной
другим значением параметра, чем эталонный. При изменении в будущем автомобильного парка надо будет только проверить скорости на трёх эталонных участках и обновить все установленные количественные зависимости скорости от дорожных параметров. Разработанный метод определения зависимости скорости от параметров дороги позволяет использовать определенные эмпирические зависимости в широком диапазоне параметров дороги.
На основании теоретических исследований взаимосвязи поля концентрации внимания водителя и восприятия им параметров дороги, разработанных В.Ф. Бабковым и Е.М. Лобановым, сформулирована в работе теоретическая гипотеза, что отдельные элементы поперечного сечения проезжей части дороги могут находиться вне поля хорошего зрения и не влиять на водителя при увеличении скорости движения. Подтверждён вывод о том, что поле хорошего зрения уменьшается при увеличении скорости, а водитель при увеличении скорости концентрирует зрение на дальнем расстоянии.
Приведена методика анализа определения длительности погодных периодов по метеорологическим данным, которые, учитывая большой масштаб предусмотренных наблюдений, были использованы при определении погодных условий для проведения экспериментальных исследований. В диссертационной работе предложено использование основной предпосылки комплексной оценки состояния дорог [1, 17, 52], а именно если дорога будет обеспечивать скорость движения на мокром покрытии, то тогда она естественно будет обеспечивать её также и на сухом покрытии. При использовании выше изложенной предпосылки и при учёте количества дней с дождём, составляющего около 45 % всех дней в году, предложено проведение экспериментальных шмерений скоростей движения только при неблагоприятных погодных условиях, то есть на мокром покрытии.
Определены чаще всего отмеченные дожди с целью определения глубины воды, собранной в колее во время дождя, и критической её глубины при явлении аквапланирования, учитывая очень неблагоприятные условия
движения во время дождя на дороге с колеёй. Разработан метод комплексных зксперимеїггальньїх измерении параметров деформированной поверхности покрытия с целью установления глубины воды, стекающей в колею во время любого дождя и максимально возможной глубины воды в данной колее. Определена теоретическая зависимость критической глубины воды в колее, используя экстраполяцию формулы разработанной В.В. Часовниковым и зависимости определенной фирмой Пирелли. Разработана методика определения глубины воды в колее во время любого дождя для глубины колен до 50 мм и предложена номограмма для ее" установления.
В третьей главе разработан метод комплексных экспериментальных наблюдений за влиянием параметров и характеристик дорог на скорости движения. Изложены результаты экспериментальных наблюдений влияния постоянных параметров дороги на параметры распределения скорости движения. Предложена количественная зависимость скорости движения от фактической видимости поверхности дороги. В результате проведенных многомасштабных полевых юмерений на участках дорог с разной величиной извилистости трассы и фактической видимости и эталонными значениями остальных параметров и характеристик дорог, впервые разработан комплекс количественных зависимостей скорости движения от говилистости трассы при разной фактической видимости. На основании статистической обработки данных натурных шмерений впервые установлена количественная зависимость скорости движения от состояния неукрепленных обочин для разных значений фактической видимости поверхности дороги и извилистости трассы. Результаты статистической обработки данных, полученных из наблюдений за влиянием состояния неукрепленных обочин на скорость движения, позволили подтвердить теоретическую гипотезу, что отдельные элементы поперечного сечения на проезжей части дороги могут находиться вне поля хорошего зрения и не влиять на водителя при увеличении скорости движения. Приведены результаты оценки эффективности работ по содержанию на
участках с разным состоянием обочин при использовании статистических тестов. Установлена количественная зависимость скорости движения от ширины укрепленных обочин. В результате проведенных многомасштабных полевых измерений на прямых в плане участках дорог предложены модифицированные количественные зависимости скорости движения от элементов шана и продольного профиля дороги с одновременным их приспособлением для разных значений фактической видимости поверхности дороги и извилистости трассы.
В четвертой главе изложены результаты экспериментальных наблюдений влияния переменных параметров дороги на параметры распределения скорости движения. На основании широкомасштабных натурных измерений разработан комплекс количественных зависимостей скорости движения от глубины колеи для разных значений фактической видимости поверхности дороги и извилистости трассы. Приведены результаты оценки эффективности работ по содержанию или ремоіггу на участках с разной глубиной колеи при использовании статистических тестов значимости и согласия. На основании многолетних юмерений разработаны количественные зависимости скорости двігжения от шероховатости покрытия для разных значений фактической видимости поверхности дороги и извилистости трассы. Приведены результаты оценки эффективности работ по содержанию или ремонту на участках с разной шероховатостью при использовании статистических тестов.
В пятой главе шложены основные положения предлагаемого метода оценки состояния дорог по их потребительским свойствам для практического использования при разработке предложений по повышению транспортпо-эксплуатационных характеристик дорог. Приводится комплекс количественных однопараметрических и многопараметрических уравнений, описывающих зависимость раздельного влияния параметров и характеристик дорог на параметры распределения скоростей движения. Предложена система количественных зависимостей совместного влияния параметров и характеристик
дорог на параметры распределения скоростей движения. Изложены результаты статистической проверки достоверности предлагаемой модернизированной модели совместного влияния параметров дороги на скорость движения.
Цель исследования - разработка научных основ и метода оценки транс-портно-эксплуатационного состояния дорог по скорости движения її рекомендаций по повышению их потребительских свойств.
Задачи исследования:
Разработать теоретические основы метода оценки состояния дорог по потребительским свойствам, в виде однопараметрических и многопараметрических уравнений, описывающих раздельное и совместное влияние параметров и характеристик дорог и их сочетаний на скорость движения автомобилей на мокром покрытии, базирующихся на теории восприятия водителем дорожных условий и взаимодействия автомобиля с дорогой.
Разработать метод поиска наблюдений за влиянием параметров и характеристик дорог и их сочетаний на скорость движения, а также принципы выбора исследуемых участков дорог, позволяющих определить характер этого влияния. Установить количественные зависимости раздельного и совместного влияния постоянных и переменных параметров и характеристик дорог на параметры распределения скорости движения.
Сформулировать теоретические положения и разработать методику учета условий аквапланирования при оценке состояния дорог в неблагоприятные периоды года и методику расчета допустимой глубины воды в колеях во время дождей для использования при обосновании ремонтных мероприятий.
Разработать основные положения предлагаемого метода оценки состояния дорог по их потребительским свойствам для практического использования при разработке предложений по повышению транспортно-эксплуатационных характеристик дорог.
Объектом исследования является оценка состояния дорог по их потребительским свойствам. Предмет исследования - научное обоснование системы зависимостей скоростей движения от параметров дороги, необходимой для определения как доминирующе влияющего параметра дороги на скорость движения, так и совместного влияния параметров дороги на скорость движения.
В качестве методов исследования приняты: теоретические исследова-інія взаимосвязи поля концентрации внимания водителя и восприятие им па-ршметров дороги, выполненные В.Ф. Бабковым и Е.М. Лобановым. В работе впервые применены в дорожных исследованиях статистические методы Фишера, методы контроля качества TQM и принципиальные основы метода К. Ишикавы, включая предложенные им семь инструментов контроля качества, которые используются для поиска причины анализируемого последствия. Для получения системы количественных уравнений раздельного и совместного влияния параметров и характеристик дорог на скорость движения использованы математическое моделирование, статистические тесты значимости и достоверности экспериментальных данных.
Научная новизна работы состоит в следующем.
Разработаны научные основы оценки транспортно-эксплуатационного состояния дорог по их потребительским свойствам и новый метод оценки, включающий выделение участков эксплуатируемых дорог по степени извилистости трассы совместно с фактической видимостью и принципы выбора эталонных участков и обоснования соответствующих им скоростей для дорог различного технического уровня, что позволяет непосредственно оценивать влияние геометрических параметров и эксплуатащюнных характеристик на конечные результаты функционирования эксплуатируемых дорог.
Выявлены закономерности и разработана система новых математіпіе-
скпх уравнений, описывающих количественно влияние основных параметров дорог на параметры распределения скорости движения, позволяющих обосновать выбор наиболее эффективных ремонтных работ по повышению потребительских свойств дорог.
Выявлена необходимость учета условий акванланирования при оценке состояния дороги в неблагоприятных погодных условиях. Разработана количественная зависимость критической толщины слоя воды от величины начальной скорости движения, давления воздуха в шине, плотности жидкости, средней высоты выступов макрошероховатости покрытия и износа протектора на основании экстраполяции формулы И.И. Часовникова, описывающей критическую толщшгу слоя воды для шины с большим износом протектора и зависимости фирмы Пирелли, описывающей критическую скорость при разном износе протектора.
При определении доминирующе влияющего параметра дороги на скорость движения автором предложено использовать метод TQM (Total Quality Management), диаграммы Парето-Лоренца и Ишикавы, что позволяет не только найти параметр дороги, снижающий скорость движения (то есть определить вид ремонта), но одновременно определить и его объем (требуемое ±Ах).
Разработанные научно-обоснованные технические и технико-экономические решения существенно развивают теорию эксплуатации дорог и выработки стратегии совершенствования дорожной сети, реализация которых позволяет значительно увеличить вклад дорожной сети в социально-экономическое развитие страны.
На защиту выносятся: 1) новый метод оценки транспортно-эксплуатационного состояния дорог, учитывающий раздельное и совместное влияние параметров и характеристик дороги на потребительские свойства,
основные принципы использования диаграммы К. Ишикавы при определении детерминирующего параметра или характеристики влияющего на скорость движения,
система количественных математических моделей, описывающих раздельное влияние параметров и характеристик дороги на параметры распределения скорости движения,
усовершенствованная и расширенная модель свободного движения, которая включает систему количественных математических моделей, описывающих сочетание параметров и характеристик дороги и их совместное воздействие на параметры распределения скорости движения,
методика определения глубины воды, собранной в колее во время любого дождя и разработана номограмма ее" определения, а также методика определения допустимых глубин воды собранной в колее во время дождя для дорог 1С условия акваплашфования,
основные принципы практического использования при разработке предложений по повышению транспортно-эксплуатационных характеристик дорог основных положений предлагаемой оценки состояния дорог по их потребіггельским свойствам.
Практическая значимость работы для теории и практики. Практическая ценность заключается в разработке метода расчёта и обоснования наиболее эффективных мероприятий по совершенствованию геометрических параметров и характеристик дорог, основанных на системе количественных од-нопараметрических и многопараметрических уравнений, описывающих зависимость раздельного и совместного влияния постоянных и переменных параметров дорог на параметры распределения скорости движения.
Практическую значимость работы составляет система количественных однопарамстрических и многопараметрических уравнений, описывающих зависимости раздельного и совместного влияния переменных и постоянных параметров дорог на параметры распределения скорости движения. Результа-
ты расчёта совместного влияния параметров дороги на скорость движения (количественные значения эпюр параметров распределения скорости движения вдоль дороги) могут служить основанием к следующим анализам: а) плавности и уровня безопасности движения, б) комфорта и удобства движения, обеспеченного на дороге при существующем её состоянии и при состоянии дороги после проведенного ремонта, в) организации движение г) организации работ эксплуатационной дорожной службы, д) пропускной способности дороги при существующем её состоянии.
Номограмма определения глубины воды, собранной в колее во время дождя от глубины этой колеи, используется при подготовке заключений, выполняемых в случаях ДТП, которые прогоошли на дорогах с колеёй во время дождя.
Разработанный метод оценки транспортно-экенлуатационного состояния дорог позволяет выбирать оптималыгую стратегию работ, связанную с повышением социальной и экономической эффективности затрат на ремонт и содержание автомобильных дорог, и обосновывает снижение общих затрат как на эксплуатацию и функционирование дорог, так и на себестоимость перевозок пассажиров и грузов.
Результаты научных исследований, выполненных по Договору о научно-техническом сотрудничестве между МАДИ ГТУ (Россия) и ЩПИ (Польша) периодически передавались в МАДИ (ГТУ) и ныне включены в ряд нормативно-технических документов, утвержденных МшшстерствохМ Транспорта РФ и используются дорожными организациями России в практической деятельности.
Основы разработанного метода внедрены в учебный процесс в Шецин-ском политехническом институте в Польше и в Московском автомобилыю-дорожным институте (Государственном техническом университете) на лекциях, в курсовом проектировании и при выполнении дипломных работ студентов.
19 і
Апробация работы Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на 38 научных конгрессах и конференциях по дорожной тематике (3 всемирных конгрессах, 25 международных научно-технических конференциях, 6 международных отечественных конференциях, 3 отечественных конференциях Польской Академии Паук, 1 международной конференции МАДИ ГТУ), а также на ежегодных отечественных заседаниях докторантов из высших учебных заведений. Основными їв них являются; всемирный дорожный конгресс 14th IRF Road World Congress, (Париж 2001), всемирная конференция International Conference Association mondiale de la Route - World Road Association AIPCR - P1ARC „ON SAFE ROADS INTO THE XXL CENTURY" (Будапешт 2000), болгарские международные научные конференции: International Scientific Conference on International Combustion Engines and Vehicles - „MOTOAUTO" (Варна 1996, Русса 1997, Sofia 1998, Пловдив 1999, Sofia 2000, Варна - Золотые Пески 2001, Русса 2002) и International Technical and Scientific Conference „ECO - VARNA" (Варна 1996, 1997, 1999, 2000 и 2002), международная 62 конференция МАДИ ГТУ (Москва 2004), польские международные конференции: International Conference Technical and Scientific (Познань 2001), International Conference „Durable and safe road pavements" (Кельце 99, 2000, 2001 и 2002), польские научные конференции Польской Академии Наук XLVII и XL Конференция Польской Академии Наук KILiW PAN и Комитета науки PZITB (Крыница 2001 и 2004).
Структура и объём работы
Диссертация включает введение, пять глав основного текста с изложением исследований, основные выводы, список использованных источников из 320 наименований и 9 Приложений.
Общий объем 400 страниц, в том числе 355 страницы основного текста, 117 рисунков, 60 таблиц и 9 Приложений.
Классификация методов оценки состояния дорог
Определены чаще всего отмеченные дожди с целью определения глубины воды, собранной в колее во время дождя, и критической её глубины при явлении аквапланирования, учитывая очень неблагоприятные условия движения во время дождя на дороге с колеёй. Разработан метод комплексных зксперимеїггальньїх измерении параметров деформированной поверхности покрытия с целью установления глубины воды, стекающей в колею во время любого дождя и максимально возможной глубины воды в данной колее. Определена теоретическая зависимость критической глубины воды в колее, используя экстраполяцию формулы разработанной В.В. Часовниковым и зависимости определенной фирмой Пирелли. Разработана методика определения глубины воды в колее во время любого дождя для глубины колен до 50 мм и предложена номограмма для ее" установления.
В третьей главе разработан метод комплексных экспериментальных наблюдений за влиянием параметров и характеристик дорог на скорости движения. Изложены результаты экспериментальных наблюдений влияния постоянных параметров дороги на параметры распределения скорости движения. Предложена количественная зависимость скорости движения от фактической видимости поверхности дороги. В результате проведенных многомасштабных полевых юмерений на участках дорог с разной величиной извилистости трассы и фактической видимости и эталонными значениями остальных параметров и характеристик дорог, впервые разработан комплекс количественных зависимостей скорости движения от говилистости трассы при разной фактической видимости. На основании статистической обработки данных натурных шмерений впервые установлена количественная зависимость скорости движения от состояния неукрепленных обочин для разных значений фактической видимости поверхности дороги и извилистости трассы. Результаты статистической обработки данных, полученных из наблюдений за влиянием состояния неукрепленных обочин на скорость движения, позволили подтвердить теоретическую гипотезу, что отдельные элементы поперечного сечения на проезжей части дороги могут находиться вне поля хорошего зрения и не влиять на водителя при увеличении скорости движения. Приведены результаты оценки эффективности работ по содержанию на участках с разным состоянием обочин при использовании статистических тестов. Установлена количественная зависимость скорости движения от ширины укрепленных обочин. В результате проведенных многомасштабных полевых измерений на прямых в плане участках дорог предложены модифицированные количественные зависимости скорости движения от элементов шана и продольного профиля дороги с одновременным их приспособлением для разных значений фактической видимости поверхности дороги и извилистости трассы.
В четвертой главе изложены результаты экспериментальных наблюдений влияния переменных параметров дороги на параметры распределения скорости движения. На основании широкомасштабных натурных измерений разработан комплекс количественных зависимостей скорости движения от глубины колеи для разных значений фактической видимости поверхности дороги и извилистости трассы. Приведены результаты оценки эффективности работ по содержанию или ремоіггу на участках с разной глубиной колеи при использовании статистических тестов значимости и согласия. На основании многолетних юмерений разработаны количественные зависимости скорости двігжения от шероховатости покрытия для разных значений фактической видимости поверхности дороги и извилистости трассы. Приведены результаты оценки эффективности работ по содержанию или ремонту на участках с разной шероховатостью при использовании статистических тестов.
В пятой главе шложены основные положения предлагаемого метода оценки состояния дорог по их потребительским свойствам для практического использования при разработке предложений по повышению транспортпо-эксплуатационных характеристик дорог. Приводится комплекс количественных однопараметрических и многопараметрических уравнений, описывающих зависимость раздельного влияния параметров и характеристик дорог на параметры распределения скоростей движения. Предложена система количественных зависимостей совместного влияния параметров и характеристик дорог на параметры распределения скоростей движения. Изложены результаты статистической проверки достоверности предлагаемой модернизированной модели совместного влияния параметров дороги на скорость движения.
Цель исследования - разработка научных основ и метода оценки транс-портно-эксплуатационного состояния дорог по скорости движения її рекомендаций по повышению их потребительских свойств.
Задачи исследования:
1. Разработать теоретические основы метода оценки состояния дорог по потребительским свойствам, в виде однопараметрических и многопараметрических уравнений, описывающих раздельное и совместное влияние параметров и характеристик дорог и их сочетаний на скорость движения автомобилей на мокром покрытии, базирующихся на теории восприятия водителем дорожных условий и взаимодействия автомобиля с дорогой.
2. Разработать метод поиска наблюдений за влиянием параметров и характеристик дорог и их сочетаний на скорость движения, а также принципы выбора исследуемых участков дорог, позволяющих определить характер этого влияния. Установить количественные зависимости раздельного и совместного влияния постоянных и переменных параметров и характеристик дорог на параметры распределения скорости движения.
3. Сформулировать теоретические положения и разработать методику учета условий аквапланирования при оценке состояния дорог в неблагоприятные периоды года и методику расчета допустимой глубины воды в колеях во время дождей для использования при обосновании ремонтных мероприятий.
Теоретические предпосылки, использованные в предлагаемом методе оценки состояния дорог
Первые исследования, касающиеся оценки эксплуатационных параметров покрытия из асфальтобетона, проведены ещё в двадцатых и тридцатых годах XX века. Тогда была создана первая измерительная аппаратура и первые лаборатория по оценке коэффициента сцепления її прочности. На первом этапе развития дорожной науки оценка состояния дорог осуществлялась как оценка инженерного сооружения с позиций прочности, устойчивости, работоспособности, сроков службы и т.д. [67, 121, 163, 165, 193].
В пятидесятых годах были созданы первые планографы, профилографы и толчкомеры. С их помощью измерены, прежде всего, фактические значения продольной ровности покрытия, связанные с влиянием ровности на восприятие водителя. Подробные исследования проведены в этой области Международным Комитетом Нормализации, изучая зависимость восприятия на человека величины и частоты колебаний [121].
В нескольких странах проведены исследования влияния воздействия эксплуатационных параметров на комфорт и удобство движения, рассматривая, прежде всего, их неположительные значения и возможность движения автомобилей с расчётной скоростью. Проведенные исследования позволили определить допустимые значения эксплуатационных параметров покрытия. Например, в Польше для категории дорог A, S и GP требования но немедленному ремонту покрытия определены для величины показателя ровности, превышающего ве-личину IRI = 5,7 мм/м, а для остальных дорог 6,6 мм/м. [120, 263, 264, 278]
Влияние эксплуатационных параметров на скорость движения изучали следующие исследователи: Б.Й. Алберт, К. Букман, А.К. Бируля, В.Ф. Бабков, А.П. Васильев, Д. Даме, Н.Н. Иванов, Ж. Гольдман, Ж. Джош, Р.Ж. Ёрдан, X. Кнохлахер, О.А. Красиков, Ж. Ланге, М. Мицке, Ж. Моор, Ж. Несе, М.В. Немчинов, Р. Пелтер, Р. Пилоли, Ж. Портер, X. Хёкер, В.М. Сиденко, B.C. Шатковский, Ю.М. Яковлев и др. [12, 13, 17, 23, 30, 38, 52, 60, 75, 85, 86, 91, 149,165, 183, 193, 196,265, 300, 301].
В области эксплуатации дорог накоплено много информации в части простоты измерений и улучшения процесса выполнения измерений при пользовании измерительной аппаратурой и лабораторными установками [121], но их нельзя использовать при оценке состояния дорог по скорости двігжения.
Существует много оценок состояния дорог связанных, прежде всего, с продольной ровностью или учитывающих, кроме того, поверхность покрытия с повреждениями, поверхность выполненных частичных ремонтов или глубины колеи. В последние десятилетия разработано много методов оценок состояния покрытия на основании выбранных эксплуатационных параметров. Существуют, прежде всего, методы однопараметрические Pavement Servilibity Index (PS1), Riding Comfort Index (RCI), Харковский автомобилыю-дорожный исследовательский институт (ХАДИИ), Roseau National NonRenforce (PCR) и методы характеристических показателей Section d Etude des Transports Routieurs et Autoroutieurs (SETRA) и SOSN [1, 23, 35, 52, 121]. Но ни один из вышеперечисленных методов оценки не даёт конкретной формулы, описывающей влияние одной или нескольких переменных параметров покрытия на скорость движения. В формулах перечисленных методов учтены прежде всего значения выбранных эксплуатационных параметров дорожной одежды. Но результатом расчета оценки является по принципу одно относительное значение, не имеющее единицы измерения и на его основании определяются, как правило, баллы оценки.
Широкомасштабные исследования влияния продольной ровности на обеспеченную скорость движения Vg5 проводили на российских дорогах О.А. Красиков [23] и А.П. Васильев [35, 300, 301]. На основании проведенных испытаний они показали, что продольная ровность сильно воздействует на скорость движения v85 при превышении значения показателя продольной ровности выше IRI 6 мм/м. Тогда обеспеченная скорость движения vgs значительно понижается и становится меньше чем 100 км/ч [121].
Неровности дорожной одежды влияют как на движущийся автомобиль, так и на водителя и пассажиров. Продольная ровность тесно увязана с комфортом, удобством и безопасностью движения, потому что вертикальные ускорения кузова ощущают водители и пассажиры, и эти ускорения воздействуют в основе своей на комфорт движения. Вертикальные ускорения зависят от продольной ровности и от конструкции автомобиля.
Международный Комитет Нормализации на основании результатов исследований, определяющих влияние горизонтальных и вертикальных синусоидальных вибраций на здоровье человека, безопасность и комфорт движения и эффективность работы человека под воздействием вибрационных условий, ввёл в 1974 г. ограничения величины вибрации на человеческий организм [84, 121]. Аналогичные исследования в США проводил Ж. Гольдман и на их основании определил частоту колебаний и величину вертикальных ускорений, влияющих на человеческий организм, классифицируя их как воспринимаемые, неприятные и недопустимые [292]. Такие исследования проводились и в Германии [75] и России [66, 292].
Экспериментальное определение зависимостей, описывающих влияние извилистости трассы на потребительские свойства дороги
На основании анализа ряда данных по существующим дорогам к исследованиям зависимости скорости от извилистости трассы приняты следующие предпосылки: длина анализируемого прямого в плане отрезка дороги должна в зависимости от извилистости трассы быть равна около 1-5 км, а фактическая видимость поверхности дороги должна быть равна 700 м. Располагая данными об извилистости трассы по отношении к отрезкам дорог, находящігхся в низинных районах Польши, к исследованиям определения влияния извилистости трассы на скорость выбраны соответственно по пять участков дорог, с шириной проезжей части 6 и 7 м, с извилистостью трассы в пределе К = 5 -г- 66 /км, с эталонным состоянием покрытия и неукрепленных обочин. Извилистость трассы была соответственно равна: - при ширине проезжей части 6 м - 5; 14,4; 33; 59 і 66 /км, - при ширине проезжей части 7 м - 5; 10; 27; 33 і 66 7км.
Все выбранные к исследованиям участки находились на прямых в плане отрезках дорог с небольшой волнистостью продольного профиля +0,3%. Состояние покрытия на опытных отрезках дорог оценено как эталонное, (по принципам и критериям SOSN - все находились в классе А), то есть дорога была выбрана к исследованию непосредственно после проведения капитального ремонта покрытия и неукрепленных обочин.
Анализ проектных предложений изложенных в WT и WPD-2 [216, 314] и результатов исследований, проведенных на немецких дорогах [179], показал (табл. 1.3. и рис. 2.8, 2.9 и 2.10), что зависимость скорости в свободном движении от извилистости трассы является сложной функцией. В отношении к обеим исследованным ширинам проезжей части проведены статистичссюїе анализы при предположении, что искомая функция является линейной или многочленной зависимостью (табл. 3.4,3.5 и З.б и рис. 3.5, приложение 3 рис. П.3.1 и П.3.2). При анализе зависимостей одновременно сравнивались соответствующие полученные с измерений величины скорости движения v85 с величинами, приведенными в [216, 314] (рис. 2.9 и 2.10). К дальнейшим анализам определения зависимости скорости v85 от извилистости трассы выбрана многочленная зависимость:
Анализ полученных результатов статистических анализов регрессионных функций показал (табл. 3.6), что при сложных многочленных рефесснонных функциях получаются меньшие значения, чем при линейных функциях в следующих случаях рассматриваемых параметров статистического анализа: - меньшие разницы v — v результатов скорости из измерений v и результатов полученных с расчётов по регрессионным функциям v, - меньшее максимальное значение разницы max{ v - v}, - меньшее среднее значение разницы V — меньшее стандартное отклонение разницы результатов из измере ний и расчётов по регрессионным функциям jv-vl
Учитывая, что на всех анализированных участках получены из измерений большие значения скорости vgs чем значения, приведенные в [216], а также с целью получения подтверждения закономерности полученных регрессионных многочленных функций (3.7), проведены дополнительные измерения на других отрезках дорог с извилистостью трассы: 16, 18 и 22 /км и на отрезке дороги на прямом в плане участке длиной около 7 км, с извилистостью трассы 0 7км (рис. 3.6).
В отношении к дополнительным участкам проведен статистический тест значимости для средней (табл. 3.7), согласно с предложениями и примерами описанными подробно в [98,287].
Статистический тест значимости для средней в данном случае заключался в проведении гипотезы, равно ли среднее значение средней скорости, полученной из измерений проведенных на дополнительных участках т — v значению средней скорости, рассчитанной по полученным во время анализа регрессионным уравнениям (3.7) для соответствующей извилистости трассы Щ = Уф (рис. 3.6 а и б). Затем сформулирована нулевая гипотеза о равности средних величин Н0 :т = т0 и альтернативная гипотеза Н1 : т Ф т0. Для любого из дополнительных исследуемых участков на основании соответствующего количества измерений п, выполненных на данном участке определены средние скорости v и стандартные отклонения а. олученные последовательные значения статистики / сравнивали с соответствующим критическим значением статистики иа считанным из статистических таблиц [287], определённым для двухстороннего критического предела при а = 0,05. Во всех анализированных случаях дополнительных участков получено подтверждение нулевой гипотезы Н0, то есть \t\ ua. Полученные результаты статистического теста значимости двух средней указывают (табл. 3.7), что измеренные скорости на дополнительных участках совпадают на уровни значимости а— 0,05 с результатами расчётов по регрессионным функциям (3.7), полученным во время анализа, (то есть для пяти выбранных в начале извилистости трассы К= 5, 10, 27, 33 и 66 7км - рис. 3.6 аиб). Аналогичные измерения и регрессионные анализы проведены для ширины проезжей части равной 6 м и тоже получено подтверждение регрессионной функции (3.7) определенной во время исследований.
Следующим анализом было определение соответствующих уравнений, описывающих полученные разницы скорости между скоростью на участке находящемся на отрезке дорога с отличной извилистостью трассы чем эталонная и скоростью, на участке, находящимся на отрезке дорога с эталонной извилистостью трассы равной 5 /км. Такое предложение соответствует принятому математическому моделированию и модели (2.6).
В дальнейших анализах как эталонная v3 принята скорость на участке, на котором все параметры дорога имеют эталонные значения. Предложение это было связанно с тем, что во время исследований все зависимости влияния на скорость анализированных параметров дорога (то есть глубины колеи, шероховатости покрытия и т.д.) определены на горизонтальных и прямых в плане отрезках дорог с извилистостью трассы равной 5 7км. С другой стороны проведённый анализ возможных величин извилистости трассы на дорогах с шириной проезжей части 6 и 7 м, показал, что эта извилистость трассы является наименьшей извилистостью трассы со всех анализированных отрезков дорог в низинных районах Польши.
Оценка изменения скорости движения дороги из-за глубины колеи на участках с эталонной извилистостью трассы
Что касается исследований влияния глубины колеи на скорость движения на дорогах, находящихся в низинных районах Польши, надо подчеркнуть, что очень важным фактором оказалось определение глубины воды, собирающейся в колеях во время дождя на дорогах с продольным уклоном ±1% (рис. 4.1). Эти вопросы подробно описаны в пункте 2.8.
Учитывая вышеизложенное, перед началом измерений скорости движения на участках дорог с разной глубиной колеи принято, что все измерения скоростей движения надо выполнить при определённых интенсивностях дождя в соответствии с пунктом 2.7. Перед выбором участков наблюдений по данным ежегодных измерений SOSN [71] были определены наиболее часто встречающиеся параметры колеи на дорогах Польши (рис. 3.1с и 4.2).
С целью изучения влияния глубины колеи на скорость движения выбор участков к исследованиям проведен в соответствии с предпосылками, сформулированными в пункте 3.1.1, то есть все измерительные участки должны были разниться только глубиной колеи, а все остальные параметры дороги должны быть почти одинаковы. На выбранных к исследованиям участках отмечены, однако, разные ширины неукрепленных обочин в пределе около 0,70-1,6 м и фактические видимости поверхности дорога /2 в пределе 100-4000 м. Все выбранные к исследованиям участки находились на почти горизонтальных ( ±1%) и прямых в плане отрезках дорог с шириной проезжей части 7 м и извилистостыо трассы, равной 5 или 33 /км. статистические анализы по всем результатам наблюдений скорости движения на каждом участке и статистическая обработка результатов наблюдений в каждой группе участков. Результаты статистической обработки и значения, полученные по статистическим тестам, представлены в табл. 4.2 и на рис. 4.3, 4.4 и 4.5.
Для подтверждения однопараметрической зависимости скорости движения от глубины колеи (v85 =j{k), vcp= j{K), vccp -J{k)) в работе проведены аналогичные анализы зависимости скорости движения от остальных параметров на исследуемых участках. Во всех случаях получены низкие коэффициенты корреляции и результаты тестов значимости корреляции, свидетельствующие об отсутствии зависимости скорости движения на исследуемых участках от остальных параметров дороги. Это подтверждает теоретическую предпосылку, предложенную впервые автором о необходимости выбора однородных по извилистости трассы и фактической видимости исследуемых участков для определения достоверных однопараметрических зависимостей.
В соответствии с предложенным математическим моделированием (см. 2.6.2) принято, что при оценке состояния дорог будет учитываться разница скорости в виде фор\гулы (2.8). В работе принято, что разница скорости будет определяться в отношении к участкам с эталонными значениями остальных параметров дороги при фактической видимости равной 4 = 200 м, 4 = 400 м и 4 = 700 м, для которых параметры распределения скорости были соответственно равны:
Эти скорости должны быть получены на участках дорог при эталонном состоянии покрытия и неукрепленных обочин. Однако, надо иметь в виду, что на исследуемых участках покрытие находилось в разном состоянии и поэтому для к= О мм по уравнению (4.1) получаются меньшие значения коэффициентов уравнения а\, чем на участках с эталонными величинами всех параметров дороги для соответствующих фактических видимостей (табл. 4.3).
Полученные небольшие разницы, вероятно, связаны с состоянием покрытия (в главной мере глубины колеи) на предыдущих отрезках дорог. Эти разницы заметны между значениями коэффициентов уравнения а\ и значениями скоростей УЭ85 (табл. 4.3 колонка 8), особенно на участках с меньшей фактической видимостью.
Учитывая основные принципы математического моделирования предлагаемого метода оценки состояния дорог по потребительским свойствам, необходимо было привести уравнение (4.1) соответственно к ожидаемому виду уравнения (2.10). После учёта всех предложений, представленных в пункте 2.6.2 и подробному анализу предложений, сформулированных в пункте 3.1.3, к окончательному определению зависимости скорости от глубины колеи выбраны только участки, находящиеся на отрезках дорог с эталонной извилистостью трассы.
Сравнение результатов проведенных измерений на участках с шириной проезжей части 7 м, находящихся на отрезках дорог с извилистостью трассы 5 /км и 33 /км, показало влияние на скорость движения в конечном итоге не только глубины колеи, но также и извилистости трассы при данной фактической видимости (рис. 4.6 и 4.7).
Зависимость скорости v и от глубины колеи (при извилистости трассы соответственно равной 5 и 33 7км ) чательных результатов формулы (3.14) и (4.1) (табл. 4.3 колонка 8 и 9), можно сформулировать вывод, что главным фактором, влияющим на скорость, является глубина колеи. Но необходимо в отношении к другим извилистостям трассы и фактическим видимостям ввести поправки. Учитывая выше предложенное, в работе предлагается при оценке влияния на скорость глубины колеи на участках дорог с шириной проезжей части 6 м и 7 м и извилистостью трассы с предела 5 А 66 7км при фактической видимости поверхности дороги с предела 200 /2 700 м, использовать следующее уравнения:
Для дальнейішгх исследований были проведены ремонтные работы по ликвидации колеи на нескольких участках из каждой группы участков. После этого проведены повторные измерения скоростей движения. Результаты измерений показали, что почти во всех случаях на отремонтированных участках произошло увеличение скоростей движения.
Следующим анализом было рассмотрение эффективности работ по содержанию или ремонту в соответствии с предложениями, изложенными в 3.1.4.
Тест значимости для двух средних проведен для рассортированных участков в зависимости от фактической ввдимости, а результаты статистики по уравнению (3.2) представлены в табл. 4.4.
