Введение к работе
Актуальность работы. Безопасность движения транспортных средств является одним из важнейших потребительских свойств автомобильной дороги.
В связи с тем, что современные автомобили обеспечивают комфортное движение со скоростями, превышающими расчетные скорости, закладываемые при проектировании дорог, искусственное снижение скорости движения нужно считать крайней мерой безопасности движения на мокрых покрытиях.
Вопросы обеспечения своевременного и эффективного водоотвода и требуемых параметров шероховатости при сохранении скорости движения являются весьма актуальными.
В последнее время в весеннее - летнее - осенний период очень часто можно наблюдать застой воды на покрытиях практически всех дорог, даже снабженных подземной дождевой канализацией с системой точечных дождеприем-ных устройств. Проведенный обзор дорог показал, что такая картина характерна для многих регионов России.
Вопросы обеспечения своевременного и эффективного водоотвода с проезжей части и сцепных качеств, при сохранении скорости движения на мокрых покрытиях автомобильных и городских дорог, являются весьма актуальными для дорожной отрасли РФ.
Основная идея работы заключается в том, чтобы обеспечить необходимые сцепные качества колеса транспортного средства с дорогой за счет рационального выбора размеров зерна каменного материала покрытия и совершенствования системы водоотвода.
Объектом исследования является система «шина транспортного средства - слой стекающей воды - шероховатое асфальтобетонное покрытие».
Предмет исследования - закономерности, связывающие коэффициент сцепления мокрого покрытия с толщиной слоя стекающей с покрытия воды и размерами зерна каменного материала покрытия.
Цель работы — обеспечение безопасности дорожного движения транспортных средств за счет обеспечения требуемого коэффициента сцепления шины с мокрым покрытием и совершенствования системы поверхностного водоотвода.
Для достижения поставленной в работе цели необходимо решить следующие задачи исследования:
— на основе экспериментальных данных выполнить математическое моде
лирование зависимости коэффициента сцепления шины с покрытием от скоро
сти движения автотранспортного средства, параметров шероховатости покры
тия, глубины вдавливания зерна каменного материала шероховатого покрытия в
шину и толщины слоя стока;
- используя экспериментальные данные, произвести математическое моде
лирование зависимости количества ДТП, произошедших на мокрых асфальто
бетонных покрытиях, от коэффициента сцепления, на основе которого дать ре-
комендации по уточнению требуемых коэффициентов сцепления;
разработать метод расчета глубины вдавливания зерна каменного материала шероховатого покрытия в шину;
разработать методику расчета требуемых параметров шероховатости покрытия и основных параметров системы водоотвода, обеспечивающих требуемые коэффициенты сцепления и расстояний между точечными дождеприемниками ливневой канализации из условия обеспечения требуемого коэффициента сцепления шины с мокрым покрытием;
разработать рекомендации по выбору системы линейного или точечного водоотвода и назначения расстояний между точечными дождеприемными устройствами на примере Омской области.
Методологической базой исследований является анализ причинно-следственных связей изменения коэффициента сцепления шины с мокрым покрытием в зависимости от скорости движения транспортных средств, параметров шероховатости покрытия, глубины вдавливания зерен каменного материала шероховатого покрытия в шину и толщины слоя стока, а также теоретические положения математической статистики и физики твердого тела.
Научная новизна работы заключается в следующем:
разработаны новые научные положения о совместном влиянии скорости движения транспортных средств, погодно-климатических факторов и глубины вдавливания зерен каменного материала шероховатого покрытия в шину на расстояния между дождеприемными устройствами, выбор системы водоотвода и требуемые параметры шероховатости покрытия;
разработана математическая модель зависимости коэффициента сцепления шины транспортного средства от скорости движения, параметров шероховатости, величины вдавливания зерен каменного материала в шину, глубины слоя стекающей воды, в которой также учитываются нагрузка на колесо, давление воздуха в шине, расход и размер каменного материала на устройство шероховатого покрытия, интенсивность дождя, геометрические характеристики покрытия (ширина, продольные и поперечные уклоны проезжей части).
Практическая ценность работы состоит:
в решении задачи, имеющей существенное значение для дорожной отрасли и заключающейся в повышении безопасности дорожного движения транспорта на автомобильных и городских дорогах за счет обеспечения требуемого коэффициента сцепления колеса с мокрым покрытием;
в разработке рекомендаций и обосновании выбора системы водоотвода, обеспечивающих минимальный уровень воды на проезжей части.
Автор защищает совокупность научных положений, на базе которых разработаны расчетные методы и даны рекомендации по выбору системы водоотвода и расстояний между дождеприемными устройствами.
Достоверность научных положений и полученных результатов подтверждается соблюдением основных принципов математического и физического
моделирования; корректностью принятых допущений, достаточным объемом лабораторных и полевых испытаний, выполненных на современном оборудовании, прошедшем Государственную метрологическую аттестацию; адекватностью результатов теоретических и экспериментальных исследований.
Личный вклад в решение проблемы заключается в формулировании общей идеи и цели диссертационной работы; выполнении основной части теоретических исследований, лабораторных и натурных экспериментов; анализе и обобщении результатов теоретических исследований и экспериментальных данных.
Реализация результатов исследований осуществлена выполнением работ по выбору системы водоотвода для улиц г. Омска и расчетом расстояний между точечными дождеприемными устройствами на дорогах г. Омска с точечной системой водоотвода. Материалы исследования используются в образовательном процессе на кафедре «Строительство и эксплуатация дорог» в СибАДИ (2009 -2011гг.).
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на международных научно-технических конференциях, проводившихся в СибАДИ 2009 - 2010 г. (г. Омск), Первом Всероссийском дорожном конгрессе (г. Москва) в 2009 г.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 8 печатных работ, в том числе 4 работы в изданиях из перечня ВАК.
Структура и объем работы. Работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованных источников и 1 приложения. Диссертация изложена на 143 страницах, содержит 39 таблиц и 70 рисунков.
