ДСТУ Б В.2.3-8-2003

 

 

Споруди транспорту

 

ДОРОЖНІ ПОКРИТТЯ

 

МЕТОДИ ВИМІРЮВАННЯ ЗЧІПНИХ ЯКОСТЕЙ

 

Видання офіційне

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Держбуд України

 Київ 2003

 

Передмова

 

1  РОЗРОБЛЕНО:

 

Національним транспортним університетом (НТУ), Транспортною академією України (ТАУ)

 

РОЗРОБНИКИ:

 

Д. Павлюк, д-р техн. наук (керівник розробки); С. Кизима, канд. техн. наук; Є. Іваніца, канд. техн. наук; О. Булах, канд.техн.наук; В. Павлюк (НТУ); Л. Рибіцький, О. Лєбєдєв, В. Ільченко, К. Краюшкіна (ТАУ)

 

 ВНЕСЕНО:

Державною службою автомобільних доріг України, Управлінням науково-технічної політики та інформаційних технологій у будівництві Держбуду України

 

2  ЗАТВЕРДЖЕНО ТА НАДАНО ЧИННОСТІ:

Наказом Держбуду України від 13.10.2003 р. № 171

 

3        ВВЕДЕНО ВПЕРШЕ

Введено:  «ИМЦ» ( г. Киев, ул. М. Кривоноса, 2а; т/ф. 249-34-04 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Право власності на цей документ належить державі. Відтворювати, тиражувати і розповсюджувати цей документ повністю чи частково на будь-яких носіях інформації без    офіційного дозволу Державного комітету України з будівництва та архітектури заборонено. Стосовно врегулювання прав власності звертатись до Державного комітету України з будівництва та архітектури

Зміст

 

1 Галузь використання ......................................................................................................... 1

2 Нормативні посилання ...................................................................................................... 1

3 Терміни, визначення і позначення. ................................................................................. 2

4 Параметри зчіпних якостей поверхні дорожнього покриття ..................................... 6

5 Порядок проведення вимірювань параметрів шорсткості . ..................................... 7

5.1 Вибір ділянок, місць і точок вимірювання ................................................................. 7

5.2 Обсяг вимірювань .......................................................................................................... 7

5.3 Підготовка до вимірювань ........................................................................................... 8

5.4 Оформлення результатів вимірювань. ..................................................................... 8

6 Визначення параметрів шорсткості профільним методом. ...................................... 8

6.1 Суть профільного методу ............................................................................................. 8

6.2 Засоби вимірювання і допоміжні пристрої ................................................................ 8

6.3 Порядок проведення вимірювань .............................................................................. 8

6.4 Порядок оброблення профілограм ............................................................................. 8

6.5 Вимоги до точності методу. ........................................................................................ 10

7 Визначення середньої величини заглиблень шорсткості

методом піщаної плями ...................................................................................................... 10

7.1 Суть методу піщаної плями ......................................................................................... 10

7.2 Галузь використання ................................................................................................... 10

7.3 Засоби вимірювання і допоміжні пристрої .............................................................. 11

7.4 Порядок проведения вимірювань ............................................................................ 11

7.5 Вимоги до точності методу. ........................................................................................ 11

8 Вимірювання коефіцієнта зчеплення .......................................................................... 11

8.1 Засоби вимірювання і допоміжні пристрої .............................................................. 11

8.2 Підготовка до вимірювань ......................................................................................... 12

8.З Проведення вимірювань ............................................................................................ 12

8.4 Обробка даних вимірювань. ...................................................................................... 13

8.5 Оформлення результатів вимірювань .................................................................... 13

Додаток А (обов'язковий)

      Шаблон для визначення радіуса виступів шорсткості............................................ 14

 

 

 

 

Споруди транспорту

 

Дорожні покриття.

Методи вимірювання зчіпних якостей

 

Сооружения транспорта

 

Дорожные покрытия.

 Методы измерения сцепных качеств

 

Transport Constructions

 

Road Pavements.

Methods of Measurement of Friction Qualities

________________________________________________________________________________

Чинний від 2004-01-04

 

       1  ГАЛУЗЬ ВИКОРИСТАННЯ

 

Даний стандарт встановлює методи вимірювання зчіпних якостей поверхні дорожнього покриття автомобільних доріг загального користування, вулиць і доріг населених пунктів, внутрішньогосподарських доріг, під'їзних і внутрішніх доріг промислових підприємств й інших організацій незалежно від їх відомчої на­лежності і застосовується:

- при операційному контролі для коригування технологічних процесів влаш­тування дорожніх покриттів;

- при приймальному контролі для оцінки якості виконання робіт з влаш­тування дорожніх покриттів;

- при експлуатаційному контролі для виявлення ділянок дорожніх покриттів з недостатніми зчіпними якостями.

 

     

      2  НОРМАТИВНІ ПОСИЛАННЯ

 

      У цьому стандарті наведено посилання на такі нормативні документи:

 

 

ДС'ТУ 2409-94	Вимірювання параметрів шорсткості. Терміни і визначення
ДСТУ 2708-99	Метрологія. Повірка засобів вимірювань.Організація і порядок проведення

 

 

 

 

ДСТУ 3215-95	Державна система забезпечення єдності вимірювань. Метрологічна атестація засобів вимірювальної техніки. Організація та порядок проведення.
ДСТУ Б.В.2.3-2-97 (ГОСТ 30413-96)	Дороги автомобільні. Метод визначення коефіцієнта зчеплення колеса автомобіля з дорожнім покриттям
ГОСТ 427-75	Линейки измерительные  металлические. Технические условия
ГОСТ 1770-74	Посуда мерная лабораторная стеклянная. Цилиндры, мензурки, колбы, пробирки. Общие технические условия
ГОСТ 2789-73	Шероховатость поверхности. Параметры, характеристики, обозначения
ГОСТ 17435-72	Линейки чертежные. Технические условия
ГОСТ 25142-82	Шероховатость поверхности. Термины и определения
ДБН В.2.3-4-2000	Споруди транспорту. Автомобільні дороги.

 

 

 

      

       3 ТЕРМІНИ, ВИЗНАЧЕННЯ І ПОЗНАЧЕННЯ

 

У цьому стандарті прийняті такі терміни з відповідними визначеннями і позначення:

 

3.1 Зчіпні якості поверхні дорожнього покриття — сукупність власти­востей, що зумовлюють здатність дорожнього покриття забезпечувати стійкий рух транспортного засобу без заносу і ковзання коліс, а у випадку виникнення ос­таннього - здатність чинити опір ковзанню.

Серед параметрів зчіпних якостей дорожнього покриття виділяють мате­ріально-структурні та функціональний.

Матеріально-структурні параметри характеризують поверхню дорожнього покриття з геометричної точки зору і визначаються параметрами її шорсткості.

Функціональний параметр характеризує взаємодію коліс транспортних за­собів з поверхнею покриття і визначається відношенням величини дотичної реакції до величини нормальної реакції покриття.

3.2  Реальна поверхня покриття - поверхня, що відокремлює покриття авто­мобільних доріг від навколишнього середовища.

3.3 Шорсткість поверхні покриття - сукупність нерівностей реальної поверхні покриття, відстань між вершинами яких не перевищує 40 мм.

3.4 Профіль поверхні покриття - лінія перетину реальної поверхні покриття  з вертикальною поверхнею.

 

 

3.5  Базова лінія поверхні покриття - лінія заданої геометричної форми, певним чином проведена відносно профілю, яка слугує для оцінки параметрів шорсткості покриття.

       3.6 Базова довжина поверхні покриття l_b, - довжина базової лінії, що ви­користовується для виділення нерівностей, які характеризують шорсткість по­верхні покриття.

3.7 Виступ шорсткості поверхні покриття - ділянка профілю, що роз­міщена між

двома сусідніми локальними мінімумами профілю (рис. 1).

 

3.8 Заглиблення шорсткості поверхні покриття - ділянка профілю, що розміщена між двома сусідніми локальними максимумами профілю (рис. 2).

3.9 Лінія виступів профілю поверхні покриття - пряма, що проходить через дві найвищі вершини виступів профілю (рис. 3).

3.10 Лінія заглиблень профілю поверхні покриття - пряма, що проходить через найнижчу точку профілю паралельно лінії виступів (рис. 4).

 

 

3.11 Найбільша висота нерівностей профілю поверхні покриття h_max - параметр шорсткості, що визначається як відстань між лінією виступів і лінією заглиблень профілю в межах базової довжини l_b, (ГОСТ 25142) (рис. 5).

     

3.12 Глибина і-ї точки профілю поверхні покриття h_i  - відстань від лінії виступів до і-ї точки профілю (рис. 6).

      3.13 Середня величина заглиблень шорсткості поверхні покриття h_сер - параметр шорсткості поверхні, що визначається, як середнє арифметичне значення глибин точок профілю

 

                                                  (1)

                               

3.14 Середня щільність виступів шорсткості поверхні покриття і_n   -  параметр шорсткості поверхні, що визначається відношенням кількості n виступів шорсткості в межах базової лінії до її довжини l_b

 

     ,                                               (2)

 

3.15 Радіус виступу шорсткості поверхні покриття R_і - радіус кола, впи­саного у виступ шорсткості поверхні покриття (рис. 7)

 

 

 

3.16 Середній радіус виступів шорсткості поверхні покриття R_cер - параметр шорсткості поверхні, що визначається, як середнє арифметичне значення радіусів R_і, окремих виступів

,                                                  (3)

      3.17 Січна пряма - пряма, що перетинає профіль, поверхні покриття пара­лельно лінії виступів (рис. 8).

     

3.18 Рівень перетину профілю р - відстань, між лінією виступів профілю поверхні покриття та січною прямою (рис. 8).

3.19  Опорна довжина профілю h_p  - сума довжин b_i, відрізків, в межах яких січна пряма проходить через матеріал профілю (рис. 8)

 

                                                        (4)

 

3.20 Відносна опорна довжина профілю t_p - відношення опорної довжини профілю  до базової довжини l_b, (ГОСТ 25142)

 

 t_{p =  ,}                                                                                             (5)

 

3.21 Відносна опорна крива профілю - графічне зображення залежності відносної опорної

довжини профілю t_p, від рівня перетину профілю p (ГОСТ 25142) (рис. 9)

 

 

 

3.22 Коефіцієнт зчеплення  - відношення середньої за час гальмування дотичної реакції покриття T_сер (рис. 10) до його нормальної реакції N:

 

,                                                                                (6)

 

де                                                         ,     

 

На рис. 10 показана залежність дотичної реакції покриття Т = T(t) від часу t при гальмуванні колеса.

 

       4  ПАРАМЕТРИ ЗЧІПНИХ ЯКОСТЕЙ ПОВЕРХНІ ДОРОЖНЬОГО  

ПОКРИТТЯ

 

4.1 Матеріально-структурні параметри (параметри шорсткості) зчіпних якостей поверхні дорожнього покриття (один або декілька) вибирають з наведеної номенклатури:

h_max - найбільша висота нерівностей профілю;

h_{се р} - середня величина заглиблень шорсткості;

і_n       - середня щільність виступів шорсткості;

R_сер  - середній радіус виступів шорсткості;

t_p        -  відносна опорна довжина профілю при заданому рівні перетину профілю p.

4.2  Числові значення рівня перетину профілю р вибирають із ряду 5; 10; 15; 20; 25; 30; 40; 50; 60; 70; 80; 90 % від h_max (ГОСТ 2789).

4.3 Як параметри шорсткості можуть бути використані також комплексні характеристики, що є функціями наведених параметрів, а також параметри функ­ції, яка описує відносну опорну криву профілю.

4.4  Як функціональний параметр зчіпних якостей дорожнього покриття вико­ристовують коефіцієнт зчеплення, який визначають за формулою (6).

5    ПОРЯДОК ПРОВЕДЕННЯ ВИМІРЮВАНЬ ПАРАМЕТРІВ

      ШОРСТКОСТІ

 

5.1 Вибір ділянок, місць і точок вимірювання

Під ділянкою вимірювань розуміють ділянку дороги, яка характеризується однорідністю параметрів шорсткості поверхні покриття.

Під місцем вимірювання розуміють частину площі покриття, на якому про­водиться оцінка шорсткості поверхні під час однієї зупинки автомобіля - ходової лабораторії.

Під точкою вимірювання розуміють положення вимірювального засобу в межах одного і того ж місця вимірювання.

Вибір ділянок, місць і точок вимірювань залежить від мети їх проведення.

5.1.1 При влаштуванні нових покриттів, коли вимірювання проводяться як складові операційного контролю з метою внесення корективів у технологічний процес, місця вимірювання шорсткості вибирають на пробних ділянках, розміри яких мають мінімально можливе значення з технологічної точки зору. При цьому вибирають не менше трьох місць, вимірювань, рівномірно розподілених по площі пробної ділянки.

5.1.2 Після влаштування нових покриттів, коли вимірювання проводяться як складові приймального контролю, вибирають не менше трьох місць вимірювань на ділянці завдовжки 1000 погонних метрів покриття, які повинні бути рівномірно розподілені в межах вказаної довжини.

5.1.3 На стадії експлуатаційного контролю покриттів візуально виділяють ділянки, що відрізняються за зовнішнім виглядом, матеріалом чи способом влаш­тування, як у поздовж-ньому напрямку, так і в поперечному профілі. На кожній з таких ділянок вибирають не менше трьох місць вимірювань, які повинні бути рівномірно розподілені в межах вказаних ділянок.

В першу чергу експлуатаційний контроль параметрів шорсткості поверхні дорожніх покриттів слід виконувати в таких місцях:

- на горизонтальних кривих малого радіуса і на підходах до них;

- в межах перехрещень і примикань доріг в одному рівні та на підходах до них;

- на перехідно-швидкісних смугах;

- на ділянках із обмеженою видимістю;

- в місцях контрольно-диспетчерських і контрольно-пропускних пунктів;

- в місцях, де можливе винесення бруду на покриття;

       - в місцях частого утворення ожеледиці та виникнення туману.

Черговість виконання експлуатаційного контролю в інших випадках визначається розміщенням ділянок концентрації ДТП, де коефіцієнт відносної аварійності більше                  0,725 ^ДТП/млн. авт × км .

 

       5.2 Обсяг вимірювань

На кожному місці вимірювання визначення параметрів шорсткості і слід виконувати у трьох точках, розміщених на відстані не менше 1 м одна від одної. За наявності на

 

місці вимірювання виражених смуг наката коліс транспортних засо­бів дві з трьох точок вимірювання вибирають на цих смугах, одну - між смугами накату. На кожній ділянці, вибраній згідно з 5.1, загальний обсяг вимірювань повинен бути не менше 9.

 

      5.3 Підготовка до вимірювань

      Поверхня покриття очищається від пилу, бруду та піску  з допомогою щітки.

      Порядок підготовки засобів, з допомогою яких будуть проводитись вимірю­вання, визначається конструкцією і прикладеною експлуатаційною документацією.

 

       5.4 Оформлення результатів вимірювань

Результати вимірювання для кожної ділянки оформляються у вигляді про­токолу, в якому вказують такі дані:

- назву і код дороги;

- характеристику ділянки вимірювань (пікетажне положення, тип покриття);

- значення параметра шорсткості (одного або декількох) для кожної точки вимірювань;

- середнє значення параметра шорсткості (одною або декількох) на ділянці вимірювань;

- дані про використані засоби вимірювань;

- дату проведення вимірювань;

      - посилання на цей стандарт.

 

      6 ВИЗНАЧЕННЯ ПАРАМЕТРІВ ШОРСТКОСТІ ПРОФІЛЬНИМ

         МЕТОДОМ

 

      6.1 Суть профільного методу

Суть профільного методу полягає у визначенні параметрів шорсткості шля­хом обробки профілограм - графічних зображень профілю поверхні покриття (3.4) у збільшеному вигляді.

 

       6.2 Засоби вимірювання і допоміжні пристрої

Засобами вимірювань при використанні профільного методу є дорожні пор­тативні профілографи типу ДПП, які як засоби вимірювальної техніки відносяться до вимірювальних перетворювачів і реєструвальних пристроїв. Дорожні профіло­графи записують профіль поверхні покриття на папір у вигляді профілограми.

При обробці профілограм як допоміжними пристроями користуються лі­нійками вимірювальними, що відповідають вимогам ГОСТ 427, або лінійками креслярськими, то відповідають вимогам ГОСТ 17435.

 

       6.3 Порядок проведення вимірювань

Порядок проведення вимірювань шорсткості визначається конструкцією про­філографа та супровідною експлуатаційною документацією.

 

       6.4 Порядок оброблення профілограм

6.4.1 Через вершини двох найвищих виступів профілю на профілограмі про­водять лінію виступів (3.9). У випадку, коли один з виступів має значну висоту в

 

порівнянні з іншими виступами профілю і лінія виступів не рівновіддалена від поверхні, ним можна знехтувати, а лінію проводити через інші виступи профілю.

6.4.2 Паралельно лінії виступів через найнижчу точку профілю на профілограмі проводять лінію заглиблень (3.10).

6.4.3 Вимірювальною лінійкою з похибкою ±5 мм на профілограмі вимірюють відстань між лініями виступів та заглиблень, яку позначають як найбільшу висоту нерівностей профілю [h_max] (3.11).

Дійсне значення  h_max визначають за формулою

 

 ,                                                     (7)

де  -  збільшення дорожнього профілографа.

6.4.4 Вимірювальною лінійкою з похибкою ±5 мм на профілограмі вимірюють базову довжину, яку позначають, як [l_b].

       Дійсне значення l_b, визначають за формулою

 

.                                                           (8)

6.4.5 Підрахунком визначають кількість п виступів шорсткості в межах базо­вої довжини. За формулою (2) визначають середню щільність виступів шорст­кості  i_n (3.14).

6.4.6 Вимірювальною лінійкою з похибкою ±5 мм на профілограмі в межах базової довжини визначають величину і-х виступів [h_pi]  і  j-х заглиблень профілю [ h_vj]  (рис.11).

 

Дійсне значення середньої величини заглиблень шорсткості h_cер визначають за формулою

 

  ,                                          (9)                                 

 

де     п    - кількість виступів шорсткості;

 m    - кількість заглиблень шорсткості;

    - збільшення дорожнього профілографа.

 

6.4.7 З допомогою прозорого шаблона (додаток А), на якому нанесено кола різного радіуса, з похибкою ±1 мм на профілограмі в межах базової довжини шляхом підбору визначають радіуси і-х кіл [R_i], які вписані у вершини виступів нерівностей профілю (3.15).

Дійсне значення середнього радіуса виступів шорсткості R_сер (3.16) визначають. за формулою

                                             (10)

6.4.8 На рівні р перетину профілю, значення якого в частках від [h_max] виби­рають з ряду, наведеного в 4.2, проводять січну пряму (3.17). З допомогою вимі­рювальної лінійки з похибкою ±0,5 мм на профілограмі визначають [b_i].

Дійсне значення опорної довжини профілю h_p (3.19) визначають за формулою

,                                                     (11)

6.4.9 Відносну опорну довжину профілю t_p (3.19) для даного р визначають за формулою (5).

6.4.10 Згідно з 6.4.8 і 6.4.9 значення t_p, визначають так само й для інших значень р з ряду, наведеного в 4.2. За отриманими даними будують відносну опорну криву профілю шорсткості (3.21).

6.4.11 Операції 6.4.1-6.4.10 (одна або декілька) можуть бути виконані з до­помогою спеціальних програм, розроблених для ПЕОМ.

6.5 Вимоги до точності методу

Результат вимірювання h_max наводять в міліметрах з точністю 0,5 мм (один знак після коми).

Результати обчислень h_сер , R_сер наводять в міліметрах з точністю 0,01 мм (два знаки після коми).

Результат обчислення  i_n наводять в 1/м з точністю 0,1.

Результат обчислення  t_p наводять з точністю 0,01 або 1 %.

 

       7 ВИЗНАЧЕННЯ СЕРЕДНЬОЇ ВЕЛИЧИНИ ЗАГЛИБЛЕНЬ ШОРСТКОСТІ  

          МЕТОДОМ ПІЩАНОЇ ПЛЯМИ

 

       7.1 Суть методу піщаної плями

Суть методу піщаної плями полягає у визначенні середньої глибини заг­либлень шорсткості за розмірами піщаної плями, яка утворюється на поверхні покриття після розрівнювання на ній певного об'єму піску.

 

       7.2 Галузі, використання

Метод піщаної плями може використовуватись для визначення тільки пара­метра h_сер крупношорстких та середньошорстких поверхонь у випадках немож­ливості застосування профільного методу. При цьому поверхня покриття повинна бути сухою.

      7.3 Засоби вимірювання і допоміжні пристрої

      При використанні методу піщаної плями застосовують:

- мірний циліндр або спеціально виготовлені мірні ємності, які відповідають вимогам ГОСТ 1770, об'ємом не менше 100 см³ і ціною поділки шкали вимі­рювання об'єму не більше 1см³;

- пісок фракції 0,14-0,071 мм;

- лінійки вимірювальні, що відповідають вимогам ГОСТ 427, або лінійки креслярські, що відповідають вимогам ГОСТ 17435.

Як допоміжній пристрій для розрівнювання піску може використовуватись плоский диск діаметром 15±1 см з рукояткою, нижня поверхня якого покрита гумою.