1. Оценка сцепных качеств дорожного покрытия. ВВЕДЕНИЕ

Цель работы - изучение требований к обеспечению достаточного коэффициента сцепления колес автомобиля с дорожным покрытием с помощью прибора ПОКС.

Задача - обучить студентов методике определения величины коэффициента сцепления.

2. ТЕОРИЯ

Скользкость дорожного покрытия — важнейшая характеристика транспортно-эксплуатационного состояния дороги. Критерием скользкости дорожного покрытия является коэффициент сцепления. Недостаточное сцепление шины колеса с дорожным покрытием является, как правило, первопричиной дорожно-транспортных происшествий с тяжелыми последствиями.

Статистика показывает, что вследствие низкого значения коэффициента сцепления в весенний и осенний периоды происходит до 70% всех дорожно-транспортных происшествий, в летний период—30%. Вместе с тем коэффициент сцепления мало влияет на скорость движения.

Так, снижение скорости движения при увлажнении дорожного покрытия не превышает 10...12 км/ч. Проведенные исследования на участке автомобильной магистрали после увлажнения дорожного покрытия показывают незначительные уменьшения средних скоростей движения (всего на 3-5 км/ч). Наиболее резкое снижение скорости (на 20 км/ч) наблюдается при появлении гололеда, поскольку водители в этот период наиболее осторожны.

Для рекомендации водителям безопасных режимов движения, а также для выявления участков дорог с низкими сцепными качествами, необходимы данные о значении коэффициента сцепления.

Состояние дорожного покрытия по сцепным качествам оценивают путем сравнения фактического значения коэффициента продольного сцепления с его предельно допустимым значением. Дорожное покрытие удовлетворяет требованиям эксплуатации, если фактическое значение коэффициента сцепления оказывается больше предельно допустимого значения или равным ему. Предельно допустимое значение коэффициента продольного сцепления установлено в ГОСТ Р 50597—93 «Автомобильные дороги и улицы». Требования к эксплуатационному состоянию, допустимому по условиям обеспечения безопасности дорожного движения», и составляет 0,3 при измерении шиной без рисунка протектора и 0,4 при измерении шиной, имеющей рисунок протектора.

Конструкция прибора ПОКС моделирует физическое взаимодействие (сцепление) между шиной транспортного средства и поверхностью покрытия и даёт возможность получить количественную оценку этого взаимодействия - коэффициент трения покоя, принимаемого в качестве коэффициента сцепления.

Конструкция прибора включает следующие основные узлы (рис. 2.1):

· несущий корпус с упором для ног оператора.

· имитатор шины в виде стальной пластины с резиновой накладкой.

· нагрузочный механизм "А" для создания вертикальной нагрузки на имитатор шины.

· нагрузочный механизм "Б" для создания сдвигающей силы на имитатор шины, моделирующий окружное тяговое усилие на колеса автомобиля.

Нагрузочный механизм А расположен внутри корпуса и представляет собой пружину, передающую вертикальную, равномерно распределённую нагрузку на имитатор шины.

Нагрузочный механизм Б состоит из трубы , в которой установлены пара ползунов и пружина, размещенная между ними, и связан с имитатором шины посредством системы рычагов.

Рис. 2.1 Основные узлы прибора ПОКС

Верхняя часть трубы нагрузочного механизма Б несет на себе индикатор величины коэффициента сцепления, который кинематически связан с ходовым штоком. На нижней части трубы смонтировано устройство, фиксирующее момент перехода колеса от состояния покоя в скольжение по шкале индикатора. Конец проведения контрольного измерения отмечается выскакиванием красной клавиши.

2.1. Порядок проведения работы в действительности

Лабораторная работа выполняется бригадами студентов на основе результатов натурных измерений.

Учитывая учебные цели работы, в качестве объекта измерений можно использовать покрытие близлежащего проезда, тротуара или внутриквартальной улицы. Бригаде дается задание оценить коэффициент сцепления покрытия на захвате длиной 100 м. В результате студенты должны составить заключение о соответствии фактического коэффициента сцепления покрытия требованиям СН и П III-40-78. Студенты должны строго соблюдать правила техники безопасности при производстве замеров на дорогах и улицах.

Испытуемая поверхность и резиновый имитатор шины должны быть очищены от грязи и пыли. Испытания проводятся на предварительно смоченной водой поверхности.

Путём вращения маховика нагрузочного механизма "Б" шкала индикатора выставляется в исходное положение "Ксц" (см. рис. 2.2). Затем красная клавиша устанавливается в корпус прибора до фиксации.

Рис. 2.2. Исходное положение шкалы прибора

Оператор устанавливает прибор на предварительно подготовленное, влажное покрытие и нагружает его своим весом, становясь ногами на упор (см. рис. 2.3).

Нагружение прибора обязательно должно быть равномерным и постоянным в процессе всего времени проведения испытания.

Плавным вращением маховика создаётся крутящий момент на имитатор шины до момента выхода клавиши, сопровождающегося щелчком.

Рисунок 2.3. Нагружение прибора

По шкале индикатора устанавливается значение коэффициента сцепления (см. рис. 2.4). Для проведения следующего измерения прибора возвращают в исходное положение.

Рис. 2.4. Определение значения коэффициента сцепления

На каждой точке контролируемого объекта проводится не менее 3-х показаний прибора. По окончании работ прибор очищается от грязи, протирается насухо и помещается в чехол для транспортировки. Результаты эксперимента заносятся в отчете в таблицу, пример которой показан ниже.

3. ОБОРУДОВАНИЕ

Для работы в этой лабораторной работе применяются следующие клавиши:

W, S, A, D – для перемещения в пространстве;

F2, E – аналоги средней клавиши манипулятора (при первом нажатии берется объект, при последующем – ставится);

Ctrl – присесть;

Z – визуальное приближение;

F10 – выход из программы.

Рис. 3.1. Активные клавиши клавиатуры

Рис. 3.3. Функции манипулятора

Левая клавиша манипулятора (ЛКМ) – управление объектами (в режиме манипуляции).

Средняя клавиша манипулятора (СКМ) – взять (применить) объект (в режиме манипуляции). Также данная клавиша позволяет проводить ускоренную работу с некоторыми объектами (например, ускоренное закручивание (откручивание) рукоятки тормозного устройства).

Правая клавиша манипулятора (ПКМ) – переход в режим манипуляции (управление объектами), возврат в режим навигации (перемещения по сцене).

Примечание: При появившемся курсоре невозможно перевести взгляд вверх и стороны.

3.1. Оборудование в лабораторной работе

В виртуальной лабораторной работе используется прибор для определения сцепных качеств ПОКС (рис. 3.3).

Рис. 3.3. Прибор для определения сцепных качеств ПОКС

4. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТ

4.1. Порядок действий (рекомендованный)

1. Проверьте шкалу указаний, она должна быть установлена на 0. Установка шкалы осуществляется при помощи красного маховика сверху (рис. 2.2).

2. Нажмите на красную кнопку на корпусе прибора (рис. 2.1). Кнопка зафиксируется (вдавится) в прибор с щелчком.

3. Условно наступите ногами на прибор.

4. Поверните красный маховик (вращение по часовой). В определенный момент произойдет щелчок, и красная клавиша выйдет из прибора. Значение по шкале прибора будет соответствовать коэффициенту сцепления. Измерения можно повторить в любой точке асфальтового полотна.

5. ОТЧЕТ

Лабораторная работа

Оценка сцепных качеств дорожного покрытия

Цель работы _________________________________________________________

Измерительные приборы ______________________________________________

1 Общая характеристика контролируемого объекта:

а) автодорога_________________

категория_____________

уточная интенсивность движения _____________ авт. /сут,

б) ширина: проезжей части ____________ м,

обочин ____________м,

в) контролируемый конструктивный слой ____________________________

г) характеристика состояния поверхности слоя______________________________

д) дата измерений ____________,

климатические условия_________________________________

2. Журнал определений коэффициента сцепления (таблица 5.1 - " Определение коэффициента сцепления по длине тормозного пути")

Тип покрытия____________________________________

дата эксперимента	№ эксперимента	состояние покрытия		φ
		по степени влажности	по степени загрязненности

Примечание: Полученные результаты сопоставляют с требованиями СНиП и делают вывод о соответствии фактической ровности поверхности слоя установленным требованиям.

Заключение_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Работу выполнил_________________

Руководитель____________________

6. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Дайте определение "коэффициента сцепления".

2. Что понимается под определением "зимнее содержание автомобильных дорог"?

3. На коэффициент сцепления большое влияние оказывают наличие шероховатости, дайте определение этому понятию.

4. Очистка дорог от снега.

5. Виды зимней скользкости.

6. Химический способ борьбы со скользкостью.

7. Фрикционный способ борьбы со скользкостью.

8. Тепловой способ борьбы со скользкостью.

9. Виды автозимников.

10. Технология строительства автозимников.

11. Влияние дорожных условий на производительность автомобилей.

12. Выявление безопасных участков на дорогах.

13. Оценка безопасности на пересечениях.

14. Мероприятия по безопасности дорожного движения.

7. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Абакумов Г.В. Курс лекций по дисциплине "Общий курс транспорта" / Г.В. Абакумов. – Тюмень : ТюмГНГУ, 2003. – 118 с.

2. Абакумов Г.В., Шуваева И.М. Методические указания к лабораторным работам студентов всех форм обучения 190701.65 «Организация автомобильных перевозок и управление на транспорте (Автомобильный транспорт)» / Г.В. Абакумов, И.М. Шуваева. – Тюмень : ТюмГНГУ, 2010. – 35 с.

3. Галабурда В.Г. Единая транспортная система / В.Г. Галабурда. - Москва : Транспорт, 2001. – 303 с.

4. Захаров Н.С., Абакумов Г.В. Курс лекций по дисциплине "Транспортно-эксплуатационные качества автомобильных дорог" / Н.С. Захаров, Г.В. Абакумов. – Тюмень : ТюмГНГУ, 1994. – 56 с.

5. Сильянов В.В., Домке Э.Р. Транспортно-эксплуатационные качества автомобильных дорог и городских улиц: учебник для студентов высших учебных заведений / В.В. Сильянов, Э.Р. Домке. – Москва : Издательский центр "Академия", 2007. – 352 с.

8. АВТОРЫ

Лабораторная работа "Оценка сцепных качеств дорожного покрытия"

Методическое обеспечение: Абакумов Г.В.

Редактор: Яковлев О.В.

3D-графика: Севостьянов А.С.

Script-программирование: Кузьминых А.П.