Методика комплексной оценки качества и состояния дорог по их потребительским свойствам

Общие положения. Метод разработан проф. А.П. Васильевым на основании многолетних исследований, выполненных в МАДИ, Гипродорнии и других организациях [5, 6, 7, 17]. Он основан на том, что в рыночных условиях конечным результатом деятельности дорожных организаций как при строительстве новых, так и при эксплуатации существующих дорог является обеспечение высоких потребительских свойств дорог, через которые дорожная отрасль осуществляет свой вклад в технико-экономические показатели работы автомобильного транспорта, в социальное и экономическое развитие регионов. С этих позиций к дорогам вполне применимо определение, что качество продукции — это комплекс ее потребительских свойств, обусловливающих способность удовлетворять определенные потребности в соответствии с назначением продукции.

Цель диагностики и оценки состояния заключается в определении степени соответствия фактических транспортно-эксплуатационных показателей нормативным требованиям к потребительским свойствам дорог. Интегральным показателем, наиболее полно отражающим все основные транспортно-эксплуатационные показатели, принята скорость движения, выраженная через коэффициент обеспеченности расчетной скорости.

Рассматриваемый метод применяется для оценки качества проекта строительства, реконструкции или ремонта дороги, качества дороги в момент сдачи её в эксплуатацию после строительства, реконструкции или ремонта, а также качества и транспортно-эксплуатационного состояния дороги, находящейся в эксплуатации.

Под качеством дороги понимают степень соответствия показателей технического уровня, эксплуатационного состояния, инженерного оборудования и обустройства, а также уровня содержания нормативным требованиям, обеспечивающим потребительские свойства дороги данной категории.

Оценку потребительских свойств дороги или её транспортно-эксплуатационных показателей выполняют применительно к работе дороги и ее состоянию в осенне-весенний период года, когда все достоинства и недостатки дороги проявляются наиболее полно. В сухое теплое время года при благоприятных условиях погоды фактические транспортно-эксплуатационные показатели могут быть выше, чем в осенне-весенний период. Поэтому результаты обследований, выполненных в сухое тёплое время года, приводятся к расчётным осенне-весенним условиям работы дороги.

Для обобщённой комплексной оценки качества дороги и уровня её содержания определяют показатель качества и состояния дороги П_Д, который включает в себя комплексный показатель транспортно-эксплуатационного состояния КП_Д, показатель инженерного оборудования и обустройства К_ОБ и показатель эксплуатационного содержания дороги К_Э:

. (9.2)

Для вновь построенной или реконструированной дороги в момент сдачи её в эксплуатацию принимают К_Э=1.

Показатели П_Д, КП_Д, К_ОБ, К_Э являются критериями оценки качества и состояния дороги. Их нормативные значения для каждой категории принимают в соответствии с действующими нормативно-техническими документами. Нормативные значения комплексного показателя транспортно-эксплуатационного состояния дорог (КП_Н) соответствуют требованиям СНиП 2.05.02-85, ВСН 24-88 и ГОСТ Р 50597-93. В неблагоприятных условиях погоды осенне-весеннего периода года допускается снижение требований к показателю транспортно-эксплуатационного состояния дороги (КП_Д), но не более чем на 25 %. Эти значения принимают за предельно допустимые (КП_П). Фактические значения КП_Д могут колебаться от 0, 15 до 1, 25 и более (табл. 9.6).

Нормативным считается такое состояние дороги, при котором её параметры и характеристики обеспечивают значения комплексного показателя транспортно-эксплуатационного состояния не ниже нормативного (КП_Д ³ КП_Н) в течение всего осенне-весеннего периода. Допустимым, но требующим улучшения и повышения уровня содержания считается такое состояние дороги, при котором её параметры и характеристики обеспечивают значение комплексного показателя транспортно-эксплуатационного состояния в осенне-весенний период ниже нормативного, но не ниже предельно допустимого (КП_Н > КП_Д > КП_П).

Таблица 9.6

Нормативные значения КП_Н (числитель) и предельно допустимые КП_П (знаменатель) значения
комплексного показателя транспортно-эксплуатационного состояния дорог

Примечание. Критерии выделения трудных участков пересечённой и горной местности приняты в соответствии с примечанием 1 к п. 4.1 СНиП 2.05.02-85.

Недопустимым, требующим немедленного ремонта или реконструкции, считается такое состояние дороги, при котором значение комплексного показателя транспортно-эксплуатационного состояния дороги в осенне-весенний период ниже предельно допустимого (КП_Д < КП_П).

За нормативную величину показателя инженерного оборудования и обустройства принимают К_ОБ=1, которое обеспечивается при наличии и соответствии требованиям стандартов и других нормативных документов основных элементов инженерного оборудования и обустройства дорог: дорожных знаков, ограждений, разметки, примыканий, пересечений автомобильных дорог с автомобильными и железными дорогами, автобусных остановок и площадок отдыха, тротуаров и пешеходных дорожек в населённых пунктах, освещения. Фактические значения величины К_ОБ могут колебаться от 0, 9 до 1, 0.

За нормативную величину показателя уровня эксплуатационного содержания принимают К_Э=1, 0, которое обеспечивается средним уровнем содержания согласно «Временному руководству по оценке уровня содержания автомобильных дорог», утверждённому ФДС России 26.11.1997 г. Фактические значения величины К_Э могут колебаться от 0, 9 до 1, 1.

Нормативные и предельно допустимые значения обобщённого показателя качества и состояния дороги принимают равными соответствующим значениям комплексного показателя ТЭС АД, то есть П_Н=КП_Н и П_П=КП_П. Дорога, находящаяся в эксплуатации, полностью соответствует требованиям к качеству и состоянию, когда П_Д ³ П_Н, и находится в допустимом состоянии, когда П_Н > П_Д ³ П_П.

При других значениях показателей дорога находится в недопустимом состоянии.

В зависимости от целей и задач оценки она может быть выполнена как по обобщённому показателю качества и состояния, так и раздельно по комплексному показателю транспортно-эксплуатационного состояния (КП_Д), показателю инженерного оборудования и обустройства (К_ОБ) или по показателю уровня эксплуатационного содержания (К_Э).

Значения всех показателей могут быть определены для участка дороги, для всего протяжения дороги, для сети дорог, обслуживаемых дорожной организацией или для сети дорог региона.

Оценку качества дороги в момент сдачи в эксплуатацию после строительства, реконструкции или ремонта выполняют так же как и эксплуатируемой дороги по результатам объективной оценки и измерения фактических параметров и характеристик дороги.

Оценка транспортно-эксплуатационного состояния автомобильной дороги. Главным этапом оценки качества и состояния дороги является определение показателя её технического уровня и эксплуатационного состояния или комплексного показателя транспортно-эксплуатационного состояния (КП_Д), которая включает в себя оценку геометрических параметров поперечного профиля, плана и продольного профиля дороги, состояния покрытия и прочности дорожной одежды, продольной и поперечной ровности, сцепных качеств покрытий, состояния обочин, габаритов мостов и путепроводов, интенсивности и состава транспортных потоков, а также безопасности движения.

В основу методики комплексной оценки транспортно-эксплуатационного состояния дороги положен принцип обязательного соблюдения всех нормативных требований к параметрам и характеристикам, определяющим её транспортно-эксплуатационные показатели.

Транспортно-эксплуатационное состояние каждого характерного отрезка дороги оценивают итоговым коэффициентом обеспеченности расчётной скорости , который принимают за комплексный показатель транспортно-эксплуатационного состояния дороги на данном отрезке:

. (9.3)

Оценку транспортно-эксплуатационного состояния автомобильной дороги на момент обследования выполняют по величине комплексного показателя:

, где (9.4)

— итоговое значение коэффициента обеспеченности расчётной скорости на каждом участке;

— длина участка с итоговым значением , км;

n — число таких участков;

L — общая длина дороги (участка дороги), км.

Изменение состояния дороги за период между обследованиями оценивают по величине прироста комплексного показателя ТЭС АД по формуле

, где (9.5)

, - значения комплексного показателя на начало и конец оцениваемого периода, вычисленные по формуле (9.4).

Отрицательное значение прироста свидетельствует об ухудшении состояния дороги за оцениваемый период по сравнению с первоначальным.

Используя результаты оценки транспортно-эксплуатационного состояния отдельных дорог, можно оценить состояние всей сети дорог и сравнить его с требуемым (Правила диагностики и оценки состояния автомобильных дорог. ОДН 218.0.006-2002 (взамен ВСН 6-90).).

Порядок и методика оценки влияния элементов параметров и характеристик дорог на комплексный показатель их транспортно-эксплуатационного состояния. Для оценки влияния отдельных параметров и характеристик дорог на комплексный показатель их состояния (КП_Д) определяют частные коэффициенты обеспеченности расчётной скорости на каждом характерном участке дороги.

При определении коэффициентов обеспеченности расчётной скорости аналитическим путём учитывают следующие особенности:

а) не принимают во внимание общие ограничения скорости Правилами дорожного движения и местные ограничения скорости (в населённых пунктах, на переездах железных дорог, на пересечениях с другими дорогами, на кривых малых радиусов, в зоне автобусных остановок, в зонах действия дорожных знаков и др.);

б) в случае резкого различия условий движения по дороге в разных направлениях (например, на затяжных уклонах горных дорог), кроме дорог I категории, величину коэффициента обеспеченности расчетной скорости принимают по наименьшему значению из двух направлений движения; на дорогах I категории следует выполнять оценку их состояния по направлениям движения раздельно;

в) не учитывают участки постепенного перехода скорости от одного значения к другому, т. е. строят ступенчатую эпюру показателей.

Значения частных коэффициентов обеспеченности расчётной скорости принимают по табл. 9.8—9.23.

Значение итогового коэффициента обеспеченности расчётной скорости на каждом участке для осенне-весеннего расчётного по условиям движения периода года принимают равным наименьшему из всех частных коэффициентов на этом участке:

.

Для этого строят линейный график, на который наносят сокращённый продольный профиль и план дороги, основные параметры и характеристики, частные и итоговые значения коэффициента обеспеченности расчётной скорости, а также линии нормативного и предельно допустимого значений показателей качества и транспортно-эксплуатационного состояния дороги (рис. 9.3).

Для получения итогового значения коэффициента обеспеченности расчётной скорости определяют частные коэффициенты, учитывающие ширину основной укреплённой поверхности (укреплённой поверхности) и ширину габарита моста — К_РС1; ширину и состояние обочин — К_РС2; интенсивность и состав движения — К_РС3; продольные уклоны и видимость поверхности дороги — К_РС4; радиусы кривых в плане и уклон виража — К_РС5; продольную ровность покрытия — К_РС6; коэффициент сцепления колеса с покрытием — К_РС7, состояние и прочность дорожной одежды — К_РС8; ровность в поперечном направлении (глубину колеи) — К_РС9; безопасность движения — К_РС10.

Частный коэффициент К_РС1 определяют исходя из ширины проезжей части и краевых укреплённых полос, которые вместе составляют ширину основной укреплённой поверхности В₁, с учётом влияния в осенне-весенний периоды года укрепления обочин на фактически используемую для движения ширину этой поверхности В_1Ф.

При наличии краевых укреплённых полос

, м, где (9.6)

В_П — ширина проезжей части, м;

а_У — ширина краевой укрепленной полосы, м;

К_У — коэффициент, учитывающий влияние вида и ширины укрепления на фактически используемую для движения ширину основной укреплённой поверхности (коэффициент используемой ширины основной укреплённой поверхности), принимают по табл. 9.7.

Таблица 9.7

Значения коэффициента использования ширины основной укреплённой поверхности

Примечания: 1. В числителе для дорог I—II категорий, в знаменателе — для дорог III—V категорий. 2. Значения К_У даны для ширины полосы укрепления обочины 1, 0 м и более. При меньшей ширине полосы укрепления значения К_У принимают для укрепления асфальтобетоном или другими обработанными вяжущими материалами как для укрепления щебнем или гравием; для укрепления щебнем или гравием как для укрепления засевом трав, а для укрепления засевом трав как для неукреплённой обочины.

При отсутствии краевых укреплённых полос

, м. (9.7)

На мостах, путепроводах, эстакадах

, м, где (9.8)

Г — габарит моста, м;

h_б — высота бордюра, м.

За характерные по ширине укреплённой поверхности принимают участки с одинаковой шириной проезжей части и укрепленных краевых полос, а при отсутствии краевых полос — участки дороги с одинаковой шириной проезжей части. При этом не учитывают колебания ширины в пределах до 0, 20 м. При уменьшении или увеличении на смежном участке ширины основной укреплённой поверхности более чем на 0, 20 м такой участок выделяют в характерный. Если разница в ширине В_1Ф на смежных участках превышает 0, 5 м, то участок с меньшей шириной относят к местным сужениям, в длину которого включают зоны влияния по 75 м от начала и конца сужения.

Значения К_РС1 в зависимости от ширины основной укреплённой поверхности, используемой для движения, числа полос и интенсивности движения приведены в табл. 9.8—9.11.

Частный коэффициент К_РС2 определяют по величине ширины обочины в соответствии с табл. 9.13. В общем случае в состав обочины входит краевая укрепленная полоса, укреплённая полоса для остановки автомобилей и прибровочная полоса.

За характерные по ширине обочин принимают отрезки дороги с одинаковой шириной обочин. Если ширина правой и левой обочин разная, в расчёт принимают меньшую. При выделении характерных участков не учитывают колебания ширины обочины в пределах до 0, 10 м при общей ширине обочины до 1, 5 м и в пределах до 0, 20 м при ширине обочины более 1, 5 м. В случае изменения ширины обочины на величину больше указанных (0, 1 м и 0, 20 м) участок выделяют в характерный.

В случае когда проезжая часть и краевые укреплённые полосы или проезжая часть и укреплённые обочины имеют один тип покрытия и между этими элементами нет четко видимых различий (например, для гравийных и щебеночных покрытий), ширину краевых укреплённых полос или укреплённых обочин условно принимают по формуле

, м, где (9.9)

а_У — ширина краевой укреплённой полосы или укреплённой обочины, имеющих одинаковый с проезжей частью тип покрытия, м;

В_У — общая ширина укреплённой поверхности, имеющая один тип покрытия, м;

В_О — оптимальная ширина укреплённой поверхности, соответствующая данной интенсивности движения, м (табл. 9.12).

Таблица 9.8

Значения частного коэффициента обеспеченности расчётной скорости К_РС1, учитывающего
влияние ширины основной укреплённой поверхности дороги для двухполосных дорог

Таблица 9.11

Для многополосных магистралей

Таблица 9.12

Таблица 9.13

Значения частного коэффициента обеспеченности расчётной скорости К_РС2,

учитывающего влияние ширины и состояния обочин

Примечания: 1. При наличии на обочине крупных промоин, продольной колеи вдоль кромки проезжей части или краевой укреплённой полосы, а также при расположении повер­хности обочины выше или ниже поверхности покрытия на проезжей части или краевой полосе более чем на 40 мм значения К_РС2 принимают как для неукреплённой обочины, независимо от типа укрепления. 2. Значения К_РС2 для обочин, укрепленных засевом трав, принимают, когда на всей ширине укреплённой полосы имеется сплошной травяной покров не более 5 см. При наличии на полосе, укреплённой засевом трав, разрушений травяного покрова, значения К_РС2 принимают как для неукреплённой обочины.

Для трёхполосных дорог или проезжей части автомагистралей с тремя полосами движения оптимальную ширину укреплённой поверхности принимают 12, 75 м, для четырёхполосной проезжей части автомагистралей — 16 м.

В случае когда на всей ширине обочины устроен один тип укрепления, значения К_РС2 принимают по табл. 9.13 в зависимости от общей ширины обочины для данного типа укрепления. Аналогично принимают значения К_РС2 при отсутствии укрепления на всей ширине обочины.

При наличии на обочине краевой укреплённой полосы и (или) укреплённых различными материалами, а также неукреплённых полос значения К_РС2 определяют как средневзвешенную величину для данных типов укрепления по формуле:

, где (9.10)

b_i — ширина полосы обочины с различным типом укрепления, м;

К_РС2i — величина коэффициента обеспеченности расчетной скорости для данного типа укрепления полосы, принятая из предположения, что этот тип укрепления распространяется на всю ширину обочины;

В_ОБ — общая ширина обочины, м;

n — количество типов укреплений на обочине.

Частный коэффициент К_РС3 определяют в зависимости от интенсивнос­ти и состава движения по формуле:

, где (9.11)

DК_РС — снижение коэффициента обеспеченности расчётной скорости под влиянием интенсивности и состава движения, значение которого приведено в табл. 9.14 и 9.15.

Таблица 9.14

Значения DК_РС, учитывающего влияние интенсивности и состава движения,

на двухполосных и трёхполосных дорогах

Примечание. b — коэффициент, учитывающий состав транспортного потока. Численно равен доле грузовых автомобилей и автобусов в потоке.

За характерный по интенсивности и составу движения принимают отрезок дороги, на котором эти показатели одинаковы и отличаются более чем на 15—20 % от показателей на смежных участках. Интенсивность и состав движения принимают по результатам наблюдений в тёплый период года.

Частный коэффициент К_РС4 определяют по величине продольного уклона для расчётного состояния поверхности дороги в весенне-осенний период года и фактического расстояния видимости поверхности дороги при движении на подъём (табл. 9.16) и на спуск (табл. 9.17). При этом между точками перелома продольного профиля допускается принимать величину уклона постоянной, без учёта его смягчения на вертикаль­ных кривых.

Частный коэффициент К_РС4 принимают для мокрого чистого покрытия на участках, где ширина укреплённой обочины из асфальтобетона, цементобетона или из материалов, обработанных вяжущими вместе с краевой укреплённой полосой, составляет 1, 5 м и более. На других участках значения К_РС4 принимают для мокрого загрязнённого покрытия.

Таблица 9.15

Значения DК_РС, учитывающего влияние интенсивнос­ти и состава движения на автомагистралях

Таблица 9.16

Значения частного коэффициента обеспеченности расчётной скорости К_РС4, учитывающего
влияние продольных уклонов при движении на подъём

Таблица 9.17

Значения частного коэффициента обеспеченности расчётной скорости К_РС4, учитывающего влияние продольных уклонов и видимость поверхности дороги при движении на спуск

На каждом участке из двух значений К_РС4 (одно для движения на подъём, другое — на спуск) выбирают меньшее и заносят в линейный график.

Частный коэффициент К_РС5 определяют по величине радиуса кривой в плане и уклона виража по табл. 9.18 для расчётного состояния поверхности дороги в весенне-осенний период года, которое принимают с учётом типа и ширины укрепления обочин. В длину участка кривой в плане включают длину круговой и переходных кривых. Кроме того, при радиусах закругления 400 м и менее в длину участка включают зоны влияния по 50 м от начала и конца кривой. На кривых более 1500 м, а также в промежутках между смежными участками кривых в плане принимают К_РС5=КП_Н.

Таблица 9.18

Значения частного коэффициента обеспеченности расчётной скорости К_РС5, учитывающего
влияние радиуса кривых в плане и поперечного уклона виража

Примечание. Знак – соответствует обратному поперечному уклону проезжей части на кривой в плане.

Частный коэффициент К_РС6 определяют по величине суммы неровностей покрытия проезжей части (табл. 9.19). В расчёт принимают худший из показателей ровности для различных полос на данном участке.

Таблица 9.19

Значения частного коэффициента обеспеченности расчётной скорости К_РС6, учитывающего
продольную ровность покрытия

Частный коэффициент К_РС7 определя­ют по измеренной величине коэффициента сцепления, при расстоянии видимости поверхности дороги, равном нормативному для данной категории дороги (табл. 9.20). В расчёт принимают наиболее низкий из коэффициентов сцепления по полосам движения на данном участке.

Частный коэффициент К_РС8 определяют в зависимос­ти от состояния покрытия и прочности дорожной одежды только на тех участках, где визуально установлено наличие трещин, колейнос­ти, просадок или проломов, а коэффициент обеспеченности расчётной скорости по ровности меньше нормативного для данной категории дороги (К_РС6 < КП_Н). Величину К_РС8 определяют по формуле (9.12):

Таблица 9.20

Значения частного коэффициента обеспеченности расчётной скорости К_РС7, учитывающего
влияние коэффициента сцепления колеса с покрытием

Примечания: 1. Коэффициенты сцепления даны для скорости 60 км/ч, шины с рисунком и мокрого покрытия из цементобетона, асфальтобетона, а также из щебня и гравия, обработанных вяжущими.

2. При величинах коэффициентов сцепления более 0, 50 принимают К_РС7=КП_Н.

, где (9.12)

r_ср — средневзвешенный показатель, учитывающий состояние покрытия и прочность дорожной одежды на однотипном участке:

, где (9.13)

r_i и – соответствующие показатель и протяжённость частных микроучастков i с практически одинаковым состоянием дорожной одежды;

n — количество частных микроучастков в составе однотипного участка.

Виды дефектов и их оценка в баллах и соответствующие значения показателя r_i для вычисления К_РС8 даны в табл. 9.21.

Таблица 9.21

Значение показателя r, учитывающего состояние покрытия и прочность дорожной одежды

Окончание таблицы 9.21

Примечания: *. Дорожные одежды переходного типа;

**. На прочность нежёстких одежд влияет мало;

***. Характерно для цементобетонных покрытий.

Частный коэффициент К_РС9 определяют в зависимости от величины параметров колеи в соответствии с табл. 9.22.

Таблица 9.22

Значения частного коэффициента обеспеченности расчетной скорости К_РС9, учитывающего
ровность в поперечном направлении

Частный коэффициент К_РС10 определяют на основе сведений о дорожно-транспортных происшествиях (ДТП) по величине коэффициента относительной аварийности. В качестве характерных по безопасности движения выделяют отрезки дороги длиной по 1 км, на которых за последние 3 года произошли ДТП. Для каждого такого участка вычисляют относительный коэффициент аварийности по формуле