Меню

Рейка для измерения ровности асфальтобетонного покрытия



рейка для измерения ровности асфальтобетонного покрытия

Изобретение относится к области дорожного строительства, в частности к техническим средствам оперативного контроля качественных параметров сооружаемого и эксплуатируемого покрытия из асфальтобетона. Рейка для измерения ровности покрытия представляет собой балку, снабженную опорной базовой поверхностью, которая выполнена на двух выступах, размещенных по краям балки вдоль всей ее длины, при этом балка выполнена с поперечным сечением в виде прямоугольного замкнутого короба, вертикальные стенки которого образуют вышеупомянутые выступы. Изобретение обеспечивает повышение точности измерений ровности асфальтобетонного покрытия за счет уменьшения поперечного поворота балки. 4 ил.

Формула изобретения

Рейка для измерения ровности асфальтобетонного покрытия выполненная в виде балки, снабженной опорной базовой поверхностью, расположенной на выступах, размещенных по краям ее опорной части вдоль всей ее длины, отличающаяся тем, что балка выполнена с поперечным сечением в виде прямоугольного замкнутого короба, вертикальные стенки которого образуют вышеупомянутые выступы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области дорожного строительства, в частности к техническим средствам оперативного контроля качественных параметров сооружаемого и эксплуатируемого покрытия из асфальтобетона.

Среди основных параметров, характеризующих качество дороги с твердым покрытием, является ровность последнего, задающая в конечном итоге характер динамического взаимодействия системы «автомобиль-дорога». При неудовлетворительной ровности дороги вертикальные колебания массы автомобиля вызывают дополнительные, трудно учитываемые нагрузки на конструктивные слои дорожной одежды, приводящие к преждевременному ее разрушению или, другими словами, к снижению срока службы. Ровность дороги, как параметр, определяется действующими государственными стандартами в виде расстояния от базовой поверхности инструмента, именуемого рейкой, до поверхности асфальтобетонного покрытия. При этом указанное выше расстояние ограничивается диапазоном от 1 мм до 10 мм, разбитым на три ряда, содержащим характеристику величин просветов в процентном отношении, в зависимости от которых качество ровности определяется оценками «отлично», «хорошо» и «удовлетворительно». Например оценки «отлично» заслуживает качество покрытия, у которого в результате проведенных измерений число просветов до 3 мм составляет 95%, более 5 мм — не превышает одного процента, при этом наибольший просвет ограничивается 7 мм. Естественно, что измерение ровности проводят на стадии строительства дороги, т.е. в период, когда возможно исправление части дефектов. Однако осуществляют и регулярное измерение ровности на сданных в эксплуатацию дорогах с целью определения рационального скоростного режима движения транспорта, что прямо связано с ровностью покрытия.

Известна конструкция рейки для измерения ровности дорожного асфальтобетонного покрытия, выполненная в виде балки, длиною не менее 3 м. Рейка может быть образована из ряда стыкуемых в рабочем положении частей, что делает ее удобной при транспортировке и хранении (1). Жесткость балки 1 (фиг. 1) в поперечном направлении достигается за счет различных форм сечения, наиболее распространенными из которых являются коробчатые и двутавровые. Основным техническим требованием к рейке является ровность ее нижней опорной части 2, образующей одновременно и базовую поверхность шириной 50+ — 1 мм, относительно которой и осуществляют измерение неровности покрытия, коим является просвет между последним и базовой поверхностью. Измерение проводят с помощью клина 3 ступенчатой формы, вводимого в просвет до плотного прилегания одной из ступней к базовой поверхности 2 при условии надежного опирания клина 3 на поверхность покрытия. Каждая ступень имеет строго фиксированный размер по высоте. Измерения осуществляют в пяти контрольных точках, расположенных через 0,5 метра друг от друга по длине рейки. Как правило рейка снабжена комплектом дополнительных измерительных инструментов, которые на чертеже не показаны.

Основным недостатком конструкции рейки-прототипа является низкая точность получаемых результатов. Одной из существенных причин этого является сплошность опорной базовой поверхности 2, ширина которой как указано выше, ограничена ГОСТом — 50+ — 1 мм. Как показывает практика использования рейки 1, она oпиpаетcя на покрытие в лучшем случае в нескольких точках, как это изображено на фиг. 1, так как поверхность покрытия не является идеально ровной даже при полном соблюдении всех технологических требований при его сооружении, а представляет собой чередование выступов и впадин, высота и глубина которых должны находиться в строгом размерном диапазоне, определяемом государственным стандартом. При этом, имея сплошную опорную поверхность, рейка может быть установлены с боковым перекосом из-за поперечных неровностей поверхности покрытия, коими могут быть выступающие фрагменты каменного материала — наполнителя асфальтобетонной смеси. Описанное положение рейки 1 показано на фиг. 2 и 3, где соответственно даны: сечение А-А в месте ее опирания на покрытие и сечение Б-Б в месте просвета. Идентичность наклона всех сечений рейки по ее длине гарантировано высокой поперечной и продольной жесткостью образующей ее балки. В этом случае измерительный клин 3, вводимый с любой стороны для измерения величины одного и того же просвета, даст различные результаты (фиг. 3). При этом ни один из них не будет отвечать действительному размеру просвета. Таким образом, неоднозначность результатов измерений рейкой-прототипом сказывается на точности этого прибора, делая ее неопределенной.

Целью изобретения является повышение точности измерений ровности асфальтобетонного покрытия как на стадии его сооружения, так и на стадии эксплуатации.

Указанная цель достигается тем, что рейка для измерения ровности асфальтобетонного покрытия, выполненная в виде балки с опорной базовой поверхностью, обращенной к покрытию, снабжена двумя выступами, расположенными по краям опорной части балки вдоль всей ее длины, а опорная базовая поверхность выполнена на этих выступах.

Предлагаемая конструкция рейки отличается от известной тем, что расположение базовых поверхностей на боковых выступах дает возможность образовать пазуху или впадину под большей частью опорной поверхности рейки, что уменьшает вероятность влияния неровностей покрытия на поперечное позиционирование рейки, которые оказываются в этом случае между выступами. Это ведет к увеличению точности измерения ровности покрытия.

На фиг. 1, 2, 3 схематично изображен общий вид рейки-прототипа и ее поперечные сечения в рабочем положении. На фиг. 4 изображено поперечное сечение рейки предлагаемой конструкции в месте ее опирания на покрытие.

Рейка 1 предлагаемой конструкции выполнена в виде традиционной для приборов данного назначения балки длиною не менее 3 метров, разделенной на три отрезка одинаковой величины, связанных между собой стыковочными узлами (не показаны). Для придания жесткости в продольном и поперечном направлениях сечение балки представляет собой прямоугольный замкнутый короб с толщиной всех стенок 2,5 мм. Размеры поперечного сечения равны 100 х 50 мм. При этом один из меньших торцов короба выбран опорным и снабжен выступами 4 с высотой 2,5 мм и шириной 5 мм, которые выполнены по краям балки вдоль всей ее длины. Нижняя опорная кромка выступов 4 является базовой поверхностью 2 для измерения ровности покрытия. Между выступами, таким образом, образована пазуха, открытая со стороны поверхности покрытия, с высотой 2,5 мм и шириной 40 мм.

Использование рейки предлагаемой конструкции не отличается от использования рейки-прототипа. При измерении ровности асфальтобетонного покрытия ее укладывают на последнее, опирая на выступы 4. Затем в просветы вводят измерительный клин 3 в пяти точках на расстоянии 0,5 — 1,0 м от левой и правой кромок покрытия, После этого осуществляют статистическую обработку данных для выявления оценки качества покрытия. Точность проводимых измерений, как показали испытания опытных образцов, изготовленных в ТОО «ФУТУРУМ», оказалась на 30-40% выше, т.е. более соответствующей реальной величине высоты просветов, чем у рейки с той же шириной базовой опорной поверхности, но выполненной сплошной. Таким образом, выполнение базовых поверхностей на выступах в значительной мере уменьшает вероятность поворота поперечного сечения балки, повышая тем самым точность измерения ровности покрытия.

Источники информации
1. Тулаев А.Я. Операционный контроль качества земляного полотна и дорожных одежд. М.: Транспорт, 1985 г., с. 191.

Источник

Рейка для измерения ровности асфальтобетонного покрытия

ГОСТ Р 56925-2016

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ДОРОГИ АВТОМОБИЛЬНЫЕ И АЭРОДРОМЫ

Методы измерения неровностей оснований и покрытий

Automobile roads and airfields. Uneveness measurement methods for base courses and pavements

Дата введения 2016-10-01

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Научно-исследовательским институтом ЗАО «Союздорнии»

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 «Строительство»

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

5 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Март 2019 г.

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ «О стандартизации в Российской Федерации» . Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на методы измерений неровностей поверхности оснований и покрытий автомобильных дорог, улиц в городах и сельских поселениях, а также аэродромов в период их строительства (реконструкции) и эксплуатации.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие документы:

ГОСТ 10528 Нивелиры. Общие технические условия

ГОСТ 4754 Шины пневматические для легковых автомобилей, прицепов к ним, легких грузовых автомобилей и автобусов особо малой вместимости. Технические условия.

ГОСТ 33220 Дороги автомобильные общего пользования. Требования к эксплуатационному состоянию.

ГОСТ Р 8.568 Государственная система обеспечения единства измерений. Аттестация испытательного оборудования. Основные положения

СП 78.13330.2012 «СНиП 3.06.03-85 Автомобильные дороги»

СП 121.13330.2012 «СНиП 32-03-96 Аэродромы»

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов (сводов правил) в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если заменен ссылочный документ, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого документа с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого документа с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку. Сведения о действии сводов правил целесообразно проверить в Федеральном информационном фонде стандартов.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 рейка: Приспособление в виде жесткого прямолинейного стержня, прикладываемого к поверхности основания (покрытия) дороги (аэродрома) в целях выявления просветов между стержнем и поверхностью.

3.2 просвет под рейкой: Зазор между нижней гранью рейки и поверхностью основания (покрытия) дороги (аэродрома).

3.3 клиновой промерник: Приспособление в виде клина, на одной из граней которого нанесены деления для определения значения просвета под рейкой.

3.4 отметка относительная: Величина отсчета по нивелирной рейке, приведенная к единому высотному уровню и взятая по отношению к нему с положительным знаком.

3.5 продольная ровность: Продольный микропрофиль поверхности оснований и покрытий, содержащий волны неровностей в диапазоне 0,5-60 м на полосе наката на дороге и 0,5-100 м на взлетно-посадочной полосе аэродрома.

3.6 полоса наката: Часть полосы движения на поверхности проезжей части дороги, подвергающаяся наиболее частому воздействию колес транспортных средств.

3.7 полоса движения: Продольная полоса проезжей части дороги, по которой происходит движение транспортных средств в один ряд.

3.8 ряд покрытия аэродрома: Одна из продольных полос аэродромного покрытия.

3.9 волна неровностей: Неровность, характеризуемая длиной волны и амплитудой.

3.10 полосовой фильтр: Фильтр, пропускающий заданный диапазон частот.

3.11 пространственная частота неровностей: Величина, обратная длине волны неровностей.

3.12 амплитудно-частотная характеристика устройства; АЧХ: Соотношение между амплитудой сигнала на выходе устройства и его входе для различных частот входного сигнала.

3.13 спектральная плотность мощности; СПМ: Предел отношения среднеквадратичного значения сигнала в полосе частот к ширине этой полосы при стремлении последней к нулю.

3.14 спектральная плотность мощности смещения: Спектральная плотность мощности изменения величин ординат микропрофиля.

3.15 профилометр: Измерительный прибор для регистрации микропрофиля поверхности.

4 Измерения рейкой с клиновым промерником

4.1 Требования к рейке и клиновому промернику

4.1.1 Длина рейки должна быть (3000±2) мм.

4.1.2 Прогиб рейки от собственной массы в середине пролета длиной 2900 мм не должен превышать 0,4 мм.

4.1.3 Ширина опорной грани рейки должна быть (50±2) мм.

4.1.4 Отклонение опорной грани рейки от плоскостности не должно превышать 0,2 мм; допускается вместо отклонения от плоскостности измерять отклонение от прямолинейности продольного профиля поверхности опорной грани рейки, которое не должно превышать 0,2 мм.

4.1.5 Отклонение боковой грани рейки от прямолинейности не должно превышать 10 мм на всей длине рейки.

4.1.6 На боковых гранях рейки должно быть пять меток, указывающих места измерений просветов под рейкой; шаг меток (500±2) мм; расстояние от крайних меток до торцов рейки (500±2) мм.

4.1.7 Клиновой промерник должен иметь две плоские грани шириной (50±0,5) мм; угол между поверхностями граней должен быть в пределах 5°45’±5′.

4.1.8 Одна из граней клинового промерника должна иметь поперечные риски; шаг рисок (10±0,1) мм; риски должны иметь цифровые обозначения от 1 до 15.

4.1.9 Рейка и клиновой промерник должны быть аттестованы в соответствии с требованиями ГОСТ Р 8.568.

4.2 Подготовка к измерениям

4.2.1 Длину участка измерений следует принимать в пределах 300-400 м.

4.2.2 Суммарная длина участков измерений должна составлять не менее 10% длины контролируемого покрытия (основания) в однорядном исчислении.

4.2.3 Поверхность участка измерений должна быть чистой.

4.3 Проведение измерений

4.3.1 Измерение на дорогах и улицах следует проводить, прикладывая рейку к поверхности основания (покрытия) на расстоянии 0,5-1,0 м от края полосы движения, а на аэродромах — по оси ряда (полосы).

Примечание — При многополосной проезжей части дороги рейку следует прикладывать на расстоянии 0,5-1,0 м от границы каждой полосы движения.

4.3.2 При каждом приложении рейки следует измерять значения просветов под рейкой в пяти местах, соответствующих меткам на боковых гранях рейки.

4.3.3 Измерение следует осуществлять непрерывно по всей длине выбранного участка. При каждом следующем приложении рейки ее начало должно совпадать с концом рейки в ее предыдущем приложении.

4.4 Обработка данных и представление результатов измерений

4.4.1 Общее число измерений следует принять за 100% и определить число просветов под рейкой, превышающих максимально допустимое значение, установленное СП 78.13330, СП 121.13330 и ГОСТ 33220, и число просветов, меньших минимально допустимого значения, установленного теми же документами. Число просветов следует определять с точностью до 0,1%. Следует также найти наибольшее значение просвета. Значения просветов, полученные при измерениях на вертикальных кривых, следует корректировать, используя данные, приведенные в приложении А.

5 Измерения нивелиром и нивелирной рейкой

5.1 Требования к нивелиру и нивелирной рейке

5.1.1 Нивелир и рейка должны быть технически исправны, поверены и отвечать требованиям ГОСТ 10528.

5.1.2 Опорный торец нивелирной рейки должен быть снабжен насадкой с полусферическим подпятником.

5.2 Подготовка к измерениям. Проведение измерений

5.2.1 Длина участка измерений должна быть не менее 400 м.

5.2.2 Места установки нивелирной рейки должны быть расположены на одной линии, находящейся на расстоянии 0,5-1,0 м от кромки основания (покрытия) дороги или на оси основания (покрытия) аэродрома. Места установки должны быть обозначены метками. Шаг меток (5±0,05) м.

5.2.3 Измерения следует проводить, последовательно устанавливая нивелирную рейку на каждую из меток.

5.3 Обработка данных и представление результатов измерений

5.3.2 По относительным отметкам точек поверхности в местах разметки определяют отклонения этих точек от прямой линии, проходящей через предыдущую ( i-k ) и последующую ( i+k ) точки (см. рисунок 1) по формуле

где — относительная отметка точки, для которой определяется отклонение;

и — относительные отметки предыдущей и последующей точек соответственно;

i — номер точки, для которой определяется отклонение;

i-k и i+k — порядковые номера предыдущей и последующей точек соответственно;

— поправка, учитывающая радиус вертикальной кривой.

Поправку вводят при обработке измерений, проведенных на участках вертикальных кривых в продольном профиле дороги (аэродрома).

Значение поправок для выпуклых кривых в формуле (1) прибавляют, а для вогнутых — вычитают.

Для прямой линии длиной 10 м, относительно которой определяют отклонение h , предыдущая и последующая точки отстоят от точки i на 5 м и имеют порядковые номера i -1 и i +1 соответственно.

Для прямой линии длиной 20 м предыдущая и последующая точки отстоят от точки i на 10 м и имеют порядковые номера i -2 и i +2 соответственно.

Для прямой линии длиной 40 м предыдущая и последующая точки отстоят отточки i на 20 м и имеют порядковые номера i -4 и i +4 соответственно.

Значения поправок приведены в приложении Б. Для значения радиуса кривых, не отраженных в приложении Б, значение поправки в миллиметрах можно вычислить по формуле

где L — длина прямой между смежными точками, м;

R — радиус вертикальной кривой, м.

5.3.3 Общее число полученных значений следует принять за 100% и с точностью до 0,1% вычислить число значений меньше установленных СП 78.13330 и СП 121.13330. Следует также найти наибольшую величину , с точностью до 0,1 мм.

Примечание — Для исключения использования поправок при обработке данных необходимо:

— провести интерполяцию полученного массива относительных отметок точек h с шагом 0,05 м;

— профильтровать полученный массив данных полосовым фильтром Баттерворта четвертого порядка в диапазоне длин волн 0,5-60 м для дорог и 0,5-100 м для аэродромов;

— провести обратную интерполяцию с шагом 5 м;

— обработать полученный массив, используя формулу (1); при этом поправка равна нулю.

6 Измерения с применением автомобильной установки ПКРС

6.1 Требования к автомобильной установке

6.1.1 Автомобильная установка ПКРС [1], [2] состоит из автомобиля, прицепного одноколесного прибора, оборудованного датчиком ровности, и установленного в автомобиле пульта управления.

6.1.2 Основные параметры прицепного прибора:

— размеры шины (ГОСТ 4754), дюймы — 6,45-13;

— тип протектора — гладкий;

— давление воздуха в шине, МПа — 0,17±0,02;

— нагрузка на колесо, кН — 3±0,03;

— максимальное радиальное биение шины, мм — 2±0,2;

— максимальный статический дисбаланс колеса, г/см — 50±5.

6.1.3 Параметры, относящиеся к измерению ровности:

— измеряемая величина (показатель ровности) — интенсивность (уровень) вертикальных колебаний прицепного прибора относительно подрессоренного кузова, выражаемая в виде суммарного сжатия подвески на 1 км дороги (см/км);

— скорость движения при измерении ровности, км/ч — 50;

— собственная частота свободных колебаний кузова прицепного прибора, Гц — 0,8±0,1.

6.2 Подготовка к измерениям

6.2.1 Каждая установка подлежит государственному метрологическому контролю и надзору в порядке, установленном законодательством государства.

6.2.2 Перед началом сезона проведения измерений следует выполнять в соответствии с инструкцией по эксплуатации и обслуживанию установки следующие работы:

— проверка механической части прицепного прибора — надежность крепления прицепного прибора, затяжка крепежных деталей, трение и демпфирование в подвеске, исправность привода датчика ровности (тахогенератора);

— проверка и юстировка спидометра автомобиля;

— балансировка колес, проверка радиального биения шины.

6.3 Требования к участкам для проведения измерений. Проведение измерений

6.3.1 Каждая полоса перед проведением измерений должна быть очищена от щебня, песка и посторонних предметов.

6.3.2 При проведении измерений необходимо в процессе проезда выдерживать заданную скорость с точностью ±2 км/ч.

6.4 Обработка данных и представление результатов измерений

6.4.1 Правила обработки данных и форму представления результатов измерений принимают по [1], [2].

6.4.2 При измерениях неровностей покрытий аэродромов измерителем типа ИРПАП правила обработки данных и форму представления результатов измерений принимают по [3], [4], [5].

7 Измерения с применением дорожных профилометров (ДП)

7.1 Устройство профилометра

Профилометр представляет собой автомобиль, на котором размещены необходимые датчики и компьютер, обеспечивающие измерение и регистрацию высотных отметок поверхности движения в полосе длин волн неровностей 0,5-60 м для автомобильных дорог и 0,5-100 м для аэродромов.

Для профилометров, использующих инерционную базу отсчета, ось датчика, измеряющего расстояние между датчиком ускорения и поверхностью покрытия, должна быть перпендикулярна поверхности покрытия и находиться на одной линии с чувствительной осью акселерометра [6].

7.2 Требования к профилометру

Требования к профилометрам приведены в таблице 1.

Значение характеристик для профилометров класса

Источник

Читайте также:  Как подразделяют измерения по точности

Сравнить или измерить © 2021
Внимание! Информация, опубликованная на сайте, носит исключительно ознакомительный характер и не является рекомендацией к применению.

Классы МПК: E01C23/07 устройства с приборами для оценки качества поверхности дорожного покрытия и с приспособлениями для нанесения материалов в количествах, пропорциональных степени измеренной неровности
G01B3/04 жесткие
Автор(ы): Медрес Л.П. , Сац И.Я. , Чугаев Г.Л. , Тимошенко А.И. , Иевлев В.М.
Патентообладатель(и): Медрес Лев Петрович,
Сац Иосиф Яковлевич
Приоритеты: