20.2. Порядок сезонного ограничения движения

Известно, что значительная часть существующих автомобильных дорог общего пользования в настоящее время не отвечает требованиям современного движения и нуждается в комплексе мероприятий, повышающих качество дорог и безопасность дорожного движения. В условиях недостаточной прочности дорожных одежд и ограниченного финансирования дорожных работ сезонное ограничение движения тяжеловесных (Тяжеловесными транспортными средствами считаются автомобили и автопоезда, вызывающие преждевременный износ автомобильных дорог и сокращение межремонтных сроков службы дорожных одежд и покрытий.) транспортных средств по осевым нагрузкам является важнейшим мероприятием для обеспечения сохранности автомобильных дорог в процессе эксплуатации.

Потребность в сезонном ограничении движения возникает в случаях, когда дорожные конструкции либо не рассчитаны на пропуск тяжеловесных нагрузок, либо их несущая способность (прочность) не отвечает требованиям, предъявляемым по условиям движения (при коэффициенте прочности, равном отношению фактического модуля упругости к требуемому, К_ПР< 1), и нет возможностей для своевременного осуществления ремонта (усиления) дорожной одежды.

Решение о введении временного ограничения движения транспортных средств на федеральных автомобильных дорогах принимается Государственной службой дорожного хозяйства (Росавтодором) Министерства транспорта Российской Федерации, а на других дорогах общего пользования - органами исполнительной власти субъектов Российской Федерации. Утверждается порядок введения и сроки действия временного ограничения движения. Принятое решение доводится до заинтересованных лиц с помощью средств массовой информации. Дорожные организации разрабатывают схемы организации движения, согласовывают их с органами ГИБДД, обеспечивают установку дорожных знаков, ограничивающих осевые нагрузки транспортных средств, и организуют весовой контроль на соответствующих участках дороги. Ограничение движения, как правило, не распространяется на рейсовые автобусы и автомобили, перевозящие скоропортящиеся продукты питания и медицинские препараты, а также автомобили аварийной, пожарной и медицинской служб.

Начало и конец периода ограничения движения определяют по результатам ежедневных испытаний дорожной одежды на контрольных точках [107], сопоставляя фактически измеренные прогибыl_фконструкции с предельно допускаемыми значениямиl_доппо условиям движения. Период снижения несущей способности дорожных конструкций, когдаl_ф>l_доп, соответствует периоду ограничения движения тяжеловесных транспортных средств.

Значение предельно допускаемого прогиба устанавливается расчётом в соответствии с ОДН 218.1.052-2002[107] или приближённо, проведением последовательно испытаний нагрузкой одних и тех же контрольных точек в разные сезоны года, когда принимается за допускаемое значение прогиба в начале осеннего недождливого периода (Апестин В.К., Дудаков А.И., Стрижевский А.М. Основные принципы сезонного ограничения движения и оценки ущерба от проезда по дорогам тяжеловесных автотранспортных средств. - М., 1996. - С. 81-91. - (Сб. тр. / ГП "Росдорнии"; Вып. 2).

Ориентировочно продолжительность неблагоприятного (весеннего) периода в сутках Т_огрв районах с сезонным промерзанием грунтов земляного полотна допускается определять по формуле

где                                                                                                                     (20.1)

h_np- глубина промерзания грунта земляного полотна в см;

V_от- среднесуточная скорость оттаивания, равная 1-3 см/сут (определяют по скорости опускания нулевой изотермы, приведённой в климатических справочниках).

Для определение даты начала периода ограничения движения возможно использовать [56] специальные стационарные посты контроля температуры грунта земляного полотна. Оборудование стационарного поста включает измерительный прибор типа ЭТП-М и обсадные устройства (зонды), устанавливаемые в дорожную конструкцию (рис. 20.1) в непосредственной близости от контрольной точки, используемой для испытания дорожной одежды нагрузкой.

Рис. 20.1. Размещение зондов в дорожной конструкции: 1 - ключ; 2 - крышка; 3 - оголовок; 4 - пластиковая труба; 5 - наконечник с масляной ванной; 6 - покрытие; 7 - основание дорожной одежды; 8 - грунт земляного полотна

Замеры начинают, когда дневная температура воздуха весной в течение двух-трёх дней уже не опускается ниже 0°С. По результатам замеров температуры грунта, проводимых в течение 5-7 дней, прогнозируют дату достижения грунтом температуры его оттаивания. Установлено, что суглинистые и глинистые грунты оттаивают при температуре 2-4°С, а супесчаные и песчаные - от 0 до 2°С. По моменту достижения этих температур вводят начало ограничения движения тяжеловесных транспортных средств.

Начиная с 60-х гг., было предложено несколько способов ограничения движения по осевым нагрузкам. Однако они не учитывали реальный запас прочности дорожной одежды на многократно повторяющееся действие транспортных нагрузок в пределах остаточного срока службы конструкции. Известно также решение, которое недопустимо ориентируется на расчётную прочность дорожной одежды, достаточную только для одного текущего года работы. В результате допустимая интенсивность движения завышалась или занижалась более чем в 2-3 раза.

Более точно сезонное ограничение движения осуществляют из условия обеспечения работоспособности дорожной конструкции в пределах расчетного межремонтного срока службы дорожной одежды или до планируемого начала производства работ по её усилению [107]. Во всех случаях пропускаемое суммарное движение, приведённое к расчётным автомобилям, в оставшийся период эксплуатацииt_ост=Т_н-t_фне должно превышать ресурса дорожной одежды (предельно возможное количество проездов расчётных нагрузок, при котором достигается расчётный уровень надёжности конструкции и предельное состояние покрытия по ровности). ЗдесьТ_ниt_ф- соответственно нормативный межремонтный (расчётный) срок службы дорожной одежды (см. раздел11.3) и фактический период её эксплуатации до рассматриваемого момента времени.

Допустимую интенсивность движения расчётных автомобилей на полосу N_дв первый год после проведения полевых испытаний определяют с учётом изменения интенсивности движения во времени по геометрической профессии [107]:

где                                                                                                    (20.2)

(20.3)

где                                                                                           (20.4)

q- показатель роста интенсивности движения во времени (q> 1);

t_ост- время до планируемого начала работ по усилению дорожной одежды или время в пределах оставшегося периода её эксплуатации до ремонта (t_ост=t_p-t_ф);

 - параметр для капитальных, облегченных и переходных дорожных одежд, соответственно = 0,12; 0,148 и 0,171;

*- коэффициент, учитывающий агрессивность воздействия расчётных автомобилей в разных погодно-климатических условиях (*= 0,7-3,5);

А;В- эмпирические коэффициенты, принимаемые при статическом нагружении дорожных конструкций колесом автомобиля соответственно 125 и 68 МПа; при динамическом нагружении 145 и 77 МПа;

Е_ф- фактический модуль упругости дорожной конструкции, соответствующий расчётному уровню надёжности нежёсткой дорожной одежды, МПа;

X_i- параметр, зависящий от допускаемой вероятности повреждения покрытий (X_i= 1,05-1,6);

К_си- коэффициент, учитывающий сопротивление конструктивных слоев сдвигу и растяжению при изгибе в разных ДКЗ (К_си= 1,09-1,92);

К_пр- коэффициент относительной прочности дорожной одежды (К_пр= 0,63-1,0);

К_рег- региональный коэффициент, принимаемый равным 0,85 и 1,0 соответственно для V и остальных дорожно-климатических зон;

К_z - коэффициент, учитывающий влияние фактической интенсивности движения (К_z = 0,3-1,07).

Дорожные знаки, ограничивающие осевые нагрузки транспортных средств в период сезонного ограничения движения, должны соответствовать наибольшим осевым нагрузкам грузовых автомобилей, допускаемых для проезда по недостаточно прочным участкам. Определение типов таких автомобилей осуществляют методом последовательного исключения из состава движения отдельных автомобилей, добиваясь примерного равенства допустимой и фактической интенсивности движения, приведённой к расчётным нагрузкам:

где                                                                                                    (20.5)

f- коэффициент, принимаемый в зависимости от количество полос движения на дороге (табл. 20.2);

N_ф- интенсивность движения транспортного потока после исключения тяжеловесных транспортных средств, авт/сут;

 - количество типов автомобилей, остающихся на дороге после исключения из состава движения тяжеловесных транспортных средств;

_j;p_j- соответственно коэффициент приведения и доляj-того автомобиля, допускаемого для движения в период сезонного ограничения движения. Коэффициенты приведения автомобилей_jк расчётным назначают с учётом типа дорожной одежды.

Таблица 20.2

Рекомендуется прежде всего исключать из состава движения тяжёлые транспортные средства, оказывающие наибольшее разрушающее воздействие на дорожные одежды. Однако выбор типов автомобилей для ограничения в целом является технико-экономической задачей. Можно рассматривать снятие с дороги как тяжелых, так и лёгких грузовых автомобилей, но при условии, чтобы суммарное количество проездов автомобилей, приведенных к расчётным автомобилям, не превышало допустимой интенсивности движения.

Ориентировочно допустимые осевые нагрузки грузовых автомобилей в зависимости от коэффициента прочности дорожной одежды можно определить по табл. 20.3, справедливой для средних условий.

Таблица 20.3

Пучинистые участки и участки с остаточным фактическим сроком службы дорожной одежды Т_ф< 1 года целесообразно полностью закрывать для движения грузовых автомобилей в весенние периоды года. Фактический срок службы дорожной одежды при отсутствии ограничений движения, годы:

где                                                                                       (20.6)

N_c- фактическая интенсивность движения на дороге, приведённая к расчётному автомобилю, до ввода ограничения движения, авт./сут.

В период сезонного ограничения движения при фактическом сроке службы дорожной одежды Т_ф> 1 года допускается по технико-экономическим соображениям строго контролируемый пропуск транспортных средств со сверхдопустимой осевой нагрузкой, но при условии компенсации ущерба владельцами транспортных средств и недопущения перехода дорожных одежд в предельное состояние по прочности в течение одного сезона года. Такой подход правомерен в условиях недостаточной прочности дорожных конструкции (Постановление Конституционного суда России по делу о проверке конституционности постановления Правительства Российской Федерации от 26.09.95 № 962 «О взимании платы с владельцев или пользователей автомобильного транспорта, перевозящего тяжеловесные грузы, при проезде по автомобильным дорогам общего пользования» и от 14.10.96 № 1211 «Об установлении временных ставок платы за провоз тяжеловесных грузов по федеральным автомобильным дорогам и использования средств, получаемых от взимания этой платы». М., 17.07.98 № 22-П.).

Для определения фактического ежегодного ущерба и величины платы за проезд тяжеловесных транспортных средств в любой год сезонного ограничения движения на недостаточно прочных участках автомобильной дороги (К_пр=Е_ф/Е_тр < 1) необходимо учитывать закономерности снижения требуемых и фактических модулей упругости дорожных одежд и земляного полотна (рис. 20.2).

Рис. 20.2. Изменения прочностных показателей дорожной конструкции при проезде тяжеловесных транспортных средств: 1 - расчётное измерение требуемого модуля упругости; 2 - то же, при условии ограниченного движения; 3 - то же, при отсутствии ограничения по осевым нагрузкам; 4 - область, определяющая i-тую годовую повторяемость проезда расчетных автомобилей, которые приводят к недопустимому снижению несущей способности;Т_н,Т_ф- соответственно нормативный и фактический межремонтные сроки службы дорожной одежды;t_ф- фактический период эксплуатации на момент полевых измерений прочности дорожной одежды

При полном ограничений движения на дороге обеспечивается необходимая работоспособность дорожной одежды в пределах межремонтного срока её службы и движение транспортных средств с допустимыми осевыми нагрузками осуществляется без взимания какой-либо платы. В связи с этим закономерность снижения модулей упругости конструкции E_dtпри допустимой интенсивности движения расчётных автомобилейN_dtнaполосу (см. линию 2 на рис. 20.2) рассматривается в качестве требуемой для решения вопроса об усилении дорожной одежды. Параметры закономерности снижения фактических модулей упругости дорожной конструкции во времениt_i(см. линию 3 на рис. 20.2) приN₁=N_c·qопределяют по формулам

(20.7)

(20.8)

Формула (20.8) справедлива при величине выражения под логарифмом 5.

Назначение требуемых показателей прочности E_dtна моментt_iосуществляют поОДН 218.1.052-2002[107] при заменеN₁нaN_dt+1и использованииt=T_н - (t_i+t_ф).

Ежегодный ущерб С_t+1от проезда тяжеловесных транспортных средств за период (t_i+1-t_i) с учётом отдалённости затрат на усиление дорожной одежды:

где                                                                                         (20.9)

t^*- планируемый год усиления дорожной одежды от момента ввода ограничения движения на дороге;

Е_нп- норматив для приведения разновременных затрат [106];

С_t; (С_t+1) - затраты на усиление дорожной одежды (Апестин В.К., Дудаков А.И., СтрижевскийA.M. К вопросу организации движения в условиях недостаточной прочности нежёстких дорожных одежд // Строительство и эксплуатация автомобильных дорог: задачи и решения. - М., 2001. - С. 121 - 131. - (Сб. науч. тр. / ГП "Росдорнии") (руб./км), связанное с проездом тяжеловесных транспортных средств за

период с начала ограничения движения до рассматриваемого момента времени

С_t= 142,857·В_ш·Z_д·К_t·Х_t·а·(е^b·Еdt-е^b·Ефt), где                                                                        (20.10)

В_ш- ширина полосы движения проезжей части, м;

Z_д- эмпирический коэффициент, учитывающий затраты по другим видам работ, выполняемым одновременно с работами по ремонту дорожной одежды (Апестин В.К., Красько Г.В. О планировании затрат на капитальный ремонт//Автомобильные дороги. - 1985. - № 10. - С.15-16);

К_t- территориальный коэффициент стоимости;

a,b- эмпирические коэффициенты, характеризующие изменение стоимости 1 м²дорожной конструкции в зависимости от величины её эквивалентного модуля упругости (для средних условий:а= 29,05 иb= 0,0075);

Х_t- коэффициент, характеризующий изменение стоимости ремонта (усиления) дорожной одежды по отношению к 1991 г.

В рассматриваемом случае уточнения формулы (20.9) за счёт учёта износа дорожного покрытия не требуется, поскольку межремонтные сроки службы покрытий определяются интенсивностью движения транспортного потока и не зависят от показателей прочности дорожной одежды (см. раздел 11.3). В случае принятия решения о допущении проезда ограниченного количества тяжеловесных транспортных средств на компенсационной основе, как правило, транспортный поток уменьшается (в самом невыгодном случае - сохраняется), что способствует увеличению (сохранению), а не уменьшению межремонтных сроков службы.

Количество проездов N_t+1тяжеловесных транспортных средств вызывающее ущербС_t+1за период (t_i - t_i+1):

где                                                                                 (20.11)

n- продолжительность периода ограничения движения, сутки.

Формула (20.11) справедлива при 1 t_iТ_фв пределахt_ост=Т_н–t_ф.

С учётом [74] фактическая стоимость проездаY_j(руб/км) любогоj-того тяжеловесного транспортного средства, допускаемого для движения с компенсацией ущерба, в рассматриваемыйt_iгод ограничения движения:

где                                                                                                              (20.12)

_j- коэффициент приведения тяжеловесного автомобиля или автопоезда к расчётному двухосному автомобилю с нагрузкой на заднюю ось 100 кН (с учётом воздействия всех осей транспортного средства) [107]:

(20.13)

к- количество осей в тяжеловесном транспортном средстве; тележки со сближенными осями (расстояние между осями менее 2 метров) приводятся к одной оси, эквивалентной по воздействию на дорожную одежду [107];

_ocj- коэффициент приведенияj-той оси тяжеловесного транспортного средства к расчётной:

где                                                                                                                (20.14)

 - коэффициент, принимаемый для капитальных, облегчённых и переходных дорожных одежд соответственно 4,4; 3 и 2;

Q_p;Q_j- осевые нагрузки в кН расчётного автомобиля и тяжеловесного транспортного средства соответственно (как для односкатных, так и для двускатных осей грузовых автомобилей).

Для обеспечения необходимой работоспособности дорожной одежды в условиях ее эксплуатации при допущении ограниченного проезда тяжеловесных транспортных средств в период сезонного ограничения движения по осевым нагрузкам необходим постоянный контроль количества пропускаемых тяжеловесных нагрузок. В общем случае количество тяжеловесных транспортных средств, приведённых к расчётным автомобилям за период с момента ввода ограничения движения по осевым нагрузкам до года усиления конструкции, не должно превышать предельно допускаемый объём тяжеловесных нагрузок на полосу за фактический срок службы дорожной одежды Т_ф:

(20.15)

Т- число лет ограничения движения до года усиления дорожной одежды;

 - количество типов тяжеловесных транспортных средств, допускаемых к проезду, в период ограничения движения на платной основе;

N_j- количество тяжеловесных транспортных средствj-того типа, пропущенных по дороге за рассматриваемый период ограничения движения.

Контроль за проездом осуществляют либо на имеющихся стационарных пунктах весового контроля, либо на специально устроенных временных пунктах контроля в местах, через которые невозможен бесконтрольный проезд по автомобильным дорогам с пониженной несущей способностью. Для практических целей при определении типов тяжеловесных транспортных средств и стоимости их проезда в условиях сезонного ограничения движения целесообразно использовать вычислительную технику и, частности, программу «SPA», разработанную МАДИ и ГП "Росдорнии".