Волнение или гофрирование [1] - это образование периодических поперечных волн на поверхности гравийных и грунтовых дорог . Волнение возникает на сухом зернистом дорожном материале [2] при повторяющемся движении со скоростью более 8,0 километров в час (5 миль в час). [3] Волнение создает дискомфорт для пассажиров движущихся транспортных средств и опасные условия для транспортных средств, которые движутся слишком быстро, чтобы сохранять сцепление и управляемость. [4]
Волнистость или гофрирование дорог представляет собой ряд волн, которые возникают при движении колес по грунтовым дорогам со скоростью, достаточной для того, чтобы вызвать подпрыгивание колеса на изначально не рифленой поверхности и придать ему вид стиральной доски . Большинство исследований волнистости относятся к зернистым материалам, включая песок и гравий . [1] [5] Однако другие работы предполагают, что это явление может возникать в материале, который имеет некоторое связывание частиц, например, в глиноподобных почвах . [6]
Эксперты департамента шоссейных дорог в середине 1920-х годов знали, что интенсивность движения и скорость являются основными причинами появления неровностей на гравийных дорогах, и называли роль подбрасывания материала ведущими колесами в качестве одного из факторов. [7] [8]
Лабораторные исследования этого явления обычно используют колесо или лопасть, которые буксируются за точкой поворота, прокладывая круговую траекторию через поддон исследуемого материала. В этих исследованиях изучались различные гранулированные и вязкие, даже жидкие материалы. [1] [6] В лаборатории эффект стиральной доски изучался для ряда параметров, включая толщину и размер зерна материала для различных размеров, форм и масс колес. Эксперименты давали рябь для каждого параметра, выше пороговой скорости, когда колесо (или лопасть) начинало подпрыгивать. [1] Эксперименты также показывают, что узор может двигаться как против направления движения, так и в направлении движения. Они также показывают, что пассивного, неприводного колеса достаточно для создания гофр и что смещение материала, а не выброс, является доминирующим механизмом. [1]
Несколько статей о реальной «стиральной доске» на дорогах ссылаются на специальный бюллетень № 29 Программы содействия местному транспорту Южной Дакоты (LTAP) «Как бороться с «стиральной доской»» Кена Скорсета. [2] [9] Эти источники связывают возникновение «стиральной доски» с тремя причинами: сухими гранулированными материалами, скоростью транспортного средства и качеством гранулированного материала. Другие упоминаемые факторы включают скорость транспортного средства, объем трафика и резкое ускорение или торможение. Источники также утверждают, что легкие транспортные средства чаще вызывают «стиральную доску», чем тяжелые грузовики. [9]
Руководство департамента шоссейных дорог предполагает, что выбор гравия может быть ключом к смягчению эффекта «стиральной доски». Они ссылаются на тесты «ситового анализа» , которые используют ряд экранов или сит для характеристики размеров частиц, содержащихся в образце гравия. Руководство департамента шоссейных дорог предлагает диапазон размеров частиц от камней, которые находятся в диапазоне 1 дюйма (25 мм), смешанных с постепенно более мелкими частицами, чтобы включить небольшую фракцию мелких частиц, которые связывают более крупные частицы вместе. Они также упоминают роль оборудования, которое может повторно смешивать и сглаживать поверхности, которые имеют гофры.
В 1925 году Департамент автомагистралей Невады выступил за смягчение волнистости с помощью дробленого гравия с карьерной загрузкой, используя материал размером 1 дюйм (25 мм) и меньше, включая только мелкие частицы от дробления. [7] В то же время из Колорадо рекомендовалось использовать хорошо отсортированный гравий, не превышающий 1,25 дюйма (32 мм) и включающий 25–40% мелких частиц, проходящих через сито 0,25 дюйма (6,4 мм), но не более 5%, проходящих через сито № 10 (2,0 мм) [10] . [11] Совет по обслуживанию из Колорадо заключался в том, чтобы часто тянуть или выравнивать дорогу, применяя небольшие объемы нового гравия с минимальным содержанием песка и обеспечивая хороший дренаж с помощью коронки. Тот же источник советует снизить скорость движения. [8]
Руководство, основанное на Специальном бюллетене South Dakota LTAP № 29 и руководстве FHWA (2000) из того же источника [12], предполагает, что поверхностный гравий «должен представлять собой смесь камня, песка и мелких частиц, которые будут уплотняться в плотную, плотную массу с почти непроницаемой поверхностью ». Оно подчеркивает правильную градацию гравия — 100% [12], проходящего через сито 0,75 дюйма (19 мм) — чтобы раздробленный камень «сцепился» и 4–15% мелких частиц [12], проходящих через сито № 200 (75 мкм) [10] [11], чтобы действовать как связующее и создавать связность в гравии; также рекомендуется замена другими связующими, такими как глина. В качестве альтернативы можно включить регенерированный асфальт в половинную смесь с добытым гравием, чтобы улучшить связующие свойства поверхности. Для существующих поверхностей типа «стиральная доска» бюллетень рекомендует использовать грейдер для резки и смешивания существующего материала на глубину одного дюйма или более ниже нижней части сегмента типа «стиральная доска», а затем добавить новый материал в верхний слой. Полезное оборудование включает лезвие с вращающимися зубьями-скарификаторами или сменную режущую кромку типа биты, прикрепленную к отвалу землеройного оборудования. [9]
{{cite journal}}: Цитировать журнал требует |journal=( помощь ){{cite web}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка ){{cite web}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )