СТО МАДИ 02066517.1-2006

ДОРОГИ АВТОМОБИЛЬНЫЕ ОБЩЕГО ПОЛЬЗОВАНИЯ.

ДИАГНОСТИКА.

Определение продольного микропрофиля дорожной поверхности и международного показателя ровности IRI.

Общие требования и порядок проведения

Московский автомобильно-дорожный институт
(Государственный технический университет)

Москва 2006

Предисловие

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Московским автомобильно-дорожным институтом (Государственным техническим университетом), техническим комитетом по стандартизации «Дорожное хозяйство» (ТК 418)

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации «Дорожное хозяйство» (ТК 418)

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Ректора МАДИ (ГТУ) от 14 августа 2006 г. N 348 о.в.

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

МАДИ (ГТУ), 2006

Содержание

ДОРОГИ АВТОМОБИЛЬНЫЕ ОБЩЕГО ПОЛЬЗОВАНИЯ

ДИАГНОСТИКА

Определение продольного микропрофиля дорожной
поверхности и международного показателя ровности IRI

Дата введения 2006-08-15

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает требования к выполнению работ по мониторингу ровности проезжей части и общей диагностике автомобильных дорог различного назначения и категорий (далее - автомобильных дорог) на основе измерений продольной ровности поверхности автомобильных дорог с помощью установок профилометрического типа (далее - профилометрических установок), позволяющих измерять и регистрировать ординаты продольного микропрофиля проезжей части автомобильных дорог для дальнейшего вычисления значений показателей ровности, необходимых при оценке качества строительных и/или ремонтных работ и текущего состояния покрытий.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 30412-96 Дороги автомобильные и аэродромы. Методы измерения неровностей оснований и покрытий.

ГОСТ Р 50597-93 Требования к эксплуатационному состоянию, допустимому по условиям обеспечения безопасности движения.

ГОСТ Р 52398-2005 Классификация автомобильных дорог. Основные параметры и требования.

ИСО 8608: 1995 «Вибрация. Профили дорожных поверхностей. Представление результатов измерений».

3 Термины, определения и сокращения

3.1 В настоящем стандарте применяют термины с соответствующими определениями:

продольная ровность проезжей части: один из показателей качества дорожного открытия, характеризующий взаимное воздействие транспортных средств и дорожной поверхности на вертикальные колебания транспортного средства и динамическую нагруженность дорожной одежды

продольный профиль дороги: Продольное сечение автомобильной дороги по заданной полосе наката.

микропрофиль проезжей части: Продольный профиль поверхности автомобильной дороги по заданной полосе наката в виде массива вертикальных отметок, полученных с интервалом не более 0,25 м, содержащего неровности оказывающие влияние на вертикальные колебания автомобиля.

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

полоса наката (колея): Часть полосы движения на поверхности проезжей части, подвергающаяся наиболее частому воздействию колес автотранспортных средств, следующих по данной полосе движения.

профилометрическая установка: Измерительная система, позволяющая при проезде по дороге со скоростями транспортного потока (от 30 км/ч и более) определять ординаты микропрофиля дорожной поверхности с требуемой точностью.

фильтр высоких частот: Фильтр, пропускающий без искажений дорожные частоты более заданной частоты.

фильтр низких частот: Фильтр, пропускающий без искажений дорожные частоты менее заданной частоты.

частота дорожных неровностей (дорожная частота): Величина обратная длине волны неровности.

Примечание - Величина частоты измеряется в цикл/метр.

спектральная плотность дисперсии ординат микропрофиля (СПД ординат микропрофиля): Оценочный показатель ровности, характеризующий частотный состав микропрофиля.

Примечание - Оценочный показатель принят МС ИСО 8608

3.2 В настоящем стандарте применяют следующие сокращения:

МС ИСО - международный стандарт

СПД - спектральная плотность дисперсии

4 Общие положения

Общие требования распространяются на запись микропрофиля, на определение международного показателя ровности (далее - показателя ровности) IRI и к определению спектральной плотности.

4.1 Требования к записи микропрофиля

4.1.1 Микропрофили участков автомобильных дорог записываются профилометрами, прошедшими аттестацию по методике в соответствии с приложением А.

4.1.2 Длина участка непрерывной записи микропрофиля должна быть не более 10 километров. Записанный участок должен быть представлен отдельным файлом, содержащим массив ординат микропрофиля с указанием шага записи (в метрах) и числа точек массива. Привязка массива к местности (километровые столбы, и т.п.) должна быть указана отдельно.

Шаг записи массива микропрофиля Dx = 0,125 м.

4.1.3 Для записи микропрофиля дорог любого класса и категории (согласно ГОСТ Р 52398-2005) используются профилометры 1-го класса точности.

Профилометры 2-го класса точности используются для записи микропрофиля дорог обычного типа II-ой категории и более низших.

Класс точности профилометра определяется по результатам тестовых испытаний в соответствии с приложением А.

4.2 Требования по определению показателя IRI

4.2.1 Показатель ровности IRI является основным при диагностике и мониторинге ровности автомобильных дорог. Показатель определяется по стандартной программе (приложение Б) на основе записанных значений микропрофилей.

4.2.2 Показатель IRI определяется для каждых 100 м и каждых 1000 м записанного участка.

4.2.3 При диагностики автомобильных дорог длина участка, для которого вычисляют показатель IRI, определяется техническим заданием на выполнение работ. Рекомендуемая длина участка 1000 метров.

Значения IRI для каждых 100 м участка применяют для более детальной оценки участка.

4.3 Требования к определению спектральной плотности

4.3.1 Спектральная плотность микропрофиля является дополнительным показателем ровности проезжей части, позволяющая учитывать весь диапазон длин волн неровностей.

4.3.2 Для сопоставления спектральной плотности микропрофиля с международной классификацией спектральных плотностей по МС ИСO 8608 следует пользоваться приложением Г.

4.3.3 Спектральная плотность дает информацию о длинных неровностях, незначительно влияющих на показатель IRI, но оказывающих существенное влияние на колебания автомобиля при движении со скоростями более 80 км/час.

5 Требования к объекту измерений

5.1 Состояние дорожного покрытия измеряемого участка автомобильной дороги должно обеспечивать возможность движения дорожной лаборатории с профилометрической установкой со скоростью 30 км/час.

5.2 Для получения достоверных результатов поверхность дорожного покрытия должна быть чистой.

5.3 Подъездные пути к измеряемому участку дороги должны обеспечивать дорожной лаборатории набор необходимой скорости до начала измерений, торможение после окончания измерений и ее разворот.

5.4 Если в состав измеряемого участка входит пересечение дорог, то должны быть приняты необходимые меры безопасности по обеспечению беспрепятственного проезда дорожной лаборатории с рабочей скоростью записи микропрофиля. В противном случае длина измеряемого участка должна выбираться таким образом, чтобы измеряемый участок заканчивался до пересечения дорог, на расстоянии необходимом для остановки дорожной лаборатории.

Начало следующего участка должно находиться после пересечения дорог на расстоянии достаточном для набора дорожной лабораторией рабочей скорости.

5.5 Минимальная длина измеряемого участка должна быть не менее 100 метров без учета расстояния, необходимого для разгона и торможения лаборатории.

5.6 При использовании показателя IRI для оценки ровности длина измеряемого участка должна быть не меньше двух длин отрезка участка для определения локального показателя IRI.

5.7 Для определения СПД длина измеряемого участка должна быть не менее 500 м.

5.8 Для удобства обработки и предоставления информации измеряемые участки длиной более двух километров могут быть разбиты на километровые отрезки.

5.9 Привязка начала и конца участка измерений должна осуществляться по существующим километровым столбам.

5.10 В случае отсутствия таковых на участке измерения производят привязку к стационарным объектам ситуации (дорожные знаки, водопропускные трубы, пересечения и т.п.) с указанием расстояния от объекта до начала (конца) участка по показаниям датчика пути дорожной лаборатории или по показаниям датчика пути через каждые 1000 метров.

6 Требования к установкам профилометрического типа

6.1 Требование к аппаратуре, применяемой для записи микропрофиля проезжей части

6.1.1 Аппаратура должна обеспечивать требуемую точность записи микропрофиля на дорогах класса А, В, С по продольной ровности проезжей части автомобильной дороги согласно классификации МС ИСО.

6.1.2 Определение длины участка измерений должно выполняться с точностью не хуже ±0.1%.

6.1.3 Профилометрическая установка должна обеспечивать возможность проведения записи микропрофиля с требуемой точностью на скоростях от 30 км/час.

6.1.4 Запись микропрофиля должна быть обеспечена в любых погодных условиях кроме тех, что влияют на безопасность движения лаборатории и достоверность получаемых результатов.

7 Требования к проведению измерений

7.1 При проведении измерений для обеспечения безопасности дорожная лаборатория должна быть оборудована специальными знаками и сигнальными устройствами (проблесковый маячок и т.п.), информирующими других участников дорожного движения о проведении измерительных работ на дороге.

7.2 При проведении измерений по определению ровности намеченного участка автомобильной дороги с использованием профилометрической установки следует руководствоваться инструкцией по эксплуатации данной установки.

7.3 Обследуемый участок дороги должен быть разбит на отрезки заданной длины.

7.4 Привязка к местности осуществляется согласно 5.10.

7.5 Погодные условия при проведении измерений должны соответствовать 6.1.4.

7.6 Состояние покрытия дороги должно соответствовать 5.1 и 5.2.

7.7 Скорость дорожной лаборатории в процессе записи микропрофиля должна выдерживаться в диапазоне от 30 до 100 км/ч.

7.8 При проведении измерений следует придерживаться полос наката для каждой полосы движения во время каждого заезда.

7.9 Для улучшения статистической точности определения показателей ровности исследуемого участка увеличивают количество проездов по исследуемому участку. Большее число повторных проездов по участку позволяет снизить влияние случайных факторов на показатели ровности на участке.

Примечание - Случайными факторами являются не соблюдение колеи, случайные посторонние предметы на полосе движения лаборатории и иные помехи

8 Требования по определению показателей ровности поверхности автомобильной дороги

8.1 В результате обработки записи микропрофиля участка автомобильной дороги получают массив ординат микропрофиля, на основе которого вычисляют показатели ровности проезжей части автомобильной дороги.

Программное обеспечение, входящее в состав дорожной лаборатории с профилометрической установкой, должно позволять получать следующие показатели:

- показатель ровности IRI;

- спектральную плотность дисперсии ординат микропрофиля.

8.2 В результате обработки данных, используемых при диагностике, для каждого участка заданной длины определяют показатели по левой и правой полосам наката и среднее значение показателя для полосы движения - показатель ровности IRI.

Для оценки ровности в длинноволновом диапазоне дополнительно по микропрофилю участка определяют значения спектральной плотности ординат правой и левой полос наката и среднее значение спектральной плотности.

Показатель IRI оценивает ровность в диапазоне частотных характеристик 0,033£ l £0,76 ц/м (в полосе длин волн неровностей 1,3£ l £30 м).

8.3 По результатам измерений ровности проезжей части для каждого участка составляется протокол измерений.

В протоколе измерений рекомендуется приводить следующие данные:

- дата и время измерений;

- фамилия оператора, водителя;

- погодные условия;

- основные характеристики использованного средства измерения;

- описание дороги, включающее в себя:

а) название дороги и/или номер;

б) направление измерения;

в) число полос, по которым проводились измерения;

г) название населенного пункта, если участок измерений проходит через населенный пункт;

д) тип покрытия и его состояние;

- описание участков измерений, в которое должно входить:

а) длина, начало и конец участка измерений, привязанные к существующим километровым столбам;

б) номер полосы движения, на которой проводились измерения;

в) полоса наката (левая или правая), по которой проводились измерения на участке;

г) для участков указывается состояние покрытия (новое, старое).

Для описания расположения участков измерения к протоколу следует прилагать схему дороги с указанием участков дороги.

Так же указывается суммарная длина измеренных участков в однополосном исчислении (приложение В);

д) показатели ровности, вычисленные по результатам измерений.

8.4 Результаты измерений ровности дорожной поверхности по показателям представляются в виде таблиц.

Показатель ровности IRI для участков приводят в виде таблиц.

СПД микропрофиля на участке представляется в виде графика в логарифмических координатах с нанесенными границами классов по МС ИСО. Допускается СПД микропрофиля на участке дополнительно представлять в виде таблицы.

Приложение А

Порядок проведения калибровки профилометров

А.1 Калибровка профилометров

Калибровка проводится на предварительно пронивелированных эталонных участках дороги. Результаты нивелирования принимаются за эталонные.

Основным оценочным показателем класса профилометра является коэффициент корреляции между отфильтрованными массивами нивелирования и профилометра. Дополнительными показателями являются спектральная плотность микропрофиля и показатель IRI.

Предусматривается два класса точности профилометров (пункт А.1.6, А.1.7, А.1.8). Для калибровки профилометров второго класса в качестве эталонного массива допускается использовать массив микропрофиля, полученный профилометром первого класса точности.

А.1.1 Эталонные участки

Как правило должно быть три эталонных участка.

Один участок длиной не менее 500 м, остальные - не менее 250 м.

Один участок с показателем IRI менее 2, один - от 2 до 3,5 и один участок от 3,5 до 5.

Один участок должен быть с поверхностью, имеющей повышенную шероховатость (покрытие с поверхностной обработкой), а один с пониженной шероховатостью (покрытие из мелкозернистого асфальтобетона).

Перепад высот на каждом участке не должен превышать 2 м.

Участки должны быть прямолинейные. Перед участком должны быть разгонные полосы длиной не менее 300 м для разгона профилометра до скорости 100 км/час.

А.1.2 Нивелирование

Нивелирование проводится с шагом 0,25 м по правой колее движения. Точность отсчета отметок нивелиром не более ±0,25 мм. Рейка нивелира должна быть соединена сферическим шарниром с опорной пятой диаметром 100 мм.

Пята должна быть с резиновой опорной прокладкой, статический прогиб которой под силой тяжести рейки должен быть 1мм на гладкой поверхности (далее - резиновая опорная пята).

Эталонные массивы отметок должны быть записаны с точностью 0,2 мм.

А.1.3 Запись микропрофиля профилометром

На каждом эталонном участке дороги проводится не менее 10 записей (дублей). Из них 5 записей при скорости 80 км/час и 5 записей при скорости 40 км/час.

Массивы записанных микропрофилей для тестирования профилометров должны быть представлены с шагом 0,25 м.

Привязка массива к местности должна быть не хуже ±0,5 м.

А.1.4 Фильтрация микропрофиля

А.1.4.1 Фильтры

Для фильтрации массивов записанных микропрофилей и эталонных массивов нивелирования рекомендуются фильтры четвертого порядка без сдвига фазы.

Фильтр обрезающий низкие частоты, с передаточной характеристикой

где частота среза

l_н - максимальная длина волны отфильтрованного микропрофиля.

Фильтр, обрезающий высокие частоты, с передаточной характеристикой

,

где частота среза

l_в - минимальная длина волны отфильтрованного микропрофиля.

А.1.4.2 Отфильтрованный микропрофиль

Из каждого записанного массива получают по три массива микропрофиля, отфильтрованного полосовыми фильтрами в полосе длин волн от l_н до l_в

- l_н = 100 м, l_в = 0,63 м;

- l_н = 63 м, l_в = 6,3 м;

- l_н = 6,3 м, l_в = 0,63 м.

При минимальной длине волны l_в = 0,63 м фильтр, обрезающий высокие частоты, не используется.

Из каждого отфильтрованного микропрофиля отбрасывают первые 50 м из-за неопределённости профиля дороги до начала эталонного участка. Таким образом получают отфильтрованные микропрофили длиной 200 м, если длина эталонного участка 250 м, и длиной 450 м, если длина эталонного участка 500 м.

Отфильтрованный микропрофиль в полосе частот соответствующих длинам волн неровностей 100 - 0,63 м используется для оценки коэффициента корреляции, спектральной плотности микропрофиля и показателя IRI, а в полосах частот соответствующих длинам волн неровностей 63 - 6,3 м и 6,3 - 0,63 м - для определения коэффициента корреляции между эталонным микропрофилем и микропрофилем записанным профилометром.

А.1.5 Коэффициент корреляции

Коэффициент корреляции между отфильтрованными микропрофилями находится по формуле

где

σ_э - среднее квадратическое отклонение эталонного массива,

σ_n - среднее квадратическое отклонение массива профилометра,

n - число точек массива,

q_i - эталонный массив,

h_i - массив профилометра,

m - возможный сдвиг между массивами (практически -3 < m < 3).

В качестве коэффициента корреляции r выбирается максимальное из значений r_m при различных значениях m.

А.1.6 Нормы коэффициента корреляции

Коэффициент корреляции записанного микропрофиля с эталонным определяется для каждого из десяти дублей.

Для микропрофиля, отфильтрованного в полосе длин волн (63 - 6,3 м), коэффициент корреляции r_э должен быть не менее 0,94 с надёжностью 0,9.

Средний коэффициент корреляции по дублям r_эср должен быть не менее 0,97.

Коэффициент попарной корреляции между дублями r_д определяется для всех 45-ти пар. Он должен быть не менее 0,94 с надёжностью 0,9.

Средний коэффициент корреляции r_дср не менее 0,97.

В таблице А.1 приведены все допускаемые коэффициенты корреляции (r_э, r_эср, r_д, r_дср) для отфильтрованных микропрофилей в полосах длин неровностей 63 - 6,3 м, 100 - 0,63 м и 6,3 - 0,63 м для профилометров первого класса.

В таблице А.2 - те же величины для профилометров 2-го класса.

Примечание - Если нивелирование проводится без резиновой опорной пяты или точность отсчета нивелира хуже 0,2 мм, то в полосе длин волн 6,3 - 0,63 м определяются только коэффициенты корреляции r_д и r_дср.

Таблица А.1

Таблица А.2

А.1.7 Спектральные плотности

Спектральные плотности определяются для эталонного участка длиной 500 м. Используется отфильтрованный микропрофиль в полосе длин волн 100 - 0,63 м (длиной 450 м).

Спектральная плотность определяется для эталонного массива и для каждого из десяти дублей записи профилографом по интервалам частот 1/6 октавы.

Для определения спектральной плотности рекомендуется метод быстрого преобразования Фурье.

А.1.7.1 Критерии совпадения спектральных плотностей

Отклонение спектральной плотности от эталонной в i-ом частотном диапазоне определяется формулой

 ,

где - спектральная плотность микропрофиля по профилометру,  - по нивелированию.

Интегральное отклонение

 ,

где f_i - средняя частота i-ой полосы 1/6 октавы,

0,112f_i - ширина i-ой полосы,

n - число 1/6 - октавных полос в данном диапазоне частот.

Дисперсия микропрофиля в данном диапазоне частот по результатам нивелирования

Тогда относительное интегральное отклонение

.

А.1.7.2 Нормы на отклонение спектральных плотностей

Относительное интегральное отклонение спектральной плотности ε_q вычисляется для каждого из 10 дублей в трех интервалах длин волн:

- от 6,3 м до 0,63 м (n = 21)

- от 63 м до 6,3 м (n =21)

- от 100 м до 0,63 м (n = 45).

Для интервала длин волн 63 - 6,3 м и интервала 100 - 0,63 м средняя по дублям величина относительного интегрального отклонения ε_q не должна превышать 0,1, для интервала длин волн 6,3 - 0,63 м не должна превышать значения 0,15 для профилометров первого класса, и соответственно 0,15 и 0,2 - для профилометров 2-го класса.

Примечание - Если нивелирование проводилось без резиновой опорной пяты, то для определения ε_q в диапазоне длин волн 6,3 - 0,63 м вместо спектральной плотности по нивелированию используется средняя спектральная плотность по дублям.

А.1.8 Показатель IRI

Показатель IRI вычисляют для всех эталонных участков по результатам нивелирования и для всех дублей.

Показатель вычисляется по отфильтрованному микропрофилю в диапазоне длин волн 100 - 0,63 м для каждых 100 м.

Отклонение показателя IRI по дублям записи профилометром от эталонного значения (нивелирование) для каждого участка не должно превышать ±5% для профилометров 1-го, и ±7% для профилометров второго класса.

Отклонение от среднего значения по дублям не должно превышать ±5% для профилометров 1-го, и ±7% для профилометров второго класса.

Примечание - Если нивелирование проходило без использования резиновой опорной пяты, то на дорогах со средней степенью шероховатости показатель IRI по нивелированию может быть на 10% больше, чем среднее значение IRI по дублям записи, а на дорогах с сильной шероховатостью поверхности - на 20% больше.

А.1.9 Представление результатов калибровки

Результаты калибровки представляются по форме протокола приложения Д.

Приложение Б

Алгоритм расчета показателя IRI и пример программы определения показателя IRI на языке программирования Си

Б.1 Алгоритм расчета показателя IRI проводят по следующей схеме.

Рассматривается движение стандартной двухмассовой модели (рисунок Б.1) с постоянной скоростью VA = 80 км/ч.

Рисунок Б.1 - Двухмассовая модель, принятая для расчета показателя IRI

Уравнения движения модели, имеют вид:

 ,

где m_п - подрессоренная масса;

m_к - неподрессоренная масса;

С₁ - жесткость подвески;

С₂ - жесткость шины;

B - коэффициент вязкого трения подвески;

z - вертикальные перемещения подрессоренной массы;

у - вертикальные перемещения неподрессоренной массы;

q - вертикальное возмущение от поверхности проезжей части (микропрофиль, профиль).

Уравнения в виде канонической системы:

Б.2 Переменные и коэффициенты в уравнениях определяются следующим образом:

Для расчета показателя IRI принимают следующие параметры модели:

B₁ = 63,3 c^-2; B₂ = 653 c^-2; C = 6 c^-1; M = 0,15.

В таблице Б.1 приведена программа расчета значения показателя IRI, на основе которой проводится решение другого уравнения

где переменные определяются следующим образом:

Показатель IRI определяется по формуле

Решение уравнения проводится по рекуррентным формулам

где  тричная экспонента

- шаг массива микропрофиля (секунды),

- шаг массива микропрофиля в метрах.

Б.3 Матричная экспонента и матрица A_a cчитаются отдельной функцией expmm( ).

Матричная экспонента вычисляется разложением в ряд Тейлора

Текст функции expmm( ) приведен в таблице Б.2.

В таблицах Б.3 и Б.4 приведен текст дополнительных программ, необходимых для работы программы примера расчета IRI.

Показатель IRI в программе вычисляется по формуле

Б.4 Размерность показателя IRI зависит от размерностей массива микропрофиля.

Размерность ординат микропрофиля в массиве должна быть в миллиметрах, а величина шага массива в метрах. При этих требованиях размерность показателя IRI выражается в (мм/м) или (м/км).

Б.5 Для проверки правильности расчета показателя IRI следует использовать контрольный профиль проверки программы определения этого показателя (рисунок Б.2) и получить значения IRI, совпадающие с приведенными в таблице Б.5.

Контрольный профиль для проверки программы задается с шагом 0,25 м и длиной 30 м.

Программа позволяет вычислять показатель IRI для каждого отрезка заданной длины и для всего участка. В примере программы длина отрезка (DPR) задана равной 100 м. Для проведения проверки программы следует установить величину данного отрезка равной 0,25 м.

Для практических целей программа получения значения IRI может быть выполнена на любом языке программирования. Приведенный пример программы выполнен на языке программирования Си.

Б.6 Программа в примере расчета показателя IRI, использует следующую структуру файла, содержащего массив микропрофиля.

Файл с массивом микропрофиля, который должен иметь название «profile.txt». Это текстовый файл, содержащий один столбец значений массива.

Первое значение в столбце (первая строка) - это шаг массива (например, 0,125 м или 0,25 м).

Второе значение в столбце (вторая строка) - это число точек микропрофиля в массиве (для участка длиной 1000 м при шаге 0,25 м массив микропрофиля будет иметь 4001 значение).

Б.7 Результат обработки файла с массивом микропрофиля сохраняется в файле «iri.txt».

Структура файла следующая:

- первый столбец - расстояние, кратное параметру DPR;

- второй столбец - значение IRI для текущего участка;

- третий столбец - значение IRI для участка длиной DPR.

Длина участка обработки в метрах и значение IRI для всего участка обработки

Рисунок Б.2 - Контрольный профиль для проверки программы вычисления IRI

Таблица Б.1 Программа вычисления значений показателя IRI для массива микропрофиля и для отрезков по 100 м

Таблица Б.1 (продолжение)

Таблица Б.2 Программа функции вычисления матричной экспоненты и матрицы А_а.

Таблица Б.3 Дополнительный файл (protyp.h) для программы расчета показателя IRI

Таблица Б.4 Дополнительный файл (typ.h) для программы расчета показателя IRI.

Таблица Б.5 Значения показателя IRI и IRI для отрезков длиной 0,25 м для контрольного профиля (рисунок Б.2)

Приложение В

Требования к оформлению результатов записи микропрофиля

В.1 Описание объекта измерений и привязка его к существующей на момент проведения измерений системе указателей километров должны исключать неоднозначное толкование и определение местоположения объекта.

В.2 При диагностике или мониторинге участков автомобильных дорог большой протяженности, название или обозначение участков должно соответствовать обозначениям, принятым у эксплуатирующих эти участки дорожных организаций.

В.3 Участки одной автомобильной дороги разделяются по зонам ответственности эксплуатирующих организаций.

В.4 Для каждой дороги создается отдельная директория. Название директории должно быть определено по названию дороги.

В.5 В каждой директории должны создаваться поддиректории для каждого направления движения.

В.6 В директории для направления движения должны создаваться директории для каждой полосы движения.

В.7 В директории для полосы движения должны создаваться отдельные директории для каждого заезда на полосу.

В.8 В директории с номером заезда должны хранится файлы микропрофиля для каждого километрового участка или для участка, протяженностью несколько километров.

В.9 В директории с номером заезда должен содержатся файл с привязкой каждого файла микропрофиля к километровым указателям или к иным элементам ситуации.

В.10 Записанные файлы микропрофиля для каждого километра автомобильной дороги должны быть в текстовом формате, иметь разрешение .txt и содержать один столбец.

В.11 Структура файла должна быть следующей:

- первая строка - шаг массива (0,125 или 0,25 для испытаний);

- вторая строка - число точек в массиве;

- третья строка и далее - ординаты микропрофиля участка.

В.12 Структура каталога директорий должна быть в соответствии с рисунком В.1

Рисунок В.1 - Структура каталога директорий

Приложение Г

Оценка ровности автомобильных дорог по спектральной плотности дисперсии

Г.1 Для оценки ровности по СПД используют классификацию дорог по СПД, принятую в МС ИСО 8608.

Г.2 Аппроксимацию спектров микропрофилей проводят на основе значения выражения¹:

,

где D₀ - коэффициент уровня СПД микропрофиля (характеризует положение прямых СПД относительно оси ординат);

W - коэффициент формы (характеризует наклон линий СПД);

n -дорожная частота (ц/м) (n = l/м, где l - длина волны неровности (м));

n₀ = 0,1 ц/м - базовая частота (l = 10 м).

______________

¹График функции в логарифмических координатах - прямая линия.

Г.3 Дисперсия сигнала микропрофиля в полосе частот (n₁; n₂) определяется формулой

В таблице Г.1 приведены значения D₀ для дорог разного класса при W=2.

Таблица Г.1

Классификация дорог по уровню СПД ординат микропрофиля, принятая в МС ИСО, представлена на рисунке Г.1.

Рисунок Г.1 - Классификация дорог по уровню СПД, принятая в МС ИСО 8608

Приложение Д

Порядок оформления результатов тестовых испытаний профилометрических установок

ПРОТОКОЛ

результатов испытаний профилометрической установки

1. Дата проведения испытаний: «____»____________20___г.

2. Профилометрическая установка:_____________________________________________

___________________________________________________________________________

(название установки, контактного или бесконтактного типа, организация-владелец)

3. Участок:___________________________________________________________________

(название или номер дороги, привязка к населенным пунктам или к указателям километров)

4. Длина участка (м)__________________________________________________________

5. Тип покрытия: (нужное отметить)

6. Состояние покрытия:________________________________________________________

____________________________________________________________________________

7. Нивелирование участка проведено согласно данному стандарту____________________

(да или нет)

8. Десять заездов по участку проведения испытаний: первые пять заездов при скорости 40 и следующие пять заездов при скорости 80 км/ч.

В таблице Д.1 указываются номера заездов и скорость, на которой проводился заезд.

Таблица Д.1

Заезд №	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Скорость движения, км/ч	40	40	40	40	40	80	80	80	80	80

9. Фильтры, применяемые при обработке микропрофиля участка записанного установкой:

9.1 Передаточная характеристика фильтра, пропускающего высокие частоты:

_______________________________________________________________________________

9.2 Передаточная характеристика фильтра, пропускающего низкие частоты:

_______________________________________________________________________________

10. Фильтры, применяемые при обработке микропрофиля участка по результатам нивелирования:

10.1. Передаточная характеристика фильтра, пропускающего высокие частоты:

_____________________________________________________________________________

10.2. Передаточная характеристика фильтра, пропускающего низкие частоты:

_____________________________________________________________________________

11. В таблице Д.2 указываются полученные значения длины участка для каждого заезда и относительная погрешность определения длины участка.

Таблица Д.2

12. В таблице Д.3 указываются коэффициенты взаимной корреляции микропрофилей, полученных по 10 заездам, для двух диапазонов длин волн неровностей: сверху 0,63..6,3 м, снизу 6,3..63 м

Таблица Д.3

13. В таблице Д.4 указываются коэффициенты корреляции между микропрофилями, полученными по 10 заездам и микропрофилем, по результатам нивелирования в диапазоне от 0,63 м до 6,3 м

Примечание - Данные таблицы Д.3 принимаются во внимание, если нивелирование проведено в соответствии с данным стандартом

Таблица Д.4

14. В таблице Д.5 указываются коэффициенты корреляции между микропрофилями, полученными по 10 заездам и микропрофилем, по результатам нивелирования в диапазоне от 6,3 м до 63 м

Таблица Д.5

15. В таблице Д.6 указываются значения показателя IRI для отрезков длиной 100 м участка, полученные для микропрофилей 10 заездов, среднее по заездам значение показателя для каждого отрезка, и значения показателя IRI для отрезков микропрофиля нивелирования

Таблица Д.6

16. В таблице Д.7 указываются значения относительной погрешности определения показателя IRI для отрезков длиной 100 м участка, полученные для микропрофилей 10 заездов по отношению к нивелированию и к среднему значению по заездам

Таблица Д.7

17. В таблице Д.8 приводятся значения относительного интегрального отклонения для трех диапазонов длин волн неровностей по спектральной плотности ординат микропрофиля (только для участка длиной не менее 500 м)

Примечание - Если нивелирование проведено в соответствии с данным стандартом, то интегральное отклонение определяется относительно СПД микропрофиля нивелирования, иначе - относительно среднего по 10 заездам значения СПД микропрофиля

Таблица Д.8

18. Итоговая таблица Д.9 с предельными и средними значениями коэффициентов и погрешностей. В таблицу заносятся максимальные значения погрешностей и отклонений и минимальные значения коэффициентов корреляции из соответствующих таблиц

Таблица Д.9

19. Заключение о соответствии профилометрической установки требованиям данного стандарта.

Профилометрическая установка ________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

- Соответствует требованиям данного стандарта и по точности относится к Классу 1. Может применяться для записи микропрофиля поверхности автомобильных дорог всех категорий.

- Соответствует требованиям данного стандарта и по точности относится к Классу 2. Может применяться для записи микропрофиля поверхности автомобильных дорог III и более низкой категории.

- Не соответствует требованиям данной методики и не может применяться для записи микропрофиля поверхности автомобильных дорог и определения показателя IRI.

К протоколу должны прилагаться массивы микропрофилей в электронном виде.

Подпись представителя организации-владельца установки_____________________

Подпись лица, выполнявшего вычисления___________________________________

Подпись лица, выполнявшего нивелирование_________________________________

Подпись лица ответственного за проведение тестовых испытаний ______________

Подпись представителя метрологической службы ____________________________

Библиография

[1] СНиП 3.06.03-85 Автомобильные дороги

[2] Технический отчет Всемирного банка № 46 (World Bank Technical Paper Numder 46 «Guidelines for Conducting and Calibrating Road Roughness Measurements», M.W.Sayers, T.D. Gillespie, W.D.O.Paterson, 1986, 87 р.)

[3] Технический отчет Всемирного банка № 45 (World Bank Technical Paper Numder 45 «The International Road Roughness Experiment: Establishing Correlation and a Calibration Standard for Measurements», M.W.Sayers, T.D. Gillespie, C. Queiroz, 1986.)