6.4. Воздействие транспортных средств на дорогу
Взаимодействие автомобиля с дорогой представляет собой слож-
ный процесс. Анализ этого взаимодействия позволяет оценить устой-
чивость автомобиля, влияние внешней среды на условия движения и
механические воздействия на дорожное покрытие. Взаимодействие
автомобиля и дороги можно характеризовать такими показателями,
как величина нагрузки, среднее давление по площади отпечатка коле-
са, частота приложения нагрузки, прогиб покрытия, сопротивление
качению, сцепление колеса с покрытием. Колеса передают на дорогу
статические нагрузки при остановке транспорта и кратковременные —
при его движении. Среднее контактное давление колеса на дорогу Р
зависит от нагрузки на колесо О и площади отпечатка колеса $ (Р= О
/ $ ). Различают площадь отпечатка по контуру в форме эллипса и по
выступам протектора. При определении среднего давления обычно в
расчет принимают площадь отпечатка по выступам протектора. Чем
больше площадь отпечатка, тем меньше удельное давление.
Вертикальные силы воздействия транспорта на дорогу имеют пе-
ременный характер. Во время стоянки они являются ПОосТтОоЯННЫМИ.
При движении колебания подрессоренных и неподрессоренных масс
транспорта приводят к значительному варьированию вертикальных
сил. Повторность приложения их от потока машин сопровождается
накоплением деформаций в дорожной одежде и земляном полотне.
При движении ведущего колеса на него также действует крутящий
момент, вызывающий в плоскости следа окружную силу (силу тяги),
направленную в сторону, обратную движению.
На горизонтальном участке основная часть силы тяги расходуется
на преодоление сил сопротивления качению, которое оценивается за-
тратами энергии на деформирование дорожной конструкции и сжатие
шины. Чем больше сопротивление, тем выше расход топлива, смазоч-
ных материалов и, следовательно, выше себестоимость перевозок. По-
этому одна из задач дорожной службы — создать такие дорожные оде-
жды и покрытия, при которых сопротивление качению было бы наи-
меньшим. На ровных покрытиях сопротивление качению снижается с
возрастанием давления воздуха в шинах и прочности дорожных по-
крытий.
Реализация силы тяги зависит от силы трения между протекторами
и поверхностью покрытия. При торможении транспорта сила трения
зависит от площади контакта шины с покрытием и состояния покры-
тия. Движение автомобиля и другого транспорта возможно, если сила
сцепления в зоне контакта равна или больше силы тяги. Сцепные каче-
ства обеспечиваются шероховатостью и другими эксплуатационными
свойствами дорог.
160