CC BY
61
УДК 528.48:625.7/8 Ю. В. СТОЛБОВ
С. Ю. СТОЛБОВА Д. О. НАГАЕВ Л. А. ПРОНИНА
Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия,
г. Омск
ОБОСНОВАНИЕ И ОБЕСПЕЧЕНИЕ НЕОБХОДИМОЙ ТОЧНОСТИ ДЕТАЛЬНОЙ РАЗБИВКИ ВЕРТИКАЛЬНЫХ ОТМЕТОК КОНСТРУКТИВНЫХ СЛОЕВ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД__________________________________________
Рассмотрено обоснование и обеспечение необходимой точности детальной разбивки вертикальных отметок поверхностей конструктивных слоев дорожных одежд. Даны рекомендации налаживать выполнение геодезических работ (детальную разбивку) не по допускаемым отклонениям, а по среднеквадратическим погрешностям с доверительными вероятностями Р=0,90 или Р=0,95. Приведены таблицы значений погрешностей и допустимых максимальных расстояний реек от нивелиров типов Н-3 и Н-10...
Ключевые слова: точность, детальная разбивка, вертикальные отметки, конструктивные слои, дорожная одежда.
Для качественного строительства автомобильных дорог необходимы обоснованные технологические допуски высотного положения поверхностей их оснований и покрытий. Решение этой задачи при устройстве конструктивных слоев дорожной одежды возможно путем разработки совершенных методик расчета допусков на строительные и разби-вочные работы. В СНиП 3.06.03-85 «Автомобильные дороги» [1] приведены допускаемые отклонения при приемке завершенных процессов устройства конструктивных слоев дорожных одежд без разграничения их на строительные и разбивочные работы (детальную разбивку и контрольные геодезические измерения в процессе строительства и приемки).
В обязательном приложении 2 СНиП 3.06.0385, при приемке и оценке качества законченных строительством конструктивных слоев оснований и покрытий, приводятся допускаемые отклонения результатов определений от проектных значений вертикальных отметок. В этом приложении, при устройстве конструктивных слоев дорожных одежд, с использованием комплекта машин без автоматической и с автоматической (значения приведены в скобках) системами задания вертикальных отметок, приведены параметры, используемые при оценке качества строительных работ: на «хорошо» и «отлично» допускается соответственно 90% и 95% отклонений результатов определений вертикальных отметок от проектных значений ±50(10) мм, а остальные соответственно 10% и 5% до ±100(20) мм.
Для обеспечения этих требований нормируемые значения предельных погрешностей детальной разбивки вертикальных отметок поверхностей оснований и покрытий автомобильных дорог при коэффициентах точности технологических про-
цессов их устройства, согласно [2], должны быть: для комплекта машин без автоматической системы задания вертикальных отметок при:
Т =1,0, 5 =0,45-5 =0,45-50 = 22,5 мм;
п гн н
Т =1,5, 5 =0,55-5 =0,55-50 = 27,5 мм;
п гн н
Т =2,0, 5 =0,90-5 =0,90-50 = 45,0 мм.
п гн н
для комплекта машин с автоматической системой задания вертикальных отметок при:
Т =1,0, 5 =0,45-5 =0,45-10 = 4,5 мм;
п гн н
Т =1,5, 5 =0,55-5 =0,55-10 = 5,5 мм;
п гн н
Т =2,0, 5 =0,90-5 =0,90-10 = 9,0 мм.
п гн н
Расчеты точности строительных работ и геодезического контроля вертикальных отметок конструктивных слоев автомобильных дорог, с использованием комплекта машин без автоматической и с автоматической системами задания вертикальных отметок приведены в работе [3], где за основу расчета были приняты нормируемые значения амплитуд вертикальных отметок их поверхностей. Эти расчеты показали, что при использовании комплекта машин без автоматической системы задания вертикальных отметок эти погрешности ничтожно малы по сравнению с допускаемыми отклонениями вертикальных отметок от проектных.
Поэтому при детальной разбивке вертикальных отметок для устройства конструктивных слоев дорожных одежд, с применением комплекта машин
ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 2 (114) 2012 НАУКИ О ЗЕМЛЕ
НАУКИ О ЗЕМЛЕ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 2 (114) 2012
*
262
Таблица 1
Значения погрешностей и максимальных расстояний реек от нивелиров типа Н-3 при детальной разбивке вертикальных отметок конструктивных слоев дорожных одежд
Коэффициент точности технологического процесса (Т) 5гн, мм Р тгн, мм т , мм гр' 5тах, м 5т^, м АБ, м
При использовании комплекта машин без автоматической системы задания вертикальных отметок
Тп=1,0 22,5 0,90 13,68 6,01 130 10 120
0,95 11,25 4,69 100 10 90
Тп=1,5 27,5 0,90 16,72 7,96 170 10 160
0,95 13,75 6,98 150 10 140
Тп = 2,0 45,0 0,90 27,36 9,42 200 10 190
0,95 22,50 9,42 200 10 190
При использовании комплекта машин с автоматической системой задания вертикальных отметок
Тп=1,0 4,5 0,90 2,74 2,72 60 10 50
0,95 2,25 2,25 50 10 40
Тп=1,5 5,5 0,90 3,34 3,21 70 10 60
0,95 2,75 2,73 60 10 50
Тп = 2,0 9,0 0,90 5,47 5,52 120 10 110
0,95 4,50 4,69 100 10 90
без автоматической системы задания вертикальных отметок, максимальные удаления реек от нивелира можно принимать такими же, как и при геодезическом контроле [4].
Ранее вычисленные нормируемые значения предельных погрешностей детальной разбивки вертикальных отметок для комплекта машин с автоматической системой задания вертикальных отметок меньше в 5 раз, чем для комплекта машин без автоматической системы задания вертикальных отметок.
Поэтому для обеспечения точности детальной разбивки высотного положения поверхностей конструктивных слоев оснований и покрытий от ранее вынесенных на местности отметок пикетов трассы автомобильной дороги, при устройстве дорожной одежды с применением комплекта машин с автоматической системой задания вертикальных отметок, за основу примем нормируемые значения отклонения фактических вертикальных отметок от проектных, согласно обязательного приложения 2 СНиП 3.06.03-85.
Среднеквадратическая погрешность определения разности отметок двух точек с одной станции будет определяться по формуле:
^Г=^в, + тв2 + ™о , (11
где тв и тв — среднеквадратические погрешности взглядов (отсчетов) на точки 1 и 2;
то — среднеквадратическая погрешность несоблюдения главного условия нивелира из-за неравенства расстояний плеч S1 и S2.
Пример 1. Тп=1,0, 5т = 4,5 мм, а тогда нормированное значение среднеквадратической погрешности, при доверительной вероятности Р=0,95, т =2,25 мм. Примем максимальное и минималь-
гн 1
ное расстояния от нивелира до реек соответственно S1 = 50 м; S2=10 м; AS=40 м, тогда при использовании нивелиров типа Н-3 и трехметровых реек с сан-
тиметровыми делениями расчетное максимальное значение среднеквадратической погрешности определения превышений между двумя точками с одной станции, согласно [5], будет (при тв =0,83 мм, тВ2 =0,62 мм и то = 2,0 мм):
тГР = л/о.вз2 -(-О^г2 +2,02 = 2,25 мм.
Следовательно, при детальной разбивке вертикальных отметок, с Р=0,95, для устройства конструктивных слоев дорожных одежд с коэффициентом точности технологического процесса Гп=1,0, наибольшее расстояние от нивелиров типа Н-3 до реек возможно до 50 м.
Пример 2. Тп=1,5, 5т = 5,5 мм, а тогда нормированное значение среднеквадратической погрешности, при доверительной вероятности Р=0,95, будет т =2,75 мм. Примем максимальное и минималь-
гн
ное расстояния от нивелира до реек соответственно S1 = 60 м; S2=10 м; AS=50 м, тогда при использовании нивелиров типа Н-3 и трехметровых реек с сантиметровыми делениями расчетное значение среднеквадратической погрешности определения превышений между двумя точками с одной станции, согласно [5], будет (при тв =0,89 мм, тв =0,62 мм и то = 2,5 мм):
шрр = лУо,892 + 0,622 + 2Г52 = 2,73 мм.
Следовательно, при детальной разбивке вертикальных отметок, с Р=0,95, для устройства конструктивных слоев дорожных одежд с коэффициентом точности технологического процесса Тп=1,5, наибольшее расстояние от нивелиров типа Н-3 до реек возможно до 60 м.
Пример 3. Тп = 2,0, 5т = 9,0 мм, а тогда нормированное значение среднеквадратической погрешности, при доверительной вероятности Р=0,95, будет т =4,50 мм. Примем максимальное и минимальное
гн
расстояния от нивелира до реек соответственно
Таблица 2
Значения погрешностей и максимальных расстояний реек от нивелиров типа Н-10 при детальной разбивке вертикальных отметок конструктивных слоев дорожных одежд
Коэффициент точности технологического процесса (Тп) 5га, мм Р m , мм m , мм гр' Smax, м Smin, м AS, м
При использовании комплекта машин без автоматической системы задания вертикальных отметок
Тп=1,0 22,5 0,90 13,68 4,27 90 10 80
0,95 11,25 3,28 70 10 60
Тп=1,5 27,5 0,90 16,72 5,62 120 10 110
0,95 13,75 4,27 90 10 80
Тп = 2,0 45,0 0,90 27,36 9,57 200 10 190
0,95 22,50 8,58 180 10 170
При использовании комплекта машин с автоматической системой задания вертикальных отметок
Тп=1,0 4,5 0,90 2,74 2,79 60 10 50
0,95 2,25 2,30 50 10 40
Тп=1,5 5,5 0,90 3,34 3,27 70 10 60
0,95 2,75 2,79 60 10 50
Тп = 2,0 9,0 0,90 5,47 5,27 110 10 100
0,95 4,50 4,27 90 10 80
5^! =100 м; 52=10 м; Д5=90 м, тогда при использовании нивелиров типа Н-3 и трехметровых реек с сантиметровыми делениями расчетное значение среднеквадратической погрешности определения превышений между двумя точками с одной станции, согласно [5], будет (при тв =1,17 мм, тв =0,62 мм и то = 4,5 мм):
Шгр = л/1,172 + 0,622 + 4,52 = 4,69 мм.
Следовательно, при детальной разбивке вертикальных отметок, с Р=0,95, для устройства конструктивных слоев дорожных одежд с коэффициентом точности технологического процесса Тп = 2,0, наибольшее расстояние от нивелиров типа Н-3 до реек возможно до 100 м.
Подобным образом выполнены расчеты тгр при доверительной вероятности Р=0,95 для нивелиров типа Н-10, а так же выполнены расчеты при доверительной вероятности Р=0,90 для нивелиров типа Н-3 и типа Н-10. Значения погрешностей и максимальных расстояний реек от нивелиров этих типов при детальной разбивке вертикальных отметок конструктивных слоев дорожных одежд приведены в табл. 1 и 2.
При детальной разбивке вертикальных отметок поверхностей конструктивных слоев дорожных одежд необходимо вычислять горизонт инструмента по отметкам двух смежных пикетов, для уменьшения влияния погрешности во взаимном их высотном положении, и среднее его значение принимать за исходное.
Выполненные расчеты по обоснованию необходимой точности детальной разбивки вертикальных отметок поверхностей конструктивных слоев дорожных одежд показывают, что для обеспечения допустимых значений фактических отклонений от проектных необходимо налаживать выполнение геодезических и строительных работ не по допускаемым отклонениям, а по среднеквадратическим
погрешностям с доверительными вероятностями Р=0,90 или Р=0,95.
Библиографический список
1. СНиП 3.06.03-85. Автомобильные дороги: утв. Комитетом Совета Министров СССР по делам строительства (Госстрой СССР). - М. : ЦИТП Госстроя СССР, 1985. - 106 с.
2. Столбов, Ю. В. Статистические методы контроля качества строительно-монтажных работ / Ю. В. Столбов. — М. : Стройиздат, 1982. — 87 с.
3. Обоснование допусков на строительные и геодезические работы для обеспечения высотного положения оснований и покрытий автомобильных дорог / Ю. В. Столбов [и др.] // Известия вузов. Серия Строительство. — 2010. — № 9. — С. 75 — 80
4. Столбов, Ю. В. Обеспечение необходимой точности геодезического контроля высотного положения оснований и покрытий автомобильных дорог / Ю. В. Столбов, С. Ю. Столбова, Д. О. Нагаев // Автомобильные дороги. — 2011. — № 9. — С. 140 — 143
5. Практические пособия по метрологическому обеспечению строительного производства. — М. : Стройиздат, 1975. — 64 с.
СТОЛБОВ Юрий Викторович, профессор (Россия), доктор технических наук, профессор кафедры геодезии.
СТОЛБОВА Cветлана Юрьевна, кандидат технических наук, доцент (Россия), заведующая кафедрой «Недвижимость и строительный бизнес».
НАГАЕВ Дмитрий Олегович, инженер кафедры геодезии.
ПРОНИНА Лилия Анатольевна, аспирантка кафедры геодезии.
Адрес для переписки: e-mail: dn55@mail.ru
Статья поступила в редакцию 02.04.2012 г.
© Ю. В. Столбов, С. Ю. Столбова, Д. О. Нагаев,
Л. А. Пронина
ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 2 (114) 2012 НАУКИ О ЗЕМЛЕ
