Autor
Kategorie:
Nezařazené

Analýza možného poškození dopravních tras

Dopravní trasa je zpravidla vyznačená část v prostředí, která umožňuje opakovaný, bezpečný a plynulý pohyb dopravních případně strojních zařízení, která na trasách nebo v jejich okolí vykonávají pracovní činnost (údržba, stavební a zemní práce). Konstrukce (provedení) dopravní trasy musí vyhovovat předpokládané zátěži (hodnotě tlaku kola na povrch trasy, počtu vozidel a strojních zařízení pohybujících se na trase za jednotku času) a musí umožnit bezproblémový pohyb.

Z toho vyplývá, že musí umožňovat snadnou průjezdnost dopravních a jiných zařízení, která zde vykonávají pracovní činnost. Musí také splňovat požadavky na bezpečnost pohybu zmíněných strojních zařízení. Včasnou údržbou dopravní trasy se zmírňuje (nikoliv odstraňuje) vliv povětrnostních podmínek (náledí, sníh) a odstraňují se závady vzniklé používáním dopravní trasy, které by mohly vést k dalšímu jejímu poškození nebo k negativnímu ovlivnění pohybu dopravních zařízení, resp. strojních zařízení.

Různé parametry dopravních tras

V obcích lze nalézt rozmanité dopravní trasy a cesty (komunikace). Jde o silnice (rozdělují se do tříd), polní cesty a účelové cesty. Tyto cesty jsou určeny například k dopravě z přilehlých pozemků a na ně, spojují zemědělské usedlosti, sklady nebo samostatné výrobní objekty v jedné obci nebo ve více obcích. Spojují zemědělské farmy se silnicemi nebo místními cestami, soustřeďují dopravu z polních cest vedlejších a jsou napojeny na místní cesty nebo na silnice, slouží k dopravnímu spojení jednotlivých nemovitostí podle potřeby vlastníků těchto nemovitostí, slouží ke spojení těchto nemovitostí s ostatními cestami nebo k obhospodařování zemědělských a lesních pozemků.
Cesty jsou v obcích konstruovány pro rozdílný tlak pod koly vozidel, pro rozdílnou zátěž (intenzitu pohybu vozidel), protože se oprávněně očekává, že v praxi se po nich budou pohybovat vozidla a stroje, jejichž parametry budou korespondovat s konstrukčními parametry cest. Konstrukci cest stanovují normy, maximální hmotnosti (resp. maximální tlak na vozovku pod koly vozidel) a rozměry vozidel nařizuje legislativa. V praxi to tak nemusí být, protože některé cesty si s sebou nesou svoji historii (například úzké profily) a jiné si s sebou nesou nesprávně provedené rekonstrukce v minulosti, resp. nesprávně provedené zpětné zásypy v současnosti (složení vrstev a hutnění po vrstvách) a určitou míru opotřebení.

Dopravní prostředky s odlišnou zátěží

Pohyb dopravních zařízení v komunální oblasti je realizován především pomocí rozmanitých mobilních energetických zařízení – motorových vozidel. Jak již bylo uvedeno, provedení dopravní trasy musí vyhovovat předpokládané zátěži a požadavkům na průchodnost dopravními zařízeními a musí splňovat požadavky na bezpečnost dopravy. Z tohoto důvodu je většina dopravních tras konstruována převážně se zpevněným povrchem, se stanovenou šířkou jízdních pruhů, stanovenými poloměry směrových oblouků, rozměry a přehledností odboček a křižovatek, únosností vozovkové části, výškovými profily, výhybnami a dalšími stavebními prvky (mostky, způsob odvodnění, dopravní značení a pod).
Dopravní a strojní zařízení jsou v komunální oblasti variabilní, protože to vyplývá z charakteru prováděných pracovních činností. Například vykonávají pracovní činnost jako je svoz komunálního odpadu, odvoz rozmanitých odpadů z údržby travnatých ploch nebo dřevin, posyp cest v zimním období, odstraňování sněhu, kropení cest, doprava pitné vody v případě havárií vodovodního potrubí. Je patrné, že téměř vždy jsou odvážena nějaká břemena – náklady. Pro každou pracovní operaci v komunální oblasti je možné zvolit dopravní zařízení s vhodným pracovním adaptérem (zametací kartáč, radlice na shrnování sněhu) a manipulačním zařízením pro konkrétní práci. V komunální oblasti pracují stroje se specifickou nakládkou a vykládkou, protože v některých případech se hmotnost nákladu snižuje s ujetou vzdáleností na trase (posyp, kropení), v jiných případech je to naopak (svoz odpadu, zametání), resp. hmotnost zůstává na celé trase stále stejná. Každé břemeno je charakterizováno určitými fyzikálními veličinami. V komunální oblasti je to především objemová hmotnost (kg.m-3), někdy konzistence (břemena sypká, pevná, kapalná). To znamená, že čím vyšší je objemová hmotnost materiálu, tím se zvyšuje hmotnost nákladu při konstantním objemu korby. Například objemová hmotnost písku je v rozsahu 1800 až 2000 kg/m3, posypového materiálu ve formě kamenné drtě 1600 – 1800 kg/m3, asfaltu 1300 kg/m3, rašeliny 330 – 450 kg/m3, kompostu 340 – 560 kg/m3, posečené trávy 150 – 400 kg/m3, posypového materiálu ekogritu 415 – 475 kg.m3, komunálního odpadu nestlačeného a nedrceného 120 – 560 kg/m3, betonu 2300 – 2400 kg/m3.
Z uvedeného lze vypočítat, jakou hmotnost má například suchá kamenná drť v korbě vozidla o objemu 5 m3. Je to 8000 kg, pokud je korba naplněna s koeficientem plnění 1. Jestliže je tam naloženo více, to samozřejmě také lze, může to být i s koeficientem 1,2, což představuje hmotnost nákladu 9600 kg.
Pokud se připočte provozní hmotnost tohoto vozidla a změří se velikost plochy otisku pneumatiky na podložku, lze vypočítat hodnotu středního kontaktního tlaku, kterým působí jedno kolo na podložku. K tomu je třeba znát rozložení hmotnosti, resp. celkové tíhy na jednotlivá kola vozidla. Velikost otisku je závislá na rozměrech pneumatiky, na tlaku vzduchu v pneumatice, na velikosti tíhy, na figurách dezénu a také na plasticitě podloží (zda se pneumatika zaboří nebo nikoliv). Nezanedbatelný vliv na otisk má i to, zda se jedná o statický nebo dynamický tlak. Všeobecně se uvádí, že velikost dynamického součinitele se mění v rozsahu 0,5 až 2,0. Záleží na mnoha faktorech. Mezi nejdůležitější faktory patří systém pružení vozidel, zda se jedná o systém s vinutými pružinami a plyno-kapalinovými tlumiči nebo pneumatické pružení s adaptivním tlumícím účinkem, u něhož jsou dynamické účinky podstatně nižší. Také záleží na vlivu nerovností na vozovce a režimu jízdy (například prudké brždění).
Tak například u nové pneumatiky 12,5/80-18 je vnější průměr 965 mm, šířka zatížené pneumatiky je 308 mm, šířka otisku dezénu je 305 mm (na pevném povrchu), plocha otisku na pevném podloží může být přibližně 390 cm2. Pokud je hmotnost vozidla s nákladem 15 000 kg, může být rozložení hmotnosti na přední nápravu 5000 kg, na zadní 10 000 kg. Na jedno kolo přední nápravy na rovině připadá přibližně 2500 kg hmotnosti. Pokud je toto kolo opatřeno výše uvedenou pneumatikou, bude střední kontaktní tlak (tíha/plocha) 641 kPa. Jestliže započteme dynamický součinitel 1,7 (vozidlo se při zastavení z kopce zhoupne), může to být tlak 1090 kPa, což je na obecní cestu hodně (dokonce i na mnohé silnice) a neobejde se to bez následků. A jestliže takové vozidlo zajede při manipulaci předními koly na travnatou plochu (protože to jinak, vzhledem k omezené ploše a rozměrům vozidla, nejde), protlačí do povrchu hluboké koleje, protože takové povrchy snesou tlak do hodnoty 50 až 100 kPa.

Z uvedeného vyplývá, že by se měla na některých obecních cestách pohybovat vozidla s nízkou hmotností a menšími rozměry, což může být nevýhodné vzhledem k výkonnosti dopravy. V komunální oblasti nemusí být vždy sledována prioritně výkonnost dopravy, ale může to být vykonání pracovní činnosti v souladu se stanovenou technologií (s tím souvisí kvalita práce, ochrana životního prostředí a pod). Ale v určitých případech je výkonnost dopravy sledována, to znamená, že se sleduje jaká hmotnost, resp. objem nákladu byl dopraven za časovou jednotku (kg/h). Je to především odvoz odpadu (komunální odpad, biologicky rozložitelný odpad) a dovoz rozmanitého materiálu (posyp, stavební hmoty, zahradní substráty, komposty).

Výkonnost v dopravě je obecně limitována a) Rozměry vozidel (objem ložného prostoru, ložná plocha, objem cisterny);
b) Hmotnostmi nákladu (v závislosti na legislativních omezeních na předpokládané trase);
c) Omezením maximální rychlosti jízdy (vzhledem k profilu terénu = výkon motoru, stavu vozovky = kluzký povrch, okamžité situaci na trase = křižovatky, přejezdy, semafory a legislativě);
d) Situací a opatřeními na silnicích;
e) Časem nakládky a vykládky.

Obdobně je výkonnost při pracovní činnosti limitována a) Výkonnost strojů, které pracují cyklicky je charakterizována časem teoretického cyklu a jedním z parametrů pracovního orgánu (například objem lopaty, průřez svěrného drapáku, nosnost výložníku atd.);

b) Výkonnost mobilních strojů, které pracují kontinuálně je charakterizována teoretickou rychlostí pohybu strojního zařízení při pracovní činnosti (vychází z technologie práce a konstrukce stroje) a jedním z parametrů pracovního orgánu (zejména šířkou pracovního adaptéru – zametacího kartáče, radlice).

Z uvedeného vyplývá, že pro dosažení co nejvyšší výkonnosti je snaha používat co největší dopravní zařízení, které se pohybuje pokud možno co nejvyšší rychlostí na dopravní trase a je rychle naloženo a složeno. S tím úzce souvisejí hmotnosti a rozměry strojů a dopravních zařízení. Také s uvedenými technickými a konstrukčními parametry souvisejí náklady na dopravu, resp. na vykonanou pracovní činnost. Takže z hlediska výše nákladů lze chápat situaci, že do obcí zajíždějí velké automobily, například pro sběr komunálního odpadu, protože je skládka komunálního odpadu vzdálena od obce několik desítek kilometrů a cílem je vykonat pouze jednu jízdu s velkokapacitním vozidlem, než čtyři jízdy s menším vozidlem. Subjekt, který realizuje odvoz sníží náklady tím, že ušetří čas, čímž vozidlo obslouží větší počet obcí (sníží se náklady na obsluhu (Kč/h), sníží se spotřeba PHM (Kč/h, sníží se servisní náklady (Kč/h, Kč/km). Jenže subjektu, který hospodaří v obci, se náklady mohou zvýšit, protože musí zabezpečit opravu obecních cest, ke kterým došlo tím, že se po nich pohybuje automobil (zpravidla každých 14 dní), pro který nejsou tyto cesty vhodné a dochází na nich ke škodám. Z těchto důvodů jsou na trhu vozidla i strojní zařízení různých hmotností a rozměrů a měla by být využívána, aby ke škodám na obecních cestách nedocházelo.

Faktory ovlivňující poškození nebo předčasné opotřebení dopravních tras a) Chybná konstrukce dopravní trasy a chybně provedené opravy;
b) Opotřebení dopravní trasy (bez oprav, resp. rekonstrukcí);
c) Překročená hmotnost vozidla pohybujícího se na trase než odpovídá konstrukci trasy;
d) Vyšší intenzita dopravy než odpovídá konstrukci trasy;
e) Rozměry vozidla, které neodpovídají konstrukci trasy (rozchod kol, výška, šířka, rozvor);
f) Poškození pracovní činností (chybně provedená technologie pracovní činnosti – široká radlice poškodí obrubníky);
g) Nízká dovednost řidičů vozidel nebo obsluh strojních zařízení, která se na trase pohybují;
h) Snížená odolnost podloží dopravní trasy vlivem podmáčení (dlouho trvající deště).

Zvyšování užitečné hmotnosti, a tím i celkové hmotnosti vozidel se projeví ve zvyšování měrných tlaků na povrch obecních cest, na kryt vozovek a cest (obrusná vrstva, ložná vrstva), na podklad cest, ale i na ochrannou vrstvu a podloží ostatních vozovek, po kterých doprava probíhá. Dochází k tomu, že se asfaltová směs protlačuje do podloží, nejčastěji na místech, kde vozidla brzdí, projíždí obloukem nebo jsou zde nerovnosti, dochází k vyjíždění podélných kolejí, ke vzniku příčných vln, k trhlinám v asfaltové vrstvě a drcené kamenivo se pneumatikami vyráží ze svého uložení a postupně vznikají hluboké výtluky v povrchu vozovky.
Dopravní zatížení se vyjadřuje počtem všech vozidel, která projedou daným místem po vozovce za určitý čas nebo častěji pouze počtem nákladních vozidel, která jsou pro vozovku rozhodující. Z hlediska účinků vozidla na vozovku je důležitý zejména kontaktní tlak kol s povrchem vozovky, jak bylo výše uvedeno. Čím více kol, tím nižší je hodnota tlaku, čím, širší pneumatika, tím nižší je hodnota tlaku, čím nižší hmotnost nákladu, tím nižší je hodnota tlaku na podloží. Velikost tlaku na vozovku závisí na hmotnosti připadající na nápravu a na svislé síle působící na konkrétní kolo, přičemž při jízdě vozidla se může velikost této síly měnit (nerovnosti, náklony vozidla, příčné a podélné sklony vozovky, pohyb nákladu na korbě nebo v nádobě přepravující kapaliny, projíždění oblouků a pod.). Změny velikosti hodnot působící svislé síly obecně závisí na nerovnostech vozovky, změnách rychlosti jízdy, způsobu tlumení výkyvů nápravy a na odpružení vozidla.

Charakter poškození vlivem pohybu vozidel a strojních zařízení a) Poškozené obrubníky v ohybech cest;
b) Vytlačené stopy v povrchu dopravní trasy (v plastickém i pevném podloží);
c) Poškození povrchu cesty prasklinami (pokud se jedná například o asfaltový povrch)
d) Poškození kanálových vpustí (propad, rozbití, vyvrácení);
e) Poškození částí vodovodů a kanalizací (zatlačení, deformace, vyvrácení);
f) Deformace travnatých ploch podél cest (hrozí potom poškození žacích strojů);
g) Poškození sloupů, sloupků, značení a oplocení kolem cest;
h) Poškození okrasných dřevin a záhonů (zlomení větví, zničení trvalek).

K uvedeným poruchám vozovky dochází tehdy, když je chybná technologie výstavby cesty, životnost cesty je na svém konci nebo nejčastěji, když je překračováno dovolené namáhání podloží vozovky dopravní technikou. To se děje v nejvyšší míře. Ale dít se to nemusí, protože výrobci dopravní a komunální techniky dávají k dispozici různě velké účelové nástavby (na posyp, čištění, plošinové korby, sklápěcí korby apod.), takže se po obecních cestách mohou pohybovat vozidla rozmanitých velikostí (hmotností), která cesty nepoškodí.

Ing. Ivo Celjak, CSc.,
katedra zemědělské, dopravní a manipulační techniky ZF,
Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích

Popisek: V malých obcích jsou dopravní a obslužné trasy pro provoz menších vozidel a strojních zařízení

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *