Продукция
 

Контроль осевых нагрузок автотранспорта

Контроль осевых нагрузок автотранспорта
За последние годы на дорогах страны была развёрнута целая сеть стационарных и передвижных постов весового контроля. Но, к сожалению, сама процедура взвешивания транспортных средств, вопросы о допустимых весовых нагрузках и способы их измерения, а также огромные штрафы за превышение установленных нормативов сформировали в обществе грузоперевозчиков негативное восприятие. 

Безусловно, для сохранности отечественных дорог система весового контроля необходима. Но такая система должна не просто ограничивать свободу грузоперевозчикам и взымать штрафы, а она должна стимулировать водителей к безопасному вождению и способствовать соблюдению правил дорожного движения.

В этой статье мы постараемся объяснить, почему в разных странах разные допустимые нагрузки на ось, в чём особенность российского автопарка, как правильно взвешивать автотранспорт и какие выбрать автомобильные весы для определения осевых нагрузок.

 


Слои «дорожного пирога»

Рассмотрим разрез современной автомобильной дороги. В разных странах, в том числе, в США, Германии, Китае и России, могут быть разными состав, толщина и технология формирования слоёв дорожного полотна, но слой щебня как основание дороги присутствует всегда. Именно щебень лежит на практически неуплотняемом песке, и именно щебень принимает на себя основную весовую нагрузку. 

Отметим, что прочность щебёночного слоя зависит не только от прочности щебёночных фракций, но и от степени его уплотнения. При строительстве дорог даже после утрамбовки и многократной укатки тяжёлыми дорожными катками значительная остаточная пористость щебёночного слоя сохраняется и в зависимости от марки щебня составляет от 14 до 20 %. 

В процессе эксплуатации автомобильных дорог под воздействием колёс транспортных средств, особенно при перевозке тяжеловесных грузов, происходит дальнейшее уплотнение щебёночного слоя. Очевидно, что нагрузка от проезда пятидесяти перегруженных двухосных самосвалов эквивалентна ста прогонам дорожного катка. 

С течением времени под постоянной нагрузкой транспортных средств и других факторов щебёночный слой уплотняется и утоньшается, верхние слои постепенно деформируются, и дорожное полотно разрушается.

Чтобы сохранить отечественную дорожную сеть, разрушаемую перевозками тяжеловесных грузов, необходима жёсткая система весового контроля.  

 


Предельно допустимые нагрузки на ось в разных странах

Расчёты и полученные экспериментальные данные, направленные на сохранность дорожной сети, позволили правительствам цивилизованных стран установить ряд норм различных весовых параметров. Ниже приведены примеры ограничений по осевой нагрузке и весу для дорог с максимально высокой категорией.

Страна
Предельная разрешённая нагрузка 
на одинарную ось, т
Максимальный разрешённый вес 
грузового 3-осного автомобиля, т
Германия11,526
Франция1326
Великобритания10,5 26
Италия1026
США9,0726,54
Китай10
Россия11,525

Как видно из таблицы, допустимые осевые нагрузки в России приближены к общеевропейским.

А вот самые жёсткие ограничения по осевым нагрузкам в США. Дело в том, что абсолютное большинство грузополучателей и грузоотправителей не находятся непосредственно на федеральных трассах. А это значит, что если весовые параметры транспортного средства вписываются в требования таблицы, то съехав с трассы на дорогу более низкой категории, эти грузовики становятся нарушителями. Американский низкий норматив позволяет избежать такой ситуации и при этом нисколько не мешает перевозить по американским дорогам тяжеловесные и крупногабаритные грузы. Для этого автоперевозчикам, осуществляющим перевозки тяжеловесных и крупногабаритных грузов, необходимо выполнить ряд технических и организационных требований, и оплатить размер причиняемого вреда. Заметим, что постов весогабаритного контроля в США на два порядка больше, чем в России.

Во многих странах, в том числе и в России, чем выше категория автодороги, тем выше допустимая скорость, и тем большие весовые нагрузки она допускает. Но в ряде стран категория дороги определяется её назначением, а не скоростным режимом. Самый яркий пример – Австралия. Ряд трасс, соединяющих внутренние территории, особенно рудники с заводами, практически не имеют ограничений по нагрузкам на ось и общему весу автопоезда. Дело в том, что эти трассы проложены в каменистых пустынях и не имеют «дорожного пирога» как такового. Разбилась трасса – перенесли разметку чуть в сторону, вот и весь ремонт. 

В СССР проблема перегруза решалась достаточно просто. Автозаводы выпускали грузовики, у которых регламентировалось давление в шинах. Перегрузишь – либо лопнет, либо сядет колесо. Карьерные самосвалы на дороги общего пользования не выпускали. Тяжеловесные и сверхгабаритные грузы перевозили только специализированные автопредприятия.

В настоящее время в нашей стране грузоперевозки по автодорогам регламентируются рядом нормативных актов. Весовой контроль транспортных средств на дорогах в части соблюдения установленных ограничений по общему весу и осевым нагрузкам возложен на пункты весового контроля. В дополнение к передвижным и стационарным пунктам весового контроля в последнее время на дорогах всё чаще используют автоматические посты предварительного взвешивания.  

 


Особенность российского автопарка

Сейчас, как известно, на дорогах нашей страны большинство эксплуатируемой техники – старые автомобили со всего света, возраст которых перевалил за 15 лет. Огромные грузовики, которые на исторической родине не выпустят за пределы территории карьера, у нас перемалывают асфальт внутриквартальных проездов. Западные транспортные компании избавляются от своих транспортных средств не потому, что на рынке появились более престижные модели, а потому, что эксплуатировать такую технику, соблюдая все нормы, становится нерентабельно! И попадают эти грузовики в те страны, где нормы весового контроля можно игнорировать. К сожалению, мы в ряду этих стран. 

Помимо того, что изношенные автомобили угрожают безопасности дорожного движения и наносят вред окружающей среде, эксплуатировать такую технику, соблюдая все нормы, становится нерентабельно! И особенно это касается контроля осевых нагрузок.

Поэтому для транспортировки грузов необходимо тщательно подбирать технику с учетом характеристик каждого автотранспортного средства и контролировать общий вес и нагрузки на ось при выезде с места загрузки.

 


Общие принципы взвешивания автотранспорта

Любое автотранспортное средство можно взвесить как в статике, так и в динамике. Оба вида взвешивания допускаются действующим законодательством.

Взвешивание в статике, т.е. взвешивание при полной остановке автотранспортного средства, производится на автомобильных весах с полным заездом на весовую платформу (Фото 1). 

Такие весы предназначены только для измерения общего веса транспортного средства и обеспечивают наибольшую точность по сравнению с любыми другими весами. Точность взвешивания – в пределах погрешности весов.

А вот осевые нагрузки при статическом взвешивании на автомобильных весах с полным заездом на весовую платформу измерить нельзя. Причина кроется в наличии в автомобиле подвесок, а точнее в дисбалансе перераспределения осевых нагрузок. На степень этого дисбаланса влияют тип подвески, её конструкция и эксплуатационное состояние.

Если несколько раз произвести взвешивание автомобиля, поставив колёса каждой оси на отдельные весоизмерительные платформы, то значение общего веса, полученного суммированием показаний с каждой платформы, будет оставаться стабильным. А вот измерения осевых нагрузок при статическом взвешивании будут показывать очень большой разброс, и достоверно задать погрешность для такого взвешивания невозможно.   

Заметим, что дисбаланс в перераспределении осевых нагрузок относится только к автомобилям с общим числом осей 3 и более, и не касается двухосных транспортных средств.

Для измерения осевых нагрузок используют весы для поосного взвешивания. По способу установки весы для поосного взвешивания бывают стационарные и передвижные.

Стационарные весы для поосного взвешивания (Фото 2) представляют собой небольшую весоизмерительную платформу, которая монтируется в сформированный в дорожном теле фундамент. Такие весы часто называются врезными. Весовая платформа устанавливается  на прямом и ровном участке дороги на одном уровне с проезжей частью. 

Габаритная величина весовой платформы в направлении движения автотранспорта должна быть достаточной для измерения меняющейся во время движения осевой нагрузи, в то же время её величина должна исключать возможность наезда на платформу одновременно двух осей взвешиваемого транспортного средства. Ширину проезжей части весов рекомендуется выбирать с учётом возможных незначительных боковых отклонений автомобиля во время движения через весовую платформу. 

Определение осевых нагрузок на врезных весах производится в динамическом режиме путём проезда транспортного средства на малой скорости (до 5 км/ч) через весовую платформу. При взвешивании в динамике большое значение имеет равномерность движения автомобиля. Незаметные на глаз рывки и торможения могут дать значительные искажения результатов измерений.

Осевые нагрузки на таких весах определяются автоматически. Точность измерения осевой нагрузки – в пределах погрешности весов. Общий вес транспортного средства вычисляется суммированием нагрузок по всем осям. Точность определяемого таким образом общего веса довольна высока. 

В качестве передвижных весов для поосного взвешивания автотранспортных средств применяют подкладные весы (Фото 3). 

Весы представляют собой сравнительно небольшие по весу и габаритам весовые платформы. Обычно применяют минимальный комплект, состоящий из двух весовых платформ – по одной платформе на колесо автомобиля.  Для определения весовых нагрузок весовые платформы поочерёдно подкладывают под колёса каждой из осей взвешиваемого транспортного средства. Общий вес взвешиваемого автомобиля на подкладных весах определяется так же, как на врезных весах, путём сложения осевых нагрузок по всем осям. 

Однако точность определения осевых нагрузок и общего веса автотранспортного средства на подкладных весах весьма невысока и имеет оценочный характер. Существенно повысить результаты взвешивания на подкладных весах можно за счёт использования выравнивающих платформ (Фото 4), которые обеспечат выравнивание всех осей автомобиля относительно горизонтальной плоскости, или проводить взвешивание с полным набором подкладных весов под каждую ось.

На базе комплекта подкладных весов можно организовать и врезные весы для поосного взвешивания, если разместить весовые платформы в специально подготовленный приямок и установить на одном уровне с поверхностью дорожного покрытия. 

Применительно к поосному взвешиванию особо надо отметить технологии автоматического мониторинга транспорта в потоке. В зарубежной практике системы автоматического контроля транспортных средств по совокупности параметров получили наименование WIM (Weigh-In-Motion). Принцип работы системы WIM основан на считывании и обработке сигналов с установленных на дорожное полотно пьезоэлектрических датчиков и электрических контуров и  включает все технологии взвешивания в движении. Взвешивание может производиться на скорости до 120 км/ч. Однако погрешность взвешивания системы WIM выше, чем у врезных весов для поосного взвешивания, срок службы меньше, а цена в десятки раз больше (Фото 5).

 


Автомобильные весы для измерения осевых нагрузок 

В условиях стационарного весового поста при средней интенсивности грузопотока хорошо зарекомендовали себя автомобильные весы ВА-В «Транзит». Простота в монтаже и в эксплуатации этих весов сочетается с высокой надёжностью и точностью измерений.

При интенсивном движении следует отдать предпочтение автомобильным весам ВА-В «Трап». Конструкция весов рассчитана на более жёсткий режим эксплуатации.

Врезные весы имеют ряд отличительных преимуществ:
  • возможность установки весов в условиях ограниченного пространства;  
  • возможность взвешивания автотранспорта в движении;
  • отсутствие ограничений по длине, числу осей и общему весу взвешиваемого автотранспорта;
  • сравнительно невысокая цена.
Врезные весы ВА-В «Транзит» и ВА-В «Трап» дополнительно могут быть оснащены системой обогрева, которая предотвращает образование льда при отрицательных температурах. А для безопасной и оптимальной траектории проезда транспортного средства  через весовую платформу рекомендуется устанавливать отбойники-коллиматоры.

С целью оперативного контроля осевых нагрузок при малой интенсивности грузопотока лучшим выбором будут подкладные весы ВА-П «Пионер»

Весы ВА-П «Пионер» – самые низкие из представленных на рынке подкладных весов. Малая высота платформы сводит к минимуму искажение результатов взвешивания, связанных с подъёмом взвешиваемой оси. Расчёты и экспериментальные данные показали, что искажение результатов взвешивания для весов ВА-П «Пионер» в 1,7 – 2,2 раза меньше, чем для любых других подкладных весов. Для уверенности, что нагрузки не превышают допустимых норм, в большинстве случаев достаточно, чтобы результаты взвешивания при выезде с места загрузки были как минимум на 1 %  ниже предельно допустимых. 

Для предприятий, чья деятельность включает перевозки грузов автомобильным транспортом, установка врезных или использование подкладных весов будет эффективным решением по контролю осевых нагрузок и общего веса автотранспортных средств.