WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 |

На правах рукописи

САЛИМБАЕВ Ермек Кайсаевич

ОБОСНОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД С УЧЕТОМ РЕГИОНАЛЬНЫХ УСЛОВИЙ РАБОТЫ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ

(НА ПРИМЕРЕ ЗАПАДНОГО КАЗАХСТАНА)

(05.23.11 – Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей)

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Москва 2008

Работа выполнена на кафедре «Изыскания и проектирование автомобильных дорог» Московского автомобильно-дорожного института (государственного технического университета).

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор

Каримов Бури Бачабекович

Официальные оппоненты:

Заведующий лабораторией

ОАО «СоюздорНИИ» доктор технических наук, профессор Казарновский Владимир Давидович

Генеральный директор ЗАО «Транспорт и Партнеры» кандидат технических наук

Лебедихин Андрей Викторович

Ведущая организация:

ФГУП «РОСДОРНИИ».

Защита состоится 16 октября 2008г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 212.126.02 в Московском автомобильно-дорожном институте (государственном техническом университете) по адресу:

125319, Москва, Ленинградский проспект, 64, ауд. 42, телефон для справок (495) 155-93-24.

Отзывы на автореферат, заверенные печатью, просьба высылать в двух экземплярах, а копию отзыва просим прислать по e-mail: uchcovet@madi.ru.

Автореферат разослан «15» сентября 2008 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Борисюк Н.В.

Актуальность работы. Характерным примером развивающегося региона является Западный Казахстан. Чтобы удовлетворять потребностям, в том числе в международных и транзитных перевозках, особое значение приобретает опережающее строительство и реконструкция автомобильных дорог.

Главной технической проблемой дорожной отрасли региона является прогрессирующая потеря несущей способности существующих дорожных одежд. Около 80% дорог в области были запроектированы и построены в 60-80-х годах по нормативным требованиям того периода, когда нагрузка на ось расчетного автомобиля устанавливалась не выше 6 т. Однако сегодня по транзитным маршрутам области и республики движутся транспортные средства с нагрузкой на ось более 10 т, а расчетная нагрузка в нормах Казахстана принята 13 т на ось.

Равнинный характер местности и отсутствие существенных снегозаносов в принципе позволяют сооружать насыпи минимальной высоты, что и делалось ранее в условиях региона. Однако близко залегающие к поверхности, сильно минерализованные грунтовые воды, наличие на определенных участках поверхностных вод (мокрые солончаки) и засоленные грунты вносят свои ограничения, при которых минимальная высота насыпи должна быть не менее 1,5…1,9 м. В этих условиях возникает потребность уменьшения высоты насыпи. Решение этой задачи без принятия специальных мер по регулированию водно-теплового режима возможно при учете влияния снижения возвышения насыпей над уровнем грунтовых вод на значение характеристик грунта, используемых в расчете дорожных одежд. Другой вариант применения специальных решений, обоснованных технико-экономическими расчетами.

В связи с началом реализации международного проекта автомобильной дороги «Западный Казахстан - Западный Китай» и завершением строительства моста через реку Кигач на границе Астраханской области Российской Федерации и Республики Казахстан в ближайшей перспективе в регионе увеличится движение автотранспорта, в том числе с большими осевыми нагрузками, что необходимо учитывать при обосновании рациональных конструкций дорожных одежд.

В долгосрочной перспективе в Республике Казахстан в целом и его западных территориях задача модернизации автомобильных дорог определена в качестве одного из важнейших приоритетов стратегии развития республики.

В связи с этим учет региональных условий работы дорожных конструкций в Западном Казахстане и обоснование рациональных конструкций дорожных одежд должно обеспечить возможность повышать долговечность автомобильных дорог, увеличивать межремонтные сроки и снижать расходы на эксплуатацию автомобильных дорог и затраты на перевозку грузов и пассажиров.

Целью настоящей диссертационной работы является разработка, на основе сбора и обобщения данных об условиях проектирования, реконструкции и эксплуатации автомобильных дорог в Западном Казахстане, рекомендаций по назначению конструкций дорожных одежд, отвечающих требованиям повышения нагрузок и интенсивности движения с учетом региональных условий, как природных, так и условий движения.

В качестве основных задач исследования приняты:

1) уточнение дорожно-природного районирования территории Западного Казахстана;

2) обоснование расчетных параметров земляного полотна при недостаточном его возвышении над уровнем грунтовых вод для учета этого при проектировании долговечных дорожных одежд;

3) разработка предложений по уточнению расчетных характеристик грунтов и асфальтобетона, используемых при расчете дорожных одежд для условий региона, на основе обобщения имеющихся данных и дополнительных полевых и лабораторных исследований;

4) оценка наиболее характерных конструктивных решений по существующим и проектируемым дорожным одеждам, применяемым в области, с учетом перспективного роста транспортных нагрузок и действующих в настоящее время в дорожной отрасли нормативно-методических документов;

5) разработка предложений по перспективным конструктивным решениям, учитывающим условия работы дорожных одежд для региона.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

  • дорожно-природное районирование региона;
  • методика уточнения расчетных характеристик грунтов земляного полотна при его недостаточном возвышении над уровнем грунтовых вод;
  • уточненные расчетные температуры асфальтобетонного покрытия;
  • результаты проверки существующих, реконструируемых и вновь проектируемых конструкций дорожных одежд по различным нормативно-методическим документам;
  • предложения по совершенствованию конструкций дорожных одежд для условий области с учетом повышения осевых нагрузок.

Научная новизна работы заключается в следующем:

  • предложена схема дорожно-природного районирования территории региона, позволяющая на стадии обоснования инвестиций укрупнено оценить условия строительства будущей автомобильной дороги;
  • уточнены расчетные характеристики грунтов земляного полотна при недостаточном возвышении его над уровнем грунтовых вод;
  • уточнена расчетная температура асфальтобетонного покрытия для условий региона;
  • выявлены различия в результатах расчета традиционных дорожных одежд, используемых в регионе, по различным нормативно-методическим документам;
  • предложены перспективные варианты конструкций дорожных одежд для условий региона с учетом нарастающих осевых нагрузок.

Практическая ценность работы заключается в разработке ряда положений и предложений по конструктивно-технологическим решениям, которые обеспечивают повышение надежности и долговечности дорожных одежд в условиях региона, с учетом перспективного роста осевых нагрузок.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались и обсуждались на:

  • рабочих совещаниях администрации акимата Атырауской области 2006-2008 гг.;
  • Международных научно-практических конференциях Межправительственного совета дорожников 2005 - 2008гг.;
  • на Международной научно-практической конференции в г. Щучинске, Республика Казахстан, 2007г.;
  • на Международной научно-практической конференции в Белгороде, 2007г.;
  • на научно-практической конференции МАДИ (ГТУ), 2008г.
  • на расширенных заседаниях кафедры «Изыскания и проектирование автомобильных дорог» МАДИ (ГТУ), 2007 и 2008 гг.

Публикации. По отдельным разделам диссертации имеется 14 публикаций, в том числе 3 в изданиях, рекомендованных ВАК.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из основного текста, включающего в себя введение, четыре главы и заключение. Список литературы содержит 161 наименование. К основному тексту имеется 7 приложений. Основной текст изложен на 136 стр., включает в себя 24 рис. и 26 таблиц.

Содержание работы

Во введении обоснована актуальность выбранной темы диссертации, сформулированы цель и основные направления исследования.

В первой главе определены сущность проблемы и состояние вопроса, также изложены цель и задачи исследования. На территории региона разведаны крупные месторождения нефти, способные существенно повлиять на экономику региона. Регион является одним из динамично развивающихся территорий Казахстана. При сравнительно низкой плотности железнодорожных и водных путей автомобильные дороги являются преобладающим средством сообщения. Через ее территорию проходит международный автомобильный коридор Е-40. Для приведения пропускной способности транзитных коридоров в соответствие с текущей и перспективной потребностью уже в ближайшее время будет необходимо провести их реконструкцию с переводом в более высокую техническую категорию.

В целях оценки наиболее распространенных в регионе конструкций дорожных одежд были обобщены имеющиеся данные в дорожной администрации, проектных институтах, а также данные автора (5 автомобильных дорог, 550 км). Сложившаяся сеть автомобильных дорог региона в части конструкций дорожных одежд проектировалась на основе рекомендаций ВСН 46-83. В последние годы введены в действие СН РК 3.02-19-2003 Проектирование дорожных одежд нежесткого типа и в рамках СНГ действует МОДН-2-2001 Проектирование нежестких дорожных одежд. В условиях роста интенсивности движения и нагрузок на ось дальнейшее совершенствование сети требует принятия мер, обеспечивающих повышение надежности и долговечности дорожных одежд. Обобщение показало, что в условиях региона наиболее распространенны конструкции нежестких дорожных одежд капитального и облегченного типов, которые имеют следующие конструктивные слои (рис. 1).

Рис. 1. Конструкции дорожных одежд

Предварительный анализ прочности этих конструкций показывает, что для условий перспективного движения эти конструкции могут оказаться недостаточно долговечными, что требует подробного анализа на основе действующих нормативных документов.

Одним из направлений совершенствования конструктивных решений дорожных одежд может быть уточнение расчетных характеристик грунтов и дорожно-строительных материалов, а также более обоснованный учет при проектировании конструкций влияния различных критериев прочности одежд на их долговечность в условиях роста расчетных нагрузок. В результате обобщения имеющихся данных сформулированы цели и задачи исследования.

Во второй главе приведено исследование особенностей условий работы дорожных конструкций на территории региона.

Исследования, связанные с дорожно-климатическим районированием, выполняли начиная с 30-х годов XX столетия под руководством крупнейших ученых-дорожников: к.т.н. А.В. Гербург-Гейбовича, профессоров Н.В. Орнатского, В.М. Безрука, Н.А. Пузакова, А.Я. Тулаева, А.К. Бируля, В.М. Сиденко и других. Большие исследования водно-теплового режима земляного полотна, на котором базируется дорожно-климатическое районирование, выполнены в СоюздорНИИ д.т.н. В.И. Рувинским, д.т.н. Ю.М. Васильевым, к.г.м. наук Л.А. Преферансовой и другими. По горным районам Средней Азии – д.т.н., проф. Б.Б. Каримовым, по равнинным территориям и районам искусственного орошения Средней Азии и Казахстана – кандидатами технических наук Ю.Л. Мотылевым, М.Ф. Иерусалимской, Ю.В. Бутлицким, Е.В. Каганович, докторами технических наук О.А. Красиковым, Б.Б. Телтаевым, Б.А. Асматулаевым и многими другими. Представляется целесообразным для данного региона развить дорожно-климатическое районирование до уровня дорожно-природного районирования, учитывающего не только влажность земляного полотна, но и границы распространения территорий с различными почвенно-грунтовыми комплексами.

В настоящей работе общая методика исследований условий работы дорожных конструкций на территории Западного Казахстана предусматривала:

  • анализ и обобщение данных, полученных при исследованиях, выполненных учеными КаздорНИИ в 50-60-е годы XX века, а также данных почвоведов;
  • проведение комплекса уточняющих полевых и лабораторных исследований применительно к реальным дорожным объектам.

Анализ нормативных документов и опыта их использования в условиях региона, свидетельствует о следующем:

  • некоторые из нормативов СНиП и других нормативных документов относятся к усредненным для больших территорий географическим условиям и не в достаточной степени отражают специфику местных природных условий;
  • в условиях региона основными факторами, существенно влияющими на проектные решения и требующими учета в региональных нормах, в первую очередь являются: особенности грунтов, в том числе засоленных, используемых в земляном полотне, и характеристика глубины залегания грунтовых вод;
  • при оценке условий работы дорожных одежд особого внимания требует учет особенностей состава и интенсивности движения транспортных потоков на дорогах региона и, в первую очередь, возрастающие нагрузки на ось транспортных средств.

Исследование в части дополнительной оценки деформативных и прочностных характеристик грунтов земляного полотна, а также конструктивных слоев дорожной одежды нежесткого типа проводилось как на автомобильных дорогах, находящихся в стадии эксплуатации, так и на строящихся и реконструируемых автомобильных дорогах региона.

В результате изучения материалов исследований Казахского филиала СоюздорНИИ с учетом данных, полученных на объектах строительства автомобильных дорог в регионе, и изучения работы почвоведов представилось возможным предложить для целей дорожного строительства схему районирования, где выделены подзоны в соответствии с характерными типами почвогрунтов.

Pages:     || 2 | 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»