WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 || 7 | 8 |

1) Введение информации о фактических данных изменения Kпp из всего массива фактической выборки с заданием максимальных и минимальных значений, с заданием шага изменения моделируемой характеристики.

2) Ввод значений характеристик среднеквадратичного отклонения и коэффициента вариации v случайной величины Kпp.

3) Задание расчетных реализаций изменения случайной величины (в рассматриваемом случае было задано 10000 реализаций изменения Kпp).

4) Введение заданной надежности Р моделируемой характеристики, принятой в соответствии с изменением случайной величины Kпp нормальному закону распределения, равной 0,95.

Запись полученных в результате моделирования значений изменения Kпp производилась в базу данных, которая служила основанием для назначения требуемого значения коэффициента запаса прочности в соответствии с фактическими природно-климатическими и транспортно-эксплуатационными условиями эксплуатации рассматриваемых федеральных автотранспортных магистралей «Амур», «Уссури», «Подъезд к г. Благовещенску». Результаты изменения Kпp представлены в табл.3.

Таблица 3

Результаты моделирования изменения коэффициента запаса прочности

на основных федеральных магистралях Дальнего Востока

Наименование автомобильной дороги

Коэффициент запаса прочности согласно ОДМ 218.046-01

Коэффициент запаса прочности, полученный в результате

моделирования

Хабаровск–Владивосток «Уссури»

1,2

1,43

Чита–Хабаровск «Амур»

1,17

1,33

«Подъезд к г. Благовещенску»

1,2

1,37

В результате проведенных исследований (с учетом требований ОДМ 218.046-01) были установлены ожидаемые значения Kпp, которыми следует руководствоваться при реконструкции и модернизации рассматриваемых федеральных автомобильных дорог: Хабаровск–Владивосток «Уссури»; Чита–Хабаровск «Амур»; федеральной дороги «Подъезд к г. Благовещенску» и соответствующие коэффициенты запаса прочности, равные соответственно 1,43; 1,33; 1,37, обеспечивающие работу рассматриваемых автомобильных дорог с заданной надежностью за расчетный срок службы.

Проведенные исследования послужили основанием для назначения требуемых коэффициентов запаса прочности с заданной надежностью работы автомобильных дорог Дальнего Востока и осуществления районирования территории региона по этому критерию.

В восьмой главе выполнено теоретическое обоснование конструктивных мероприятий при строительстве и модернизации автомобильных дорог Дальнего Востока; разработаны рекомендации по проектированию дорожных конструкций в сложных грунтово-гидрологических и геокриологических условиях; на участках реконструкции и модернизации автомобильных дорог; разработана модель оценки прочности и усиления дорожных одежд.

Основной задачей обеспечения требуемой транспортной доступности региона является обеспечение непрерывного, удобного и безопасного движения с расчетными скоростями и установленными нагрузками. Эти требования можно обеспечить за счет проектирования дорожных конструкций, обеспечивающих работоспособность автомобильных дорог региональной сети в течение расчетного срока службы.

Важно обеспечить работу дорожных конструкций в конкретной природно-климатической системе дороги. Этому важному вопросу посвящены фундаментальные работы: Е.С. Ашпиза, В.Д. Казарновского, В.В. Пассека, Г.С. Переселенкова, А.А. Цернанта. С учетом работ отмеченных исследователей в диссертационной работе разработана схема функционально-системного принципа учета природно-климатических условий при проектировании дорожных конструкций региональной сети (рис.8).

Рис.8. Схема функционально-системного принципа проектирования дорожных

конструкций автомобильных дорог южной части Дальнего Востока

Преобладающими природно-климатическими условиями южной части Дальнего Востока являются условия, соответствующие II дорожно-климатической зоне (ДКЗ). Здесь расположено более 70% всех автомобильных дорог региона. Около 10% автомобильных дорог расположено в районе подзоны II1 с наличием «перелетков», мерзлых слоев грунта, возникающих на глубине сезонно замерзающих слоев грунта в районах с континентальным климатом и отрицательной среднегодовой температурой воздуха. И только около 20% автомобильных дорог региональной сети Дальнего Востока расположено в I ДКЗ.

Особую сложность при эксплуатации автомобильных дорог во II ДКЗ представляет недостаточная прочность дорожной одежды для пропуска нормативных нагрузок в расчетный период сезонного оттаивания грунтов. Следствием этого являются деформации колееобразования на участках автотранспортных коридоров Дальнего Востока.

Для обеспечения надежности работы основных звеньев региональной автодорожной сети и назначения конструктивных мероприятий по повышению ее транспортно-эксплуатационных характеристик были проведены исследования напряженно-деформированного состояния (НДС) дорожных конструкций на участках автотранспортных коридоров региона: «Уссури» Хабаровск–Владивосток, «Амур» Чита–Хабаровск и федеральной автомобильной дороги «Подъезд к г. Благовещенску».

При проведении исследований были применены методы, нашедшие развитие в работах Н.И. Горшкова, С.К. Иллиополова, А.М. Кулижникова, В.П. Матуа и других ученых, позволяющие исследовать пространственную работу при воздействии динамической нагрузки.

Оценка НДС дорожных конструкций при их усилении осуществлялась с помощью программного комплекса «Genide 32» (автор Н.И. Горшков), в котором заложена методика расчета напряженно-деформируемого состояния материалов и грунтов модели системы “автодорога - грунт” в статической постановке, а нагрузки и воздействия (граничные условия по поверхностным силам) приводились к “квазистатическим”.

Параметры поверхностной нагрузки от транспортных средств, приведенные для условий плоской задачи, принимались в соответствии с действующей инструкцией по проектированию нежестких дорожных одежд.

В принятой для расчета схеме считалось, что нагрузка от транспорта расположена симметрично относительно оси автомобильной дороги. Выделение зон неоднородности материалов проводилось через построение макроэлементов в однородных конструктивных и природных (инженерно-геологических) элементах по их геометрическим размерам и пространственному положению. Для каждого природного и конструктивного элемента системы «автомобильная дорога – грунт» были заданы физико-механические параметры.

Для любого элемента поперечного сечения автомобильной дороги и грунта в качестве параметров деформируемости использовались модуль упругости и коэффициент относительной поперечной деформации (Пуассона); в качестве параметров прочности – удельное сцепление и угол внутреннего трения (для дисперсных грунтов и материалов), пределы прочности на одноосное сжатие и растяжение (для скальных грунтов и монолитных материалов).

Задача экспериментальных исследований сводилась к измерению прогиба дорожной одежды под задним сдвоенным колесом грузового автомобиля расчетной нагрузки. Параметры грунта земляного полотна и конструктивных слоев дорожной одежды (при температуре 20°С), земляного полотна и обочин задавались в следующем порядке – наименование материала или грунта, толщина слоя (м), плотность (кH/м3), модуль упругости (МПа), коэффициент Пуассона (доли единицы), удельное сцепление (кПа) или предел прочности на одноосное растяжение (МПа), угол внутреннего трения (град) или предел прочности на одноосное сжатие (МПа).

Определялся коэффициент запаса прочности по З.Г. Тер-Мартиросяну:

(56)

где = max cos – предельное значение касательного напряжения: = с + + tg (0,5 ( 1 + 2 ) – max sin ) – значение действующего касательного напряжения на рассматриваемой площадке; 1, 2, max – главные нормальное и максимальное касательное напряжения на площадке; с – сцепление, МПа; – угол внутреннего трения, град.

Вид напряженного состояния оценивался по значениям параметра Надаи - Лоде: (-1) – сжатие, (0) – чистый сдвиг, (+1) – растяжение; промежуточные значения – сложное напряженное состояние. С помощью уровней этого параметра определялись места, в которых грунт, слагающий основание, испытывает растяжение или сдвиг, т.е. виды напряженного состояния, при которых материал может разрушиться.

Рассматриваемый метод позволил дать оценку НДС для любой нагрузки. Особое значение для разработки схемы усиления дорожной одежды имеет установление зон с максимальными растягивающими напряжениями. Анализ значений вертикальных напряжений показал, что материал покрытия под местом приложения нагрузки от транспорта испытывает сжатие, а посередине между полосами наката испытывает растяжение, как правило, в этом месте образуются продольные трещины.

Для уменьшения зон предельного состояния и перераспределения напряжений по всему объему конструкции дорожной одежды необходимо производить усиление существующих конструкций путем устройства дополнительных слоев из высокоплотных асфальтобетонных смесей, а на наиболее сложных участках, со слабым основанием, широко использовать армирующие геосинтетические материалы.

При приложении нагрузки на армированных участках дорожной одежды чаша упругого прогиба распределяется на большую площадь дорожного основания, что не приводит к колееобразованию, кроме того, введение геосинтетиков в конструкцию дорожной одежды приводит к снижению касательных напряжений.

Как показали наблюдения за работой опытного участка, армирование асфальтобетонного покрытия позволило добиться положительного эффекта в решении следующих задач: достижения омоноличивания нижнего и верхнего слоев покрытия, существенно меняющего характер напряженного состояния материала; возникновения распределяющего эффекта армированного слоя; значительного увеличения общего модуля упругости дорожной одежды на армированном участке покрытия.

В результате проведенных исследований были разработаны рекомендации по усилению дорожных одежд на основных автотранспортных коридорах Дальнего Востока.

В девятой главе рассматриваются вопросы оценки эффективности привлечения инвестиций в развитие автодорожной сети ДФО, анализируются методы привлечения дополнительных источников финансирования для развития сети дорог, даются рекомендации по очередности модернизации автомобильных дорог опорной региональной сети.

Эффективность вложения инвестиций в развитие АДС ДФО может быть определена как разность между суммарными ликвидированными потерями региона от несвоевременного строительства или модернизации дорожных объектов и затратами на строительство. При этом затраты и потери должны быть приведены к одному перспективному периоду (20 лет).

Задача состоит в оптимальном распределении инвестиций на строительство и модернизацию опорной сети автомобильных дорог на графе распределения перевозок между грузообразующими пунктами региона.

Возможности программы “Roads” позволяют изменять конфигурацию дорожной сети, ее транспортно-эксплуатационные характеристики для получения оптимального плана перевозок по критерию эффективности целевой функции минимума дорожно-транспортных затрат. В результате моделирования оптимального плана перевозок на АДС ДФО с помощью авторской программы “Roads” было получено начертание опорной сети дорог региона и определены наиболее загруженные участки дорог, подлежащие первоочередной модернизации.

Распределение инвестиций в развитие и модернизацию опорной АДС ДФО было предложено осуществлять по критерию чистого дисконтированного дохода (ЧДД).

На первом этапе развития и модернизации опорной региональной сети предложено инвестировать средства в участки, чистый дисконтируемый доход от которых превышает доходность, заданную нормой дисконта, при низком сроке окупаемости.

На втором этапе развития опорной сети АДС предложено инвестировать строительство и реконструкцию участков дорог, для которых показатели ЧДД близки к нулю, т.е. доходность инвестиционных проектов равна норме дисконта, а срок окупаемости составляет 3-5 лет.

Те участки дорог, инвестиционные проекты которых дают отрицательный ЧДД, ниже заданной нормы прибыли, с высоким периодом окупаемости проектов, предложено инвестировать с учетом привлечения прибыли от работы наиболее эффективных участков АДС ДФО для обеспечения региональной транспортной доступности табл. 4.

Таблица 4

Оценка привлечения инвестиций в развитие опорной АДС

Дальневосточного федерального округа

Номер строки j

Начало дуги (вершина L)

Конец дуги

( вершина М)

Грузонапряжен. G,

т/сут

Длина дуги, км

Показатели эффективности инвестиций в строительство и реконструкцию АДС Дальневосточного федерального округа

Капитальные вложения, млн руб.

Чистый доход, млн руб.

Индекс доходности

Срок окупаемости, лет

Очеред-ность

1

Граница с Амурской областью

Уруша

1671

92

1875,333

19275,741

8,97

2,83

XV

2

Уруша

Тахтамыгда

2136

57

1092,500

14480,222

11,27

2,34

Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 || 7 | 8 |






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