Введение к работе
Актуальность темы Внедрение новых технологий при строительстве и ремонте автомобильных дорог, особенно с использованием местных строительных материалов, является актуальной задачей для дорожного хозяйства
В нашей стране ускоренными темпами развивается промышленность Это полностью относится и к Свердловской области Вступил в строй завод в г Сухой Лог по производству катионных битумных эмульсий, что позволяет внедрять на автомобильных дорогах новые технологии, и, в частности, устройство прогрессивных слоев износа дорожных покрытий из эмульсионно-минеральных смесей, увеличивающих долговечность автомобильных дорог и их межремонтные сроки до 1,5 раз Особенно это актуально в настоящее время, когда принят «Закон об автомобильных дорогах», гарантирующий нормативные ассигнования для дорожной отрасли
Диссертационная работа базируется на работах отечественных и зарубежных научных школ фундаментальных исследованиях дисперсных систем П А Ребиндера, прикладных научных работах А П Васильева (МАДИ), Ю В Соколова и В Н Шестакова (СибАДИ), Ю Д Силукова (УГЛТУ), И А Плотниковой (СОЮЗДОРНИИ), В И Алферова, Л А Горелышевой (РОСДОРНИИ) Использованы зарубежные научно-технические разработки корпораций и фирм «Akzo Nobel», «Verri Slam Siel», «Sawalko», «Weiro» Большой вклад в практическое развитие дорожной науки Среднего Урала внесли ученые-практики Б В Белоусов, В К Кондратов, В В Шишкин, Ю С Козлов, Е В Кошкаров, С И Булдаков, О П Телюфанова, Н А Гриневич, В Н Дмитриев и др
Объект исследования - автомобильные дороги Свердловской области
Предмет исследования - новые дорожные материалы и технологии для строительства и ремонта автомобильных дорог в Свердловской области слои износа автомобильных дорог
Цель работы - развитие теории и практики устройства слоев износа из эмульсионно-минеральных смесей на основе местных строительных материалов и новых дорожных технологий в Свердловской области
Основные задачи
-
Разработать систему программ и проектов и логическую структуру диссертационного исследования
-
На основе анализа и оценки существующих разработок и нормативов развить и обосновать новую технологию по устройству слоев износа из местных материалов на покрытиях автомобильных дорог Свердловской области
-
Использовать существующую технологию производства новых строительных материалов в Свердловской области и на их основе разработать и внедрить перспективную технологию устройства слоев износа из эмульсионно-минеральных смесей, обеспечивающих их высокое качество и долговечность
-
Разработать нормативные документы, обеспечивающих внедрение новых дорожных материалов и технологий в условиях действия закона о «Техническом регулировании»
-
Оценить технико-экономическую эффективность предложенных решений и разработок Основные положении, выносимые на защиту
-
Оценка состояния проблематики устройства слоев износа дорожных покрытий при строительстве и ремонте автомобильных дорог применительно к Свердловской области
-
Новые местные дорожно-строительные материалы и «холодные» технологии для устройства слоев износа, внедренные на опытно-экспериментальных участках автомобильных дорог
-
Нормативные документы по устройству слоев износа
-
Методика оценки технико-экономической эффективности устройства защитных слоев износа на дорожных покрытиях автомобильных дорог
Научная новизна.
-
Обоснована и развита технология строительства и ремонта дорожных покрытий с устройством слоев износа из местных строительных материалов, получаемых на предприятиях Свердловской области
-
Предложен новый дорожный материал - эмульсионно-минеральная смесь и технология на его основе строительства и ремонта покрытий с устройством слоев износа на автомобильных дорогах Свердловской области с использованием новых машин типа SOM-1000
-
Предложена модернизация дорожной машины SOM-I000 на основе анализа ее практической работы и теоретических расчетов
-
Установлены эмпирические зависимости эксплуатационных свойств слоя износа из эмульсионно-минеральной смеси от содержания битумной эмульсии, цемента и эмульгатора
-
Предложена методика оценки экономического эффекта от устройства слоев износа на дорожных покрытиях с учетом использования местных дорожно-строительных материалов, выпускаемых в Свердловской области
Эмпирическая база диссертации включает результаты исследований, проведенных автором на автомобильных дорогах по устройству слоев износа по технологии «ЭМУЛЬДОР» с использованием местных дорожно-строительных материалов, выпускаемых на предприятиях Свердловской области
В качестве информационной основы использованы результаты исследований в области транспорта и дорожного хозяйства, выполненные в научно-исследовательских, проектных и образовательных учреждениях Уральском государственном лесотехническом университете (кафедра транспорта и дорожного строительства), РОСДОРНИИ, СОГУ «Управление автомобильных дорог», материалы информационных центров отраслевого Министерства и нормативно-техническая база по строительству и ремонту автомобильных дорог
Практическая значимость заключается в разработке технологии с использованием местных дорожно-строительных материалов, выпускаемых на предприятиях Свердловской области, для устройства долговечных слоев износа по технологии «ЭМУЛЬДОР» на покрытиях автомобильных дорог
Научные положения и предложенные рекомендации использованы СОГУ « Управление автомобильных дорог», проектными и строительными организациями при разработке соответствующих разделов проектов по устройству слоев износа по типу «ЭМУЛЬДОР» на автомобильных дорогах федерального и территориального значения Выявлен и применен в научно-исследовательской практике метод сохранности автодорожной сети, широко внедренный на автомобильных дорогах Свердловской области
Методические и научно-технические разработки использованы в информационной базе данных «Информавтодор», в учебном процессе на кафедре «Транспорт и дорожное строительство» УГЛТУ, в фондах СОГУ «Управление автомобильных дорог», УралгипродорНИИ и Уральского филиала «РосдорНИИ»
Методы исследования системный анализ, математическое моделирование, теория размерности, экспериментальные лабораторные исследования с использованием теории планирования эксперимента, методология НИОКР и опытного внедрения инновационных разработок, графическое моделирование, технико-экономические расчеты
Научные труды и публикации Результаты исследований диссертанта представлены в 7 научных трудах и публикациях Среди них - участие в подготовке монографии «Новые дорожные технологии и материалы» (научное издание), научные статьи в сборниках всероссийских конференций, отчеты о НИР и ОКР, методические рекомендации, технологические карты (регламенты) Личный творческий вклад- более 5,0 печ листов
Апробация работы. Диссертант в период с 1999 по 2008 г г принимал активное участие в работе научно-технических конференций и семинаров Среди них - международные и всероссийские конференции и семинары, в том числе межрегиональная конференция «Проблемы повышения качества строительства, ремонта и содержания автомобильных дорог Свердловской области», Дом техники, г Екатеринбург, 1999 г, областная научная конференция-совещание по асфальтобетонным покрытиям автомобильных дорог и повышению качества дорожного строительства, ФГУП «Свердловскавтодор», г Невьянск, 2002 г, международная отраслевая выставка «Дороги России XXI века», Росавтодор, г Москва (ВВЦ), 2003 г, международная научно-техническая конференция «Наука, инновации и образование актуальные проблемы развития транспортного комплекса России», УрГУПС, г Екатеринбург, 2006 г , Всероссийская научно-техническая выставка-ярмарка «Магистраль», Минтранс РФ, г Нижний Тагил, полигон «Старатель», 2007 г, VI международная научно-техническая конференция «Урал промышленный - Урал полярный1, УГЛТУ, г Екатеринбург, 2007 г, IV Всероссийская научно-техническая конференция студентов и аспирантов «Научное творчество молодежи - лесному комплексу России», УГЛТУ, г Екатеринбург, 2008 г, Всероссийская выставка-форум «Автомобильные дороги - 2008», Центр Международной Торговли, г Екатеринбург
В качестве директора Автомобильно-дорожного колледжа автором апробированы методические и научно-технические положения диссертации при подготовке кадров и повышении квалификации инженерно-технических работников дорожного хозяйства Свердловской области, при разработке учебно-методических планов и программ профессиональной подготовки, при планировании учебно-образовательных практик
Реализация в промышленности и на транспорте
-
Разработанной технологии устройства слоев износа из змульсионно-минеральных смесей присвоен зарегистрированный товарный знак «ЭМУЛЬДОР», идентифицирующий в промышленности и на транспорте сумму технологий по устройству слоев износа и битумные эмульсии, изготавливаемые для этих целей
-
После прохождения стадии опытно-экспериментального внедрения (15 км) на автомобильной дороге Богданович - Сухой Лог (2002 г) ежегодный объем промышленной реализации технологии устройства слоев износа «ЭМУЛЬДОР» в дорожном хозяйстве Свердловской области составляет 80-100 км При этом областное дорожное хозяйство получает экономический эффект в размере от 8,8 до 11 млн руб в год в ценах 2007 года
Научные положения и предложенные рекомендации использованы СОГУ «Управление автомобильных дорог», проектными и строительными организациями при разработке соответствующих разделов проектов по устройству слоев износа по типу «ЭМУЛЬДОР» на дорожных покрытиях автомобильных дорог
Ежегодный объем внедрения предлагаемой технологии с использованием местных дорожно-строительных материалов для устройства слоев износа эмульсионно-минеральной смеси планируется в Свердловской области в объеме 80 км/год
Личное участие автора заключается непосредственно в разработке и научно-техническом обосновании предлагаемой технологии по устройству долговечных слоев износа на покрытиях автомобильных дорог с использованием новых дорожно-строительных материалов, выполнении экспериментальных и лабораторных исследований, изучении химических реакций, протекающих в слое износа с целью выработки предложений по увеличению его срока службы, в выработке рекомендаций по увеличению производительности битумощебеночных машин на базе их более рациональной компоновки, с учетом соотношения вместимости бака с вяжущим и бункера со щебнем, в контролировании соблюдения технологии при устройстве слоев износа на автомобильных дорогах, в выработке рекомендаций по срокам обновлению слоя износа с целью безопасности движения на дорогах
Программа 1 Анализ и оценка состояния проблематики устройства покрытий со слоями износа Проект 11.
Проблематика (Литературный обзор)
Проект 1.2
Анализ и прототипирование существующих технологий и дорожно-строительных материалов
для устройства слоев износа по технологии «ЭМУЛЬДОР»
Программа 2 Исследование характеристик новых дорожных строительных материалов для устройства
слоев износа по технологии «ЭМУЛЬДОР». Проект 2.1.
Подбор минерального материала для эмульсионно-минеральной смеси Проект 2 2.
Подбор битумной эмульсии для эмульсионно-минеральной смеси Проект 2 3
Разработка состава эмульсионно-минеральной смеси Проект 2.4 Многофакторный эксперимент
Программа 3 Теоретическое обоснование особенности работы битумощебнераспределителя при устройстве слоев износа по технологии «ЭМУЛЬДОР». Проект 3 1
Характеристика специализированной машины для устройства слоев износа Проект 3 2
Зависимость производительности битумощебнераспределителя от вместимости бака с вяжущим и бункера со щебнем
Программа 4 Опытно-экспериментальные исследования. Проект 4 1
Обследование и проверка состояния устроенных слоев износа на опытных участках автомобильных дорог по технологии «ЭМУЛЬДОР» Проект 4 2.
Результаты и анализ выполненных экспериментов по измерению коэффициента сцепления и шероховатости слоев износа
Программа 5 Техннко экономические показатели внедрения новых технологий устройства слоев износа
с использованием эмульсионно-минеральной смеси «ЭМУЛЬДОР». Проект 5 1
Методика оценки экономической эффективности устройства слоев износа Проект 5 2 Расчет экономической эффективности устройства слоев износа
