Введение к работе
Актуальность работы. Программой модернизации и развития автомобильных дорог Российской Федерации до 2025 года предусматривается переход дорожного хозяйства России на инновационный путь развития. Эффективность экономического развития, успешная реализация природных, сырьевых и энерго-содержащих ресурсов, укрепление межрегионального и международного сотрудничества требуют модернизации существующих транспортных коммуникаций и строительства новых. По уровню развития сети автомобильных дорог с твердым покрытием Дальневосточный федеральный округ (ДФО) в значительной степени отстает от средних показателей по России. Плотность автомобильных дорог с твердым покрытием на 1000 кв. км территории по России составляет 34,6 км, по ДФО - 7,22 км, по Хабаровскому краю - 6,43 км.
Территориальная удаленность Дальневосточного федерального округа, сложные природно-климатические условия, низкий уровень развития транспортной инфраструктуры, недостаточное и нестабильное финансирование дорожных объектов приводит к ухудшению транспортно-эксплуатационного состояния сети автомобильных дорог региона.
Строительство новых дорог в регионе ведется в рамках Федеральной целевой программы «Экономическое и социальное развитие Дальнего востока и Забайкалья на период до 2013 года». Это позволит снять инфраструктурные ограничения развития экономики на региональном уровне, исправить проблемы сдерживания экономического роста из-за неразвитой транспортной и энергетической инфраструктуры.
Для реализации данной программы нужно не только строить новые дороги, но и поддерживать существующие в нормативном транспортно-эксплуатационном состоянии. На начало 2012 года примерно четверть региональных и межмуниципальных дорог работали на пределе своих возможностей, а более трети дорог требовали ремонта и реконструкции.
Таким образом, почти половина сети автомобильных дорог общего пользования Дальнего Востока, имеющих региональное и межмуниципальное значение, требуют ремонта, реконструкции и модернизации, для приведения их состояния в нормативное.
Цель и задачи работы. Цель работы заключается в разработке методики оценки эффективности ремонта автомобильных дорог с усовершенствованными асфальтобетонными покрытиями на примере юга Дальнего Востока (Хабаровский край) с учетом сложных природно-климатических условий региона.
Для выполнения поставленной цели решаются следующие задачи:
-
Оценить негативное влияние природно-климатических условий юга Дальнего Востока на работоспособность дорожных покрытий.
-
Рассмотреть возможные методы ремонта покрытий и определить их целесообразность для ремонта автомобильных дорог юга Дальнего востока с усовершенствованными асфальтобетонными покрытиями.
-
Определить основные критерии оценки эффективности ремонта покрытий автомобильных дорог с учетом фактического транспортно-эксплуатационного состояния автодорожной сети юга Дальнего Востока и сложных природно-климатических условий района производства работ.
-
Осуществить статистический анализ фактического транспортно-эксплуатационного состояния покрытий автомобильных дорог юга Дальнего Востока путем определения фактического коэффициента запаса прочности, давая при этом визуально-балльную оценку состояния покрытия.
-
Разработать модель оценки эффективности ремонта автомобильных дорог юга Дальнего Востока с усовершенствованными асфальтобетонными покрытиями с учетом эксплуатационной и экономической эффективности производства работ.
-
Оценить экономическую эффективность фактических и предлагаемых работ по ремонту автомобильных дорог юга Дальнего Востока с усовершенствованными асфальтобетонными покрытиями.
Объектом исследования является автодорожная сеть, состояние и транс-портно-эксплуатационные характеристики существующих автомобильных дорог юга Дальнего Востока с усовершенствованными асфальтобетонными покрытиями.
Методы исследования основываются на системном подходе, теории вероятностей и математической статистики, теории погрешностей измерений, аналитических методах теории надежности, вероятностных математических моделях, программных продуктах решения прикладных задач.
Научная новизна работы заключается в:
проведении анализа целесообразности распределения затрат между различными методами ремонта покрытий автомобильных дорог Хабаровского края в зависимости от объемов работ;
установлении вероятностных закономерностей распределения фактического значения коэффициента запаса прочности автомобильных дорог с усовершенствованными асфальтобетонными покрытиями на примере юга Дальнего Востока (Хабаровский край);
разработке вероятностной модели оценки эффективности ремонта автомобильных дорог юга Дальнего Востока (Хабаровский край) с усовершенствованными асфальтобетонными покрытиями с учетом сложных природно-климатических условий региона;
- определении границ эксплуатационной целесообразности применения
различных методов ремонта в зависимости от фактического коэффициента запа
са прочности и конструкции усиления дорожной одежды;
- разработке методики оценки эффективности ремонта автомобильных до
рог юга Дальнего Востока (Хабаровский край) с усовершенствованными асфаль
тобетонными покрытиями с учетом эксплуатационной и экономической эффек
тивности производства работ.
Практическая значимость и реализация работы. Разработанная методика позволяет обосновать назначение тех или иных методов ремонта, основываясь на комплексной оценке эксплуатационной и экономической эффективности рас-
сматриваемых ремонтных работ. Полученные результаты расчетов с использованием предлагаемой методики послужили основой для создания программы «ЭРЕМ-АД» в среде машинного программирования Visual Basic, позволяющей с заданной надежностью предельных значений величины коэффициента запаса прочности, назначить наиболее эффективные методы ремонта автомобильных дорог с усовершенствованными асфальтобетонными покрытиями. Разработанная методика и программа применялись при обработке результатов диагностики автомобильных дорог Хабаровского края в ФХКГУП «Краидорпредприятие» «ПК Проектавтодор» (2013 г).
На защиту выносятся:
вероятностные закономерности распределения фактического значения коэффициента запаса прочности автомобильных дорог с усовершенствованными асфальтобетонными покрытиями на примере юга Дальнего Востока (Хабаровский край);
вероятностная модель оценки эффективности ремонта автомобильных дорог юга Дальнего Востока (Хабаровский край) с усовершенствованными асфальтобетонными покрытиями с учетом сложных природно-климатических условий региона;
методика оценки эффективности ремонта автомобильных дорог юга Дальнего Востока (Хабаровский край) с усовершенствованными асфальтобетонными покрытиями с учетом эксплуатационной и экономической эффективности производства работ.
Достоверность и обоснованность научных исследований и выводов обеспечивается репрезентативностью статистических выборок случайных величин, подтверждается методологической базой исследований, основанной на фундаментальных и достоверно изученных положениях, достаточным объемом экспериментальных данных, поученных на конкретных объектах, проверкой принятой гипотезы с доверительной вероятностью Р = 0,95. Результаты научных исследований получены с применением методов математического анализа и современных программных продуктов для решения инженерных задач (Excel, Matlab и др.).
Апробация работы. Результаты работы докладывались на:
Научно-техническом семинаре кафедры «Автомобильные дороги» Тихоокеанского государственного университета, 28 февраля 2011 года.
Научном межвузовском семинаре с участием кафедр «Автомобильные дороги» ТОГУ и «Строительное производство» ДВГУПС, 19 марта 2012 года в Дальневосточном Государственном Университете Путей Сообщения.
Всероссийской молодежной научно-практической конференции «Научно-технические проблемы транспорта, промышленности и образования» в Дальневосточном Государственном Университете Путей Сообщения 10-13 апреля 2012 года.
Региональной научно-практической конференции «Дальний Восток: Проблемы развития архитектурно-строительного и дорожно-транспортного комплексов». Двенадцатые научные чтения памяти профессора М. П. Даниловского, Хабаровск, Тихоокеанский государственный университет, 15-19 октября 2012 г.
Личный вклад автора состоит в:
установлении вероятностных закономерностей и их характеристик фактического значения коэффициента запаса прочности на автомобильных дорогах региона;
разработке вероятностной модели оценки эффективности ремонта автомобильных дорог с усовершенствованным асфальтобетонным покрытием;
- определении границ эксплуатационной целесообразности применения
различных методов ремонта в зависимости от фактического коэффициента запа
са прочности и конструкции усиления дорожной одежды;
- разработке методики оценки эффективности ремонта автомобильных до
рог юга Дальнего Востока (Хабаровский край) с усовершенствованным асфальто
бетонным покрытием с учетом эксплуатационной и экономической эффективности
производства работ.
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано десять печатных работ, в том числе две в изданиях, рекомендованных ВАК (журнал «Транспортное строительство» № 9 за 2012 год, № 6 за 2013 год).
Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов и рекомендаций по работе и содержит 190 страниц текста, включающего 73 таблицы, 51 рисунок, списка использованных источников из 109 наименований и приложения на 55 страницах.
