Введение к работе
Актуальность темы
Одной из характерных особенностей современного этапа экономического развития мирового хозяйства является глобализация хозяйственных связей между странами, посредством активного использования различных торгово-экономических форм, прежде всего, наиболее эффективной его формы – приграничного сотрудничества. Приграничное сотрудничество было и остается важным направлением развития экономики приграничных регионов.
Из 10 субъектов Дальневосточного федерального округа (ДФО), 4 имеют общую границу с Китайской Народной Республикой (Хабаровский и Приморский края, Амурская область и Еврейская автономная область). Приморский край имеет также границу с КНДР.
Это обстоятельство, а также уникальное географическое расположение Дальнего Востока, находящегося на пересечении международных транспортных коридоров, его близость к Азиатско-Тихоокеанской и Американской транспортным системам создают условия для успешного развития в регионе международных перевозок.
Вместе с тем, Азиатско-Тихоокеанский регион имеет много различий в развитии интермодальных перевозок, связанных с отсутствием единой автодорожной сети. Появившиеся в последнее время на автодорогах ДФО автопоезда иностранного производства имеют сверхнормативную нагрузку, что обуславливает проявление пластических деформаций в конструктивных слоях дорожных одежд с образованием колейности на покрытиях.
В программе экономического и социального развития Дальнего Востока важная роль отводится автомобильному транспорту. Предусматривается два этапа развития транспортной инфраструктуры с ликвидацией на первом этапе «узких» мест, а в последующем приведение технического состояния транспортной системы в соответствие с международными нормами.
В решении этой проблемы исключительно важное значение придается улучшению состояния существующих автомобильных дорог.
В настоящее время автомобильные дороги, соединяющие автотранспортные переходы с международными автотранспортными коридорами (МТК) ДФО, имеют различные технические категории и транспортно-эксплуатационные характеристики. В большинстве случаев эти дороги не соответствуют существующему уровню международных перевозок, что приводит к задержке доставки грузов потребителям и снижает эффективность экономического потенциала региона.
В этой связи, актуальными являются вопросы: оценки фактической и перспективной грузонапряженности на пограничных автотранспортных переходах; оптимизации международных транспортных потоков; разработки рекомендаций по повышению транспортно-эксплуатационных характеристик автомобильных дорог обслуживающих международные перевозки с учетом обеспечения перспективных объемов перевозок.
Таким образом, основной задачей настоящих исследований является повышение работоспособности автомобильных дорог на подходах к международным автотранспортным переходам ДФО с учетом фактической грузонапряженности существующих транспортных нагрузок.
Цель и задачи диссертационного исследования
Целью диссертационной работы является повышение работоспособности автомобильных дорог на подходах к международным автотранспортным переходам ДФО за счет их усиления с учетом фактической грузонапряженности и существующих транспортных нагрузок.
Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:
анализ фактической и перспективной грузонапряженности на автомобильных дорогах международных автотранспортных переходов ДФО с разработкой плана оптимального распределения перевозок;
исследование транспортно-эксплуатационных характеристик автомобильных дорог обслуживающих международные перевозки с получением расчетных зависимостей их изменения вероятностного характера;
оценка надежности работы дорожных конструкций на дорогах международных автотранспортных переходов ДФО с назначением требуемых значений коэффициента запаса прочности в рассматриваемых природно-климатических условиях;
обоснование методики назначения исходных начальных, граничных условий и критериальных оценок для исследования напряженно-деформированного состояния (НДС) существующих дорожных конструкций методом конечных элементов (МКЭ);
разработка мероприятий по усилению дорожных одежд для повышения работоспособности автомобильных дорог на подходах к международным автотранспортным переходам (АПП) и оценка их эффективности.
Объектом исследования является сеть и конструкции автомобильных дорог, по которым осуществляются международные автомобильные перевозки к АПП.
Методической базой исследований послужили: методы комплексного анализа экспериментальных данных; методы решения оптимизационных задач и построения математических моделей; методы оценки напряженно-деформированного состояния (НДС) существующих конструкций дорожных одежд; существующие расчетно-теоретические положения; программные продукты решения прикладных задач оценки НДС на основе метода конечных элементов.
Научная новизна исследований заключается в:
разработке методики оптимизации международных автомобильных перевозок на АПП;
получении расчетных зависимостей вероятностного характера прогнозирующих изменение прочностных характеристик дорожных одежд автомобильных дорог на подходах к АПП;
установлении зависимостей растягивающих напряжений в асфальтобетонных слоях от фактического модуля упругости существующих дорожных одежд АПП и толщины слоя их усиления;
методике установления исходных начальных и граничных условий для исследования напряженно-деформированного состояния опытных дорожных одежд методом конечных элементов;
разработке рекомендаций по усилению конструкций дорожных одежд для повышения работоспособности автомобильных дорог на подходах к международным автотранспортным переходам с учетом роста объема грузоперевозок.
Достоверность научных выводов подтверждается результатами экспериментальных работ, достаточным уровнем сходимости результатов аналитического расчета НДС дорожных конструкций и фактического состояния элементов конструкций дорожных одежд на опытных участках автомобильных дорог, применением компьютерных программ при обработке статистических данных.
Практическая значимость диссертационного исследования заключается в решении задач по повышению эффективности международных автомобильных перевозок за счет использования разработанных рекомендаций повышения работоспособности автомобильных дорог международных автотранспортных переходов ДФО.
На защиту выносятся:
Результаты экспериментальных работ на автомобильных дорогах АПП.
Методика оптимизации международных автотранспортных перевозок в ДФО.
Методика назначения исходных начальных и граничных условий для исследования НДС опытных дорожных конструкций МКЭ.
Результаты исследования НДС дорожных одежд и конструкций их усиления.
Рекомендации по повышению работоспособности дорожных одежд автомобильных дорог на АПП в ДФО.
Реализация работы осуществлена при разработке перспективных планов модернизации автомобильных дорог Дальневосточного управления федеральных автомобильных дорог. Результаты исследований включены в Методические рекомендации по применению текстильных синтетических материалов для осушения земляного полотна и дорожных одежд автомобильных дорог южной части Дальнего Востока (Хабаровск, ТОГУ, 2006 г.), а также в Региональные нормы «Проектирование земляного полотна и дорожных одежд автомобильных дорог Сахалинской области (РДН-002-02).
Апробация работы. Материалы работы докладывались и обсуждались на международных научно-практических конференциях – «Новые идеи нового века» ХГТУ, 2002 год; «Современные технологии усиления дорожных одежд при модернизации и капитальном ремонте автомобильных дорог», 21 октября 2005 г.; межрегиональной научно-практической конференции «Автомобильный транспорт Дальнего Востока и Сибири» ХГТУ, г. Хабаровск, 2004 г.; международной научно-технической конференции «Проблемы качества и эксплуатации транспортных средств» ПГУАС, г. Пенза, 2004 г.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 18 научных статей, в том числе 1 статья рекомендуемая ВАК для защиты кандидатских диссертаций. С участием соискателя разработано и издано 2 нормативно-технических документа и одно учебное пособие.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы и приложений. Результаты исследований изложены на 166 страницах основного текста, включающего 62 рисунков, 23 таблиц, список литературных источников из 135 наименований; объем приложений - 70 страниц.
