Введение к работе
Актуальность темы исследования. Во многих регионах России в зимний период наблюдаются чрезвычайные ситуации на автомобильных дорогах, вызванные снежными заносами при обильных метелях и снегопадах.
Для автомобильных дорог высоких категории согласно нормативным требованиям не допустимы снежные отложения на проезжей части. Для обеспечения снегонезаносимости таких автомобильных дорог требуется применение эффективных мероприятий снегозадерживающего действия.
В настоящее время в действующих нормативных документах отсутствуют требования к конструкциям и выбору снегозадерживающих устройств для скоростных дорог и автомагистралей. Недостаточно полно изучен вопрос работоспособности снегозадерживающих устройств в условиях значительной ширины земляного полотна, наличия дорожных ограждений на разделительной полосе и обочинах, а также других элементов обустройства.
В связи с ежегодным ростом объемов строительства и реконструкции автомобильных дорог высоких категорий в России, а также изменением условий и скоростного режима движения на них, совершенствование конструкций временных снегозадерживающих устройств является актуальной задачей.
Объект исследования – временные снегозадерживающие устройства на скоростных дорогах и автомагистралях.
Предмет исследования – закономерности формирования снежных отложений в зоне дорожных ограждений и снегозадерживающих устройств.
Целью диссертационной работы является совершенствование
конструкций временных снегозадерживающих устройств на основании учета рельефа местности, геометрических параметров скоростных дорог и автомагистралей, наличия элементов обустройства.
Основные задачи исследования.
1. Выполнить анализ причин образования снежных заносов на
скоростных дорогах и автомагистралях.
-
Оценить эффективность работы временных снегозадерживающих устройств в реальных условиях эксплуатации.
-
Выполнить моделирование работы различных конструкций временных снегозадерживающих устройств и дорожных ограждений.
-
Разработать рекомендации по совершенствованию конструкций временных снегозадерживающих устройств для применения на скоростных дорогах и автомагистралях.
-
Обосновать экономическую эффективность результатов исследований.
Научная новизна заключается в следующем.
-
Установлено влияние дорожных ограждений различных типов на снегозаносимость скоростных дорог и автомагистралей.
-
Определено влияние рельефа местности на работоспособность временных снегозадерживающих устройств. Уточнена формула расчета снегоемкости временных снегозадерживающих устройств. Введен коэффициент , учитывающий влияние рельефа местности.
-
Для повышения эффективности работы временных снегозадерживающих устройств предложены конструкции сеток на полимерной основе с различной просветностью. Определены рациональные области их применения.
Практическая значимость работы.
-
Выявлены неблагоприятные сочетания установки дорожных ограждений для скоростных дорог и автомагистралей с точки зрения снегозаносимости.
-
Усовершенствованы конструкции временных снегозадерживающих устройств. Разработаны рекомендации по их применению на скоростных дорогах и автомагистралях.
Методология и методы исследования. Для решения поставленных задач были выполнены теоретические, лабораторные и натурные исследования.
Эффективность работы снегозадерживающих устройств оценивалась в реальных
условиях эксплуатации автомагистрали М4 «Дон» на участке 40 – 420 км. В
состав лабораторных испытаний входило моделирование процесса
формирования снежных отложений в зоне различных типов дорожных ограждений, а также моделирование однорядных и двухрядных линий снегозадерживающих устройств в аэродинамическом канале.
Степень достоверности результатов. Достоверность научных
положений, выводов и рекомендаций, выполненных в диссертационной работе, обеспечивается соблюдением основных принципов подобия и сопоставлением результатов теоретических и экспериментальных исследований.
Реализация результатов научных исследований.
-
Результаты научных исследований положены в основу разработки стандарта СТО АВТОДОР 2.23-2015 «Рекомендации по проектированию и применению снегозадерживающих устройств на автомобильных дорогах Государственной компании «Автодор» (утв. приказом Государственной компании «Автодор» от 19.11.2015г. №260).
-
Полученные результаты диссертационной работы внедрены в учебный процесс при чтении лекционного курса и проведении практических занятий по дисциплине «Эксплуатация автомобильных дорог» для студентов-бакалавров по направлению 38.03.01 «Строительство» на кафедре «Строительство и эксплуатация дорог» ФГБОУ ВПО «Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)».
На защиту выносятся следующие положения.
-
Результаты экспериментальных исследований по оценке влияния различных типов дорожных ограждений на снегозаносимость скоростных дорог и автомагистралей.
-
Закономерность влияния рельефа местности на работоспособность временных снегозадерживающих устройств и учет влияния рельефа местности при расчете снегоемкости временных снегозадерживающих устройств.
3. Конструкции временных снегозадерживающих устройств и
рациональные области их применения в зависимости от рельефа местности и геометрических параметров скоростных дорог и автомагистралей.
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и
обсуждены в ходе 72-й (2014г.) и 73-й (2015г.) научно-методических и научно-
исследовательских конференций МАДИ, на заседаниях Технического совета
Государственной компании «Российские автомобильные дороги» от
11.12.2014г., 01.07.2015г. и 21.09.2015г.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 научных работ, в том числе 3 работы в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объем диссертационной работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложений. Объем работы составляет 135 страниц, в том числе 54 рисунков, 21 таблицу и 2 приложения. Список литературы включает 128 наименований работ отечественных и зарубежных авторов.