CC BY
1 Е. В. Кондрашова,
кандидат технических наук, доцент
rivelenasoul@mail.ru
С. В. Меркулов, аспирант
Воронежская государственная лесотехническая академия
Р. А. Г ниломедов, аспирант
Воронежский государственный архитектурно-строительный университет
К ВОПРОСУ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ПРИЧИН ИЗНОСА ДОРОЖНОЙ ОДЕЖДЫ ЛЕСОВОЗНЫХ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ
Загруженность лесотранспортных машин, удельная мощность тягача, коэффициент перегрузки автомобилей.
Load of forest-transportation machines, specific power of tractor, coefficient of machin’s overload.
Лесопромышленный комплекс (ЛПК) является одним из наиболее сложных и крупных среди других производственно-хозяйственных и социально-экономических комплексов. Именно в ЛПК период социальнополитического переустройства России в наиболее острой форме выявил проблемы, обусловленные несовершенством основ организации и управления лесотранспортным процессом, а также проблемы, связанные со стабилизацией экономических отношений. Имеющие место проблемы не могут быть исключены за счет роста темпов движения. Мировой опыт показывает необходимость применения новых методов организации и планирования лесотранспортных процессов.
Развитие транспортно-дорожной сети - один из главных приоритетов в работе Правительства России. Об этом свидетельствует новая Федеральная целевая программа «Развитие транспортной системы России на 2010-2015 годы» и принятая недавно «Транспортная стратегия» Российской Федерации на период до 2030 года. На первое место поставлены общесоциальные и общеэкономические стратегические целевые ориентиры, направленные на доступность и качество транспортных услуг, снижение аварийности,
рисков и угроз безопасности по видам транспорта в загрязнении окружающей среды.
Г лавными принципами лесоэксплуатации в настоящее время являются непрерывное и неистощительное пользование лесной продукцией. При этом важная роль принадлежит лесотранспорту и лесовозным автомобильным дорогам, которые служат связующим звеном структурных элементов лесопромышленного комплекса, в значительной мере определяют экономическую доступность лесоматериалов на участках лесного фонда и возможность эффективного лесопользования [1].
Хорошие дороги обеспечивают ритмичную работу всех звеньев лесозаготовительного производства. Это позволяет в максимальной степени использовать основные фонды и трудовые ресурсы, поднять уровень организации всего лесозаготовительного производства в целом. В результате себестоимость заготовки снижается на 20-80 % [2]. Низкое качество автомобильных дорог лесопромышленного комплекса снижает эффективность развития российской экономики и, как следствие, уменьшает конкурентоспособность российской продукции по отношению к зарубежной.
Окупаемость вложений в дорожное покрытие всецело зависит от протяженности дорог, приходящихся на одну очередь транспортного освоения лесного массива. Неудовлетворительное состояние ряда участков дорог приводит к значительному снижению скорости движения транспортного потока, повышению аварийности на дороге. В результате лесозаготовительное производство получает экономический эффект в размере наносимого ущерба из-за сложных дорожных условий.
Подсчитано, что в настоящее время ежегодная сумма потерь, связанных с низким техническим состоянием, доходит до 1,5 трлн. рублей. Если не принимать меры по изменению ситуации, к 2010 году эта цифра, по прогнозам Минтранса, дойдет до 1,675 трлн. рублей, к 2015 году - превысит 2 трлн. рублей, а к 2025 году может зашкалить за 3 трлн. рублей. Поэтому задача повышения эксплуатационно-экологического уровня имеющихся дорог ставится остро, как никогда ранее. Об этом свидетельствует увеличивающиеся ассигнования государственного бюджета на проблемы дорожной отрасли. Сегодня соответствуют нормативным требованиям только 37 % федеральных и 24 % территориальных автомобильных дорог.
Проведенный анализ фактических межремонтных сроков для участков дорог с интенсивными перевозками лесоматериалов показал, что в среднем для дорог с усовершенствованным покрытием фактический срок службы
между капитальными ремонтами составляет 8,4 лет, а с переходным -6,6 лет, т. е. меньше нормативного. В определенной степени такое положение связано с перегрузкой лесотранспортных машин на 30-35 %. Перегрузку определяют следующие факторы:
- материальная заинтересованность водителей максимально использовать возможности автотранспорта;
- равнинный рельеф местности, позволяющий максимально использовать тяговые возможности автотранспорта.
В связи с этим в статье предлагается при проектировании дорожных одежд учитывать коэффициент перегрузки, принимая его равным Кп = 1,20 для задней оси грузового автомобиля и Кп = 1,25 для осей автомобильных полуприцепов. Такое предложение представляется верным, но спорным в части применения одного коэффициента перегрузки автомобиля, в значительной степени зависит от марки автомобиля и мощности его двигателя.
В результате обработки данных исследований фактической загруженности лесотранспортных машин получена зависимость
Кпг = 0,905 + 0,024Ny, (1)
где 0,905 и 0,024 - коэффициенты уравнения регрессии, определенные по результатам натурных наблюдений; Ny - удельная мощность автомобиля или тягача седельного автопоезда, кВт/ч; Кпг - коэффициент перегрузки автомобилей и автопоездов.
Учитывая установленную зависимость, определим фактическую нагрузку на ось автомобилей различных марок, необходимую для расчета усилений конструкций существующих или новых дорожных одежд в местах с интенсивным движением лесотранспортных машин. Расчет нагрузки на максимально загруженную ось автомобилей (Qn), прицепов и полуприцепов определяем
Q = (Q -Qc)·Eîâ + Qc, (2)
где Qn - полная номинальная нагрузка на максимально загруженную ось, кг; Qc - нагрузка от собственного веса автомобиля или прицепа и полуприцепа, кг.
Нагрузка для тягачей определяется формулой
Qî = (qi, - Qffl )Eîâ + Qfl0 + Qffl , (3)
где qH - полная номинальная нагрузка на седло тягача от полуприцепа, кг;
Qcn - нагрузка от собственного веса полуприцепа на седло тягача, кг; QCT -нагрузка от собственного веса тягача на тележку, кг.
Результаты расчетов по зависимостям (1-3) сведены в табл. 1. Сведения из табл. 1 рекомендуется использовать для расчета одежд и их усилений на участках с интенсивным движением лесотранспортных машин.
Таблица 1
Сведения о перегрузке автомобилей и автопоездов различных марок для расчета дорожных одежд в местах с интенсивным движением
Технические данные транспортных Расчетные значения
Марка автомо¬ средств
биля или авто¬ номиналь¬ полная нагрузка удельная коэффици¬ нагрузка на
поезда ная грузо¬ на максимально мощность, ент пере¬ максимально
подъем¬ загруженную кВт, Ny грузки, Кпг загруженную
ность, кН ось, т, Qk ось, Qu
Урал-43202 70 8,12 154 1,149 8,755487
КамАЗ-53212 100 8,0 154 1,108 8,483186
КамАЗ-43105 70 8,23 154 1,141 8,788203
Урал-44202 75 7,46 154 1,148 7,976147
КамАЗ-54112 111 7,0 154 1,107 7,371479
В связи с тем, что в настоящее время расчет дорожных одежд ведется по среднегодовой суточной интенсивности движения без учета нагрузок, во время вывозки наблюдается повышенный износ, разрушения и преждевременный выход из строя участков дорог.
Внедрение разработанных рекомендаций по ремонтным работам позволит исключить потери лесозаготовительного производства.
Обобщенный показатель эффективности ремонтных работ (Пэ) определяется по формуле
T -W · L · 0,01-tf( ї°я - /L)
Â
(4)
где T - период, за который определяется показатель эффективности в сутках; W - объем перевозок за сутки, т; L - протяженность рассматриваемо-
го участка дороги, км; Sp - доля себестоимости перевозок, зависимая от эффективности ремонтных работ, в эталонных дорожных условиях, руб./ткм; Ϊ - показатель себестоимости перевозок до проведения ремонтных работ; Ϊ L - показатель себестоимости перевозок после проведения ремонтных работ; Д- затраты на дорожно-ремонтные работы, руб.
Имея обобщенный показатель эффективности ремонтных работ, определяют экономический эффект (Э) от выполнения ремонтных работ по зависимости
7 = (Rp · Ϊ ў - Rp)L, (5)
где Rp - затраты на капитальный и средний ремонт, руб.
Для того чтобы определить экономический эффект от разрабатываемых рекомендаций по ремонтным работам, используем зависимости (4) и (5), проведем расчет в следующей последовательности (при этом все расчеты будем заносить в табл. 2).
Определим показатель скорости движения (П^: до ремонта
о = Vl
v V,
У
I
(6)
после ремонта
ι· = V
v V-
У
(7)
где Vф - фактическая скорость движения; V., - возможная средняя скорость движения автомобилей в эталонных условиях.
Определяем показатель безопасности движения (Пб), используя сведения о показателях коэффициентов аварийности на отдельных участках. Сведения о них заносим в табл. 2.
6
Показатели для расчета экономической эффективности ремонтных работ на дорогах Краснодарского края
Фактиче¬ Показатели для расчета экономической эффективности
Место ремонт¬ Длина ская ско¬ Ϊ v ϊά Їїй ϊί Псп
ных работ участка, рость дви¬ Ev K4 кїй Κί Пэ
от-до км+м км жения, км/ч îv îV ϊ0 ϊά ї?й ЇЇй Ї0 Ϊ 0 Ϊ1
kV kV k0 κά К?й кїй к? т
21-22 1 57 0,96 0,96 6,6 5.0 0,26 1,0 0,70 1,09 1,01 0,698
1,05 1,01 1,01 1.01 1,04 1,0 1,03
24-25 2 57 0,96 0,96 2,2 2,0 0,73 1,0 0,92 1,05 1,01 0,699
1,01 1,01 1,00 1,00 1,03 1,0 1,01
26+500-100 4,5 54 9.0 0,96 17,0 5.0 0,87 1,0 0,95 1,05 1,01 0,557
1.01 1,01 1,02 1.01 1,02 1,0 1,00
32+800-142 3,2 54 9.0 9,96 9.0 5.0 0,70 1,0 0,8 1,07 1,01 1,012
1.01 1,01 1.01 1.01 1,03 1,0 1,02
Определяем показатель прочности дорожной одежды (Ппр) до проведения ремонта
Ї 0
їд
А»
А»д ’
где Еуф - фактический модуль упругости, МПа; А00д - требуемый при данном движении модуль упругости, МПа.
Определяем показатели себестоимости перевозок: до начала ремонтных работ (Ї Ш) по зависимости
Ї = F
^ Ш ^ v
• f а0 · FÎ
. f · f ·
п їд η ί >
(9)
после ремонтных работ (Ї 1) по зависимости
Ї 1 = F · F1 · F1 · F1d · F1,
ш v а і ід ί?
(10)
тА 0 тА 1
где Fîd - показатель прочности до ремонта; Fîd - показатель прочности после ремонта; F , - показатель непрерывности проезда до ремонтных работ; F1 - показатель непрерывности проезда после ремонтных работ, = 1.
Определив разность показателей себестоимости перевозок и зная фактически затраты на ремонт 1 км участка, а также исходную среднесуточную интенсивность движения, используя зависимость (4), устанавливаем величину показателя эффективности (Пэ) и заносим в табл. 2. После чего по зависимости (5) определяем общий экономический эффект от выполнения ремонтных работ.
Качество лесовозных дорог (их капиталоемкость) регулируется спросом на древесину - уровнем закупочных цен на круглые лесоматериалы. При низких ценах лесозаготовитель вынужден экономить на дорогах, применяя наиболее «дешевые» их типы. Из-за сложных дорожных условий повышается себестоимость заготовки [2].
При возникновении смешанных потоков из автомобилей и автопоездов для обеспечения безопасного обгона автопоездов рекомендуется устройство дополнительных обгонных полос трех типов (табл. 3). Необходимость устройства дополнительных обгонных полос и применяемый тип определяется в зависимости от интенсивности транспортного потока и процента автопоездов в нем (табл. 4). Дополнительные обгонные полосы необходимо располагать в шахматном порядке, устраивая их за счет обочин и частично за счет уширения земляного полотна.
Типы и размеры дополнительных обгонных полос
Тип полосы Длина дополнительных полос Расстояние между дополнительными
(I), км полосами (L), км
I 1-2 8-10
II 1,5-2,5 6-8
III 2-3 4-6
Т аблица 4
Границы применения обгонных полос различного типа
Количество автопоездов Тип дополнительной обгонной полосы при интенсивности
в транспортном потоке, движения, авт/ч
% 200 400 600 800
0-3 - - - I
3-5 - I I II
5-10 - I II III
10-15 I II III III
В целях обеспечения необходимой для безопасного движения величины коэффициента сцепления, на участках примыкания грунтовых дорог к дорогам с асфальтобетонным покрытием следует проводить укрепление въездов в соответствии с табл. 5.
Т аблица 5
Длина укрепления въездов на участках с различным типом грунта
Тип грунта Длина укрепления въезда, м
Песок, супесь 20-40
Суглинок 250-300
Глина 400-450
Засоленный грунт 550-500
Анализ исследований, выполненных по определению влияния вывозки лесоматериалов на транспортно-эксплуатационные качества автомобильных дорог, позволяет сделать следующие выводы:
- при проектировании, строительстве, эксплуатации дорог, при решении вопросов повышения их транспортно-эксплуатационных качеств в районах лесозаготовок следует учитывать особенности перевозок, заключающихся в значительном росте интенсивности движения и высоких нагрузках на дорожные одежды. Причем если для внутрихозяйственных дорог существуют рекомендации, позволяющие учитывать некоторые особенности таких перевозок, то для дорог общего пользования рекомендации или отсутствуют или не находят должного внедрения;
- увеличение интенсивности и скорости движения, связанное с вывозкой лесоматериалов, приводит к снижению такого важного показателя транспортно-эксплуатационных качеств дорог, как безопасности движения, определенную роль здесь играют и дорожные условия (неудовлетворительное состояние покрытия, необорудованные и «дикие» съезды и примыкания);
- в местах интенсивного движения и остановок лесотранспорта назначение ширины проезжей части, и размеров других элементов необходимо осуществлять с учетом особенностей его движения.
Государственная поддержка лесного бизнеса должна выражаться в первую очередь в создании эффективной транспортной инфраструктуры, повышении эксплуатационного качества дорог, обеспечивающих условия для максимального и эффективного освоения национальных лесных ресурсов.
В результате выполненных исследований разработаны рекомендации по повышению транспортно-эксплуатационных качеств дорог в районах вывозки лесоматериалов. Они позволяют обоснованно назначить геометрические параметры подъездов, рассчитать конструкции дорожных одежд и их усилений с учетом перегрузки лесотранспортных единиц (автомобилей и автопоездов).
Библиографический список
1. Смирнов, М. Ю. Повышение эффективности вывозки лесоматериалов автопоездами [Текст]: научное издание / М. Ю. Смирнов. - Йошкар-Ола: МарГТУ, 2003. - 280 с.
2. Судьба лесовозных дорог // Лесная Россия. - М., 2008. № 5-6. - С. 62.
В статье изучается вопрос влияния различных факторов: перегрузка лесотранспортных машин, интенсивность транспортного потока на транспортноэксплуатационные качества лесовозных автомобильных дорог. Предложены рекомендации по снижению потерь лесозаготовительного производства за счет экономии на транспортных операциях.
* * *
The article studies the question of influence of different factors: forest transport overloads, stream intensity on transport qualities of wood roads. The article provides the recommendations on the decline of losses of tree felling production due to an economy on transport operations.
