Прогнозирование работоспособности автомобильных дорог на примере федеральной автомобильной дороги «Р-255 «Сибирь» Новосибирск - Кемерово - Красноярск - Иркутск на участке км 0+00 - км 23+940 обход города Иркутска» Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

Оригинальная статья / Original article УДК 625.7

DOI: 10.21285/1814-3520-2017-5-179-190

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ РАБОТОСПОСОБНОСТИ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ НА ПРИМЕРЕ ФЕДЕРАЛЬНОЙ АВТОМОБИЛЬНОЙ ДОРОГИ «Р-255 «СИБИРЬ» НОВОСИБИРСК - КЕМЕРОВО - КРАСНОЯРСК - ИРКУТСК НА УЧАСТКЕ КМ 0+00 - КМ 23+940 ОБХОД ГОРОДА ИРКУТСКА»

© C.C. Шабуров1, Фам Ань Конг 2

Иркутский национальный исследовательский технический университет, Российская Федерация, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова 83.

РЕЗЮМЕ. ЦЕЛЬ. На примере федеральной автомобильной дороги «Р-255 «Сибирь» Новосибирск - Кемерово -Красноярск - Иркутск на участке км 0+00 - км 23+940 обход города Иркутска» описаны три расчетных метода прогнозирования работоспособности автомобильной дороги с целью назначения сроков проведения капитального ремонта. На основании данных учета фактической интенсивности и состава движения автотранспорта по этой автомобильной дороге за период ее эксплуатации (2011-2015 гг.) выполнен прогноз ее работоспособности. МЕТОДЫ. Используется несколько методов прогнозирования работоспособности дороги: по прочности дорожной одежды, интенсивности движения, средней грузонапряженности. РЕЗУЛЬТАТЫ. Результаты анализа подтвердили возможность назначения капитального ремонта через 18 лет эксплуатации данной дороги. ВЫВОД. Предложенные расчетные методы прогнозирования работоспособности дорожной одежды позволяют сделать вывод об увеличении сроков назначения капитального ремонта до 18 лет против 15-летнего периода, рассчитанного в инженерном проекте рассматриваемой федеральной автомобильной дороги.

Ключевые слова: обход города Иркутска; работоспособность автомобильных дорог; капитальный ремонт; прочность дорожной одежды; грузонапряженность.

Формат цитирования: Шабуров С.С., Фам Ань Конг. Прогнозирование работоспособности автомобильных дорог на примере федеральной автомобильной дороги «P-255 «Сибирь» Новосибирск - Кемерово - Красноярск - Иркутск на участке км 0+00 - км 23+940 обход города Иркутска» // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2017. Т. 21. № 5. С. 179-190. DOI: 10.21285/1814-3520-2017-5-179-190

FORECASTING ROAD CARRYING TRAFFIC FOR THE CASE OF THE FEDERAL HIGHWAY «P-255 «SIBERIA» NOVOSIBIRSK - KEMEROVO - KRASNOYARSK - IRKUTSK ON THE SECTION KM 0+00 - KM 23+940 IRKUTSK BYPASS ROAD» S.S. Shaburov, Pham An Cong

National Research Irkutsk State Technical University, 83, Lermontov St., Irkutsk, 664074, Russian Federation.

ABSTRACT. PURPOSE. On example of the federal highway "Р-255 "Siberia" Novosibirsk - Kemerovo - Krasnoyarsk -Irkutsk on the section km 0 + 00 - km 23 + 940 Irkutsk bypass road" the article describes three calculation methods of road carrying traffic forecast in order to settle the overhaul timing. The road carrying traffic forecast is performed on the basis of monitoring data of actual traffic intensity and type of traffic on this highway during its service (for the period from 2011 to 2015). METHODS. The study uses several methods of road carrying traffic forecast: by the strength of road pavement, by traffic density and average traffic volume. RESULTS. The analysis results prove the possibility to settle the overhaul in 18 years of highway operation. CONCLUSION. The proposed calculation methods of road carrying traffic forecast allow to conclude that the overhaul timing can be extended up to 18 years against the 15-year period calculated in the engineering design of the federal highway.

Keywords: Irkutsk bypass road; highway carrying traffic; overhaul; durability of road pavement; traffic volume

For citation: Shaburov S.S., Pham A.C. Forecasting road carrying traffic for the case of the Federal highway «P-255 «Siberia» Novosibirsk - Kemerovo - Krasnoyarsk - Irkutsk on the section km 0+00 - km 23+940 Irkutsk bypass road». Proceedings of Irkutsk State Technical University. 2017, vol. 21, no. 5, pp. 179-190. (In Russian) DOI: 10.21285/18143520-2017-5-179-190

1Шабуров Сергей Семенович, кандидат технических наук, профессор кафедры автомобильных дорог, e-mail: [email protected]

Sergei S. Shaburov, Candidate of technical sciences, Professor of the Department of Automobile Roads, e-mail: [email protected]

2Фам Ань Конг, студент, e-mail: [email protected] An Cong Pham, Student, e-mail: [email protected]

ISSN 1814-3520 ВЕСТНИК ИрГТУ Т. 21, № 5 2017 / PROCEEDINGS of ISTU Vol. 23, No. 5 2017 179

Введение

Дорожная сеть Российской Федерации создавалась в основном на протяжении второй половины XX века, сегодня она имеет общую протяженность свыше 1,3 млн км. В подавляющем большинстве автомобильные дороги России отстают от уровня современных требований автомобилизации. Вся дорожная сеть федерального, регионального, межмуниципального и местного значения представляет чрезвычайно пеструю картину как по вариантам дорожных конструкций проезжей части, так и по прочности и срокам службы. Этот фактор серьезно осложняет управление автомобильными дорогами, их ремонт и содержание.

Точным инструментом планирования и назначения ремонтных работ являются данные о потребительских свойствах автомобильных дорог, полученные в результате их диагностики3. Именно диагностика дает полную, объективную и достоверную информацию о транспортно-эксплуатационном состоянии дорог, а также об условиях работы и степени соответствия фактических потребительских свойств, параметров и характеристик требованиям движения. Кроме того, систематический мониторинг является основой управления состоянием автомобильных дорог и исходной базой для эффективного использования средств, направляемых на их ремонт.

Учитывая протяженность дорожных сетей всех уровней, проведение инструментальной диагностики автомобильных дорог - достаточно трудоемкий и затратный процесс как на первоначальном этапе, так и в системном мониторинге. Действующим нормативным документом для планирования дорожных работ по капитальному

ремонту автомобильных дорог, выделения ассигнований является постановление Правительства Российской Федерации от 23.08.2007 г. № 539 (с изменениями, утвержденными приказом Минтранса России от 25.20.2015 г. № 30), где приведены нормативные межремонтные сроки4 (табл. 1).

Известно, что основной причиной возникновения деформаций и разрушений дорожной одежды и покрытия автомобильных дорог являются динамические нагрузки от воздействия автомобильного транспорта. Следовательно, интенсивность дорожного движения, состав транспортного потока - это определяющие факторы, влияющие на срок службы дорожной одежды, т.е. на ее работоспособность.

Под работоспособностью автомобильной дороги понимается обеспечение безопасного движения автомобилей с заданной интенсивностью, установленной нагрузкой, скоростью и пропускной способностью. В целом дорога работоспособна, когда такие показатели, как расчетная скорость Крс, прочность дорожной одежды Кпр, ровность Кр, скользкость Кс и колейность Кк, больше единицы или установленных пределов, а показатели уровня загрузки 2 и безопасности движения ниже установленных пределов [1, 2].

Известные расчетные методы прогнозирования работоспособности автомобильных дорог изложены в трудах профессора А.П. Васильева (например, [1, 3] и заключаются в том, что работоспособность дороги может быть измерена сроком ее службы или числом пропущенных автомобилей за срок службы.

Авторами данной статьи предложе-

ОДН 218.0.006-2002. Правила диагностики и оценка состояния автомобильных дорог; утв. распоряжением Минтранса РФ от 03.10.2002 г. № ИС-840-р / ОДН 218.0.006-2002. Diagnostic rules and motor road state assessment: approved by the Decree of the Ministry of Transport of the Russian Federation of 3 October 2002 no. ИС-840-р. 4О нормативах денежных затрат на содержание и ремонт автомобильных дорог федерального значения и правилах их расчета: постановл. Правительства РФ от 23.08.2007 г. № 539, изм. от 25.02.2015 г. / On regulatory standards of federal highway maintenance and repair costs and the rules for their calculation: Resolution of the Government of the Russian Federation of 23 August 2007 no. 539, amended of 25 February 2015.

180

ВЕСТНИК ИрГТУ Т. 21, № 5 2017 / PROCEEDINGS of ISTU Vol. 21, No. 5 2017 ISSN 1814-3520

но несколько методов прогнозирования работоспособности дороги на примере автомобильной дороги федерального значения «Р-255 «Сибирь» Новосибирск - Кемерово

- Красноярск - Иркутск на участке км 0+00

- км 23+940 обход города Иркутска» (далее «Р-255 «Сибирь») на основании данных

учета фактической интенсивности движения и состава автотранспорта за период ее эксплуатации (2011-2015 гг.): по прочности дорожной одежды, интенсивности движения, средней грузонапряженности. Основные показатели дороги приведены в табл. 2.

Таблица 1

Межремонтные сроки проведения работ по капитальному ремонту нежестких дорожных одежд автомобильных дорог

Table 1

Overhaul period of flexible road pavements_

Категория дорог/ Road category Тип дорожной одежды / Type of pavement Дорожно-климатическая зона / Road and climatic zone

I-II III IV-V

Межремонтный срок, лет / Overhaul period, years Коэффициент надежности дорожной одежды / Reliability coefficient of road pavement Межремонтный срок, лет / Overhaul period, years Коэффициент надежности дорожной одежды / Reliability coefficient of road pavement Межремонтный срок, лет / Overhaul period, years Коэффициент надежности дорожной одежды / Reliability coefficient of road pavement

IA, 1Б, IB Капитальный / Permanent 12 0,98 14 0,95 18 0,88

II Капитальный / Permanent 12 0,95 12 0,92 15 0,88

III Капитальный / Permanent 12 0,92 12 0,90 15 0,85

Облегченный / Lightweight 12 0,86 12 0,85 12 0,84

IV Капитальный / Permanent 12 0,85 12 0,84 12 0,83

Облегченный / Lightweight 10 0,85 10 0,84 12 0,82

Переходный / Transition 5 0,82 5 0,80 5 0,77

V Облегченный / Lightweight 10 0,82 10 0,80 12 0,79

- Переходный / Transition 5 0,65 5 0,60 5 0,58

Низший / Lowest 3 0,65 3 0,60 3 0,58

ISSN 1814-3520 ВЕСТНИК ИрГТУ Т. 21, № 5 2017 / PROCEEDINGS of ISTU Vol. 23, No. 5 2017 181

Таблица 2

Основные показатели автомобильной дороги «Р-255 «Сибирь»

Table 2

Basic indicators of a highway «P-255 «Siberia»_

Показатель / Indicator Значение / Value

Техническая категория автомобильной дороги / Highway technical category II

Протяженность участка дороги, км / Length of a road section, km 23,94

Путепроводы, шт. / п.м / Fly-overs, pcs / LM 2 / 200,8

Мост, шт. / п.м / Bridge, pcs / LM 2 / 342,2

Водопропускные трубы, шт. / п.м / Culvert, pcs / LM 4 / 291

Ширина земляного полотна, м / Width of the road bed, m 15,0

Ширина проезжей части, м / Width of the roadway, m 7,5

Ширина обочины, м / Curb width, m 3,75

Ширина укрепительной полосы обочин, м / Width of the margin strip, m 0,75

Тип конструкции дорожной одежды / Type of pavement construction Капитальный / Permanent

Вид покрытия / Type of pavement Асфальтобетонное / Bituminous macadam

Расчетные нагрузки / Calculated loads А-11, НК-80

Обустройство дороги / Furnishing of a road

Барьерное ограждение (металлическое) с учетом пересечений, примыканий, п.м / (Metal) Barrier railing taking into account intersections, junctions, LM 28 500

Сигнальные столбики с учетом пересечений, примыканий, шт./ Signal bars taking into account intersections, junctions, pcs 485

Дорожные знаки с учетом пересечений, примыканий, шт. / Road signs taking into account intersections, junctions, pcs 142

Прогнозирование работоспособности дороги по прочности дорожной одежды

В табл. 3 представлен расчетный транспортный поток по автомобильной дороге «Р-255 «Сибирь» в соответствии с материалами инженерного проекта.

Согласно данным, приведенным в табл. 3, ежегодный прирост интенсивности движения составил:

q =

10 N2

10 10200

6980

= 1,04.

На основании ежегодного прироста выполнен прогнозный анализ интенсивности и состава движения на период до 2025 года (табл. 4).

N

182

ВЕСТНИК ИрГТУ Т. 21, № 5 2017 / PROCEEDINGS of ISTU Vol. 21, No. 5 2017 ISSN 1814-3520

Таблица 3

Перспективная интенсивность и состав движения на автомобильной дороге «Р-255 «Сибирь»

Table 3

Prospective traffic intensity and composition on the highway "P-255 "Siberia"

2015 г.

Объект / Object

<D -Û m о

Ü2 го О

ш л ш о

ю g £

Sä g EL- е

(Л

d «з

m

ю о

I-

ш <

го

Ч—'

о

ш о m

о m

g го

^ го Ш ш „ s о

(О * о -о -û s

ig §

ш m "о

d го о>

<D Q1 m

2025 г.

ш

ш л ш о

sr

ra

О

ш л ш о

-Û

о >.

»о (Л

О (D

t; <л

s ^

g =9 œ . ЕЕ

/s -к

3

Ю О H ш

<с

m

a

Ч—'

о

ф

о m

Автомобильная дорога «Р-255 «Сибирь» / Hhighway "Р-255 "Siberia"

2280

4250

150 / 300

6980

8690

3458

6030

200 / 390

10078

Таблица 4

Анализ состава движения по автомобильной дороге «Р-255 «Сибирь»

Table 4

Analysis of the traffic composition on the highway «P-255 «Siberia»_

Группа транспортных средств / Vehicle groups Коэффициент приведения к расчетной нагрузке / Coefficient of reduction to the design load % в составе транспортного потока / Percentage in the composition of the transport flow Среднегодовая суточная интенсивность движения, авт./сут. / Average annual daily traffic intensity, vehicle per day

2010 г. 2025 г.

Факт. / Factual Привед. к расчетной нагрузке / Reduced to the calculated load Факт. / Factual Привед. к расчетной нагрузке / Reduced to the calculated load

Легковые и микроавтобусы / Cars and minibuses - 64,1 3824 - 6420 -

Автобусы / Buses 0,7 2,0 119 84 200 140

Грузовые автомобили грузоподъемностью / Trucks with the load capacity:

до 2 т / up to 2 tons 0,005 3,15 188 1 321 2

от 2 до 5 т / from 2 to 5 tons 0,2 5,4 322 64 551 110

от 5 до 8 т / from 5 to 8 tons 0,7 7,15 427 299 729 511

свыше 8 т / over 8 tons 1,25 7,25 433 541 740 924

Автопоезда / Road trains 1,5 10,95 653 979 1117 1675

Итого / Total - 100 5966 1968 10078 3362

ISSN 1814-3520 ВЕСТНИК ИрГТУ Т. 21, № 5 2017 / PROCEEDINGS of ISTU Vol. 23, No. 5 2017 183

Согласно ОДН 218.046-015, суммарное расчетное количество приложений расчетной нагрузки к точке на поверхности конструкции за срок службы определяется по формуле

Кг =

1,0415-1 1,04-1

= 20,02.

При этом

I

Nv = 0,7 N,

Кг

Т k

р п(Тсл-1)

I^p = 0,55 х 1968 х 20,02 х х 130 х 0,7 х 1,49 = 2938188, авт./сут.

или

S ^р = /пол Xm=l( ^1т^с^рдг0,7)^т сут^и, (1)

где - приведенная интенсивность на последний год срока службы, авт./сут.;

- суточная интенсивность движения автомобилей т-й марки в первый год службы (в обоих направлениях), авт./сут.; Пл - коэффициент, учитывающий число полос движения и распределения движения по ним, ^ = 0,55; вт сум - суммарный коэффициент приведения воздействия на дорожную одежду транспортного средства т-й марки к расчетной нагрузке Орасч; Грдг - расчетное число расчетных дней в году, соответствующих определенному состоянию деформируемости конструкции, Грдг = 130 дней;

- коэффициент, учитывающий вероятность отклонения суммарного движения от среднего ожидаемого, = 1,49; - коэффициент суммирования, в свою очередь определяется как

_ дТсл-1 с q-1 ,

(2)

где Гсл - расчетный или заданный срок службы; q - показатель изменения интенсивности движения данного типа автомобиля по годам, q = 1,04.

Расчетный срок службы дорожной одежды, рассчитанный по проекту, составил 15 лет. Тогда

Соответственно минимально-

требуемый модуль упругости составляет:

£mm = 98,65 [Щ^р)-

= 98,65 [¿#(2938188) - 3,25] =

= 317,5 МПа, (3)

где с - эмпирический параметр, принимаемый равным для расчетной нагрузки на ось 110 кН - 3,25.

Требуемый модуль упругости дорожной одежды с учетом обеспечения уровня надежности 0,95 и предельного коэффициента разрушения 0,05 составит:

^тр = ^ттКпр = 317,5 х 1,2 =

= 381 МПа,

(4)

где Кпр - требуемый коэффициент прочности дорожной одежды по критерию упругого прогиба, КПР = 1,2.

Модуль упругости ЕПР дорожной одежды, рассчитанный по проекту, составил 393 МПа. Следовательно, конструкция дорожной одежды способна обеспечить уровень надежности в течение расчетного срока, а именно 15 лет.

Если установить срок надежности работы 18 лет, то путем обратного пересчета по формулам (1)-(4) получим следующие результаты:

- по формуле (2): 1,0418 - 1

Кс 1,04 - 1

= 25,6;

5

ОДН 218.046-01 Проектирование нежестких дорожных одежд; утв. распоряжением Минтранса РФ от 20.12.2000 г. № ОС-35-Р / ODN 218.046-01 Design of non-rigid road pavements: approved by the Decree of the Ministry of Transport of the Russian Federation of 20 December 2000 no. ОС-35-Р

184

ВЕСТНИК ИрГТУ Т. 21, № 5 2017 / PROCEEDINGS of ISTU Vol. 21, No. 5 2017 ISSN 1814-3520

- по формуле (1):

= 0,55 х 1968 х 25,6 х

х 130 х 0,7 х 1,49 = = 3757123, авт./сут.;

- по формуле (3):

^mm = 98,65 [¿0 (^ - С

= 98,65 [¿^(3757123) - 3,25] = 327 МПа;

- по формуле (4):

Ятр = ЯттСр = 328 X 1,2 = 392 МПа.

В итоге становится очевидным, что при прогнозируемом сроке службы дорожной одежды - 18 лет - выполняется главное условие по прочности дорожной одеж-

лы - ЕпР > Е

ды Етр > Ерасч..

Прогнозирование работоспособности дороги по интенсивности движения

В табл. 5 приведены фактическая интенсивность и состав движения по автомобильной дороге «Р-255 «Сибирь» согласно данным ФКУ Упрдор «Прибайкалье»

В период с 2011 г. по 2014 г. на участке автомобильной дороги наблюдался ежегодный рост интенсивности движения. Однако в 2015 г. произошли значительные изменения интенсивности движения грузовых автомобилей. Сократилось количество автобусов и грузовых

автомобилей грузоподъемностью до 12 т, но значительно увеличилось количество большегрузного транспорта. В результате существенно возрасла интенсивность движения, приведенная к расчетной нагрузке. В среднем за 5 лет показатель ее прироста составил:

^=5|^=5|±482 = 1,106.

4 лК V«2011 V 894

Фактическая интенсивность и состав движения Actual traffic intensity and composition

Таблица 5 Table 5

a; s ^ X ^ с ф ф о Среднегодовая суточная интенсивность движения, авт./сут., по годам / Average annual daily traffic intensity, vehicle per day by years

Груп^ транспортных средств/ Vehicle groups Ü il Q. П5 £ ° Фактическая / Factual Приведенная к расчетной нагрузке / Reduced to the calculated load

<= 1 С H >s 0 от s £ is S H Ю -g J Ф 73 S3- 0 О 8= ^ П5 Ш -& Q. 0 m ьг О о 2011 2012 2013 2014 2015 2011 2012 2013 2014 2015

Автобусы / Buses 0,7 - - - 154 81 - - - 108 57

Грузовые автомобили грузоподъемностью / Trucks with the load capacity:

до 5 т / up to 5 tons 0,04 526 781 860 812 320 21 31 34 32 13

от 5 до 12 т / from 5 to 12 tons 0,75 282 362 361 336 136 212 271 271 252 102

от 12 до 20 т / from 12 to 20 tons 2,45 144 133 136 165 351 353 326 333 404 860

свыше 20 т / over 20 tons 2,5 123 117 136 141 180 308 292 340 352 450

Итого / Total - 1075 1393 1493 1608 1068 894 920 978 1148 1482

ISSN 1814-3520 ВЕСТНИК ИрГТУ Т. 21, № 5 2017 / PROCEEDINGS of ISTU Vol. 23, No. 5 2017 185

Коэффициент суммирования при расчетном сроке службы дорожной одежды, согласно проекту, составляет 15 лет. Определяем:

Кг =

1,10615-1 1,106-1

= 33,32.

Суммарное расчетное количество приложений расчетной нагрузки составит:

I

= 0,55 х 894 х 33,32 х

х 130 х 0,7 х 1,49 = 2221431, авт./сут.;

= 2221431 < 2938188, авт./сут.

Результаты анализа подтвердили, что нагрузка при фактических показателях интенсивности движения и состава транспортного потока не превышают прогнозных показателей (согласно проектным данным). Следовательно, фактическое изменение интенсивности движения и состава транспортного потока не приведет к снижению уровня надежности дорожной одежды в течение срока службы, т.е. 15 лет.

Если установить срок надежности работы 18 лет, то путем обратного

пересчета по формулам (1) и (2) получим точные результаты. Коэффициент суммирования при расчетном сроке службы дорожной одежды при сроке 18 лет составит:

= uce^-i = 48,41. с 1,106-1

Суммарное расчетное количество приложений расчетной нагрузки при фактических показателях рассчитывается как

I

AL = 0,55 х 894 х 48,41 х 130 х

х 0,7 х 1,49 = 3227475, авт./сут.,

что не превышает прогнозных показателей относительно проектных:

£Мр = 3227475 < 3757123, авт./сут.

Из вышесказанного можно сделать вывод, что фактическое изменение интенсивности движения и состава транспортного потока не приведет к снижению уровня надежности дорожной одежды. Следовательно, срок службы дорожной одежды с учетом перспективной интенсивности движения составит 18 лет.

Прогнозирование работоспособности дороги по грузонапряженности

Под грузонапряженностью понимают суммарное количество (вес) пропущенных по дороге автомобилей в брутто т за единицу времени (сутки, месяц, квартал, год) [4]. Величину грузонапряженности можно определить по следующей формуле:

О = I РфМп , (5)

где Рф - фактическая нагрузка (вес брутто) от единицы подвижного состава данного вида, брутто т; N - количество прошедших автомобилей данного вида; п - количество дней, за которое определяется

грузонапряженность.

Фактическая нагрузка в свою очередь рассчитывается как

Рф = (Рбр - Рн) к + Рн, (6)

где Рбр - вес автомобиля с грузом, т; Рн - вес порожнего автомобиля, т; К - коэффициент использования грузоподъемности автомобиля. При этом разность между весом автомобиля с грузом и весом автомобиля без груза (Рбр - Рн) определяет величину грузоподъемности автомобиля.

186

ВЕСТНИК ИрГТУ Т. 21, № 5 2017 / PROCEEDINGS of ISTU Vol. 21, No. 5 2017 ISSN 1814-3520

В соответствии с ОДМ 218.2.032-2013 и этим группам нами были выбраны ВСН 45-686,7 учету подлежит весь наиболее характерные типы автомобилей автомобильный подвижной состав (табл. 6). раздельно по группам, и применительно к

Таблица 6

Типы автомобилей, соответствующие группам автомобильного состава

Table 6

Types of vehicles correspond to the groups of traffic composition_

Группа / Group Грузоподъемность / Load capacity Тип автомобиля / Vehicle type

Легковые автомобили / Cars - Toyota Corolla E180

Легкие грузовые / Light trucks до 2 т / up to 2 tons ISUZU ELF

Средние грузовые / Medium trucks до 5 т / up to 5 tons ГАЗ-3309 / GAS-3309

Тяжелые грузовые / Heavy Trucks до 8 т / up to 8 tons КамАЗ-43253 / KamAZ-43253

Очень тяжелые грузовые / Very heavy trucks свыше 8 т/ over 8 tons КамАЗ-53215 / KamAZ-53215

Автобусы / Buses - ЛиАЗ-5292 / LiAZ-5292

Автопоезд / Road train - КамАЗ-6460 / KamAZ-6460

В табл. 7 приведены численные значения показателей и коэффициентов для выбранных типов автомобилей по автомобильной дороге «Р-255 «Сибирь» в соответствии с материалами инженерного проекта.

На основании данных, представленных в табл. 7, был произведен расчет грузонапряженности в 2010 г. -6 = 13100364 брутто т = 13,1 млн брутто т. В общем виде для определения работоспособности (ресурса) предлагается зависимость, основывающаяся на росте интенсивности движения по геометрической прогрессии [1]:

Рп =В

ч-Г'

l '

(7)

где То - срок службы в годах; q - показатель роста интенсивности дви-

жения ^>1); В1 - грузонапряженность на дороге в первый год эксплуатации, млн брутто т/год.

Расчетный срок службы дорожной одежды, согласно проекту, составил 15 лет. При этом грузонапряженность за срок службы составила:

- 1 1,04

Р0 = —-= 13,1 х

15

1

9-1

1,04 - 1

= 262 (млн брутто т),

где То - срок службы в годах (согласно проекту - 15 лет); q - показатель роста интенсивности движения ^ = 1,04, согласно проекту); В1 - грузонапряженность на дороге в первый год эксплуатации, млн брутто т/год (в 2010 г. В1 = 0 = 13,1 млн брутто т).

6ОДМ 218.2.032-2013 Методические рекомендации по учету движения транспортных средств на автомобильных дорогах: распоряжение Федерального дорожного агентства от 25.02.2013 г. № 223-р / ODM 218.2.032-2013 Methodical recommendations on recording vehicle traffic on motor roads: The order of the Federal Road Agency of 25 February 2013 no. 223-p.

7ВСН 45-68 «Инструкция по учету движения транспортных средств на автомобильных дорогах: утв. протоколом совещания при техническом управлении Минавтошосдор РСФСР от 09.04.1968 г. / ВСН 45-68 «Instruction on recording vehicle traffic on highways: approved by the Protocol of the meeting at the technical administration of the Ministry of Motor Transport of the RSFSR of 9 April 1968.

ISSN 1814-3520 ВЕСТНИК ИрГТУ Т. 21, № 5 2017 / PROCEEDINGS of ISTU Vol. 23, No. 5 2017 187

Таблица 7

Грузонапряженность при показателе интенсивности движения и состава транспортного потока согласно проекту

Table 7

Congestion at the traffic volume performance and composition of the traffic flow according

to the project

Категория автомобиля / Vehicle category Марка автомобиля / Vehicle make Интенсивность движения, N / Traffic intensity, N Вес, Рн / Weight, Рн Коэффициент использования тоннажа, К / Coefficient of tonnage use, K Фактический вес, брутто т / Actual gross load, tons Грузонапряженность Q = !РфЫп / Traffic volume Q = !РфЫп

нетто,т Рф / net, t Рф брутто, т Рбр / full weight, t Рбр

Легковой/ Car Toyota Corolla Е 180 3824 1,355 1,0 1,735 1,735 2421644

Грузовые / Trucks:

легкие / light ISUZU ELF 188 1,83 0,65 2,88 3,445 197608

средние / medium ГАЗ-3309 / GAS-3309 322 3,53 0,65 6,553 8,18 770115

тяжелые / heavy КамАЗ-43253 / KamAZ-43253 427 7,15 0,65 11,798 14,3 1838699

очень тяжелые / very heavy КамАЗ-53215 / KamAZ-53215 433 7,5 0,65 15,398 19,65 2433498

Автобус / Buse ЛиАЗ-5292 / LiAZ-5292 119 9,95 0,59 14,523 17,7 630785

Автопоезд / Road train КамАЗ-6460 / KamAZ-6460 653 9,35 0,65 20,173 26 4808015

Итого/ Total 13100364

В табл. 8. приведена фактическая грузонапряженость автомобильной дороги

«Р-255 «Сибирь в 2011 г. (по данным ФКУ Упрдор «Прибайкалье»).

Таблице 8

Грузонапряженность при фактических показателях интенсивности движения

и состава транспортного потока

Table 8

Traffic density at the actual performances of traffic intensity and traffic flow composition

Категория автомобилей / Vehicle category Марка автомобилей/ Vehicle make Интенсивность движения, N / Traffic intensity, N Вес, Рн / Weight Рн Коэффициент использования Тоннажа, К/ Coefficient of tonnage use, K Фактический вес брутто т. / Actual gross load tons Грузонапряженность Q = IPc^Nn, Брутто т / Traffic volume Q = !РФ№, Gross load t

Нетто т Рф / Net t Рф Брутто т Рбр / Full weight t Рбр

Легковой / Cars Toyota Corolla 180 2387 1,355 1,0 1,735 1,735 1511627

Грузовые автомобили грузоподъемностью / Trucks with the load capacity:

до 5 т / up to 5 tons ГАЗ-3309 / GAS-3309 526 3,53 0,65 6,553 8,18 1258014

от 5 до 12 т / from 5 to 12 tons КамАЗ-43253 / KamAZ-43253 282 7,15 0,65 11,798 14,3 1214317

от 12 до 20 т / from 12 to 20 tons КамАЗ-53215 / KamAZ-53215 144 7,5 0,65 15,398 19,65 809293

свыше 20 т / over 20 tons КамАЗ-6460 / KamAZ-6460 123 9,35 0,65 20,173 26 905644

Итого / Total 5698896

188

ВЕСТНИК ИрГТУ Т. 21, № 5 2017 / PROCEEDINGS of ISTU Vol. 21, No. 5 2017 ISSN 1814-3520

На основании данных, представленных в табл. 8, был произведен расчет фактической грузонапряженности в 2011 г.: О = 5698896 брутто тонн = 5,7 млн брутто т.

Расчетный срок службы дорожной одежды, согласно проекту, составил 15 лет. При этом по формуле (7) рассчитываем

одежды в течение срока службы - 15 лет.

Если установить срок надежности работы 18 лет, то путем обратного пересчета по формуле (7) получим следующие результаты:

- грузонапряженность, согласно проекту, при показателях интенсивности движения и состава транспортного потока составит:

- 1 1,10615 - 1 Р0 = В1 ——- = 5,7 х ■

9-1

1,106 - 1

= 190, млн брутто т,

где То - срок службы в годах, согласно проекту, составил 15 лет; q - показатель роста интенсивности движения ^ = 1,106 по фактической интенсивности с 2011 по 2015 гг.); В1 - грузонапряженность на дороге в первый год эксплуатации -2011 г., млн брутто т/год; В1 = 0 = = 5,7 млн брутто т).

Результаты анализа подтвердили, что грузонапряженность при фактических показателях интенсивности движения и состава транспортного потока (190 млн брутто т), не превышает прогнозных показателей, согласно проектным данным (262 млн брутто т). Следовательно, фактическое изменение

грузонапряженности не приведет к снижению уровня надежности дорожной

- 1 1,0418 - 1

Р0 = В^--= 13,1 х

9-1

1,04 - 1

= 336, млн бруттто т. - грузонапряженость, при фактических показателях интенсивности движения и состава транспортного потока составит:

- 1 1,10618 - 1 Р0 = В1 ——— = 5,7 х

9

1 1,106-1 = 276, млн брутто т;

276 < 336, млн брутто т.

Вывод: расчетная грузонапряженность на период 18 лет не превышает проектных значений. Фактическое изменение интенсивности движения и состава транспортного потока не приведет к снижению уровня надежности дорожной одежды.

Заключение

Предложенные расчетные методы прогнозирования работоспособности дорожной одежды, основанные на фактических данных учета интенсивности движения и состава транспортного потока, позволяют сделать вывод об увеличении сроков назначения капитального ремонта автомобильной дороги «Р-255 «Сибирь» до 18 лет против 15-летнего периода, рассчитанного в инженерном проекте.

Такой подход показывает, что си-

стемный мониторинг (учет) изменения интенсивности движения и состава транспортного потока на автомобильных дорогах позволяет довольно точно определять состояние дорожных одежд по их надежности, следовательно, правильно и своевременно принимать управленческие решения по назначению ремонтных работ и, соответственно, эффективно расходовать финансовые ресурсы.

ISSN 1814-3520 ВЕСТНИК ИрГТУ Т. 21, № 5 2017 / PROCEEDINGS of ISTU Vol. 23, No. 5 2017 189

Библиографический список

1. Васильев А.П. Ремонт и содержание автомобильных дорог. М.: Информавтодор, 2004. Т. 2. 1129 с.

2. Телегин М.Я., Корсунский М.Б., Зельманович М.С. Работоспособность и межремонтные сроки службы нежестких дорожных одежд. М.: Автотрансиздат,

1956. 167 с.

3. Васильев А.П. Эксплуатация автомобильных дорог. М.: ИЦ «Академия», 2010. Т. 1. 320 с.

4. Бируля А.К., Михолович С.И. Работоспособность дорожных одежд. М.: Транспорт, 1968. 172 с.

References

1. Vasil'ev A.P. Remont i soderzhanie avtomobi'nyh dorog [Highway repair and maintenance]. Moscow, In-formavtodor Publ., 2004, vol. 2, 1129 р. (In Russian)

2. Telegin M.Ja., Korsunskij M.B., Zel'manovich M.S. Rabotosposobnost' i mezhremontnye sroki sluzhby ne-zhestkih dorozhnyh odezhd [Road carrying traffic and overhaul periods of non-rigid road pavements]. Mos-

Критерии авторства

Шабуров С.С., Фам А.К. Предложили три расчетных метода прогнозирования работоспособности автомобильной дороги с целью назначения сроков проведения капитального ремонта. Составили прогноз работоспособности автомобильной дороги на фактическую интенсивность движения. Шабуров С.С., Фам А.К. имеют равные авторские права и несут одинаковую ответственность за плагиат.

cow, Avtotransizdat Publ., 1956, 167 p. (In Russian)

3. Vasil'ev A.P. Jekspluatacija avtomobil'nyh dorog [Motor road operation]. Moscow, IC Akademija Publ., 2010, vol. 1. 320 p. (In Russian)

4. Birulja A.K., Miholovich S.I. Rabotosposobnost' dorozhnyh odezhd [Road pavement serviceability]. Moscow, Transport Publ., 1968, 172 p. (In Russian)

Contribution

Shaburov S.S., Pham A.C. proposed three calculation methods for predicting road carrying traffic in order to schedule an overhaul timing. They made a forecast of road carrying traffic to the actual traffic intensity. Shaburov S.S., Pham A.C. have equal author's rights and bear equal responsibility for plagiarism.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии интересов.

Conflict of interests

конфликта The authors declare that there is no conflict of interests

regarding the publication of this article.

Статья поступила 17.03.2017 г.

The article was received 17 March 2017

190

ВЕСТНИК ИрГТУ Т. 21, № 5 2017 / PROCEEDINGS of ISTU Vol. 21, No. 5 2017 ISSN 1814-3520