CC BY
53
УДК 625.711.04
УЧЕТ МАТЕРИАЛЬНО-ТРАНСПОРТНЫХ ПОТЕРЬ НА АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГАХ В ПЕРИОД РАСПУТИЦЫ
А.В. Корнюхин, доцент, к.т.н., А.М. Морковкина, доцент, Пензенский государственный университет архитектуры
и строительства
Аннотация. Рассмотрены причины резкого снижения прочности дорожной одежды в весенний период. Исходя из отсутствия в настоящее время обоснованной модели, позволяющей оценить материально-транспортные потери, оптимальные сроки на ограничение движения и нагрузок на территории различных регионов России и стран СНГ, предложен комплексный подход, по-новому раскрывающий изложенную проблему.
Ключевые слова: распутица, ограничение нагрузок, оттаивание, материальные, транспортные потери.
Введение
В весенний период земляное полотно автомобильных дорог находится в наихудшем состоянии с точки зрения повышенной влажности и разуплотнения, что в свою очередь приводит к снижению работоспособности дорожных сооружений. В этот период происходит резкое, иногда в 3 - 5 раз, снижение прочности дорожных одежд по сравнению с их летним состоянием, а на ряде участков автомобильных дорог фактический запас прочности дорожных одежд оказывается ниже допустимого по условиям движения.
Анализ публикаций
С целью предохранения дорожных одежд от преждевременного разрушения вводятся ограничения допустимых осевых нагрузок от транспортных средств, что, несомненно, сказывается на материальных транспортных потерях при грузоперевозках [1].
В особых случаях по технико-экономическим соображениям в период сезонного ограничения движения допускается строго контролируемый пропуск транспортных средств со сверхдопустимой осевой нагрузкой. При этом необходимо соблюдать условие компенсации ущерба владельцами транспортных
средств и недопущения перехода дорожных одежд в предельное состояние по прочности в течение одного сезона года [1, 2].
Ограничение грузового автомобильного движения не всегда соответствует требованиям, как по срокам, так и по массе транспортных средств. Отсутствие методик по установлению сроков ограничения автомобильного движения приводит к тому, что принимаемые решения по ограничению движения зачастую запаздывают, что сказывается на состоянии дорог в весенний период. Вместе с тем не всегда обоснованные сроки по продолжительности ограничения движения влияют на большие материальные потери при перевозах. Ущерб, нанесенный автомобильной дороге протяженностью 300 км при интенсивности движения 1000 авт/сут, может составлять около 12 млн. руб. в день [2]. Несложно предугадать, какой ущерб наносится экономике страны, если дорога на один лишь день будет закрыта для автомобильных перевозок.
Цель и постановка задачи
На сегодняшний день нет обоснованной математической модели, позволяющей в зависимости от состояния дорожных конструкций, условий движения, осеннего влагонако-
пления, зимнего промерзания и темпов весеннего оттаивания установить оптимальные сроки закрытия автомобильных дорог и ограничения нагрузок на территории различных регионов Российской Федерации. Задача сформировать методику по определению транспортных потерь от временного ограничения осевых нагрузок в весенний период.
Решение задачи
Следует отметить, что работа в этом направлении ведется уже давно, и в частности сотрудниками ФГУП «РОСДОРНИИ» в 1994 году были изданы правила «Введения временного ограничения движения на автомобильных дорогах» [1]. В соответствии с этими правилами величина ущерба, наносимого участку дороги длиной в один километр транспортными средствами со сверхдопус-тимыми нагрузками, включая затраты на преждевременное усиление дорожной одежды и дополнительные ремонты дорожного покрытия в пределах нормативных сроков службы, производится по эмпирической формуле
соответственно по ремонту дорожной одежды и покрытия; Хд и Хп - поправочные коэффициенты соответственно для дорожной одежды и покрытия, показывающие, во сколько раз стоимость ремонта в рассматриваемом г-том году изменилась по отношению к 1990 году.
Главным критерием указанной формулы, которым руководствуются при расчете, является требуемый модуль упругости усиленной дорожной одежды. Однако при оценке величины ущерба, наносимого участку дороги, не учитываются воздействия других факторов, например, предельной величины касательных напряжений в несвязных грунтах, изменения температурно-влажностного режима рабочего слоя грунта, продолжительности и интенсивности паводкового периода и др.
Поэтому необходим комплексный подход к оценке транспортных потерь от временного ограничения осевых нагрузок в весенний период. Основное внимание при решении этой задачи необходимо уделить следующим направлениям:
Y =
142,857a(ebEy - ebEm‘n)ZX +
_103 m • ZnCnXп
Вш Кт,
где а и b - эмпирические коэффициенты, характеризующие изменение стоимости 1 м2 дорожной одежды от величины эквивалентного модуля упругости конструкции (для средних условий по России на 1990 год: а = 17,5, b = 0,0075 ); Еу - требуемый модуль упругости для усиления дорожной одежды, МПа; Emm - минимально допустимый модуль упругости в конце срока службы дорожной одежды, МПа; m - количество ремонтов дорожного покрытия после усиления дорожной одежды; Вш - ширина проезжей части, м; Кт - территориальный коэффициент стоимости согласно нормативам удельных капитальных вложений в строительство автомобильных дорог общего пользования; Сп - затраты на ремонт 1 м2 дорожного покрытия в ценах 1990 года. Например, для капитальных и облегченных дорожных одежд можно принять в среднем Сп=1,55 руб/м2 (выравнивающий слой с поверхностной обработкой); для переходных дорожных одежд Сп = 0,85 руб/м2; Z, и Zп - эмпирические коэффициенты, учитывающие затраты по другим видам работ, осуществляемых одновременно с работами
- сбору и анализу многочисленных факторов, в той или иной степени влияющих на техническое состояние автомобильной дороги в период весеннего паводка;
- значимости и влиянию этих факторов на повышение стоимости грузоперевозок;
определению сроков ограничения транспортных перевозок;
- определению цифровых значений предельно допустимых ограничений по нагрузке в зависимости от типа и конструкции дорожной одежды, вида грунта, его влагонасыще-ния и многих других параметров;
- разработке методики расчета для определения величины материального ущерба, нанесенного автомобильной дороге конкретным транспортным средством;
- разработке методики расчета комплексной оценки транспортных потерь в масштабах автодорожного сектора экономики отдельного региона и государства.
Выводы
Решение указанных задач позволит по-новому рассмотреть проблему, связанную с ограничением допустимых осевых нагрузок на автомобильных дорогах в весенний период, и более точно оценить те материальные потери, которые несут автодорожный сектор и пользователи дорог.
Литература
1. Правила введения временного ограниче-
ния движения на автомобильных дорогах при недостаточной прочности нежестких дорожных одежд / Федеральный дорожный департамент Минтранса России. - М.: Информавтодор, 1994. - 24 с.
2. Кулижников А.М., Новиков Н.Н., Дени-
сов Р.Р., Шукюров Г.Г., Лушников П.А. Результаты экспериментальных исследований транспортно-эксплуатационных характеристик и водно-теплового режи-
ма грунтов на участках федеральных автомобильных дорог Московской области // Дороги и мосты. Сборник ст. / ФГУП РОСДОРНИИ. - М., 2006. -Вып. 16/2. - С. 149 - 159.
3. Кулижников А.М., Денисов Р.Р. Определение границы оттаивания грунта и влажности грунтов земляного полотна на автомобильных дорогах с помощью георадаров // Инженерная и рудная геофизика-2007. Тезисы докладов третьей международной научно-практической
конференции (Геленджик, 23 - 27 апреля 2007 г.) - Геленджик, 2007 г. - С. 90 - 92.
Рецензент: В.В. Филиппов, профессор, д.т.н., ХНАДУ.
Статья поступила в редакцию 13 мая 2009 г.
