Файл: Анализ применения различных конструкций дорожных одежд при капитальном ремонте автомобильной дороги. Магистерская диссертация.docx

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего образования

«СЕВЕРО-ВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ М.К. АММОСОВА»

Автодорожный факультет

Кафедра «Автомобильные дороги и аэродромы»

АНАЛИЗ ПРИМЕНЕНИЯ РАЗЛИЧНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД ПРИ КАПИТАЛЬНОМ РЕМОНТЕ АВТОМОБИЛЬНОЙ ДОРОГИ.

МАГИСТЕРСКАЯ ДИССЕРТАЦИЯ

Направление подготовки 08.04.01 «Строительство»

Магистерская программа: «Управление качеством автомобильных дорог в криолитозоне»

Руководитель: к.э.н. доцент кафедры «Автомобильные дороги, аэродромы» автодорожного факультета СВФУ Гоголев В.Е. ______________________________ (подпись)

Выполнил: магистрант 2 курса группы М-УКАД-19 Сидоров Спиридон Спиридонович

г. Якутск 2021 г

Содержание

ВВЕДЕНИЕ

Автомобильные дороги это комплекс инженерных сооружений, предназначенных для обеспечения круглогодичного, непрерывного, удобного и безопасного движения автомобилей с расчетной нагрузкой и установленными скоростями в любое время года и в любых условиях погоды.

---

Сокращение объемов реконструкции и строительства инфраструктурных объектов, а также темпов пополнения и обновления парков подвижных средств транспорта, другой транспортной техники привело в последние годы к существенному ухудшению их технического состояния (возрастной структуры, увеличения износа и т.д.) и работоспособности.

В настоящее время протяженность «узких мест» по пропускной способности составляет 8,3 тыс.км или около 30% протяженности направлений сети железных дорог, обеспечивающих около 80% всей грузовой работы железнодорожного транспорта.

До настоящего времени не завершено формирование опорной сети федеральных автомобильных дорог, связывающей все регионы России. Нормативным требованиям соответствует лишь 38% автомобильных дорог федерального значении.

Сохраняется низкий уровень развития дорожной сети аграрных территорий, а также в регионах Крайнего Севера, Якутии, Магаданской области, Чукотском автономном округе и др.

Из-за отсутствия дорог с твердым покрытием более 10% населения в весенний и осенний периоды остаются отрезанными от транспортных коммуникаций.

До настоящего времени 39 тыс. населенных пунктов с общей численностью населения до 15 млн. жителей (в том числе 7,5% от общего числа районных центров и 6,7% центральных усадеб сельскохозяйственных организаций) не имеют связи с транспортной сетью страны по автомобильным дорогам с твердым покрытием. Не завершено формирование опорной сети дорог в районах Севера, Сибири и Дальнего Востока.

Федеральные автомобильные дороги исчерпали свою пропускную способность. С превышением нормативной загрузки эксплуатируется 13 тыс. км, особенно на подходах к крупнейшим городам, что составляет почти 27% от протяженности сети. Местная дорожная сеть развита недостаточно, поэтому значительная часть локальных перевозок производится по федеральным дорогам. Ускорение автомобилизации страны пока не привело к соответствующему росту объемов строительства и реконструкции на дорожной сети, а ремонт автомобильных дорог в последние годы даже несколько сократился. При увеличении протяженности автомобильных дорог общего пользования за последние 10 лет на 15%, автомобильный парк вырос почти на 75%.

---

Решение задачи приведения протяженности и состояния дорожной сети в соответствие с потребностями экономики и населения существенно осложняется влиянием опережающего роста рыночных цен на дорожно-строительные материалы. Рост цен на указанные ресурсы за последние 5 лет в полтора раза превышает индексы цен в строительстве за этот же период.

На закупку материалов расходуется до 60% стоимости дорожных работ. Из-за опережающего роста цен потери объемов инвестиций в дороги за последние пять лет сопоставимы с годовым объемом финансирования дорожного хозяйства.

Магистерская диссертация рассматривает капитальный ремонт автомобильных дорог в Республике Саха (Якутия). Тема данной работы является актуальной в настоящее время, так как на поддержание существующей сети дорог в нормативном состоянии отводится практически 75% средств отрасли дорожного строительства.

Актуальность темы диссертационной работы определяется значением капитального реомнта дорожных одежд для улучшения транспортной инфрастркутуры региона.

От конструкции дорожных одежд зависит срок службы дорог и безопасноть дорожного движения. В связи с чем, это направление является актуальной задачей развития дорожного хозяйства республики.

Цель и основные задачи исследования

Цель работы - анализ применения различных конструкций дорожных одежд при капитальном ремонте автомобильной дороги.

Для достижения поставленной цели, решаются следующие задачи:

анализ данных по строительству дорожных одежд;

анализ существующих решений по применению различных добавок для повышения эксплуатационных качеств дорожных одежд;

оценка экономической составляющей

Структура и объем работы

Диссертационная работа состоит из введения, 3 глав, общих выводов и списка использованной литературы, включающего 34 наименования. Полный объем работы составляет 106 страниц. В тексте содержится 13 рисунков и 18 таблиц. Диссертация выполнена на кафедре «Автомобильные дороги и аэродромы» Автодорожного факультета, в Северо – Восточном федеральном университете имени М.К. Аммосова под руководством к.э.н., доцента В.Е. Гоголева

---

ГЛАВА 1. ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ ПРИ КАПИТАЛЬНОМ РЕМОНТЕ

1.1 Дорожная одежда

Дорожная одежда как основной элемент автомобильной дороги. Конструктивные слои дорожной одежды.

Дорожная одежда представляет собой конструкцию проезжей части, которая включает в себя несколько слоев из различных материалов. Основные требования к дорожной одежде, обеспечивающие безопасное движение автомобилей с расчетными скоростями:

- необходимая прочность;

- ровность;

- шероховатость поверхности;

- беспыльность.

В то же время дорожная одежда должна отвечать требования экономичности и надежности, обеспечивать возможность максимальной механизации строительства и быть технологичной.

Экономичность определяют затратами на строительство, ремонт, содержание проезжей части, перевозку пассажиров и грузов, потери времени пассажиров в пути, дорожно-транспортные происшествия.

Под надежностью понимают экономически обоснованную вероятность безотказной работы дорожной одежды. С увеличением надежности дорожной одежды, как правило, возрастают затраты на ее строительство, но снижаются эксплуатационные затраты (на ремонт, содержание, транспортные расходы и др.).

Рациональное решение может быть найдено в результате оптимизации, которую вследствие сложности и многодельности расчетов обычно выполняют с применением компьютеров и специальных программ, в частности систем автоматизированного проектирования.

Конструкцию дорожной одежды и вид покрытия следует принимать исходя из транспортно-эксплуатационных требований и категории проектируемой дороги с учетом интенсивности движения и состава автотранспортных средств, климатических и грунтово-гидрологических условий, санитарно-гигиенических требований, а также обеспеченности района строительства дороги местными строительными материалами.

Дорожные одежды могут состоять из одного или нескольких слоев. При наличии нескольких слоев дорожные одежды состоят из покрытия, основания и дополнительных слоев основания – морозозащитных, теплоизоляционных, дренирующих и др.

Покрытие — верхний, наиболее прочный, относительно тонкий слой одежды, хорошо сопротивляющийся истирающим, ударным и сдвигающим нагрузкам от колес, а также воздействию природных факторов. Обычно покрытие устраивают из наиболее дорогостоящих материалов и поэтому ему придают минимальную допустимую толщину. Покрытие обеспечивает необходимые эксплуатационные качества дороги (ровность поверхности, высокий коэффициент сцепления). В конструкции покрытия, помимо основного слоя, обеспечивающего необходимые качества, предусматривается запасной слой (слой износа), не входящий в расчетную толщину и подлежащий периодическому восстановлению в процессе эксплуатации дороги. Поверх покрытий, не обладающих достаточной водонепроницаемостью и

---

сопротивлением истиранию, устраивают тонкие защитные слои (слои поверхностной обработки) путем розлива органических вяжущих материалов с засыпкой мелким щебнем. Защищая покрытие от проникания в него влаги от дождей или таяния снега, поверхностная обработка способствует повышению его прочности и сохранению ее постоянной в течение года. Поверхностную обработку применяют также для повышения шероховатости гладких покрытий в процессе эксплуатации.

Основание — несущая прочная часть одежды, устраиваемая из каменных материалов или грунта, обработанного вяжущими материалами. Оно предназначено для передачи и распределения давления на расположенные ниже дополнительные слои или на грунт земляного полотна (подстилающий груш). Основание не подвергается непосредственному воздействию колес автомобилей, поэтому для его устройства можно использовать материалы несколько меньшей прочности, чем в покрытии и в слое износа. Основание может состоять из одного или нескольких слоев. В последнем случае верхние слои основания устраивают из более прочных материалов. Изолированное при устройстве усовершенствованных покрытий от воздействия поверхностной влаги основание может переувлажняться в результате перемещения влаги снизу вверх из земляного полотна в период зимнего промерзания. Поэтому в северных районах страны к материалам для устройства основания должны предъявляться определенные требования в отношении морозоустойчивости.

Дополнительные слои основания из материалов, устойчивых при увлажнении, укладываемые в случае необходимости между основанием покрытия и подстилающим грунтом земляного полотна для снижения требуемой толщины основания и покрытия. На участках, где земляное полотно сложено из пылеватых, суглинистых и глинистых грунтов, в которых могут развиваться процессы зимнего влагонакопления, вводят дополнительный слой из пористых нетеплопроводных материалов - песка, гравия или щебня, который называют дренирующим, противопучинным или морозозащитным. Такой слой предназначен для отвода избыточной воды из верхних слоев земляного полотна, осушения дорожной одежды и повышения прочности грунта земляного полотна.

Грунт земляного полотна (подстилающий грунт) - тщательно уплотненные и спланированные верхние слои земляного полотна, на которые укладывают слои дорожной одежды. На подстилающий грунт передается все давление от транспортных нагрузок, поэтому он является весьма ответственным элементом конструкции дорожной одежды. Прочность дорожной одежды может быть обеспечена лишь на однородном, хорошо уплотненном земляном полотне при обеспеченном водоотводе. Повышение сопротивления грунта земляного полотна внешним нагрузкам, его осушение и постоянство водного режима являются наиболее надежными способами увеличения прочности дорожной одежды и снижения ее стоимости. Никакое увеличение толщины слоев каменных материалов не может обеспечить прочность и ровность дорожной одежды, укладываемой на слабом грунтовом основании.

---