Бас редактор Байжуманов М. К
жүктеу/скачать 9,41 Mb. Pdf көрінісі
|
pub2 167
| система управления дорожными активами.
ВВЕДЕНИЕ Согласно официальным данным Комитета по статистике Республики Казахстан количество грузовых автомобилей начиная с 2003 года увеличилось в 2 раза с 220 тысяч до 460 тысяч. Также в 2,8 раза возрос объем перевозочной деятельности грузов автомобильным транспортом с 1,3 млрд. тонн до 3,6 млрд. тонн, а грузооборот более чем в 4 раза с 40 млрд. тонна-км до 173 млрд. тонна-км. Изменение условий эксплуатации дорожной сети соответственно претерпели существенные изменения, которые свидетельствует о необходимости перехода на новую модель системы управления дорожными активами. КОНЦЕПЦИЯ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ДОРОЖНЫМИ АКТИВАМИ Интенсивность воздействия транспортных нагрузок, воспринимаемых дорожными одеждами по своей величине и степени воздействия, значительно возросла. В европейских странах наблюдается тенденция к увеличению допускаемой осевой нагрузки на дорогах до 11,5 и 13 тонн, а также рост доли 5-осных и 6-осных автопоездов в составе международных грузоперевозок. Увеличение силового и усталостного воздействия транспорта на дорожные конструкции не может не сказаться на транспортно-эксплуатационном состоянии (ТЭС) автомобильных дорог. В тоже время, недостаток средств на проведение ремонтов и содержание дорог вынуждает дорожные организации ориентироваться на поддерживающую стратегию ремонта покрытий там, где необходимо переустройство конструктивных слоев. Снижение прочности дорожной одежды и отсутствие возможности распределять напряжения в наиболее прочных слоях конструкции увеличивает нагрузку на менее прочные слои основания. Таким образом, значительные объемы недоремонтов могут привести к ситуации, когда на некоторых участках автомобильных дорог восстановление несущей способности конструкции путем устройства только верхних слоев покрытия будет невозможно по причинам нарушения структурной сплошности и снижении прочности нижних слоев. Такая ситуация вынуждает ограничивать движение тяжеловесных транспортных средств на автодорогах республики, транспортно-эксплуатационное состояние которых характеризуется как неудовлетворительное, что приводит к увеличению транспортных затрат и нарушению стабильной работы международной коммуникационной системы сети дорог. Реализация систем технического обслуживания и управлениями автодорогами в настоящее время заключается в выполнении программы – алгоритма действий, работа которой в результате сводится к определению количественных значений ключевых параметров, устанавливающих необходимость и эффективность выполнения ремонтов. Однако, стандартизация используемых теоретических моделей может привести к исключению или недопущению нестандартных систем развития событий. Возможность изучения предлагаемых новых процессов, возникающих на основании изменения методик или появлением новых материалов, потребует пересмотра экспериментальных данных по всем параметрам, что является длительным, дорогостоящим и трудоемким процессом. Принятие решений о своевременности и эффективности назначения ремонтов и выборе технологий ремонтных мероприятий должно основываться на результатах не только фактической оценки эксплуатационных параметров, но и на изучении процессов, проходящих в дорожной одежде. Так, появление повреждений может быть обобщено в практическом смысле на основании времени: − кратковременные разрушения: повреждение вследствие грубого проекта дороги и/или ошибок монтажа, то есть некачественного материала или недостаточного уплотнения; климатических факторов и повторяющиеся нагрузки играют при этом незначительную, но усугубляющую роль. Подобные повреждения становятся заметными между первым и пятым годами эксплуатации. − разрушения средней длительности: развитие повреждения в результате продолжительного и циклического действия климата (мороз, температурная амплитуда), ISSN 1607-2774 Вестник Государственного университета имени Шакарима города Семей № 4(92) 2020 155 изменяющего свойства материала дорожной одежды. Некачественные материалы и строительные работы низкого качества являются способствующими факторами. Последствия подобных повреждений становятся очевидными к концу предполагаемого расчетного периода дорожной одежды. Кроме того, по результатам сравнения квалификационных делений дефектов установлено, что основными видами поверхностных повреждений являются: 1) постепенная потеря материала (отрыв верхнего слоя) в результате воздействия воды, которая усиливается от действия противогололедных солей; 2) постепенная потеря прочностных свойств благодаря старению вяжущего в результате влияния климатических факторов; 3) жесткий износ покрытий из-за проезда транспортных средств с шипованными шинами; 4) трещинообразование, вызванное термической усадкой битумных поверхностей, где климат является преобладающим фактором, хотя транспорт тоже способствует появлению подобного рода повреждений. Поэтому, комплекс действий по ремонту, дефектов, свидетельствующих об отказе работы дорожной конструкции, должен рассматриваться как последний этап мероприятий, направленный на сохранность и долговечность конструкции дорожной одежды. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ДОРОЖНЫМИ АКТИВАМИ Преждевременное разрушение покрытия ставит под сомнение однозначность теоретических расчетов и выбор методик оценки транспортно-эксплуатационного состояния дорог. Результаты испытаний в значительной степени определяют текущее состояние покрытий и в ограниченном объеме позволяет получать информацию о процессах, происходящих в слоях дорожных одежд [4]. Установлено, что при воздействии транспортной нагрузки на асфальтобетонное покрытие часть энергии расходуется на нарушение микроструктуры материалов дорожной конструкции. По результатам экспериментальных исследований, проведенных Лобовым Д.В. [5], процесс внутренних разрушений не вызывает значительных изменений упругого прогиба, а значит и общего модуля упругости, но существенно влияет на накопление остаточных деформаций в асфальтобетоне. Усталостные процессы в асфальтобетоне не в полной мере учитываются при проектировании дорожных одежд. Разрушение асфальтобетона при многократном циклическом нагружении обусловлено процессами образованием и накоплением микродефектов с последующим их развитием и снижением прочности во времени. Рассматривая процесс деформации материала монолитного слоя под воздействием транспортной нагрузки, можно отметить, что цикл деформирования на одном участке включает в себя три стадии. В верхней части слоя материала, возникают напряжения на первой и третьей стадии деформирования слева и справа от рассматриваемой точки. В нижней части напряжения возникают при непосредственном взаимодействии колеса автомобиля с покрытием [6]. Несмотря на возникновение наибольших растягивающих напряжений при изгибе в нижней точке, усталостным явлениям в большей степени подвергаются верхние слои покрытия. Установлено, что существенное влияние на ровность дорожного покрытия оказывает однородность уплотнения грунтов земляного полотна и дорожной одежды. А.Я. Тулаевым получено теоретическое решение, связывающее перерасход материала с ровностью основания и основного слоя. Анализ решения показал, что чем тоньше устраиваемый слой покрытия, тем выше должна быть ровность основания и самого слоя [7]. Предполагается, что с точки зрения механики, неровность обусловлена накоплением неравномерно распределенных необратимых (пластических) деформаций в асфальтобетоне. В результате уменьшения объема материала вследствие накопления необратимой деформации возникают неровности (микропросалдки) на покрытии, характеризующие степень усталости материала. Процесс накопления происходит более интенсивно в наиболее ослабленных точках материала покрытия и в местах возникновения усиленного динамического воздействия транспортной нагрузки в течение всего срока службы [8]. Работоспособность автодорог (сети дорог) определяют с целью обоснованного выбора участка (участков) дороги для проведения первоочередных ремонтных мероприятий ISSN 1607-2774 Семей қаласының Шәкәрім атындағы мемлекеттік университетінің хабаршысы № 4(92)2020 156 и как следствие, выполнения детального обследования при прочих равных эксплуатационных параметрах: − проценте дефектности дорожной одежды; − интенсивности движения транспортных средств в интервалах соответствующих категориям автомобильных дорог; − результатах ежегодной диагностики автомобильных дорог, определяющей капитальность назначенных ремонтов; Работоспособность определяется на основании: − интенсивности движения транспортных средств − данных о ровности покрытия за срок службы дороги; − объемов выполненных капитальных ремонтов за срок службы; − дефектности дорожной одежды на текущий год расчета; − уровня надежности дорожной одежды по прочности − категории дороги. НОРМАТИВНЫЕ ПРОБЕЛЫ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ДОРОЖНЫМИ АКТИВАМИ В РЕСПУБЛИКЕ КАЗАХСТАН Существующая система управления дорожными активами сформирована и функционирует на следующих процессах: диагностика, инструментальное обследование, планирование, мониторинг и паспортизацию. В целом управление осуществляется на основании 70 нормативно-правовых актов различного уровня. В тоже время несмотря на законодательные требования к единой терминологии и требованиям к продукции и услугам присутствует множество нормативно-технических документов различного уровня, устанавливающие порядок и структуру управления состоянием дорог. При этом законодательно установлено, что национальные стандарты являются обязательными в случае, если нормативные правовые акты Республики Казахстан содержат указания об этом. Соответственно целый комплекс нормативно-технических документов в области дорожной деятельности носят рекомендательный характер и не регламентируют в разрез правительственных решений порядок назначения ремонтных мероприятий исходя из технического состояния автомобильных дорог. Такие методы не позволяют динамично управлять стратегией дорожно-ремонтных работ и исключают необходимость использования нормативно-техническими документами в определенных направлениях. Попытка же внедрения параметрического метода нормирования не была реализована полностью, т.к. несовместимость нормативного поля Казахстана с характерным жесткого предписывающего метода нормирования с гибким параметрическим методом, принятым в экономически развитых странах с высокой институциональной культурой доверия и делегирования. Наряду с этим, по итогам анализа практической применимости технической базы автором установлено, что действующая модель прогнозирования прочности дорожной на 5 лет одежды формирует ошибку в 19%, а при прогнозе на 15 лет может превышать 35%. Подобных пробелов в действующей системе предостаточно. Следующим актуальным вопросом является отсутствие нормативных документов, устанавливающих единый порядок обработки, хранения и мониторинга данных диагностики дорог, что является ключевой задачей для успешной систематизации данных и выбора оптимальных решений. Вследствие этого необходимо: − интегрировать все задачи дорожной инфраструктуры в единую базу геоинформационной системы автомобильных дорог общего пользования; − переработать все локальные версии существующего программного обеспечения по управлению системой в единую информационную систему; − упростить процедуры доступа к информационным ресурсам, исключить сегментацию программного обеспечения в зависимости от применяемых операционных систем; − обеспечить выполнение требований по формированию перечня записей по результатам мониторинга, управления рисками и т.д. с размещением этих результатов на сайте уполномоченных органов. ISSN 1607-2774 Вестник Государственного университета имени Шакарима города Семей № 4(92) 2020 157 ЗАКЛЮЧЕНИЕ Систематическое ежегодное наблюдение и диагностика автомобильных дорог позволит установить закономерности изменения основных параметров в течение срока службы и достаточно точно спрогнозировать критические сроки эксплуатации. Внедрение интегрального нормативного показателя на основании ровности дорожного покрытия, значение которого характеризует момент наступления этапов проведения поддерживающих ремонтов, капитальных ремонтов или переустройства слоев основания позволит повысить контроль за состоянием автодорог и прогнозирование эффективного распределения денежных средств. Нормативные пробелы системы управления дорожными активами в Республике Казахстан, основной из которых является несовместимость действующего жесткого предписывающего метода нормирования с гибким параметрическим методом, принятым в целом ряде стран Организации экономического сотрудничества и развития, то есть экономически развитых странах с высокой институциональной культурой доверия и делегирования. Также отмечены преимущества компенсации пробела отсутствие нормативных документов, устанавливающих единый порядок обработки, хранения и мониторинга данных диагностики дорог. Литература 1. Веренько, В.А. Основные направления научных исследований в области дорожного проектирования и материаловедения / В.А. Веренько, В.В. Занкович, А.А. Афанасенко // Строительная наука и техника. – 2011. – № 1. – С. 67-73. 2. Телтаев, Б.Б. Анализ расчетных значений модуля упругости асфальтобетонов / Б.Б. Телтаев // Дорожная техника. – 2010. – С. 130-137. 3. Котлярский, Э.В. Работоспособность асфальтобетона при тепловом старении и попеременном замораживании и оттаивании / Э.В. Котлярский, Э.М. Ваулин // Транспортное строительство. – 2008. – № 9. – С. 13-15. 4. Матуа, В.П. Исследование напряженно-деформированного состояния дорожных конструкций с учетом их неупругих свойств и пространственного нагружения : дис. … д-ра техн. наук : 05.23.11 / В.П. Матуа ; Рост. гос. строит. ун-т. – Ростов-на-Дону, 2002. − 332 л. 5. Носов, В.Л. Увеличение сроков службы дорожных одежд – стратегическая задача дорожной науки / В.Л. Носов // Автомобильные дороги. – 2006. − № 12 – С. 81-86 6. Лобов, Д.В. Оценка состояния конструктивных слоев дорожных одежд нежесткого типа методом спектрального анализа волновых полей : автореф. дис. … канд. техн. наук : 21.04.05 / Д.В. Лобов;. – М., 2005. – 21 с. 7. Смирнов В.М. Определение усталостной прочности материалов монолитных слоев дорожных одежд / В.М. Смирнов // Конструирование, расчет и испытание дорожных одежд: сб. науч. тр. / Союздорнии, Москва, 1990.-С.35-38 8. Тулаев, А.Я. Влияние ровности оснований на расход материала при строительстве автомобильных дорог / А.Я. Тулаев, В.А. Семенов // Надежность автомобильных дорог. – Москва: МАДИ, 1980. – С. 40-49. БАСҚАРУ ЖҮЙЕЛЕРІН ЖАҚСАРТУДЫҢ ОРТАЛЫҒЫ ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ ЖОЛДАРЫНЫҢ КӨЛІК ЖӘНЕ ПАЙДАЛАНУ ЖАҒДАЙЫ Ю.В. Буртыль жүктеу/скачать 9,41 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|