Повышение транспортно-эксплуатационных качеств лесовозных автомобильных дорог в условиях ограниченных ресурсов

На правах рукописиЛогачев Виктор НикитовичПОВЫШЕНИЕ ТРАНСПОРТНО-ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ КАЧЕСТВЛЕСОВОЗНЫХ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГВ УСЛОВИЯХ ОГРАНИЧЕННЫХ РЕСУРСОВ05.21.01 – Технология и машины лесозаготовоки лесного хозяйстваАвторефератдиссертации на соискание ученой степеникандидата технических наукМытищи – 2015Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Воронежская государственная лесотехническая академия» (ФГБОУ ВПО «ВГЛТА»)Научный руководитель:Скрыпников Алексей Васильевичдоктор технических наук, профессорОфициальные оппоненты: Заикин Анатолий Николаевичдоктор технических наук, доцент, Федеральноегосударственное бюджетное образовательноеучреждение высшего профессионального образования «Брянская государственная инженернотехнологическая академия», декан механикотехнологического факультетаЛевушкин Дмитрий Михайловичкандидат технических наук, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный университетлеса», доцент кафедры «Транспорт леса»Ведущая организация:Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ухтинский государственный технический университет»Защита диссертации состоится «___» _________2015 г.

в ____час на заседании диссертационного совета Д 212.146.03 при Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный университет леса» по адресу: 141001,г. Мытищи-5, ул. 1-ая Институтская, д. 1. Тел. 8(498) 687-38-81, e-mail:uchsovet@mgul.ac.ruС диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке и на сайтеФГБОУВПО«Московскийгосударственныйуниверситетлеса»(msfu.ru/info/uchsovet/disserts).Автореферат разослан «____»__________ 2015 г.Ученый секретарьдиссертационного советаРыбин Борис Матвеевич2ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКААктуальность темы исследования. В настоящее время лесоперерабатывающие предприятия используют лесовозной фонд всего лишь на 21%. Однаиз главных причин низкого уровня использования потенциала отрасли – недоступность лесосырьевых ресурсов. Освоение лесовозных богатств и поддержание конкурентоспособности лесного бизнеса в целом бессмысленно без серьёзной программы развития транспортной инфраструктуры.Деградация и ускоренное старение дорожных конструкций в условияхбыстрого роста транспортных нагрузок на дорожную сеть и несоответствиятемпов проведения ремонтных работ по модернизации дорог является одной изпричин низкого эксплуатационного уровня участков лесовозных автомобильных дорог.Обеспечение необходимого эксплуатационного уровня участков лесовозных автомобильных дорог (ЛАД) при одновременном поддержании их транспортно-эксплуатационных качеств на высоком уровне на обозримую перспективу ставит перед исследователями, занимающимися данными вопросами, основную стратегическую задачу – повышение сроков службы, транспортноэксплуатационных качеств дорог за счёт эффективной организация ресурсногообеспечения дорожно-строительного производства в условиях ограниченныхресурсов.Работа выполнялась автором в соответствии со Стратегией развития лесного комплекса Российской Федерации на период до 2020 года (приказ Минпромторга России и Минсельхоз России от 31 октября 2008 г.

№248/482).Степень разработанности проблемы. В трудах проф. В.И. Алябьева,В.Н. Андреева, Б.A. Ильина, А.Н. Заикина, Б.И. Кувалдина, В.К. Курьянова,И.И. Леоновича, Э.О. Салминена заложены теоретические основы освоения лесосырьевых баз лесоперерабатывающих предприятий. Однако, в недостаточнойстепени рассмотрены вопросы по внедрению инновационных средств малоймеханизации.Исследования в области организации строительства, ремонта и содержания лесовозных автомобильных дорог Л.В. Гончаровой, И.И. Леоновича, А.А.Камусина, Д.М. Левушкина, В.К.

Некрасова, Г.А. Федотова, Я.В. Хомяка, Н.А.Яндловского позволили определить, что дорожно-строительное производствоимеет случайный, то есть вероятностный характер. Однако авторы не учитывают, что с точки зрения использования ресурсов дорожно-строительный процессможет оказаться неэкономичным и реализовать проект в назначенные срокипрактически невозможно.И.А. Золотарь, В.К. Курьянов, А.В. Скрыпников, доказали, что частотапотребления ресурсов в процессе строительства, ремонта и эксплуатации участков лесовозных автомобильных дорог является случайной величиной, на которую огромное влияние оказывает большое количество различных факторов.К сожалению, авторы не учитывают влияния некоторых из них с помощью величины относительного веса на ход строительства, ремонта и содержания участков лесовозных автомобильных дорог.В работах ученых И.Е.

Закурдаева, В.К. Некрасова и многих других основное внимание направлено на изучение состояния дорог и безопасности движения в различных регионах России в сложных погодно-климатических условиях. Однако, в этих работах отсутствуют данные о характере распределениятемпературных значений атмосферы с учетом зональности территорий, а такжечастоты выпадения осадков, значимые для информационной составляющей за3дач оптимального выбора при автоматизированном проектировании участковлесовозных автомобильных дорог.Совершенствованию математических методов оптимизации проектныхрешений, разработке новых оптимизационных алгоритмов посвящены трудыБ.А. Ильина, И.И. Леоновича, Н.П.

Вырко, Б.И. Кувалдина, Э.О. Салминена,Г.Л. Козинова, М.Ю. Смирнова, Ю.Д. Силукова. Однако, требуется продолжение и существенное развитие этих исследований в данном направлении, а такжепоиск эффективных путей повышения качества проектных решений.В работах В.К. Курьянова, А.В. Скрыпникова предложено использоватьметоды имитационного моделирования при решении вопросов организациистроительства, ремонта и содержания участков дорог. Авторы дают рекомендации по обеспечению функционирования дорожно-строительного потока с заданным уровнем надежности в условиях вероятностного характера дорожностроительного производства. Однако не учтены различные природноклиматические и производственные условия при использовании одного из законов теории вероятности применительно к одному и тому же виду работ.Поэтому дальнейшее повышение эффективности дорожно-строительногопроизводства непосредственно связано с усовершенствованием методик построительству, ремонту, содержанию и координации, позволяющих определятьвероятностные характеристики строительного производства.

Поиск новых, эффективных строительных решений потребовал существенного развития и продолжения изысканий по этому вопросу.Цель работы. Повышение эффективности строительства, ремонта и содержания лесовозных автомобильных дорог оптимальными строительнымирешениями.Задачи исследований:1 Спрогнозировать вероятности появления различных природноклиматических факторов, обуславливающих эксплуатационный уровень лесовозных автомобильных дорог.2 Разработать экономико-математическую модель определения областейвидов дорожных покрытий для лесовозных автомобильных дорог.3 Исследовать составы для укрепления грунтов при строительстве лесовозных автомобильных дорог на основе отходов асбестовых производств.4 Создать математическое описание экономических индикаторов транспортно-эксплуатационной эффективности участков лесовозных автомобильныхдорог.Предмет исследования. Математические модели и методы процессафункционирования лесовозных автомобильных дорог.Объект исследования.

Звено «дорога» системы «Водитель-автомобильдорога-среда».Методы исследований. Методы экономико-математического моделирования, теоретико-эмпирические методы, метод формализации, методы наблюдения, моделирования и сравнения. Результаты обрабатывались с помощью методов систематизации и использования статистических данных для научных ипрактических выводов.Научная новизна. Результатами диссертационной работы, обладающиминаучной новизной, являются:1 Методика прогноза различных природно-климатических факторов, отличающаяся учетом зональности территорий лесовозных автомобильных дорог.42 Математическая модель определения областей видов дорожного покрытия, отличающаяся учетом эксплуатационных показателей транспортныхсредств.3 Рекомендации по укреплению грунтов земляного полотна лесовозныхавтомобильных дорог на основе асбестовых компонентов, отличающиеся учетом условий работы дорожных одежд.4 Аналитические зависимости для определения экономических показателей транспортно-эксплуатационной эффективности участков лесовозных автомобильных дорог, отличающиеся дифференциацией нормативных показателейкачества в функциональном и региональном аспектах.Научные положения, выносимые на защиту:1 Методика прогнозирования различных природно-климатических факторов, позволяющая учесть характер распределения температурных значений атмосферы и частоту выпадения осадков.2 Математическая модель определения областей видов дорожного покрытия, позволяющая установить области их безусловного применения и буферныеобласти, где граничащие виды покрытий взаимозаменяемы по техникоэкономическим показателям.3 Предложения по использованию асбестовых отходов, позволяющиеувеличить прочностные и деформационные свойства дорожных покрытий лесовозных автомобильных дорог.4 Рекомендации по определению экономических индикаторов транспортно-эксплуатационной эффективности участков лесовозных автомобильных дорог, позволяющие установить их экономическую значимость.Практическая значимость работы и результаты внедрения.- определение глубины снежного покрова и количество выпадающихосадков с дальнейшей оптимизацией работы на вывозке древесины;- оптимизация строительных решений, снижающая ресурсоемкостьстроительства участков лесовозных автомобильных дорог;- определение области применения гравийного, железобетонного, черногравийного и асфальтобетонного покрытий для последующего использованияпри проектировании лесообрабатывающих предприятий;- повышение эффективности использования финансовых ресурсов;- обоснование технико-экономической эффективности проектных решений в жизненном цикле лесовозных автомобильных дорог.Достоверность результатов исследований обеспечивается системныманализом означенной проблемы; при проведении многочисленных экспериментов и обработке их результатов использовались методы и теория математической статистики.