Повышение транспортно-эксплуатационных качеств лесовозных автомобильных дорог в условиях ограниченных ресурсов, страница 3

Собирательный характер грузопотоков иналичие разветвленной сети дорог различного срока службы потребовали анализа влияния срока службы дороги в широких пределах. Оценка влияния общего объема производства в лесоперерабатывающем предприятии вызвана учетомзатрат в ремонтно-гаражное хозяйство, склады ГСМ. Для железобетонных покрытий, исходя из опыта их применения и экспертных оценок специалистов,принята гравийная подушка при Q>500 и песчаная при Q≤500.Объем производства варьировался от 150 до 1500 тыс. куб.м.

Установлено, что границы применения видов покрытий достаточно устойчивы (сдвиг впределах 25 тыс. куб. м по грузообороту), что позволило провести массовыйанализ для одного, наибольшего объема производства. Для определения влияния территориального района, характеризуемого своим набором коэффициентов удорожания, было проведено исследование на разработанной модели длятрех характерных районов с меньшими, средними и большими значениями коэффициентов удорожания. Результат: территориальный район при решении поставленной задачи мало значим и его влиянием можно пренебречь. Оценкавлияния категории местности показала, что вторая и третья категории местности дают достаточно сопоставимые результаты.

Отклонение в небольшом ко-10личестве расчетных точек, и оно не превышает 25 тыс. куб. м. Первая категорияместности дает существенное отличные результаты.На рисунке 3.1 представлены области применения видов покрытий дляпервой категории местности в зависимости от осевых нагрузок и грузооборотав порядке нарастания сроков службы дороги и расстояний подвозки гравия длятягача и полуприцепа. На рисунке 3.2 – в зависимости от срока службы дороги.I – область применения гравийного покрытия; II – область применения железобетонного покрытия; III - область применения асфальтобетона; а____г – участки строгих границобластей применения видов покрытий; - - - - – экстраполяция границ областей применениявидов покрытийРисунок 3.1 – Влияние осевых нагрузок на области применения видов покрытий ξ = 1, L = 5 , КАМАЗ-5321211С увеличением расчетного срока службы дороги увеличивается областьприменения асфальтобетонного покрытия, что объясняется уменьшениемудельного веса и критерия амортизационных отчислений (на реновацию) и увеличение удельного веса эффекта от лучших эксплуатационных показателей автопоездов, включая увеличение их пробега до списания.Рисунок 3.2 - Влияние срока службы дороги на области применения видов покрытий ξ = 1, L = 50 , Урал-43204-1112-40С ростом осевых нагрузок расширяется область применения дорожныхпокрытий жесткого типа – железобетонных.

С ростом расстояния подвозкиграниц сокращается область применения покрытий жесткого типа. С увеличением расстояния подвозки песка при Q≤500 растут затраты на строительстводорог с железобетонным покрытием. С ростом величин срока службы и расстояния подвозки гравия растет область применения асфальтобетонного и колейного покрытия. У автопоездов с более высокими осевыми нагрузками больше область применения колейного железобетонного покрытия.В четвертом разделе предложены рекомендации по использованию отходов промышленности при укреплении грунтов лесовозных автомобильныхдорог.12С целью выяснения условий работы дорожных одежд с покрытием изслабопрочных известняков, а также для установления видов деформаций разрушений щебеночных покрытий и их состояния было выполнено обследованиеряда участков лесовозных автомобильных дорог.В данном исследовании использовали хризотиловый асбест, имеющийследующий химический состав, % масс:SiO 2 − 42,1; MgO − 41,99; Al 2 O 3 − 0,53; Fe 2 O 3 − 1,30; FeO − 0,24; CaO − следы; R 2 O 3 − следы;Химически связанная вода – 12,99.

В опытах использованы как волокнистый(нормальный и ломкий) асбесты, так и асбестовая пыль. Асбестосодержащиедобавки вводили в грунт, насухо перемешивали, после чего смесь увлажняливодным раствором кремнефтористоводородной кислоты (45 %-ной концентрации) до оптимального содержания жидкой фазы. Образцы формовали под нагрузкой 20 МПа. Механизм взаимодействия в системе асбест-кремнефтористоводородная кислота исследован методами ИК-спектроскопии и рентгеновскими. ИК-спектры снимали на спектрометре UR-20 в области частот 400-4000 см1.

Для исследования готовили ориентированные на подложках из бромистогокалия препараты минералов до и после их обработки кремнефтористоводородной кислотой. Рентгенограммы снимали на дифрактометре.Анализ показал, что вид асбестовых добавок (волокнистые, пылеватые)не оказывают существенного влияния на прочностные характеристики, еслисодержание асбеста в смесях не превышает 20 %. Увеличение количества волокнистого асбеста (более 20 %) сопровождается пропорциональным возрастанием прочности материала. Что касается добавок асбестовой пыли, то введениеих свыше 50 % нецелесообразно.

Обработка асбестовых материалов (без примеси грунта) обеспечивает наибольшую прочность материала (46 МПа водонасыщенные образцы из волокнистого асбеста, 19 МПа из асбестовой пыли).Вместе с тем прослеживается и отрицательная сторона значительного содержания асбестового компонента в смеси – высокий показатель водонасыщения,достигающий 15…20 %.Изменения физико-механических свойств грунтов, армированных добавками асбестовых отходов (до 20 % от массы грунта) и обработанных кременфтористоводородной кислотой (2,5…7,5 % от массы сухой смеси), приведены втаблице 5.1.Испытания проводились на поисковых образцах, размером h = d = 2,5 см.Содержание воды в смесях соответствовало оптимальной влажности. Прочности при сжатии ( R сж ) и растяжении при изгибе (R изг ) возрастают с увеличением расхода асбеста и кислоты.

Для водонасыщения (W ) получены оптимальные соотношения компонентов смеси, минимизирующие показатель водонасыщения (10…12 % асбестового отхода, 4-6 % H 2 SiF6 ). Увеличение водонасыщения при возрастающей прочности материала закономерно связано с увеличением содержания асбестовой добавки в составе смеси.Разработанный материал не отличается жесткостью, имеет хорошие деформационные качества. Чем больше волокнистой фракции в составе асбестосодержащей добавки, тем выше прочность на растяжение при изгибе и меньшежестокость. Соотношение R сж / R изг , например, для смесей с 20 %-ной добавкой асбеста, равно 3.

Для грунтоцемента эта величина в среднем равна 5…6.Таким образом, использование асбестовых материалов для укрепления (армирования) связанных грунтов при строительстве лесовозных автомобильных дорог и площадок может обеспечить значительный экономический эффект.13Таблица 5.1 – Результаты испытаний физико-механических свойств асбестогрунтовых смесейФМС укрепления грунтовСоставы смесей, масс. частиH 2 SiF6 R сж , МПа R изг , МПа W , %ГрунтАсбестовая пыль2,50,500,102,005,01,300,351,1057,52,200,700,502,50,800,201,30105,01,700,500,507,53,501,100,701002,51,250,250,80155,02,500,950,757,55,001,651,302,51,950,491,05205,04,001,251,507,56,502,002,10В пятом разделе выполнено аналитическое представление экономических показателей эксплуатационной эффективности лесовозных автомобильных дорог.Разработан алгоритм расчета оптимального срока реконструкции ЛАД.Приведенные затраты за срок службы дорогиtt сл0t1З пр (t ) = ∫ [Е1 (t ) + C1 (t )]e δЕ t dt + ∫ [E 2 (t ) + C 2 (t )]e δЕ t dt + ke δЕ t , (5.1)где E1 (t ), E 2 (t ), C1 (t ), C 2 (t ) - эксплуатационные затраты и затраты на капитальные и средние ремонты до и после реконструкции соответственно.Приравнивая З пр (t ) по t нулю, получаем уравнение для определения оптимального года реконструкции E1 (Т ) − E 2 (Т ) + С1 (Т ) − С 2 (Т ) + Pδ Е = 0 .

(5.2)Разработана концепция экономической оценки воздействия лесовознойавтомобильной дороги на природу. Экономическая оценкаЭ = З м + Yср − Э д ,(5.3)где Э д - дополнительный экономический эффект от проведения многоцелевых природоохранных мероприятий.ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ1 Разработанная в результате экспериментальных исследований и теоретических обобщений методика прогноза различных природно-климатических факторовпозволяет учесть частоту и тип выпадающих осадков, а также ранжировку их в районе лесозаготовок.

Полученная информация является отправным материалом приразрешении вопроса совершенствования процесса организации вывозки древесины, испособствует формированию свойств критериев оценки дорог.2Прогнозируемыевероятностипоявленияразличныхприродноклиматических факторов способствуют выявлению участков повышенной аварийности – участков с образованием зимней скользкости. Полученные сведения о количестве жарких дней в летний период позволяют установить ограничения по участкамдорог на проезд тяжеловесных автопоездов и сохранить их высокий эксплуатационный уровень.3 Установлены области применения видов покрытий лесовозных автомобильных дорог. Приведенные материалы позволяют находить наиболее эффективные ви-14ды покрытий в зависимости от различных условий. Доказана целесообразность применения качественных видов покрытий на лесовозных автомобильных дорогах.4 Разработана экономико-математическая модель, логистическая структура которой учитывает взаимоотношение элементов процесса: дорога; транспорт; складыГСМ; ремонтно-гаражное хозяйство.

С помощью разработанной модели могут бытьустановлены области безусловного применения гравийного, железобетонного, черногравийного покрытий, асфальтобетона и буферные области, где граничащие виды покрытий взаимозаменяемы по технико-экономическим показателям.5 Установлено, что вид асбестовых добавок (волокнистые, пылеватые) не оказывают существенного влияния на прочностные характеристики, если содержание асбеста в смесях не превышает 20 %. Увеличение количества волокнистого асбеста (более 20 %) сопровождается пропорциональным возрастанием прочности материала.6 Введение добавок асбестовой пыли свыше 50 % нецелесообразно.

Обработкаасбестовых материалов (без примеси грунта) обеспечивает наибольшую прочностьматериала (46 МПа водонасыщенные образцы из волокнистого асбеста, 19 МПа изасбестовой пыли). Вместе с тем прослеживается и отрицательная сторона значительного содержания асбестового компонента в смеси – высокий показатель водонасыщения, достигающий 15…20 %.7 При сопоставлении стоимости 1 км, равнопрочных конструкций дорожныходежд из цемента и грунта, укрепленного асбестовыми отходами с добавкамиH 2SiF6 , экономический эффект составляет 400 тыс. руб.8 Утилизация многотонажных отходов асбестовых производств способствуетрешению экологических проблем: освобождаются значительные площади, ранее занимаемые отходами, а использование укрепленных грунтов в качестве основания дорожных одежд позволяет избежать попадания асбестовой пыли в атмосферу.9 Разработанный алгоритм расчета оптимального срока реконструкции участков лесовозной автомобильной дороги с учетом различного рода издержек на нее, показывает экономическую эффективность процесса функционирования дорог при интенсивности, существенно превышающей нормативное значение.ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В РАБОТАХ:Публикации в изданиях, определенных ВАК Минобрнауки России1 Логачев В.Н.

Вероятностно-статистическая модель прогнозированияудельных затрат в производственные ресурсы [Электронный ресурс] / В.Н. Логачев //Современные проблемы науки и образования. – 2013. – № 5; URL: www.scienceeducation.ru/111-10287 (авторский вклад – 0,36 п.л.).2 Логачев В.Н. Влияние производственных факторов на ресурсопотреблениепри строительстве лесных автомобильных дорог [Электронный ресурс] / В.Н. Логачев// Современные проблемы науки и образования.