Совершенствование методов оценки эксплуатационной надежности лесовозных автомобильных дорог

• Автор: Степанов, Артем Валерьевич
• Шифр специальности: 05.21.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Петрозаводск
• Количество страниц: 136 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР, ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Обзор литературных источников по проблеме сети и состояния лесовозных автомобильных дорог

1.2 Существующие теории образования профиля дорог типа «гребенка»

1.3 Существующие теории усталостного изнашивания дорожного покрытия

2. МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕРОЯТНОСТИ БЕЗОТКАЗНОЙ РАБОТЫ УЧАСТКА ЛЕСОВОЗНОЙ АВТОМОБИЛЬНОЙ ДОРОГИ ВСЛЕДСТВИЕ УСТАЛОСТНОГО ИЗНАШИВАНИЯ ДОРОЖНОГО ПОКРЫТИЯ

2.1 Общие положения

2.2 Методы оценки контактных напряжений

2.3 Оценка периода зарождения усталостной трещины

2.4 Оценка периода распространения усталостной трещины

2.5 Оценка вероятности безотказной работы лесовозных автомобильных
дорог
3. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ОБРАЗОВАНИЯ НЕРОВНОСТИ ТИПА «ГРЕБЕНКА» НА ДОРОЖНОМ ПОКРЫТИИ ЛЕСОВОЗНОЙ АВТОМОБИЛЬНОЙ ДОРОГИ
3.1 Качественная модель образования неровности типа «гребенка»
3.2 Математическая модель образования неровности типа «гребенка»
4. МЕТОДЫ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И МЕТОДИКА ОБРАБОТКИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ
4.1 Способы и инструменты для измерения неровностей покрытия автомобильных дорог
4.1.1 Измерение ровности с помощью дорожной универсальной складной трехметровой рейки «РДУ - Кондор»
4.1.2 Измерение ровности с помощью нивелира и нивелирной рейки
4.1.3 Измерение ровности с помощью автомобильной установки ПКРС - 2.
4.2 Методы измерения неровности типа «гребенка» с помощью трехметровой складной рейки «РДУ - Кондор»
4.3 Обработка экспериментальных данных
4.3.1 Методика обработки экспериментальных данных, полученных согласно методу максимумов - минимумов
4.3.2 Методика обработки экспериментальных данных, полученных согласно
методу случайных ординат
5. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ПРОВЕРКА АДЕКВАТНОСТИ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПРОЦЕССА ОБРАЗОВАНИЯ НЕРОВНОСТЕЙ ТИПА «ГРЕБЕНКА»
5.1 Результаты экспериментальных исследований «гребенки», полученных по методу максимумов - минимумов
5.2 Результаты экспериментальных исследований «гребенки» полученных по методу случайных ординат
5.3 Проверка адекватности математической модели процесса образования
неровностей типа «гребенка»
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы исследования
Ограниченные объемы строительства и недостаточное внимание к содержанию уже имеющихся лесовозных автомобильных дорог, оказывает большое сдерживающее влияние на развитие лесопромышленной отрасли. Также использование сортиментовозов с повышенной нагрузкой на ось в отличии от хлыстовой технологии для транспортировки лесных материалов приводят к более быстрому увеличению размеров и количества различных дефектов и как следствие сокращению срока службы лесовозных дорог.
Ввиду большой стоимости изыскания, проектирования, строительства и эксплуатации лесовозных автомобильных дорог, незначительного финансирования данного направления лесной отрасли как со стороны государства, так и частного сектора, а также нежелание лесозаготовительных компаний строить лесовозные дороги на долгий перспективный срок, ставит задачу о необходимости повышения эффективности каждого из перечисленных этапов. Рост эффективности необходимо осуществлять за счет использования новых материалов, техники и технологии при строительстве, эксплуатации и содержании лесовозных автомобильных дорог, а также применения методов математического моделирования и совершенствования методик расчета различных конструктивных элементов при проектировании.
Использование научных методов для нахождения ответов на вопросы, касающиеся прогнозирования работоспособности элементов дорожной одежды, земляного полотна и дороги в целом, а также определения факторов, оказывающих влияние на образование различных дефектов во время эксплуатации, является актуальным.

Целью диссертационной работы является повышение транспортно-эксплуатационных качеств лесовозных дорог на стадии проектирования и эксплуатации. Это достигается путем уточнения методов расчета вероятности

воздействия колес лесовозных автопоездов при движении в заданном интервале температуры.
Таблица 2.1 - Матрица нагрузок на дорожное покрытие лесовозной автомобильной дороги
№ п/п с, с Количество циклов за Ц при нагрузке С,-
^2 ... С, ■ г 2>, у=
1 и VII V 12 VII V 1г V в!

/ и V,! V12 VII V/, Уб!

к (к Vkl V к2 V*/ V кг Vб^
Определение размахов действующих напряжений а для каждого (г)')
элемента матрицы, то есть каждого сочетания температуры и нагрузки с учетом модуля упругости Е,. Цикл нагружения предполагаем отнулевым.
Производим суммирование повреждений для каждой градации температуры дорожного покрытия ti, поскольку характеристики сопротивления усталости зависят от температуры (как параметры кривой усталости Велера, так и параметры Си п в уравнении Пэриса (2.13)).
Мера повреждения ау- при воздействии циклической нагрузки с размахом <7 в течение V у циклов будет определяться по формуле:

аИ=ТГ' (2.25)
где Щ - число циклов до разрушения, определяемое по формуле механики разрушения.
В случае использования уравнения Пэриса (2.13), число циклов до разрушения Щ определяем по уравнению (2.15):