Совершенствование организации зимнего содержания автомобильных дорог на основе расчета цикличности работ

• Автор: Бакланов, Юрий Владимирович
• Шифр специальности: 05.23.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 153 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЦЕЛИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Современные технологии работ по зимнему содержанию дорог

1.2. Существующие методы расчета цикличности работ по зимнему содержанию автомобильных дорог
1.3. Классификация снежно-ледяных отложений на автомобильных дорогах и условия их образования

1.4. Существующие способы определения температуры поверхности дорожного покрытия

1.4.1. Измерение температуры с помощью датчиков АДМС

1.4.2. Определение температуры дорожного покрытия с помощью термокартирования

1.4.3. Использование математических моделей для расчета температуры дорожного покрытия

1.5. Цели и задачи исследования

2. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ДЛЯ РАСЧЕТА ЦИКЛИЧНОСТИ РАБОТ ПО ЗИМНЕМУ СОДЕРЖАНИЮ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ
2.1. Системный подход к управлению ресурсами для зимнего содержания автомобильных дорог
2.2. Выбор класса моделей и источников информации для решения задачи расчета цикличности работ
2.3. Внутренние параметры системы, влияющие на цикличность работ по зимнему содержанию автомобильных дорог
2.3.1. Параметры окружающей среды
2.3.2. Дорожные параметры, влияющие на цикличность работ
2.4. Математическая модель состояния дорожного покрытия в зимний период
2.5. Математическая модель температуры дорожного покрытия

2.6. Основные положения методики расчета цикличности работ по зимнему содержанию автомобильных дорог
2.7. Методика проведения вычислительного эксперимента
2.8. Выводы по главе
3.1. Исследование влияния метеорологических и дорожных параметров на радиационный баланс дорожного покрытия
3.1.1. Модуль расчета радиационного баланса поверхности автомобильной дороги
3.1.2. Результаты вычислительного эксперимента
3.2. Исследование влияния метеорологических и дорожных параметров на эквивалентную температуру
3.2.1. Модуль расчета эквивалентной температуры среды
3.2.2. Результаты моделирования эквивалентной температуры
3.3. Модуль обработки метеорологических данных
3.4. Моделирование температурного режима дорожного покрытия
3.4.1. Модуль расчета температуры дорожного покрытия
3.4.2. Анализ результатов моделирования температуры дорожного покрытия
3.5. Расчет цикличности проведения работ по зимнему содержанию автомобильных дорог
3.5.1. Модуль для моделирования состояния дорожного покрытия и подсчета количества циклов работ по зимнему содержанию дорог
3.5.2. Результаты моделирования цикличности работ по зимнему содержанию
3.5.3. Картограммы цикличности работ по зимнему содержанию
3.5.4. Температурный режим в период возможного образования зимней скользкости
3.6. Выводы по главе
4. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ

4.1. Практические рекомендации для дорожных организаций по расчету цикличности проведения работ
4.2. Расчет потребности ресурсов для зимнего содержания участка автомобильной дороги
4.3. Оценка экономической эффективности предлагаемых решений
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ

температура излучения небесной полусферы, °С; Т0 - температура дорожного покрытия; Rn - радиационный баланс, Вт/м2; LE - затраты тепла на испарение Вт/м2; Н - поток тепла, направленный в атмосферу Вт/м2; S - поток тепла, направленный в дорожное покрытие, Вт/м2.
Среднеквадратическая погрешность данной модели составляет 1°С. Уравнение (1.14) в своих исследованиях так же использовал Outcalt S. I. [144].
Изучением и определением температуры дорожного покрытия занимались во многих странах: Дании Sass В. Н. [151, 152], Японии Sato N. [153], США Adams Е. Е.[100], Южной Корее Song С-К. [159], Швеции Möller S. [139.], Post-gärd U.[148].
Анализ математических моделей показывает, что с точки зрения физической постановки задачи, модель, основанная на уравнении нестационарной теплопроводности, является динамической, дает более адекватное описание температурных процессов, протекающих в дорожной конструкции и на ее поверхности, при резких изменениях внешних условий, чем другие модели. В уравнение (1.7) входят теплофизические характеристики дорожно-строительных материалов конструктивных слоев. Более детально следует рассчитывать тепловой баланс на поверхности дорожного покрытия и использовать его в качестве граничного условия.
Для расчета цикличности работ по зимнему содержанию дорог необходимо учитывать динамику изменения температур воздуха и покрытия, а также метеорологических параметров (осадков, скорости и направления ветра и т.д.), начиная с момента возможного образования зимней скользкости. Для этих целей в качестве исходной информации следует использовать данные многолетних наблюдений на метеостанциях государственной наблюдательной сети, которые репрезентативны для больших территорий, а особенности дорожных условий учесть в модели температуры дорожной конструкции и граничных условиях.