Проектирование оптимальных дорожных одежд нежесткого типа из местных строительных материалов : с учетом региональных условий Нижнего Поволжья

• Автор: Алексиков, Илья Сергеевич
• Шифр специальности: 05.23.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 187 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. Состояние вопроса проектирования и строительства оптимальных дорожных одежд нежесткого типа из местных материалов, цель и задачи исследования
1.1.Опыт применения местных материалов в конструкциях
дорожных одежд
1.2. Каталоги и атласы конструкций дорожных одежд с использованием местных материалов
1.3. Обзор и анализ методов проектирования дорожных одежд
из местных материалов
1.4. Оптимизация при проектировании дорожных одежд
1.5. Цель и задачи исследования
Глава 2. Теоретические основы проектирования оптимальных
дорожных одежд из местных материалов
2.1.Исследование зависимости физико-механических свойств глинистых грунтов от их плотности и влажности
2.2.Методика обоснования расчетной влажности грунтов
земляного полотна
2.3.Экономико-математические модели оптимизации конструкции дорожных одежд нежесткого типа 2.3.1.Оптимизация конструкции дорожной одежды по
единовременным затратам
2.3.2.Оптимизация конструкции дорожной одежды по приведенным
затратам
2.4.Информационная база данных для решения задачи проектирования
дорожных одежд на основе местных материалов
Выводы по главе

Глава 3. Экспериментальные исследования
3.1.Анализ месторождений каменных материалов Волгоградской области и оценка возможности их использования при строительстве дорожных одежд
3.2.0боснование расчетной влажности и прочности грунтов земляного
полотна
3.3. Опытно-экспериментальное строительство дорожных одежд из местных материалов в условиях Волгоградской области.
3.3.1.Строительство дорожных одежд на основании из мела по типу «минеральный бетон»
3.3.2. Строительство дорожных одежд на основании из грунтов повышенной плотности
3.3.3. Строительство дорожных одежд с использованием в основании
геотекстиля
Выводы по главе
Глава 4. Рекомендации по проектированию оптимальных дорожных одежд нежесткого типа из местных материалов.
4.1 Районирование территории Волгоградской области по условиям строительства дорожных одежд из местных материалов
4.2 Рекомендации по формированию СУБД «Оптимальные конструкции дорожных одежд из местных материалов»
4.3 Оптимальные конструкции дорожных одежд из местных материалов
для региональных условий Нижнего Поволжья
Основные выводы
Список использованной литературы
Приложение

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность исследования. За последние 10 лет при увеличении протяженности автомобильных дорог всего на 15 % автомобильный парк России вырос почти в два раза и составил более 27 млн. автомобилей. Прирост парка автотранспортных средств достигает 13,4 % в год. (табл. 1).
Т а б л и ц а
Рост уровня автомобилизации населения крупнейших городов России[164]
№ п.п. Г орода РФ Уровень автомобилизации , АТС на 1000 жителей
2006г. 2010 г. Прирост в год, %
1 Москва 265 320 5
2 Санкт-Петербург 253 324 7
3 Новосибирск 160 285 19
4 Нижний Новгород 164 234 10
5 Самара 206 279 8
6 Ростов на Дону 191 275 11
7 Волгоград 132 203 13
8 Пермь 178 187 1
9 Хабаровск 249 284 3
10 Саратов 198 219 2
Среднее 8

Опережающий, по сравнению с ростом протяженности дорог, рост численности парка автотранспортных средств привел к увеличению интенсивности движения. В летний период, когда интенсивность превышает среднегодовую суточную на 20-30 %, многие участки дорог, в первую очередь на подходах к крупным городам, работают в режиме перегрузки [77]. В составе транспортных потоков появились современные большегрузные автомобили с нагрузкой на ось 8-10 и более тонн. Дорожные одежды, рассчитанные на осевую нагрузку 6 тонн на ось, не способны воспринимать нагрузки от тяжелых автомобилей. Как следствие, состояние большинства автомобильных дорог (около 70 %) не отвечает возросшим требованиям по интенсивности движения и грузонапряженности, имеет недостаточную прочность покрытия.

1.3 Обзор и анализ методов проектирования дорожных одежд из местных материалов
Автоматизированное проектирование дорожных одежд является одной из важных задач, решаемых в рамках системы автоматизированного проектирования автомобильных дорог (САПР-АД). Автоматизированное проектирование дорожных одежд, включающее в себя конструирование, расчет, техникоэкономический анализ и выбор оптимальной конструкции, обеспечивает многовариантность проработки проектных решений и использование методов математического моделирования. Решению этой задачи был посвящен ряд работ [1, 17, 21, 32, 50, 90, 94, 95, 121, 137, 151]. Дорожная одежда является одним из дорогостоящих элементов дороги (до 55-80% стоимости дороги), ручные методы ее расчета трудоемки, поэтому автоматизации расчетов дорожных одежд уделялось особое внимание. Использование ЭВМ позволяет исключить ошибки при проведении расчетов, обеспечить возможности проверки многих альтернативных вариантов и получения оптимальных по стоимости конструкций. По мнению Г. А. Федотова [151], автоматизация расчетов дорожных одежд нежесткого типа позволяет в полной мере реализовать три основных принципа проектирования:
— привязки вариантов конструкций дорожных одежд к местным материалам;
— многовариантности;
— оптимизации.
Используемые в проектных организациях программы расчета дорожных одежд разработаны в соответствии с известным алгоритмом [93]. Для расчета дорожных одежд на прочность используется рекуррентная формула Е. Барбера для двухслойного полупространства. Для расчета напряжений сдвига, возникающих в малосвязанных и несвязанных материалах и грунтах, а также для определения растягивающих напряжений при изгибе в монолитных слоях используются формулы, аппроксимирующие различные участки номограмм, приведенных в ВСН 46-83 и ОДН-216.046-01 [64, 103].
Анализ литературных источников, в которых описывается методическое