Введение к работе
Актуальность темы. В Программе модернизации и развития сети автомо -бильных дорог России до 2025 года и в том числе Северо-Западного федерально -го округа перед дорожниками поставлены для решения важные социально экономические задачи совершенствования инфраструктуры ее регионов, в том числе, в отношении повышения сроков службы автомобильных дорог и безопасности движения в условиях резкого роста нагрузок и интенсивности движения.
К одному из важнейших направлений фундаментальных исследований Программы отнесено создание новых методов расчета и конструирования элементов автомобильных дорог и сооружений на них.
Для реализации поставленных Правительством программных решений выполнено настоящее диссертационное исследование, предусматривающее исследование и разработку новых методов расчета и конструирования, технологии устройства жестких дорожных одежд с фрагментированным несущим слоем, которые рациональны для строительства и реконструкции автомобильных дорог в условиях современного движения, характеризующегося большой массой транспортных средств, а также высокой интенсивностью и скоростью движения.
Объект исследования — методы конструирования и расчета жестких дорожных одежд.
Предмет исследования — напряженно-деформированное состояние дорожных конструкций с несущими слоями регулируемой жесткостью.
Цель диссертационной работы — совершенствование конструктивно технологических решений жестких дорожных одежд с фрагментированным несущим слоем, предназначенных для повышения сроков службы автомобильных дорог в современных условиях резкого роста нагрузок и интенсивности движения.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
анализ и обобщение существующего опыта устройства и работы асфальтобетонных покрытий на полужестких основаниях, выявление путей и методов повышения сроков службы дорожных одежд данного типа;
проведение теоретических и экспериментальных исследований напряженно-деформированного состояния дорожной конструкции с фрагментированным несущим слоем и оптимизацией параметров несущих элементов;
применение теории пластин с разрезами для исследования влияния условий образования и размеров зон неполного контакта несущего слоя с основанием на устойчивость дорожной конструкции; ,
разработка метода расчета дорожной одежды на жестком несущем слое с разрезами и упругом основании на основе теории пластинчатых систем с разрывными параметрами;
разработка практических рекомендаций по выбору и оптимизации конструктивных и технологических решений 'дорожных одежд с фрагментиро-ванными несущими слоями.
Научная новизна работы состоит:
в определении рациональных параметров элементов конструкции несущего слоя, обеспечивающих улучшение степени контактирования слоев по площади и во времени, а в итоге повышения долговечности дорожной конструкции;
в совершенствовании теоретической модели жесткого несущего слоя с разрезами-изломами, предназначенной для решения задач по обеспечению необходимой несущей способности дорожной одежды от транспортных нагрузок и природно климатических факторов с применением математического аппарата теории пластинчатых систем с разрывными параметрами;
в разработке технологии фрагментирования несущих слоев дорожных одежд (подана заявка на получение патента).
Практическое значение результатов исследований заключается:
в разработке рекомендаций по выбору и оптимизации конструктивных и технологических решений дорожных одежд с несущими слоями регули -руемой жесткости;
в разработке технологии устройства фрагментированного несущего слоя регулируемой жесткости и необходимого для этого дооборудования средствами механизации (катков, платформ и т. п.) по качественному образованию разрезов, с подачей заявки в Федеральную службу по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам (РОСПАТЕНТ) №2007145676 на получение патента «Способ устройства фрагментированного дорожного и аэродромного основания» на предлагаемое оборудование;
в подготовке практического метода проектирования дорожных одежд разработанного в диссертации типа и программного обеспечения для непосредственного использования в проектных организациях;
во внедрении материалов исследования в учебные программы — «Проектирование транспортных сооружений», «Технология и организация строительства и реконструкции транспортных сооружений» и участие в подготовке для издательства «Академия» учебника «Основы дорожного дела», с их использованием при подготовке инженеров, бакалавров и магистров в СПбГАСУ и других учебных заведениях.
На защиту выносятся:
постановка цели и задач исследования;
результаты теоретических и экспериментальных исследований НДС дорожной конструкции, включающей несущий слой регулируемой жесткости и оптимизации параметров несущего слоя;
разработанный метод расчета дорожной одежды с фрагментированным несущим слоем на упругом основании на основе теории пластинчатых систем с разрывными параметрами;
практические рекомендации по разработке и оптимизации конструктивных и технологических решений дорожных одежд с фрагментированными несущими слоями;
— результаты технико-экономической эффективности использования предлагаемых конструкций и технологий.
Реализация результатов исследований осуществлена на двух объектах г. Санкт-Петербурга, на объекте в пригороде г.Великого Новгорода, на подъездной дороге к нефтедобывающему предприятию в республике Коми.
В 2008-2009 г.г. намечается выполнение работ с использованием предложенных автором конструктивно-технологических решений при реконструкции нескольких участков автомобильных дорог с высокой интенсивностью движения в Ленинградской области.
Теоретические положения диссертационной работы и результаты экспериментальных исследований используются в учебном процессе при подготовке инженеров по специальности 270205, УИРС, а также при выполнении дипломных работ с научными разделами.
Публикации и апробация работы
Основные положения диссертационной работы изложены в четырех научных статьях, докладывались и обсуждались на Международной научно практической конференции «Реконструкция Санкт-Петербурга — 2003 г>; на Всероссийской научно технической конференции (СПб, Павловск 2003 г.); на ежегодных (с 2004 г.) конференциях профессорско-преподавательского состава и студентов в С ПбГАС У; в Комитете по благоустройству и дорожному хозяйству Правительства Санкт-Петербурга и Дорожном комитете Правительства Ленинградской области.
Объем и структура работы
Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов и результатов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 143 страницах основного машинописного текста, включающего 24 рисунка, 13 таблиц, списка литературы из 103 наименований и 5 приложений.
