Методы оценки эксплуатационной надежности дорожных покрытий лесовозных автомобильных дорог тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.21.01, кандидат технических наук Петров, Александр Николаевич

• Петров, Александр Николаевич
• кандидат технических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат технических наук Петров, Александр Николаевич

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Обзор литературных источников по проблеме повышения транспортно-эксплуатационного качества покрытий лесовозных автомобильных дорог

1.2 Существующие методы и способы повышения качества покрытий лесовозных автомобильных дорог

1.3 Опыт применения теории вероятностей для повышения надежности лесовозных дорог

1.4 Цель и задачи исследования

2. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ОЦЕНКИ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ ЛЕСОВОЗНЫХ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ

2.1 Применение теории вероятности для повышения эксплуатационной надежности покрытий лесовозных дорог

2.2 Метод определения вероятности безотказной работы участка лесовозной автомобильной дороги вследствие эрозионного изнашивания дорожного покрытия из зернистых материалов

2.3 Метод определения вероятности безотказной работы участка лесовозной автомобильной дороги вследствие усталостного изнашивания дорожного покрытия

2.4 Метод оценки вероятности безотказной работы дорожных покрытий лесовозных автомобильных дорог при разрушении от однократной нагрузки

2.5 Метод оценки вероятности безотказной работы дорожных покрытий лесовозных автомобильных дорог при циклических нагрузках с позиции механики разрушения

2.6 Метод оценки вероятности безотказной работы дорожных покрытий лесовозных автомобильных дорог с использованием кривой усталости

2.7 Анализ и разработка методов определения напряжений в дорожных конструкциях лесовозных дорог

2.8 Уточнённая методика расчета толщины дорожной конструкции из зернистых материалов и требования к расчетным параметрам

3 МЕТОДИКА И АППАРАТУРА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1 Общие положения экспериментальных исследований

3.2 Оборудование и приборы экспериментального исследования

4 СРАВНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

4.1 Проверка адекватности метода определения напряжений в дорожной конструкции

4.2 Проверка адекватности метода оценки вероятности безотказной работы дорожного покрытия лесовозной дороги вследствие разрушения дорожного покрытия при циклических нагрузках

4.3 Подтверждение методических положений по влиянию рассеяния параметров автомобильных дорог на их работоспособность

4.4 Проверка адекватности метода определения вероятности безотказной работы участка лесовозной дороги вследствие эрозионного изнашивания дорожного покрытия

4.5 Оценка среднего срока службы участка дороги вследствие усталостного разрушения дорожного покрытия 144 Общие выводы и рекомендации 150 Список литературы 152 Приложения

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Методы оценки эксплуатационной надежности дорожных покрытий лесовозных автомобильных дорог»

Актуальность темы исследования. Важнейшим мероприятием повышения эффективности работы лесного комплекса является создание надежной и достаточной по протяженности сети автомобильных лесовозных дорог [138,41]. Рост грузооборотов лесовозных автомобильных дорог и увеличение расстояния вывозки леса являются характерными особенностями развития сухопутного транспорта леса в настоящее время. Являясь связующим звеном лесозаготовительного процесса, он влияет на производительность труда, себестоимость и экономическую эффективность лесозаготовок в целом. В настоящее время сдерживающим развитие лесной промышленности фактором является недостаточное количество лесных дорог круглогодичного действия.

Проектирование новых дорог осуществляется согласно стандартам, разработанных для дорог общего пользования. Однако лесовозные дороги в значительной степени отличаются составом и интенсивностью движения. Имеющиеся методики значительно устарели в связи с появлением лесовозных автомобилей повышенной грузоподъемности.

Содержанию находящихся в эксплуатации дорог, также уделяется недостаточное внимание. Используемая для вывозки леса сеть постоянных дорог запроектирована под определенную нагрузку на ось и интенсивность движения. Используемые для вывозки автопоезда повышенной грузоподъемности, оказывают дополнительное силовое воздействие. На стадии эксплуатации это приводит к увеличению расходов на содержание в связи с повышенным износом, накоплением деформаций и отказом участка. Обследования дорог с целью определения их прочностных характеристик не производится в связи с большой стоимостью работ и ограниченным финансированием, что вызывает необходимость получения актуальной, достоверной и своевременной информации о состоянии сети лесовозных дорог при минимальных затратах.

Совершенствование технических и технологических решений приведет к рациональному использованию финансовых средств, предназначенных для строительства и содержания лесовозных автомобильных дорог. Поиск таких решений невозможен без научных исследований, использования компьютерных программ, вычислительной техники и математического моделирования. Вопросы, связанные с совершенствованием расчетов конструкции, направленные на повышение их эксплуатационных качеств и надежности лесовозных дорог, снижение материалоемкости являются актуальными.

Цель работы. Целью диссертационной работы является повышение транспортно-эксплуатационных качеств лесовозных дорог на стадии проектирования и эксплуатации путем уточнения методов расчета напряженно-деформированного состояния дорожной конструкции, моделирования разрушения и изнашивания дорожного покрытия, а также разработки методов определения вероятности безотказной работы дорожных покрытий.

Объект и предмет исследования. Объектом исследования является конструкция лесовозной автомобильной дороги, а также процесс взаимодействия лесовозного автопоезда с покрытием.

Методы исследований. Для решения поставленной цели были использованы методы: теории вероятностей, математической статистики, теории планирования эксперимента, регрессионного анализа, дифференциального и интегрального исчислений, теории расчета нежестких дорожных одежд, теоретической механики и механики разрушения. В процессе решения поставленных задач и обработки результатов экспериментов применялись прикладные программные пакеты Microsoft Word, Microsoft Excel, Зенит.

Значимость для теории. Разработанные и исследованные методы определения вероятности безотказной работы дорожных покрытий вследствие разрушения от одно- и многократного приложения нагрузки, методы определения напряжений от автопоездов в дорожных конструкциях, методы оценки вероятности безотказной работы участков дорог вследствие эрозионного и усталостного изнашивания позволяют определить условия работы дорожных конструкций и углубить теорию надежности лесовозных автомобильных дорог.

Значимость для практики. Результаты исследования позволяют на этапе проектирования и эксплуатации лесовозных дорог уменьшить ущерб от воздействия автопоездов и улучшить транспортно-эксплуатационные качества лесовозных дорог.

Достоверность выводов и результатов исследований обеспечена: применением методов математической статистики; проведением экспериментальных исследований в полевых и лабораторных условиях, подтвержденной адекватностью полученных моделей за счет хорошей сходимости экспериментальных и теоретических данных.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, основных выводов и рекомендаций, списка литературы. Общий объем работы 207 страниц. Диссертационная работа содержит 39 рисунков, 44 таблицы (включая 8 таблиц приложений). Список литературы содержит 180 источников.