Совершенствование технологии строительства морозоустойчивых дорожных одежд лесных дорог с парогидроизолирующими слоями из нефтезагрязненных грунтов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Колобова Анастасия Андреевна

• Колобова Анастасия Андреевна
• кандидат наук
• 2023

Оглавление диссертации кандидат наук Колобова Анастасия Андреевна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТРАНСПОРТНОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ ЛЕСОСЫРЬЕВЫХ БАЗ ПЕРМСКОГО КРАЯ

1.1 Особенности транспортного освоения лесосырьевых

баз Пермского края

1.2 Природно-климатические условия расположения транспортной инфраструктуры лесосырьевых баз Пермского края

1.3 Обеспечение морозоустойчивости дорожных одежд лесных дорог

1.4 Обзор местных материалов и отходов нефтедобывающей и перерабатывающей промышленности расположенных в

границах лесосырьевых баз Пермского края

1.5 Обзор современных технологий строительства морозустойчивых

дорожных одежд лесных дорог

Выводы по первой главе и постановка цели и задач исследования

ГЛАВА 2. ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ МОРОЗОУСТОЙЧИВЫХ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД С ДОБАВКАМИ ИЗ НЕФТЕЗАГРЯЗНЕННЫХ ГРУНТОВ

2.1 Постановка задачи обоснования параметров конструкции морозоустойчивой дорожной одежды лесной дороги в общем виде

2.2 Разработка методов регулирования морозозащитных свойств дорожных одежд лесных дорог

2.3 Обоснование параметров морозоустойчивой дорожной одежды лесных дорог с парогидроизолирующими слоями

2.4 Реализация алгоритма поиска параметров парогидроизолирущих

слоев морозоустойчивой дорожной одежды

Выводы по второй главе

ГЛАВА 3. ЛАБОРАТОРНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МОРОЗОУСТОЙЧИВЫХ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД С ДОБАВКАМИ ИЗ НЕФТЕЗАГРЯЗНЕННЫХ ГРУНТОВ

3.1 Разработка методов проведения экспериментальных исследований морозоустойчивых дорожных одежд лесных дорог с парогидроизолирующими слоями с добавками из нефтезагрязненных

грунтов

3.2 Лабораторные исследования нефтезагрязненного грунтового материала

3.3 Исследования физико-механических свойств нефтезагрязненных грунтов, стабилизированных введением портландцемента М400+Д0

3.4 Исследования физико-механических свойств нефтезагрязненных грунтов, стабилизированных введением молотой негашеной извести

3.5 Исследования физико-механических свойств нефтезагрязненных грунтов, стабилизированных введением технического гипса

3.6 Исследования физико-механических свойств нефтезагрязненных грунтов, стабилизированных совместным введением

гранулометрических добавок и неорганических вяжущих

3.7 Исследования физико-механических свойств асфальто-смоло-парафиносодержащих отложений стабилизированных совместным введением высевок дробления и портландцемента

3.8 Разработка нейронечеткой сети для проектирования парогидроизолирующих слоев лесных дорог из

нефтезагрязненных грунтов

3.9 Исследование морозозащитных свойств дорожных одежд с парогидроизолирующими прослойками в лабораторных условиях на геометрически подобных моделях

3.10 Опытно-производственные испытания морозоустойчивых дорожных одежд лесных дорог

3.11 Опытно-производственные испытания морозоустойчивых дорожных одежд лесных дорог

3.12 Опытно-производственные испытания морозоустойчивых

дорожных одежд лесных дорог

Выводы по третьей главе

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ СТРОИТЕЛЬСТВА МОРОЗОУСТОЙЧИВЫХ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД ЛЕСНЫХ ДОРОГ С ПАРОГИДРОИЗОЛИРУЮЩИМИ слоями из

НЕФТЕЗАГРЯЗНЕННЫХ ГРУНТОВ

4.1 Совершенствование технологии строительства морозоустойчивых дорожных одежд лесных дорог с применением нефтезагрязненных грунтов

4.2 Разработка рекомендаций на выполнение работ по устройству парогидроизолирующих слоев из нефтезагрязненных грунтов

4.3 Технология устройства морозозащитных слоев из нефтезагрязнных грунтов, стабилизированных гранулометрическими добавками

4.4 Технология устройства слоя с применением дорожной фрезы

4.5 Технология строительства парогидроизолирующих слоев с использованием асфальто-смоло-парафиносодержащих отложений (АСПО)

4.6 Контроль качества устройства парогидроизолирующего слоя

4.7 Оценка экологической безопасности

4.8 Обеспечение экологической безопасности

4.9 Экономическая эффективность строительства морозозащитных дорожных одежд лесных дорог с парогидроизолирующими слоями их нефтезагрязненных грунтов

4.10 Снижение толщины дорожной одежды при устройстве ПГИС

4.11 Применение в парогидроизолирующих слоях материала на основе

НЗГ

Выводы по четвертой главе

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

ПРИЛОЖЕНИЕ А

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

ПРИЛОЖЕНИЕ В

ПРИЛОЖЕНИЕ Г

ПРИЛОЖЕНИЕ Д

ПРИЛОЖЕНИЕ Е

ПРИЛОЖЕНИЕ Ж

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование технологии строительства морозоустойчивых дорожных одежд лесных дорог с парогидроизолирующими слоями из нефтезагрязненных грунтов»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Недостаточное количество лесных дорог с покрытиями переходного типа, а также неравномерность их размещения по лесосырьевым базам создаёт значительные затруднения в деятельности лесозаготовительных предприятий. Существующая лесотранспортная сеть не может служить надежной базой для вывозки лесоматериалов, т.к. значительная часть лесных земель находится на территориях, грунтовые условия которых не обеспечены по условиям зимнего морозного пучения. На подобных территориях наблюдаются деформации дорожных конструкций, вызванные действием сил морозного пучения, поскольку для возведения земляного полотна лесных дорог, чаще всего используются только местные грунты. Эффективная эксплуатация подобных лесных территорий невозможна без строительства лесных автомобильных дорог с морозоустойчивыми дорожными одеждами.

Однако, существующие методы строительства дорожных одежд лесных дорог, расположенных в сложных природно-климатических условиях, чаще всего не способны обеспечить эффективную борьбу с зимним морозным пучением, т.к. они в большинстве своем ориентированы на использование только традиционных теплоизоляционных и гидроизоляционных строительных материалов, зачастую еще и дорогостоящих. Также эти методы не рассматривают аспекты влияния прочностных, тепло физических и гидроизоляционных характеристик конструктивных слоев дорожных одежд друг на друга, которые, в конечном итоге, определяют эксплуатационные свойства и долговечность лесных дорог.

Невозможность использования дорогостоящих теплоизоляционных и гидроизоляционных материалов в дорожном строительстве на территориях большинства лесосырьевых баз РФ предопределяет важность поиска альтернативных технических решений, позволяющих использовать эффективные

местные материалы для обустройства лесотранспортной инфраструктуры. Используемые материалы должны быть не только экологически безопасными и с относительно низкой стоимостью, но и должны обеспечивать дорожной одежде требуемые морозоустойчивые свойства.

Необходим поиск местных материалов, способных повысить транс-портно-эксплуатационные показатели лесных дорог при минимальном экологическом воздействии на территории лесосырьевых баз.

Для минимизации воздействия сил морозного пучения на конструкции лесных автомобильных дорог используются различные методы, наиболее распространенные из которых - замена пучинистых грунтов на непучинистые, устройство теплоизолирующих слоев. Одним из наименее изученных и мало-используемых методов борьбы с морозным пучением является устройство па-рогидроизолирующих слоев в земляном полотне автомобильной дороги с применением гидрофобных материалов. О одним из таких материалов являются нефтезагрязненные грунты и отходы нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей отрасли.

Проведение комплексных исследований по применению нефтезагряз-ненных грунтов для строительства морозоустойчивых дорожных одежд лесных дорог, изучение экологического влияния отходов нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности на объекты транспортной инфраструктуры лесососырьевых баз и лесорастительные условий, является актуальной задачей, требующей решения.

Работа выполнялась в соответствии со Стратегией развития лесного комплекса Российской Федерации на период до 2030 года (распоряжение Правительства Российской Федерации от 11 февраля 2021 года №312-р) и в рамках фундаментальных научных исследований ФГАОУ ВО «Пермский национальный исследовательский политехнический университет».

Степень разработанности темы исследования. Проблемами повышения эффективности строительства лесовозных лесных дорог занимались такие учреждения высшего образования, как СПбГЛТУ, ВГЛТУ, УГЛТУ, УГТУ,

ПГТУ, ими разработаны вопросы технологии строительства лесовозных дорог. Выполненные исследования направлены на оценку проектных решений транспортного освоения лесосырьевых баз, а также развитие технологий их строительства и эксплуатации. Над вопросами совершенствования технологии строительства автомобильных дорог в общем, и лесовозных лесных в частности, в свете этих требований успешно проводили и проводят научные исследования отечественные ученые: Золотарь H.A., Пузаков H.A., Юшков Б. С., Лобанов Е.М., Федоров В.И., Сиденко В. М, Величко В.А, Сушков С. И., Кру-чинин И. Н., Заворицкий В.И., Курьянов В.К., Камусин A.A., Афоничев Д.Н., Кондрашова Е.В., Яковлев К.А., Бурмистрова О.Н., Дорохин C.B., Скрыпни-ков A.B., Козлов В.Г. и другие, а также коллективы научных и образовательных учреждений. Благодаря совместным усилиям ученых достигнуты большие успехи в транспортном освоении лесосырьевых баз.

Однако, вопросы строительства морозоустойчивых дорожных одежд с применением нефтезагрязненных грунтов для устройства парогидроизолиру-ющих слоев на лесных дорогах еще не полностью решены. Ряд таких вопросов рассмотрены в настоящей работе.

В диссертации обосновывается решение проблемы повышения эффективности строительства морозоустойчивых дорожных одежд лесных дорог, расположенных в сложных природно-климатических условиях, с применением парогидроизолирующих слоев из нефтезагрязненных грунтов.

Цель исследования. Совершенствование методов строительства морозоустойчивых дорожных одежд лесных дорог с парогидроизолирующими слоями из нефтезагрязненных грунтов.

Задачи исследования:

1. Обосновать параметры морозоустойчивых дорожных одежд лесных дорог с парогидроизолирующими слоями из нефтезагрязненных грунтов, обеспечивающие их работоспособность в сложных природно-климатических условиях.

2. Провести комплекс экспериментальных исследований по оценке физико-механических характеристик нефтезагрязненных грунтов для устройства парогидроизолирующих слоев морозоустойчивых дорожных одежд лесных дорог.

3. Разработать технологию строительства морозоустойчивых дорожных одежд лесных дорог с парогидроизолирующими слоями из нефтезагрязненных грунтов.

Объект исследования: транспортная инфраструктура лесосырьевых баз Пермского края.

Предмет исследования: морозоустойчивые дорожные одежды лесных дорог с парогидроизолирующими слоями из нефтезагрязненных грунтов, технология и способы их строительства.

Методы исследования: системный анализ, методы дифференциального и интегрального исчисления, математического и имитационного моделирования, натурного эксперимента, математической статистики.

Научная новизна работы. Результатами диссертационной работы, обладающими научной новизной, являются:

1. Разработанная методика подбора параметров морозоустойчивых дорожных одежд лесных дорог с парогидроизолирующими слоями, отличающаяся учетом прочностных и парогидроизолирующих показателей нефтезагрязненных грунтов.

2. Полученные аналитические и опытно-экспериментальные зависимости оценки характеристик морозоустойчивых дорожных одежд, отличающиеся возможностью учета влияния добавок из нефтезагрязненных грунтов на физико-механические и парогидроизолирующие свойства конструктивных слоев лесных дорог.

3. Разработанные рекомендации по повышению технологической эффективности строительства морозоустойчивых дорожных одежд лесных дорог, отличающиеся возможностью применения нефтезагрязненных грунтов.

Научные положения, выносимые на защиту.

1.Методика подбора параметров морозоустойчивых дорожных одежд лесных дорог, позволяющая найти оптимальные значения парогидроизолиру-ющих слоев из нефтезагрязненных грунтов.

2.Закономерности изменения характеристик конструктивных слоев морозоустойчивых дорожных одежд в зависимости от содержания нефтезагрязненных грунтов с учетом гранулометрических и минеральных добавок.

3.Технология строительства морозоустойчивых дорожных одежд лесных дорог с использованием добавок из нефтезагрязненных грунтов, позволяющая повысить прочностные и парогидроизолирующие показатели конструктивных слоев и тем самым обеспечить возможность их эксплуатации в сложных природно-климатических условиях.

Теоретическая и практическая значимость работы состоит в разработке математической модели обоснования параметров морозоустойчивых дорожных одежд и совершенствовании технологии строительства лесных дорог с парогидроизолирующими слоями из нефтезагрязненных грунтов.

Результаты работы позволят повысить технический уровень вновь строящихся лесных дорог и увеличить срок их межремонтной эксплуатации, улучшить доступность лесосырьевых баз Пермского края, сократить затраты на дорожно-строительные материалы.

Соответствие диссертации паспорту научной специальности. Результаты, выносимые на защиту, относятся к пункту 8 - «Технология транспортного освоения лесосырьевых баз» (паспорт научной специальности 4.3.4. «Технологии, машины и оборудование для лесного хозяйства и переработки древесины»).

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций.

Сформулированные в диссертации научные положения, выводы и рекомендации обоснованы теоретическими решениями и экспериментальными результатами, полученными в работе, базируются на результатах опыта строительства лесных дорог, не противоречат известным положениям научных методов математического моделирования и подтверждаются статистическими расчетами,

выполненными на основе результатов лабораторных и производственных экспериментов, проведенных. Полученные алгоритмы реализованы в виде вычислительных экспериментов в среде Matlab, Microsoft Excel 2010, Plaxis, Tono-матик Робур, РАДОН, ГрандСмета.

Личное участие соискателя в получении результатов, изложенных в диссертации. В работе и опубликованных статьях автор обосновал актуальность темы, поставил цель научно-исследовательской работы и сформулировал исследовательские задачи, определил и улучшил методические аспекты проведения исследований. Являлась инициатором и непосредственным участником проведения лабораторных и полевых экспериментов и сбора данных, осуществлял деятельность по аннотированию и ведению исследовательских данных. В полном объеме автором были произведены исследования физико-механических свойств нефтезагрязненных грунтов и материалов на их основе; произведена обработка полученных данных. Под руководством автора проводились исследования влияния нефтезагряненного грунта на водно-тепловой режим земляного полотна лесной дороги на физически подобной модели. При участии автора была разработана технология строительства лесных дорог с па-рогидроизолирующими слоями, а также детально проработана технология подготовки нефтесодержащих отходов для использования их для строительства лесных дорог. Также под руководством автора были произведены работы по обследованию экспериментальных участков лесовозных автомобильных дорог. Автором выполнен анализ научно-технических источников информации, сформулированы проблема, цель, задачи исследования, получены теоретические и экспериментальные результаты, осуществлены их обработка, интерпретация и внедрение в производство и учебный процесс.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертации докладывались и обсуждались на международных научных, научно-практических и научно-технических конференциях:

- Современные машины, оборудование и /'/-решения лесопромышленного комплекса: теория и практика. Всероссийская научно-практическая конференция, Воронеж, 17 июня 2021 г. (г. Воронеж, 2021г.);

- Современная наука: актуальные вопросы, достижения и инновации. XXXIX Международная научно-практическая конференция (г. Анапа, 2021 г.).

Реализация работы. Основные результаты теоретических и экспериментальных исследований внедрены в Пермском крае, Свердловской области при строительстве лесных лесовозных дорог, используются в учебном процессе Ухтинского государственного технического университета.

Публикации. Результаты исследований отражены в 17 научных работах общим объемом 3,9 п.л. (авторских 2,3 п.л.), в том числе в 6 статьях в изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, общих выводов и приложений; содержит 214 страницы текста, 25 таблиц, 31 рисунок и библиографический список из 125 наименований, включая 25 на иностранных языках

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТРАНСПОРТНОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ ЛЕСОСЫРЬЕВЫХ БАЗ ПЕРМСКОГО КРАЯ

1.1 Особенности транспортного освоения лесосырьевых баз Пермского края

Общая система функционирования устойчивого лесопользования стала неотделимой частью развития и эксплуатации лесотранспортной инфраструктуры лесосырьевых баз. Лесотранспортная инфраструктура, а именно лесные лесовозные автомобильные дороги служат стержневым элементом освоения лесосырьевых баз.

Современными нормативно-правовыми документами в области лесного законодательства определено, что лесотранспортная инфраструктура проектируется при любых видах лесоиспользования [53, 54, 94]. Отсутствие лесо-транспортной инфраструктуры не только замедляет эксплуатационное освоение лесосырьевых баз, но и снижает их транспортную доступность.

Лесотранспортная инфраструктура, расположенная на лесных землях Российской Федерации, на начало 2023 г., имела в своем составе общую протяженность в пределах 1295 тыс. км. Тогда как общая протяженность всех лесных автомобильных дорог с покрытием капитального типа, не превышала одиннадцати процентов. Наибольшее распространение получили лесные дороги с усовершенствованным типом покрытия. Их общая протяженность оценивается примерно в 973 тыс. км, а также дороги временного действия, с общей протяженностью около 322 тыс. км [35, 94].

На начало 2023 г. плотность лесотранспортной инфраструктуры в Российской Федерации составляла около 1,47 км на одну тыс. га площади лесных земель, что существенно меньше требуемых показателей и плотности лесных дорог в зарубежных странах [77]. Что касается территории Пермского края, то этот показатель там достигал значения в 5,23 км на одну тыс. га площади лесных земель [54].

Характерной особенностью работы лесозаготовительных предприятий Пермского края стало существенное увеличение средней дальности возки лесных грузов. Основные лесосырьевые базы существенно отдалены от деревопе-рерабатывающих предприятий, а лесотранспортные пути к ним проходят по автомобильным дорогам имеющих различную подчиненность [64].

Главной основой лесотранспортной инфраструктуры являются лесные лесовозные автомобильные дороги, т.к. именно они осуществляют основной лесотранспортный процесс и являеюся головным элементом всего технологического лесозаготовительного производства.

Основные методы проектирования и строительства лесотранспортной инфраструктуры были разработаны и апробированы в научных исследованиях таких ученых, как В. И. Алябьев [4], В. Ф. Бабков [9], Н. П. Вырко [28], Б. А. Ильин [41], И. И. Леонович [52], Э. О. Салминен [86] и др.

Основы транспортно-эксплуатационные показателей лесотранспортной инфраструктуры были сформулированы и изучены такими учеными, как Д. Н. Афоничев [8], И. Н. Кручинин [48, 50], В. К. Курьянов [51], М. Г. Салихов [85].

Лесотранспортная инфраструктура необходима для транспортировки древесных и иных грузов, а так же для функционирования лесозаготовительных и лесохозяйственных предприятий. Все лесотранспортные пути в зависимости от режима работы могут подразделяться как на постоянного, так и на временного действия.

Как показано в работах [37, 90, 135], лесные лесовозные автомобильные дороги постоянного действия могут эксплуатироваться до пяти и более лет. К этим лесотранспортным дорогам можно отнести магистральные лесные лесовозные автомобильные дороги, для соединения лесозаготовительных участков с погрузочными участками лесных складов. Магистральные лесные автомобильные дороги проектируются на срок полного освоения лесосырьевой базы.

Различают и сезонные лесотранспортные дороги, это временные лесные автомобильные дороги, лесовозные усы и лесовозные ветки.

Общая классификация лесных автомобильных дорог представлена в работах [41, 90]:

- внешние лесные лесовозные автомобильные дороги. Их назначение в обеспечении транспортной доступности для крупных лесозаготовительных производств. Внешние лесные дороги имеют связь с автомобильными дорогами общего пользования. Их проектируют по основным требованиям как для автомобильных дорог IV, так и для автомобильных дорог III технической категории [95];

- между площадочные лесные автомобильные дороги. Их назначение в обеспечении транспортной доступности между лесоучастками и иными лесными территориями.

При этом они по своему технологическому назначению, они могут быть отнесены и к магистральным автомобильным дорогам и к между площадочным.

Согласно отраслевым дорожным нормативам, все лесные территории могут оцениваться по степени их транспортной доступности:

- I категория. Удаленность до 5 км от существующей лесотранспортной инфраструктуры;

- II категория. Удаленность от 5 до 10 км от существующей лесотранс-портной инфраструктуры;

- III категория. Удаленность более 10 км от существующей лесотранс-портной инфраструктуры;

Различают следующие эксплуатационные показатели лесных лесовозных автомобильных дорог:

- общий грузооборот лесной лесовозной автомобильной дороги;

- среднее расстояние вывозки древесного сырья по лесной лесовозной автомобильной дороге;

- средневзвешенный пробег подвижного состава по лесной лесовозной автомобильной дороге.

Что касается грузовой работы, то лесные лесовозные автомобильные дороги подразделяются по следующим категориям:

- I категория. Общая грузовая работа лесной дороги менее 100 тыс. т нетто/год;

- II категория. Общая грузовая работа лесной дороги более 100 тыс. т нетто/год.

Лесные лесовозные автомобильные дороги могут быть отнесены так же и к промышленному транспорту. Они находятся на территориях лесных земель, осуществляют связь между производственными цехами лесопромышленных предприятий, имеют доступ к автомобильным дорогам общего пользования [25, 27, 133].

Лесные дороги могут быть так же и отнесены к объектам лесохозяй-ственного назначения. Именно на лесные лесохозяйственные автомобильные дороги возложены работы по осуществлению лесовосстановительных и лесо-хозяйственных работ. В таблице 1.1 представлены основные типы лесохозяй-ственных дорог и их общая классификация [90].

Таблица 1.1- Общая классификация лесных лесохозяйственных автомобильных дорог

Дороги Расчетная интенсивность движения, авг./сут. Тип дорог

Магистральные, внешние и дороги е зеленых зонах 25-50 I

Дороги с выходом на магистраль, дороги, соединяющие лесохозяйственные объекты с дорогами общего пользования До 25 II

Противопожарные, дороги для вывозки лесохимического сырья, дороги к временным лесопитомникам постоянным лесосеменным участкам, кордонам егерским участкам Единичная III

Таким образом различают два типа лесных лесовозных автомобильных дорог:

- лесные лесовозные автомобильные дороги I типа. Для создания лесо-транспортной инфраструктуры из автомобильных дорог низшего типа;

- лесные лесовозные автомобильные дороги II типа. Для создания лесо-транспортной инфраструктуры при освоении отдельных лесных массивов и объединении подразделений лесохозяйственных предприятий с возможностью обеспечения выхода на магистральные автомобильные дороги.

Лесотранспортная инфраструктура может быть отнесена к автомобильным дорогам необщего пользования и может рассматриваться как ведомственная.

Анализ нормативно-технической документации в области проектирования, строительства и эксплуатации лесных дорог показал, что их следует подразделять на лесовозные автомобильные дороги и лесохозяйственные автомобильные дороги [90, 118, 129, 137].

Что касается лесовозных дорог, то основные требования к ним изложены в работах [38, 53]. Как было показано выше , лесные лесовозные автомобильные дороги могут быть как постоянного действия, так и временного действия. Лесные лесовозные автомобильные дороги постоянного действия по своему функциональному назначению подразделяются на:

- магистральные лесные дороги;

- ответвления от магистральных лесных дорог;

- ответвления от основных веток лесных дорог.

Что касается временных лесных дорог, то они не проектируются и создаются без технической документации. Как показано в работах [4, 28, 50, 123] временные лесные дороги подразделяются как летние, так и на зимние дороги.

Лесохозяйственные дороги не используют для транспортировки древесного сырья, а их функциональное назначение приведено в таблице 1.2. Особенности их функционирования рассмотрены в работах [57, 72, 139]. Все лесные лесохозяйственные автомобильные дороги выполняют основные противопожарные мероприятия [78] и обеспечивают транспортировку лесозаготовительной и техники для обеспечения пожаротушения [6, 121].

В ряде лесных Регионов РФ интенсивность движения на лесных автомобильных дорогах может составлять менее 200 авт. в сутки. Такие лесные лесовозные автомобильные дороги могут быть отнесены к дорогам с низкой интенсивностью движения. Таким образом, основные правила проектирования и строительства автомобильных дорог с низкой интенсивностью движения позволяют их применять и для лесных лесовозных автомобильных дорог [89, 122].

Можно констатировать, что освоение лесосырьевых баз Пермского края находится в прямой зависимости от ее лесотранспортной инфраструктуры.

Особенностью лесотранспортной инфраструктуры Пермского края является обеспечение транспортных связей как между Европейской части, так и между Азиатской части Российской Федерации, что позволяет обеспечивать формирование многосторонних экономических, экологических и социальных связей.

Помимо этого, лесосырьевая база Пермского края представляет собой один из крупнейших лесопромышленных конгломератов, находящихся в непосредственной близости к зонам освоения основных запасов лесного сырья по Ханты-Мансийскому автономному округу, по Южному Уралу, по Республике Коми. Транспортная инфраструктура которого должна обеспечить нормальное функционирование промышленного потенциала окружающих областей.

Лесотранспортная инфраструктура лесопользования лесов Пермского края составляет почти 44,4 тыс. км, при этом, из них лесовозных круглогодового действия почти 11,9 тыс. км. Следует отметить, что преобладающая часть лесных земель находится на территориях, грунтовые условия которых не обеспечены по условиям зимнего морозного пучения. Подавляющее большинство из них без права собственности, а их эксплуатация производится только на принципах освоения близлежащих лесных участков (Приложение А, таблица А.1).

Таблица 1.2 - Функциональное назначение лесных лесовозных и лесохозяй-ственных автомобильных дорог

Функциональное назначение Грузооборот, млн. т нетто/год Категория

Лесная дорога, связывающая лес о сырьевую базу с нижним лесным складом предприятия, пунктом потребления древесины или дорогой общего пользования, пересекает лесной массив и объединяет все лесные дороги в единую сеть От 0:35 до 0:7 1л

Лесная дорога, связывающая лес о сырьевую базу с нижним лесным складом, пунктом потребления древесины или дорогой обш.его пользования, пересекает лесной массив и объединяет все лесовозные дороги От 0,14 до 0,35 Пл

Лесная дорога, примыкающая к лесным дорогам категории Менее 0,14 Шл

Лесные дороги, предназначенные: - для доставки сельскохозяйственной и специальной техники и грузов к местам производства работ и лесным пожарам; - осуществления рекреационной деятельности: - вывозки лесохимического сырья; - подъезда к лесопитомникам; - подъезда к кордонам и егерским участкам, а также для патрулирования лесных массив ое, временных дорог (сезонного действия). Без определенного грузооборота 1Уп

Анализ транспортной инфраструктуры лесов Пермского края выявил, что общая протяженность лесных лесовозных автомобильных дорог, относящихся к федеральным и региональным, составляет почти 44, 402 тыс.км, из которых протяженность дорог, расположенных на землях Федеральной собственности, составляет почти 6,369 тыс.км (что составляет около 14 %). Доля дорог Регионального значения и доля расположенная на землях лесопользования составляет 11,920 тыс.км (примерно 27 %о), а доля дорог местного значения составляет 26,113 тыс.км ( около 59%).

Согласно лесным планам, на территории Пермского края действует сезонность в лесозаготовительном производстве, и основной объем заготовки и

вывозки древесного сырья производится по временным зимним лесным автомобильным дорогам [54].

Следующим фактором, не позволяющим эффективно осваивать лесосы-рьевые базы Пермского края, служит отсутствие необходимой лесотранспорт-ной инфраструктуры магистральных дорог. При этом часть лесозаготовительного процесса сосредотачивается в зоне лесов, примыкающих непосредственно к лесотранспортным магистралям или дорогам, расположенных на федеральных или региональных землях. Такое положение в отсутствии лесо-транспортной инфраструктуры существенно замедляет возможности освоения лесосырьевых баз и снижает их транспортную доступность.

Как показано в работах [48, 57], заготовка и вывозка древесного сырья в течении всего года может быть осуществлена только при условии развитой ле-сотранспортной инфраструктуры. Проектирование и строительство лесо-транспортной инфраструктуры Пермского края должно осуществляться на основе комплексной территориальной схемы транспортного освоения лесов.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Колобова Анастасия Андреевна, 2023 год

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. А. С. 1323543 СССР, МКИ С04В26/26. Способ приготовления нефте-минеральной смеси / В. 3. Гнатейко и др. (СССР) №3808013/2933. - Заявлено. 31.10.84. - Опубл. 15.07.87. -Бюл. №26.

2. А. С. 1558879 СССР МКИ C02F11/18, C10G33/00. Способ переработки нефтеотходов / В. В. Фрязинов, А. М. Соловьев, В. А. Расветалов и др. (СССР) №4394537/23004. - Заявлено 18.03.88. - Опубл. 23.04.90. - Бюл. № 15.

3. Адлер Ю. П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий / Ю. П. Адлер, Е. В. Маркова, Ю. В. Грановский. - М.: Наука, 1976. - 146 с.

4. Алябьев В. И. Сухопутный транспорт леса: учебник для вузов / В.И. Алябьев [и др.]. - М.: Лесная промышленность, 1990. - 416 с.

5. Андреева Е. А. Вариационное исчисление и методы оптимизации. / Е.А. Андреева. - М.: Высшая школа, 2006. - 584 с.

6. Андрианов Ю. С. Вывозка лесоматериалов самозагружающимися автопоездами / Ю. С. Андрианов; под. ред. М. Ю. Смирнова. - Йошкар-Ола: МарГТУ, 2001. -231с.

7. Архипова Н. П. Общая характеристика природы Урала и Свердловской области. Природа Свердловской области / Н. П. Архипова. - Свердловск, 1958.-59 с.

8. Афоничев Д. Н. Совершенствование транспортного освоения лесо-сырьевых баз / Д. Н. Афоничев, В. А. Морковин, П. С. Рыбников // Вестн. МГУЛ. Лесной вестник - 2012. - № 4. - С. 79-88.

9. Бабков В. Ф. Проектирование автомобильных дорог / В. Ф. Бабков, О. В. Андреев // Учебник для вузов. - Изд. 2-е, перераб. и доп. - М.: Транспорт, 1987. - 4.1.-368 с.

10. Безрук В. М. Применение нефтегрунта в строительстве автомобильных дорог / В. М. Безрук, A.B. Линцер, В. А. Юрченко, Б. Ф. Ильясов. М.: Транспорт, 1975. - 72 с.

11. Белов Д. Я. Анализ эффективных способов устройства тонкослойных покрытий и поверхностной обработки дорожных одежд / Д. Я. Белов, А. О. Добрынин, А. А. Минзуренко // Модернизация и научные исследования в транспортном комплексе: Материалы международной научно-практической конференции. - Пермь: Изд-во ПНИПУ. - 2017. Т. 1. С. 175-178.

12. Белов Д. Я. Выбор схемы расположения парогидроизолирующих прослоек в земляном полотне автомобильных дорог (на основе натурных испытаний) / Д. Я. Белов, В. Н. Гашков А. А., Минзуренко // Транспорт. Транспортные сооружения. Экология. 2017. № 1. - Изд-во ПНИПУ. - С. 5-20.

13. Белоусов Б. В. Материалы для долговечных и экономичных оснований дорожных одежд. / Б. В. Белоусов: Монография, - Омск: Издательство Си-6АДИ, 2000. - 126 с.

14. Бешенов, М. Е. Использование гидрофобизирующих добавок для снижения пучинообразования на автомобильных дорогах. Дороги и мосты / Министерство транспорта Российской Федерации, Федеральное дорожное агентство (РОСАВТОДОР). -М.: ФГУП РОСДОРНИИ. - с. 100-107.

15. Богомолов Ю. Н. Исследование технологического комплекса укрепления пылеватых песков маловязкой нефтью с улучшающими добавками в дорожном строительстве в условиях нефтепромысловых районов Западной Сибири: Дис. ... канд. техн. наук. JI., 1980. - 160 с.

16. Брехман А. И. Новый дорожно-строительный материал с применением нефтяного шлама / А. И. Брехман, О. Н. Ильин // Известия КГ АСУ, 2005, №1(3) с. 78-80.

17. Бургонутдинов А. М. Возможность применении нефтезагрязненных грунтов в земляном полотне лесовозной дороги, с разработкой мероприятий по минимизации негативного воздействия полученных материалов на окружающую среду [Электронный ресурс] / A.M. Бургонутдинов, А. А. Колобова // Теория и практика современной науки. - 2022,- №3(81). - URL: https: //www. modern-

j.ru/_files/ugd/b06fdc_dee7dce88a7c444aaafl974840b9089c.pdf?index=true

18. Бургонутдинов А. М. К вопросу применения в лесном дорожном строительстве нефтесодержащих отходов [Электронный ресурс]/ A.M. Бургонутдинов, А. А. Колобова // Теория и практика современной науки. - 2022. -№3(81). - URL: https://www.modern-i.ru/ files/ugd/b06fdc 95e3f4a090ae458ca614636c6752eec8.pdf?index=true.

19. Бургонутдинов А. M. Разработка способов строительства и ремонта лесовозных дорог, препятствующих образованию морозобойных трещин / А. М. Бургонутдинов, Б. С. Юшков // Сб. научных трудов/ Научно-технический журнал «Естественные и технические науки» № 6. - М.: Изд-во «Спутник +», 2011. - С. 25-35.

20. Васильев А. П. Строительство и реконструкция автомобильных дорог: Справочная энциклопедия дорожника (СЭД). / М.: Информавтодор, 2005.-236 с.

21. Васильев Ю. М. Расчет морозозащитных слоев дорожных одежд городских дорог. -JL: Автотрансиздат, 1965. - 111с.

22. Веселов В. В. Методика расчёта теплоизолированных фундаментов на сезонно промерзающих грунтах: дис. ... канд. техн. наук. - Екатеринбург, 2003. - 148 с.

23. Вознесенский В. А. Статистические методы планирования эксперимента в технико-экономических исследованиях / В. А. Вознесенский. - М.: Наука, 1981.-263 с.

24. Временные указания по применению грунтов, укрепленных сырой маловязкой нефтью, при строительстве нефтепромысловых дорог в условиях Западной Сибири. Тюмень, изд. Главтюменнефтегаза, 1971 - 38 с.

25. ВСН 01-82 Инструкция по проектированию лесозаготовительных предприятий / Введ. 1982-11-21. - М.: ГП Информавтодор, 1983. - 184 с.

26. ВСН 46-83 Инструкция по проектированию дорожных одежд нежёсткого типа / Минтрансстрой. - М.: Транспорт, 1985.

27. ВСН 7-82 «Инструкция по проектированию лесохозяйственных автомобильных дорог». Москва: Гослесхоз СССР, 1983. - 29 с.

28. Вырко Н. П. Сухопутный транспорт леса: учебник для студентов вузов / Н. П. Вырко. - Минск: Высш. шк., 1987. - 437 с.

29. Гармаш А. Н. Математические методы в управлении / А.Н. Гар-маш, И.В. Орлова. М.: ИНФРА-М, 2013. - 272 с.

30. Глушко И. М. Дорожно-строительные материалы: учебник для студентов вузов / И. М. Глушко, И. В. Королев [и др.] - М.: Транспорт, 1991. - 178 с.

31. Гольдштейн М. Н. Деформации земляного полотна и оснований сооружений при промерзании и оттаивании. М.: Трансжелдориздат, 1948.-123с.

32. Горелышев, Н. В. Асфальтобетон и другие битумноминеральные материалы: Учебное пособие. М.: Можайск - Терра, 1995, 176 с.

33. ГОСТ 5180-2015 Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик. Введ. 2016-04-01. [Электронный ресурс]. Режим доступа: URL: https://docs.cntd.ru/document/1200141112

34. ГОСТ 7076-99 Материалы и изделия строительные. Метод определения теплопроводности и термического сопротивления при стационарном тепловом режиме. [Электронный ресурс]. Режим доступа: URL: https://docs.cntd.ru/document/1200005006

35. Государственный доклад об повышении эффективности лесного комплекса в Российской Федерации в 2013 году. // Режим доступа: URL: https://www.novreg.ru/vlast/governor/docs/Doklad_o_povysheniijeffektivnosti_le snogo_kompleksa.pdf

36. Дмитриев Е. А. Математическая статистика в почвоведении. - М.: Изд-во МГУ, 1972. - 292 с.

37. Дороги и транспорт лесной промышленности: справ, пособие. / И. И. Леонович [и др.] - Минск: Высш. шк., 1979. - 416 с.

38. Земельный кодекс РФ / текст с изм. и доп. на 10 мая 2011 г. М.: ЭКСМО, 2011.- 160 с.

39. Ибатуллин Р. Р. Исследование свойств нефтешламов и способы их утилизации / Р. Р. Ибатуллин, И. И. Мутин, Н. М. Исхакова, К. Г. Сахабутди-нов // Нефтяное хозяйство. 2006. - № 11. - С. 116 - 118.

40. Измаилов, А. Ф. Численные методы оптимизации / А. Ф. Измаилов, М. В. Солодов. -М.: Физматлит, 2008. - 320 с.

41. Ильин Б. А. Проектирование, строительство и эксплуатация лесовозных дорог / Б. А. Ильин, Б. И. Кувалдин. - М.: Лесн. пром-сть, 1982. - 384 с.

42. Ильина О. Н. Обоснование технологии строительства оснований дорожных одежд из минеральных материалов, обработанных цементом с добавкой нефтешлама: Дис. ... канд. техн. наук. М., 2005. - 171 с.

43. Калмыков В. П. Технология устройства насыпей транспортных сооружений на территориях промышленных предприятий в сложных грунтовых условиях. Дис. ... канд. техн. наук. - Москва, 2004. - 152 с.

44. Кириллов Ф. А. Разработка метода расчета дренирующего слоя дорожных одежд лесовозных автомобильных дорог. Дис. ... канд. техн. наук. -Воронеж, 2009. - 161 с.

45. Киселёв М. Ф. Борьба с пучинами на автомобильных дорогах / М. Ф. Киселёв. - М.: Стройиздат, 2001. - 200 с.

46. Колобова А. А. Разработка требований к применению нефтезагря-ненных грунтов при строительстве на лесовозных дорогах парогидроизолиру-ющих прослоек / А. А. Колобова, В. И., А. А.Чижов, А. А Лабыкин // Деревообрабатывающая промышленность. - 2022. - № 4. - С. 11 - 17.

47. Корочкин А. В. Проектирование нежёстких дорожных одежд, Учебное пособие. М.: МАДИ, 2005. - 130 с.

48. Кручинин И. Н. Повышение транспортно-эксплуатационных качеств лесовозных автомобильных дорог при освоении лесосырьевых баз многолесных регионов: дис.. д-р. техн. наук: 05.21.01 / И. Н. Кручинин. - Воронеж, 2017.-350 с.

49. Кручинин И. Н. Возможности повышения транспортно-эксплуатаци-онных качеств лесовозных автомобильных дорог в различных сезонных условиях Свердловской области / И. Н. Кручинин, С. И. Сушков, В. В. Данилов // Лесотехнический журнал. - 2018 - № 4 (32). - С. 157-163.

50. Кручинин И. Н. Транспортная инфраструктура лесов [Текст] / И. Н. Кручинин // Учеб. пособие. - Екатеринбург: ФГБОУ ВО Урал. гос. лесотехн. ун-т., 2022. - 134 с.

51. Курьянов В. К. Повышение транспортно-эксплуатационных качеств автомобильных дорог лесопромышленного комплекса / В. К. Курьянов, О. Н. Бурмистрова, Д. Н. Афоничев. - Воронеж: изд-во Воронеж, гос. ун-та, 2002. - 176 с.

52. Леонович И. И. Применение реологических моделей к расчету дорожных одежд / И.И. Леонович [и др.]. - М.: Наука и техника, 1971. - 203 с.

53. Лесной кодекс Российской Федерации» от 04.12.2006 N 200-ФЗ (ред. от 02.07.2021) (с изм. и доп., вступ. в силу с 01.09.2021) [Электронный ресурс]. Режим доступа: URL: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_64299/

54. Лесной план Пермского края на 2008-2018 гг. (с изменениями на 01.01.2010), г. Пермь, 2010.

55. ЛыковА. В. Тепломассообмен. Справочник. Изд.2. М. - 1978 г. -480

с.

56. Ляшкевич И. М. Эффективные строительные материалы на основе гипса и фосфогипса. Минск: Вышэйшая школа, 1989. - 160 с.

57. Матвеенко Л. С. Автомобильные лесовозные дороги (справочник). М.: Лесн. пром-сть, 1981. -264 с.

58. Методические рекомендации по проектированию оптимальных конструкций земляного полотна автомобильных дорог на основе методов регулирования водно-теплового режима. Союздорнии. М., 1983. - 64 с.

59. Методические указания по проектированию морозозащитных и дренирующих слоев в основании проезжей части автомобильных дорог. - М.: Минтранстрой, 1965. - 52 с.

60. Минзуренко А. А. Обоснование толщины парогидроизолирующей прослойки // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Охрана окружающей среды, транспорт, безопасность жизнедеятельности. - Пермь: Изд-во ПНИПУ. - 2012. № 1. С. 82-88.

61. Минзуренко А. А. Использование нефтезагрязненных грунтов для использования парогидроизолирующих прослоек в земляном полотне автомобильных дорог // Модернизация и научные исследования в транспортном комплексе: Модернизация транспортных систем. Урбанистика территорий. Охрана окружающей среды. Техносферная безопасность: Материалы международной научно-практической конференции: Том 3. - Пермь: Изд-во ПНИПУ, 2013. - С. 298-307.

62. Минзуренко А. А. Обоснование составов материалов на основе нефтезагрязненных грунтов для устройства парогидроизолирующих прослоек // Вестник Пермского государственного технического университета. Охрана окружающей среды, транспорт, безопасность жизнедеятельности. 2010. № 1. С. 37-45.

63. Минзуренко, А. А. Обоснование экологической безопасности при утилизации отходов нефтяной отрасли в дорожном строительстве / А. А. Минзуренко, Б. С. Юшков // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. -М.: Изд-во МНИТС, 2011. -№ 7. - С. 52-55.

64. Министерство природных ресурсов, лесного хозяйства и экологии Пермского края. Электронный ресурс: http://priroda.permkrai.ru/

65. МУК 4.1.1013-01 «Определение массовой концентрации нефтепродуктов в воде». Утверждены и введены в действие Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации, Первым заместителем министра здравоохранения Российской Федерации 25 января 2001 года.

66. Немчинов М. В. Охрана окружающей природной среды при проектировании и строительстве автомобильных дорог: учеб. пособие / М. В. Немчинов, В. Г. Систер, В. В. Силкин. -М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2004. - 240 с.

67. О ДМ 218.2.061-2015 Рекомендации по определению теплофизиче-ских свойств дорожностроительных материалов и грунтов. - Введ. 2016-0118. - М.: Стандартинформ, 2018. - 78 с.

68. ОДН 218.046-01 Отраслевые дорожные нормы. Проектирование нежестких дорожных одежд. Введ. 2001-01-01. [Электронный ресурс]. Режим доступа: URL: https://docs.cntd.ru/document/1200141112

69. ОДН 218.1.052-02 Проектирование нежестких дорожных одежд / Союздорнии. - Введ. с 2002-01-01. -М.: Информавтодор. 2002.

70. Окунев Е. Б. Разработка технологии утилизации нефтяных шламов: дисс. ... канд. техн. наук: Уфимский государственный нефтяной технический университет. Уфа, 1996. - 155с.

71. Оруджова О. Н. Совершенствование конструкций лесовозных дорог с гибкими геотекстильными прослойками. Дис. ...канд. техн. наук. - Архангельск, 2010.-139 с.

72. Павлов Ф. А. Покрытие лесных дорог / Ф. А. Павлов. - М.: Лесная промышленность, 1980. - 176 с.

73. Пальгунов П.П. Утилизация промышленных отходов / П.П. Пальгу-нов, М.В. Сумароков - М.: Стройиздат, 1990. - 352 с.

74. Пермская деловая газета «Business Class», №12 (237) от 4 апреля 2011 года, с. 8-9.

75. Попандопуло Г. А. Применение тяжелых нефтей для устройства дорожных одежд // Тр. СоюздорНИИ. 1970. - Вып. 38. - С. 139-149.

76. Постановление Правительства Российской Федерации №632 от 28.08.1992 года «Об утверждении порядка определения платы и ее предельных размеров за загрязнение окружающей природной среды, размещение отходов, другие виды вредного воздействия».

77. Починков С. В. Концепции сырьевого обеспечения развития российского ЛПК на период 2008-2020 гг. [Электронный ресурс]. Режим доступа: URL: http://www.wood.ru/ru/loa688.html

78. Пошарников Ф. В. Технология и техника в лесной промышленности: в 2-х частях. - Воронеж: Воронеж, гос. лесотехн.акад., 1998,- 4.2: Транспорт леса и лесовосстановительные работы. - 180с.

79. Пузаков Н. А. Теоретические основы расчета влагонакопления при промерзании грунта.-М.: Транспорт, 1965,- 128с.

80. РД 39-0147098-015-90 «Инструкция по контролю за состоянием почв на объектах предприятий Миннефтепрома». - 32 с.

81. Рекомендации по учету и предупреждению деформаций и сил морозного пучения грунтов. М.: Стройиздат, 1986. - 24 с.

82. Рувинский В. И. Оптимальные конструкции земляного полотна (на основе регулирования водно-теплового режима). М.: Транспорт, 1982. - 166 с.

83. Ручкинова О. И. Разработка ресурсосберегающих технологий безопасной утилизации твердых отходов нефтедобычи. Дис. ... докт. техн. наук. -Пермь, 2004. - 367 с.

84. Савельев В. В. Обоснование типа и конструкций одежд лесовозных автомобильных дорог: Дис... докт. техн. наук. / МарГТУ, науч. консультант Ю.А. Ширнин. - Йошкар-Ола, 2006. - 516 е.: ил. - библиограф. - 319 с.

85. Салихов М. Г. О нетрадиционных технологиях производства и укладки дорожно-строительных материалов в лесной зоне / М. Г. Салихов, С. Я. Алибеков, В. П. Сапцин, Е. В. Вайнштейн, Ю. Е. Щербаков // Лес. Экология. Природопользование: Вестник МарГТУ. - Йошкар-Ола: Изд-во МарГТУ 2007. - № 1.-С. 76-81.

86. Салминен Э. О. Транспорт леса: В 2 т. Т. 1 Сухопутный транспорт: учебник / Под ред. Салминена Э. О. (1-е изд.). - М.: Академия, 2009. - 368 с.

87. Сиденко В. М. Дорожные одежды с парогидроизолирующими слоями / В. М. Сиденко, О. Т. Батраков, Ю. А. Покутнев. - М.: Транспорт, 1984. -144 с.

88. Славуцкий А. К. Дорожные одежды из местных материалов / Под ред. А. К. Славуцкого. Изд. 2-ое перераб. и доп / А. К. Славуцкий, В. Г. Волков, Б. И. Кувалдин, В. А. Ногай, Г. А. Ромаданов, О .И. Славуцкий// М. «Транспорт», 1977, - 264с

89. СП 243.1326000.2015 Проектирование и строительство автомобильных дорог с низкой интенсивностью движения М.: ФАУ «РОСДОРНИИ». -2015.-116 с.

90. СП 288.1325800.2016 Дороги лесные. Правила проектирования и строительства (с Изменением N 1) Официальное издание. М.: Стандартин-форм, 2017.-114 с.

91. СП 34.13330.2012 «Автомобильные дороги». Актуализированная редакция СНиП 2.05.02-85* М.: ФАУ «ФЦС». - 2013. - 107 с.

92. СП 78.13330.2012 Автомобильные дороги. Актуализированная редакция СНиП 3.06.03-85. * М.: ФАУ «ФЦС». - 2013. - 67 с.

93. Справочная энциклопедия дорожника. Т. III: Дорожно-строительные материалы / под ред. Быстрова Н.В. - М.: «Информавтодор», 2005. - 465 с.

94. Стратегии развития лесного комплекса Российской Федерации до 2030 года. Утверждена распоряжением Правительства Российской Федерации от 20 сентября 2018 г. № 1989-р. [Электронный ресурс]. Режим доступа: URL: http://static. government. ru/media/files/cA4e YS eOMObgNpm5hS avTdIxID77KCT L.pdf

95. Технологический кодекс установившейся практики ТКП 45-3.0396-2008 (02250). Автомобильные дороги низших категорий. Правила проектирования. Министерство архитектуры и строительства Республики Беларусь.-Минск, 2008. - 17 с.

96. Типовые решения по восстановлению несущей способности земляного полотна и обеспечению прочности и морозоустойчивости дорожной одежды на пучинистых участках автомобильных дорог. М.: Росавтодор, 2001. - 143 с.

97. Транспортная стратегия Российской Федерации на период до 2030 г. Утверждена распоряжением Правительства Российской Федерации от 22 ноября 2008 года №1734-р [Электронный ресурс] // Режим доступа: URL: http://strategy2030.midural.ru/sites/default/filesMes/transportnaya_strategiya_ross iy skoy_federacii_na_period_do_203OgodaO. pdf

98. Трифонов А. А. Органоминеральные дорожно-строительные материалы с использованием нефтешламов: Дис... канд. техн. наук. / КГ АСУ,- Казань, 2005.-187 с.

99. ТУ-95120-31541592-1-02. Нефтезагрязненный грунт. Технические условия. - Пермь, 2002.

100. Тулаев А. Я. Конструкция и расчет дренажных устройств : учебник / А. Я. Тулаев - М.: Транспорт, 1980. - 191 с.

101. Тюменцева О. В. Опыт укрепления одноразмерных песков водно-ледникового происхождения цементом и нефтью / О. В. Тюменцева, В. И. Мокина // Материалы VI Всесоюз. совещ. по закреплению и уплотнению грунтов. М.: Изд-во МГУ, 1968. - С. 377-379.

102. Хабибуллина И. Н. Использование укрепленных грунтов для устройства противопучинных слоев на автомобильных дорогах / И. Н. Хабибуллина, M. Е. Бешенов M. Е. // Известия КазГАСУ, 2011, № 2 (16), Казань. -С. 257-261.

103. Хархута Н. Я. Прочность, устойчивость и уплотнение грунта земляного полотна автомобильных дорог / Н. Я Хархута, Ю. М. Васильев. М.: Транспорт, 1975. -285 с.

104. Цигипов А.Д. Эффективность применения теплоизоляции земляного полотна на пучинистых участках железнодорожного пути. Дис. ... канд. техн. наук. - Новосибирск, 2005. - 103 с.

105. Цитович Н. Я. Механика грунтов / Н. Я. Цитович. - М.: Высшая школа, 1973. - 272 с.

106. Шейдеггер А. Э. Физика течения жидкостей через пористые среды. М.: Гос. изд. нефтяной и горно-топливной лит., 1960. - 250 с.

107. Электронный ресурс: http://meteo.perm.ru/statistics.

108. Юрченко В. А. Укрепление грунтов сырой маловязкой нефтью при строительстве лесовозных автомобильных дорог в Тюменской области: Дис. ... канд. техн. наук. Тюмень, 1971. - 134 с.

109. Юшков Б. С. О применении отходов нефтяной отрасли в дорожном строительстве / Б.С. Юшков, А.А. Минзуренко // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. - 2010. - № 6. - С. 41-44.

110. Юшков Б. С. Обоснование экологической безопасности при утилизации отходов нефтяной отрасли в дорожном строительстве / Б. С. Юшков, А. А. Минзуренко // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. 2011. №7. С. 52-55.

111. Asphalt PavementMaterials: Final Report. Federal Highway Administration. Report No. FHWA-IF-12-002. - Washington, D. C., July 2011. - 263 p. Wearing Course Material, Transport Research Laboratory Project Report 65.

112. Bindu C. S. et. al. Waste plastic as a stabilizing additive in Asphalt Stone Mastic/ International Journal of Engineering and Technology Vol.2 (6), 2010, P. 379-387

113. Breysse, D. A new approach for investigating the permanent deformation behavior of unbound granular material using the repeated load triaxial apparatus / D. Breysse, A. Denis // Bulletin Des Laboratoires Des Ponts et Chaussees. -233 - July-August. - 2001. - REF. - 4359. - P. 5-21.

114. Brown, E. R., Haddock, John E., Mallick, Rajib B. and Lynn, T.A.( 1997a), Development of a Mixture Design Procedure for Stone Matrix Asphalt (SMA), Asphalt Paving Technology 1997 - Journal of the Asphalt Paving Technologists, Volume 66, pp 1- 25.

115. Compaction Technology for Embankment Subgrade Soils, Aggregate Base, and

116. Environmentally Sensitive Maintenance Practices for Dirt and Gravel Roads/ United States Department of Agriculture. Forest Service. National Technology & Development Program. 7700 -Transportation Management 1177 1802— SDTDC April 2012.-283 p

117. Environmentally Sensitive Maintenance Practices for Dirt and Gravel Roads/ United States Department of Agriculture. Forest Service. National Technology & Development Program. 7700 -Transportation Management 1177 1802— SDTDC April 2012.-283 p 105. Guide, A. To the Structural Design of Bituminos-Surfaced Roads in Tropical and Subtropical Countries. Road Note 31, London, HMSO, 1977.

118. Guide, A. To the Structural Design of Bituminos-Surfaced Roads in Tropical and Subtropical Countries. Road Note 31, London, HMSO, 1977.

119. Hossain, Zahid. Evaluation of Rheological Properties of Asphalt Binders for Pavement Design Applications,: CEES Ph.D. Dissertation Defense / Hossain Zahid. - Wednesday, April 20, 2011

120. Huerne, H. L. Compaction of asphalt road pavements: Ph.D. dissertation, University of Twente, Enschede / Huerne H. L. - The Nether-lands, 2004.

121. Hyung-gyu, J. et al. Dynamic load and inflation pressure effects on contact pressures of a forestry forwarder tire / J.Hyung-gyu, R. Thomas, W.B. Lofgren, M. Landstrom, C. A. Bailey, E. C. Burt, T. P. McDonald // Journal of Terramechan-ics, October. -2004. - Volume 41. - Issue 4. - P. 209-222.

122. Joao, S. et al. A life cycle assessment model for pavement management: methodology and computational framework By / S. Joao, F. Adelino, F. Gerardo // International Journal of Pavement Engineering, March. - 2015. - Volume 16. Issue 3. -P. 268-286.

123. Labelle, R. Soil Compaction Caused by Cut-to-Length Forest Operations and Possible Short-Term Natural Rehabilitation of Soil Density / E. R. Labelle, D. Jaeger // Soil Science Society of America Journal. - 2011. - Vol.75. - No.6. - P. 2314-2329.

124. MATLAB® & Simulink® Release Notes for R2014a. - URL: http: //www. mathworks. com.

125. Michalowski R.L. Frost heave modeling using porosity rate function / R.L. Michalowski, Z. Ming // International journal for numerical and analytical methods in geomechanics. - 2006. - p. 703-722.

126. NAPA (1998), Designing and Constructing SMA Mixtures - State-ofthe- Practice, National Asphalt Pavement Association, Quality Improvement Series 122, USA.

127. Ozgan, E. et al. Multi-faceted investigation and modeling of compaction parameters for road construction / E. Ozgan, S. Serin, i. Vural // Journal of Ter-ramechanics, August. -2015. - Volume 41. - Issue 4. / Electronic recourse / - mode access: http://dx.doi.org/10.1016/jjterra.2015.02.005.

128. Paje, S.E.; Vazquez, V.F.; Teran, F.; Vinuela, U.; Hidalgo, M.E.; Costa, A.; Loma, J.; Cervantes, R.; Lanchas, S.; Hergueta, J.A.; et al. Field performance evaluation of stone mastic asphalt with crumb rubber. In Proceedings of the 42nd International Congress and Exposition on Noise Control Engineering 2013, INTERNOISE 2013: Noise Control for Quality of Life, Innsbruck, Austria, 15-18 September 2013; Austrian Noise Abatement Association: Innsbruck, 2013; p. 536.

129. Pavement structure design guidelines. Technical Circular T-01/15 / Britich Columbia. Ministry of Transportion and Infrastructure/ Final Update: Jan. 26, 2015

130. Piegat A. Fuzzy Modeling and Control: with 96 tables/ Andrzej Piegat. -Heidelberg; New York: Physic-Verl, 2001. - 760 c.

131. R.L. Michalowski, Z. Ming // International journal for numerical and analytical methods in geomechanics. - 2006. - p. 703-722.

132. Redelius, P. G. (2006). The structure of asphaltenes in bitumen. Road Materials and Pavement Design, 7 (supl), pp 143-162.

133. RLW - 99 Richtlinien fur den landlichen Wegebau.- VSVI Seminar, 2010.-Linstow.-25 s.

134. Siripun, K. et.al. 2011 Mechanical Behavior of Unbound Granular Road Base Materials under Repeated Cyclic Loads / K. Siripun, H. Nikraz, P. Jitsangiam //International Journal of Pavement Research and Technology, Jan. -2011. - Vol.4. -No.l. - P. 56-66.

135. Tan, J. Planning a forest road network by spatial data handling-network routing system / Ph.D. dissertation, Helsinki. - 1992. - 226 p.

136. TFH61-07-C-0032. (2011 ) Accelerated Implem entation of Intelligent

137. Thompson, M. P. Contemporary Forest Road management with economic and environmental objectives / M.P. Thompson // PhD Dissertation, Oregon State University, Pro Quest Dissertations Publishing. -2009. - 284 p.

138. TRC-0302. AASHTO 2002. Pavement design guide design input evaluation study/ Kevin D. Hall, Steven Beam, and Meng Lee/ University of Arkansas Fayetteville, Arkansas 72701, June 2006.

139. Wasterlund, I. Extent and causes of site damage due to forestry traffic / I. Wasterlund // Scandinavian Journal of Forest Research. - 1992. - V. 7. - № 1. -P. 135-142.

140. Wolff, H. and Visser, A.T. 1994 Incorporating elasto-plasticity in granular layer pavement design / H. Wolff, A.T. Visser // Transportation Engineering. -1994.-Vol. 105.-P. 259-272.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Таблица А. 1 - Транспортная обеспеченность лесничеств Пермского края

Протяженность дорог, км Протяженность дорог на 1000 га. лесов

в том числе

№ пп Наименование лесничества из них Зимники, км Обеспеченность дорогами, %

всего железных автомобильных с твердым покрытием грунтовых из них кругло годового действия всего в т. ч. кругло годового действия

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

1 Берез никовское 1940 76 1925 54 1871 1510 0,6 0,5 415 8,6

2 Вайское 329 329 68 261 241 0,06 0,04 88 0,9

3 Веслянское 1898 1833 30 1803 500 0,3 ОД 1333 4,3

4 Гайнское 2161 1596 335 1261 968 0,3 ОД 628 4,3

5 Горнозаводское 1978 181 1817 102 1715 748 0,3 ОД 1069 4,3

6 Добрянское 3347 148 3256 128 3128 43 1,5 3213 21,4

7 Закамское 848 238 756 249 507 7 0,7 749 10,0

8 Ильинское 1441 1441 130 1311 305 0,8 0,2 1136 11,4

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

9 Кизеловское 1670 207 1515 108 1407 202 0,6 ОД 1313 8,6

10 Кишертское 708 68 708 583 125 0,4 708 5,7

11 Колвинское 2738 2694 461 2233 223 о,з 2471 4,3

12 Комарихинское 1264 90 1220 64 1156 119 0,6 ОД 1101 8,6

13 Косинское 2202 2202 170 2032 700 0,9 0,2 1502 12,9

14 Кочевское 1273 1273 438 835 438 0,7 о,з 835 10,0

15 Красновишерское 3760 3645 90 3055 638 0,6 ОД 3007 8,6

16 Кудымкарское 2029 2013 663 1350 712 0,8 о,з 1301 11,4

17 Куединское 913 48 896 43 853 о,з 896 4,3

18 Кунгурское 1453 78 1321 641 680 641 0,6 о,з 680 8,6

19 Лысьвенское 1850 127 1830 300 1530 143 0,5 1687 7,1

20 Октябрьское 1218 114 1194 45 1149 715 0,6 0,3 479 8,6

21 Осинское 550 550 37 513 63 0,5 0,1 487 7,1

22 Очерское 1050 31 1027 158 869 73 0,7 0 954 10,0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

23 Пермское 436 110 394 70 324 154 0,4 0,1 240 5,7

24 Сивинское 574 102 574 86 488 120 0,2 0,1 454 2,9

25 Соликамское 547 38 423 91 332 130 0,2 293 2,9

26 Уинское 572 572 137 435 0,6 572 8,6

27 Чайковское 290 60 275 53 222 212 0,2 0,1 63 2,9

28 Частинское 225 225 1 224 25 о,з 200 4,3

29 Чердынское 1930 1678 9 1669 669 0,2 0,1 1009 2,9

30 Чусовское 286 214 271 10 261 261 ОД 0,1 10 1,4

31 Юрлинское 1047 969 102 867 788 0,4 0,3 181 5,7

32 Юсьвинское 2272 2108 198 1910 63 0,9 0,02 2045 12,9

33 Яйвинское 1984 55 1872 715 1157 509 0,5 ОД 1363 7,1

Итого 46217 1815 44402 6369 37533 11920 0,5 0,2 32482 7Д

к»

Таблица А.2 - Планируемое строительство и реконструкция объектов лесной и лесоперерабатывающей

инфраструктуры (на 2017-2027 гг.)

Наименование объектов лесной и лесоперерабатывающ ей инфраструктуры Наименовани е лесничества (лесопарка) Ед. изм. Объемы по годам Общий объем на планируемый период

2017 2088 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027

Строительство и ремонт до рог

Строительство автомобильных (лесных) дорог и мостовых переходов (км) По всем лесничествам км 24.6 25.1 25.5 25.8 23 24.8 24.8 27 65 241

Реконструкция автомобильных (лесных) дорог, (км) По всем лесничествам км 332.2 332.2 332.2 332.2 332.2 1661

Ремонт автомобильных (лесных) дорог, (км) По всем лесничествам км 106.4 107 103.5 104.8 105 98.5 98.5 79 696

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

Таблица Б. 1 - Способы борьбы с морозным пучением грунтов земляного полотна на лесовозных автомобильных дорогах

Способ Описание способа Достоинства Недостатки Примечание

1 2 3 4 5

Замена пучинистых грунтов на пористые, обладающие способностью прерывать капиллярное поднятие капельной жидкости (крупнозернистые пески, гравелисто-песчаные смеси, основные шлаки металлургического производства) Капилляропрерывающие слои закладывают непосредственно под дорожной одежной для отвода поверхностных вод, проникающих через дорожную одежду или обочины, либо в конструкции земляного полотна для задержки и отвода влаги, поступающих из нижележащих слоев (грунтовые води или длительно стоящие поверхностные воды). Простота устройства, эффективность при отводе влаги, поступающей к земляному полотну через обочины и откосы. При близком залегании грунтовых вод эффективны только в первые 3-5 лет эксплуатации дороги. При малых толщинах слоя происходит быстрое заиливание материалов, вода задерживается, что приводит к постепенному переувлажнению земляного полотна и уменьшению прочностных характеристик. При отсутствии местных дренирующих грунтов приводит к увеличению стоимости строительства. К тому же слои из дренирующих материалов отводят воду в жидком состоянии, но не предотвращает увлажнение земляного полотна парообразной влагой. Приводится в работах Сиденко В.М. [16,17,58], Рувинского В.И. [18, 72], Кириллова Ф.А. [55]

Устройство парогидроизолирующих прослоек из водоотталкивающих и изолирующих материалов (толь, рубероид, изол, полимерная пленка) Такие прослойки закладывают под дорожной одеждой или в земляном полотне, в зависимости от типа увлажнения земляного полотна. Устройство парогидроизолирующих слоев из изолирующих материалов позволяет предотвратить увлажнение земляного полотна водой как в жидкой фазе, так и в парообразной. Водоотталкивающие и изолирующие материалы из-за малой толщины обладают свойствами механического повреждения в процессе строительства, потерей свойств из-за собственного водонасыщения и старения. Так как эти материалы, в большинстве своем органические, то при низких температурах (ниже -15°С) начинают проявляются хрупкие свойства, происходит разрушение материала. Приводится в работах Золотаря И.А. [16]

1 2 3 4 5

Устройство прослоек из геотекстильных материалов Геотекстильные материалы выполняют функцию армирования земляного полотна, при устройстве их в земляном полотне в обойме или полу обойме. Такая технология эффективна на участках с близким залеганием грунтовых вод, на участках со слабым переувлажненным основанием. Такой способ не ограничивает приток влаги в рабочий слой земляного полотна, а только лишь частично перераспределяет. К тому же такие прослойки не препятствуют движению влаги в парообразном состоянии. Приводится в работах Оруджовой О.Н. [56]

Устройство слоев теплоизоляции Слои теплоизоляции закладывают в земляное полотно для уменьшения глубины промерзания. Как правило, такие материалы имеют пористую структуру. К ним можно отнести различные пенопласты Уменьшение глубины промерзания за счет высоких теплоизолирующих свойств. Пенопласт имеет очень низкую прочность, и поэтому требует особой технологии укладки, без применения тяжелой техники. Такой теплоизолирующий материал, как «Пеноплекс», имеет прочностные характеристики значительно выше, чем обычные пенопласты. Но в любом случае, такая технология, хоть и является эффективной, но значительно затрат на. Приводится в работах Цигипова А.Д. [71], разработках Росавтодор [70]

Устройство слоев теплоизоляции Слои теплоизоляции закладывают в земляное полотно для уменьшения глубины промерзания. Как правило, такие материалы имеют пористую структуру. К ним можно отнести различные пенопласты Уменьшение глубины промерзания за счет высоких теплоизолирующих свойств. Пенопласт имеет очень низкую прочность, и поэтому требует особой технологии укладки, без применения тяжелой техники. Такой теплоизолирующий материал, как «Пеноплекс», имеет прочностные характеристики значительно выше, чем обычные пенопласты. Но в любом случае, такая технология, хоть и является эффективной, но значительно затрат на. Приводится в работах Цигипова А.Д. [71], разработках Росавтодор [70]

3\ L/1

1 2 3 4 5

Уплотнение пучинистых грунтов земляного полотна до Ку>1,00 Уплотнение грунтов земляного полотна, сложенного из пучинистых грунтов, до Ку=1,03-1,05 требует соблюдения особых условий укладки. Одним из таких условий является строгое соблюдение оптимальной влажности. Данная технология будет эффективна только в случае глубокого заложения уровня грунтовых вод, при увлажнении земляного полотна только парообразной влагой. При увеличении коэффициента уплотнения с 0,98 до 1,03-1,05 количество проходов катка по одному следу увеличивается почти в 2 раза. Приводится в работах Сиденко В.М. [16,17,58]

Дренаж Применяется для понижения уровня грунтовых вод. Имеет различные конструкции и расположение в земляном полотне Наиболее эффективен при прохождении автомобильной дороги в выемке с близким залеганием уровня грунтовых вод Способ достаточно трудоемкий и материалоемкий Приводится в работах Калмыкова В.П. [69]

Гидроизоляция обочин Устройство покрытия обочин из материалов, имеющий коэффициент фильтрации, близкий к 0. К таким материалам относятся материалы, обработанные органическими или комплексными вяжущими. Применяется для уменьшения притока влаги в земляное полотно при увлажнении преимущественно атмосферными осадками, на участках с глубоким залеганием грунтовых вод Данный способ не эффективен на участках с близким залеганием грунтовых вод. К тому же не предотвращает приток влаги через откосы земляного полотна Приводится в работах Рувинского В.И. [18, 72]

Отвод поверхностных вод Производится путем устройства берм, уполаживания откосов земляного полотна Данный способ эффективен при увлажнении земляного полотна атмосферными осадками и длительно стоящими поверхностными водами Способ достаточно трудоемкий и материалоемкий Приводится в работах Рувинского В.И. [18, 72]

1 2 3 4 5

Экран из водонепроницаемого грунта Используется для предотвращения проникновения влаги в земляное полотно под действием длительно стоящих поверхностных вод и атмосферных осадков. Эффективен при глубоком расположении грунтовых вод, а также при наличии малопроницаемых грунтов в основании земляного полотна на глубине не менее глубины промерзания Недостатками такого способа является его материалоемкость и сложность устройства. Данный способ не применим на участках с близким залеганием грунтовых вод. Приводится в работах Рувинского В.И. [18, 72]

Устройство парогидроизолирующих прослоек из материалов, обработанных ор ганическими, неорагическими вяжущими, а также комплексом их Для предотвращения поднятия влаги из нижележащих слоев земляного полотна к его рабочему слою устраивают прослойки из материалов, обработанных вяжущими Данные материалы обладают гидрофобными свойствами и применение их весьма эффективно Недостатками такого способа являются: - увеличенная стоимость, по сравнению с другими способами; нерациональное использование в районах, не имеющих своих материалов (вяжущих) Предложено Афанасьевым И.А., Юшковым Б.С., Минзуренко A.A. [73-75]

3\

ПРИЛОЖЕНИЕ В

Расчет конструкции морозоустойчивой дорожной одежды лесной дороги с применением программного комплекса РЬАХК

Таблица В. 1 - Прочностные характеристики дорожной одежды

лесной дороги

Требуемые коэффициенты прочности по критерию:

- упругого прогиба 1.17

- сдвига 1.00

- растяжения при изгибе 1.00

Проверка условия прочности по растяжению при изгибе слоя А/б порист, гор. БНД 90/130

К пр.расч. — Яп/а 1.34

Условие прочности Выполнено

Запас = (Кпр-Ктр) / Кпр * 100% +25%

Проверка условия прочности по сдвигоустойчивости слоя Песок крупный 0% пыл-глин.фр.

Кпр.расч. — Тпр/Т 1.10

Условие прочности Выполнено

Запас = (Кпр-Ктр) / Кпр * 100% +9%

Проверка условия прочности по сдвигоустойчивости слоя Суглинок тяжелый пылеватый

Кпр.расч. — Тпр/Т 1.32

Условие прочности Выполнено

Запас = (Кпр-Ктр) / Кпр * 100% +24%

Таблица В.2 - Результаты расчета морозозащитиого/

теплоизолирующего слоя

Материал морозозащитиого слоя Песок крупный 0% пыл-глин, фр.

Грунт рабочего слоя Суглинок тяжелый пылеватый

Степень пучинистости Сильнопучинистый

Допустимая величина морозного пучения, см 3.84

Коэффициент, учитывающий влияние глубины залегания УГВ 0.53

Коэффициент, зависящий от степени уплотнения грунта 1.00

Коэффициент, учитывающий влияние гранулометрического состава 1.30

Коэффициент, учитывающий влияние нагрузки от собственного веса 0.82

Коэффициент, зависящий от расчетной влажности грунта 1.00

Величина возможного морозного пучения 5.63

Требуемая толщина дорожной одежды, см 85

Расчет конструкции по термическому сопротивлению Уточнение требуемой толщины слоя

Коэффициент теплопроводности морозозащитиого слоя, Вт/(мК) 2.03

Термическое сопротивление дорожной одежды, кв.м.К/Вт 0.32

Требуемое термическое сопротивление дорожной одежды, кв.м.К/Вт 0.17

Требуемая толщина морозозащитиого слоя, см 31

Расчетная толщина морозозащитиого слоя, см 34

Таблица В.З - Конструкция морозоустойчивой дорожной одежды лесной

дороги с парогидроизолирующим слоем

Наименование слоя Толщина, Характеристики

см Е, МПа Р, кН/м3 \1 С, кПа Ф

Асфальтобетон

мелкозернистый плотный на битуме БНД 5 1200 25,1 0,25

90/130, тип Б, II марка

Асфальтобетон

крупнозернистый пористый на битуме БНД 60/90, II марка 6 800 24,3 0,25

Чёрный щебень,

устроенный по методу 8 600 22,7 0,25

заклинки

Щебень, устроенный по методу заклинки 15 450 16,0 0,27

Щебеночно-песчаная смесь, С7 20 260 18,0 0,30

Природная песчано-гравийная смесь 34 120 19,5 0,30

Грунт рабочего слоя

земляного полотна -суглинок тяжелый 72 98,3 18,0 0,35 12 9

пылеватыи

Парогидроизолирующая прослойка из НЗГ 26 400 23 0,25

Грунт земляного

полотна - суглинок - 39,96 18,0 0,35 4,52 27

тяжелый пылеватыи

ПРИЛОЖЕНИЕ Г

ГЛ. Методика определения минимально необходимого числа опытов, обоснование достоверности результатов экспериментов

Программа изучения физико-механических свойств нефтезагрязненных грунтов принята с доверительной вероятностью (надежность) Р=0,95, доверительный интервал (погрешность) 8=0,1.

Предварительная серия экспериментов должна сотстоять из 3 опытов по исследованию предела прочности при сжатии стабилизированных введением минеральных вяжущих нефтезагрязненных грунтов (песчаный НЗГ, стабилизированный введением портландцемента М400 ДО).

Необходимое количество опытов рассчитывается по формуле:

п =

2 V 2 Л ^ Л

2 —2 £ • СГ

1±

л/2~т

(Г.1)

V м У

где т - количество предварительных опытов, Ж- размах ряда, равный птах-пшп, МПа,

Км, - безразмерный коэффициент, зависящий от надежности и количества опытов (для Р=0,95 и п=3 равный 1,48),

а - среднеарифметическое значение величины предела прочности при сжатии, МПа.

^ т

^ = (Г.2)

т ^

Результаты расчета сведены в таблицу Г. 1 Таблица Г.1- Определение предела прочности при сжатии

2

№ п/п Наименование а Ж Км, п

1 Определение предела прочности при сжатии, в возрасте 7 суток 1,38 1,41 0,07 1,48 2±1

1,45

1,40

Для получения достоверных данных, как показали расчеты, в каждой серии каждый опыт необходимо проводить в 3-кратным повтором.

Определение свойств нефтезагрязненных грунтов и обработка результатов производилась с учетом требований ГОСТ 20522-2012 «Грунты. Методы статистической обработки результатов испытаний».

Нормативное значение Х„ всех физических (влажности, плотности, пластичности и т. п.) и механических характеристик грунтов (модуля деформации, предела прочности на одноосное сжатие и т. п.) принимают равным среднеарифметическому значению х и вычисляют по формуле:

где п - число определений характеристики;

Хг - частные значения характеристики, получаемые по результатам отдельных 1-х опытов.

При статистической проверке для исключения возможных ошибок, оставшихся после анализа опытных данных, исключают то частичное (максимальное или минимальное) значение Хи для которого выполняется условие

где V - статистический критерий, принимаемый в зависимости от числа определений п характеристики;

5 - среднеквадратическое отклонение характеристики, вычисляемое по формуле

Если какое-либо значение характеристики исключено, следует для оставшихся опытных данных заново вычислить Х„ по формуле (Г.3) и 5 по формуле (Г.5).

(Г.З)

¡Хп-Х^лЯ,

(Г.4)

Вычисляют коэффициент вариации V характеристики и показатель точности ее среднего значения ра по формулам:

т т 8

Р.=Х, (Г.7)

где - коэффициент, принимаемый в зависимости от заданной односторонней доверительной вероятности а и числа степеней свободы К = п- 1. Вычисляют коэффициент надежности по грунту уё по формуле

1

Т8=тт^- (Г.8)

Вычисляют расчетное значение X характеристики грунта по формуле

Хп

X =

(Г.9)

Необходимое количество измерений, с доверительной вероятностью Р=0,95, при погрешности 8=0,1 должно быть не менее 999 единиц измерений.

Г.2. Планирование эксперимента для проведения натурных испытаний на маломасштабной геометрически подобной установке

Оптимальное планирование эксперимента предполагается выполнять следующими способами:

1) оптимизационное планирование;

2) планирование путем получения математической модели изучаемого процесса.

Испытания моделей дорожных конструкций автомобильной дороги проводились с использованием грунта - суглинка при показателе текучести // от 0,2 до 0,8, т.е. от полутвердой до текучепластичной консистенции.

Минимально необходимое число опытов можно рассчитать по формуле:

т'-Ж2-ки, 1 Л

IV

п~

„2 7 2

£ • П

1 +

л/2ш

(Г. 10)

V "V у

где пг - количество предварительных опытов; Ж - размах ряда, равный ^тах

- ^щт, ММ;

км, - безразмерный коэффициент, зависящий от надежности и количества опытов, принимается по таблице [120]; вП - доверительный интервал;

Ь - среднеарифметическое значение величины осадок поверхности модели, определяющееся по формуле

1 т

* = (Г.П)

где /?, - значение величины осадки поверхности модели дороги, приведённое в таблицу 3.2 по результатам исследований.

Таким образом, при принимаемой доверительной вероятности (надежности) £)=0,95и доверительном интервале (погрешности) в = 0,05 определим минимальное количество необходимых опытов, используя табличные данные [120].

т'-Ж2 -к„

Расчёт: п = ж

е1 -И'

1

л

1+ /— у/2 т'

У

3-1,15 -2,13 0.052 • 14.902

• 1,45 = 22,07.

Таблица Г.2 - Расчет минимально необходимого числа опытов

№ К К И,- Й, ММ (/?,- /г)2, мм IV, мм км? 8 Мтт

п/п мм мм

1 14,35 -0,55 0,3025

2 15,50 14,90 0,60 0,3600 1Д 2,13 0,05 -22

3 14,85 -0,05 0,0025

Статистическая обработка результатов экспериментов проводится путем вычисления средне арифметического (/?), среднеквадратического отклонения (сг), коэффициента вариации (^у), дисперсии (I)), показателя точности (£•), средней ошибки среднего арифметического (т), гарантированного максимума среднего Мтах и гарантированного минимума

Проверка однородности ряда наблюдений:

Мтах = П+2-сг=14,90+2-0,47 = 15,84 мм; (Г.12) Мтт =П-2-ст =14,90 - 2-0,47 = 13,96 мм; (Г. 13)

£) = о-2 = 0,665/2 = 0,3325 мм2, (Г. 14)

следовательно сг= 0,4708 ~ 0,47 мм. Ряды однородны.

Установление значений коэффициентов осуществляется решением систем уравнений методом наименьших квадратов (методами одно-, двух- или многофакторного планирования). При этом с целью получения среднего значения параметра оптимизации с требуемой надежностью устанавливали коэффициенты вариации (^у).

Коэффициент вариации К№ ■

сг 0,47

К" = Т = = °'0315 ^ (Г15)

т =

П 14,9 о" 0,47

л/й 3,86

Проверка минимального количества опытов птт\

0Д2 мм. (Г. 16)

_ 22-1,15-0,4

Птт ~ 0,052 • 14,92

Погрешность по Н:

г л л

1+ 1

л/2-22

• 1,15 = 20,96 =,21 опытов.

0,555

еь = ^ • 100 % = 0,0315 • 100 % = 0,687 %. 4,58

Погрешность коэффициента вариации

К

е =К№- + .100 % = 0,0315• Л1 + 0,0315 • 100 % = 0,494 % 4 2 -п V 2-21

Таким образом, необходимое число экспериментов будет равно 21 при

условии, что ошибка эксперимента не превышает 0,49 %. С уменьшением

вероятности уменьшается число необходимых опытов.

V

Г.З. Опытно-промышленные испытания морозоустойчивых дорожных одежд лесных дорог

а - Участок №1 на лесной автомобильной дороги «Гайны - Усть-Черная» (IV техническая категория, переходный тип покрытия, покрытие - щебеночно-гравийно-песчаная смесь), км 23+840, глубина расположения грунтовых вод 3,5 м от поверхности покрытия, грунт рабочего слоя земляного полотна - суглинок тяжелый пылеватый.);

б - Участок №2 на лесной автомобильной дороге «Полазна - Чу совой» (III техническая категория, капитальный тип покрытия, покрытие - асфальтобетон), км 22+360, глубина расположения грунтовых вод >5м (при бурении скважин грунтовые воды не были встречены), грунт рабочего слоя земляного полотна - суглинок тяжелый пылеватый.

в - Участок №3 автомобильной дороги «Кукуштан - Платошино». Рисунок Г. 1 - Опытные участки лесных дорог

Таблица Г.З - Ведомость испытаний физико-механических характеристик грунта земляного полотна. Участок №1.

Дата отбора проб Влажность грунта рабочего слоя, д.ед./глубина отбора проб, м Плотность грунта рабочего слоя, г/см3 / глубина отбора проб, м

0,5 1,0 1,5 2,0 0,5 1,0 1,5 2,0

20.09.2009 0,249 0,185 0,174 0,256 1,92 1,90 1,92 1,93