ХаркІвський нацІональный

автомобІльно-дорожнІй унІверситет

ДУРГА БАХАДУР ШРЕСТХА

УДК 625.7/8: 625.7.04

УДОСКОНАЛЕННЯ дорожнЬого районУВАННЯ

ЗА уМОВАМИ ЕКСПЛУАТАЦІЇ автОмобІльнИх дорІг

(на приКЛАДІ непалУ)

05.22.11 - Автомобільні шляхи та аеродроми

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Харків – 2002

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана на кафедрі будівництва та експлуатації автомобільних доріг Харківського національного автомобільно-дорожнього університету Міністерства освіти і науки України.

Науковий керівник: | кандидат технічних наук, доцент Прусенко Євген Дмитрович, Харківський національний автомобільно-дорожній університет, професор кафедри будівництва та експлуатації автомобільних доріг.

Офіційні опоненти: | доктор технічних наук, доцент Мозговий Володимир Васильович, Національний транспортний університет Міністерства освіти і науки України, м. Київ, завідувач кафедри дорожньо-будівельних матеріалів і хімії;

кандидат технічних наук, доцент Герасименко Віталій Григорович, Автомобільно-дорожній інститут Донецького національного технічного університету Міністерства освіти і науки України, доцент кафедри будівництва та експлуатації автомобільних доріг

Провідна установа: | Харківська державна академія міського господарства Міністерства освіти і науки України.

Захист дисертації відбудеться “ 19 ” вересня 2002 р. об 1130 на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.059.01 Харківського національного автомобільно-дорожнього університету за адресою: 61002, Україна, м. Харків, вул. Петровського, 25.

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Харківського національного автомобільно - дорожнього університету за адресою: 61002, Україна, м. Харків, вул. Петровського, 25.

Автореферат розісланий “ 14 ” серпня 2002 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради,

доктор технічних наук, профессор Алексєєв О.П.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність роботи. Останніми роками експлуатація автомобільних доріг займає провідне місце в комплексі дорожніх робіт. Ця загальна тенденція характерна для більшості країн світу. Тому підвищення ефективності експлуатації автомобільних доріг є надзвичайно актуальною задачею.

Ефективність експлуатації автомобільних доріг оцінюють за їх транспортно-експлуатаційним станом, на який суттєво впливають природні територіальні комплекси. Для підвищення ефективності функціонування дорожньо-транспортної системи необхідно застосовувати диференційний підхід до обґрунтування та організації виконання експлуатаційних заходів на автомобільних дорогах у різних територіальних районах. Оцінка ступеня впливу природних територіальних комплексів на автомобільну дорогу становить основу дорожнього районування.

Дорожнє районування розвивалось, ґрунтуючись на теорії і практиці фізико-географічного районування. Першим етапом у розвитку дорожнього районування стало дорожньо-кліматичне районування територій. Принципово новий підхід до проблеми районування запропонував в ХАДІ професор Сіденко В.М. Основу цього підходу становить об’єднання однорідних територій за ознаками, що суттєво впливають на проектування, будівництво або експлуатацію доріг.

В більшість наукових досліджень з розвитку методів дорожнього районування за основний критерій прийнята розрахункова вологість ґрунтів земляного полотна. Районування територій за умовами експлуатації автомобільних доріг не отримало подальшого розвитку.

Таким чином, удосконалення дорожнього районування за умовами експлуатації автомобільних доріг є актуальною науковою задачею, яка має велике практичне значення.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконувалась відповідно до плану держбюджетної НДР ХНАДУ “Удосконалення будівництва та експлуатації автомобільних доріг” та планом НДР фірми Акела Нірман Сева ЛТД (Непал) “Оптимізація розподілу ресурсів на експлуатацію доріг у різних областях Непалу”.

Метою роботи є удосконалення методу дорожнього районування територій за умовами експлуатації доріг на основі встановлення закономірностей впливу територіальних природних комплексів на транспортно-експлуатаційний стан автомобільних доріг.

Задачі досліджень:

1. Узагальнення та систематизація закономірностей впливу територіальних природних комплексів на транспортно-експлуатаційний стан автомобільних доріг відповідно до задач дорожнього районування територій за умовами експлуатації доріг.

2. Обґрунтування критеріїв визначення таксонометричних одиниць територій за умовами експлуатації автомобільних доріг.

3. Удосконалення методики дорожнього районування територій за умовами експлуатації автомобільних доріг.

4. Апробація удосконаленої методики дорожнього районування територій за умовами експлуатації автомобільних доріг на прикладі Непалу.

Об’єкт дослідження – процеси впливу природних факторів на транспортно-експлуатаційний стан автомобільних доріг.

Предмет дослідження – метод дорожнього районування територій за умовами експлуатації автомобільних доріг.

Методи дослідження. Процеси впливу природних факторів на транспортно-експлуатаційний стан доріг досліджували методом системного аналізу. Для районування територій за умовами експлуатації доріг в дисертації розроблено методику, яка базується на оцінці ступеня впливу природних факторів на коефіцієнт забезпеченості середньої розрахункової швидкості. Для обґрунтування розрахункових значень товщини шару води під час дощу використано метод математичного моделювання на ЕОМ.

Наукова новизна отриманих результатів:

- систематизовано закономірності впливу територіальних природних комплексів на транспортно-експлуатаційний стан автомобільних доріг та безпечну швидкість руху транспортних засобів;

- обґрунтовано критерій визначення таксонометричних одиниць дорожнього районування за умовами експлуатації автомобільних доріг – ступінь зменшення безпечної швидкості руху транспортних засобів під впливом природних умов;

- удосконалено методику дорожнього районування територій за умовами експлуатації автомобільних доріг.

Практичне значення одержаних результатів:

- впровадження дорожнього районування територій за умовами експлуатації автомобільних доріг дозволяє оптимізувати розподіл ресурсів на експлуатацію мережі доріг в різних регіонах, зменшити витрати на перевезення вантажів та пасажирів, підвищити безпеку дорожнього руху;

- апробацію методики проведено на прикладі Непалу. За даними фірми Акела Нірман Сева ЛТД (Непал) удосконалення розподілу ресурсів на утримання та ремонт автомобільних доріг відповідно до дорожнього районування Непалу дозволило зменшити транспортні витрати та збитки від ДТП на 15 %.

Особистий внесок здобувача: Усі результати отримані здобувачем особисто або при його безпосередній участі. Зокрема здобувачем особисто:

- проведено узагальнення та систематизація закономірностей впливу територіальних природних комплексів на транспортно-експлуатаційний стан автомобільних доріг відповідно до задач дорожнього районування територій за умовами експлуатації доріг;

- запропоновано критерій визначення таксонометричних одиниць дорожнього районування за умовами експлуатації автомобільних доріг;

- удосконалено модель оцінки товщини плівки води на асфальтобетонне покриття з різними геометричними характеристиками (уклони, ширина проїзної частини та інші) в залежності від інтенсивності опадів, алгоритм та програму розрахунків товщини плівки води на ЕОМ;

- удосконалено методику дорожнього районування територій за умовами експлуатації автомобільних доріг;

- проведено районування території Непалу за умовами експлуатації доріг.

У спільних публікаціях особисто автором виконано аналіз сучасних методів районування територій та обґрунтування напрямків удосконалення методів дорожнього районування за умовами експлуатації доріг [4], розробка методики визначення економічної ефективності впровадження дорожнього районування за умовами експлуатації доріг [5].

Публікації у фахових виданнях підготовлено здобувачем особисто.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертації доповідалися та обговорювалися на міжнародних науково-технічних конференціях “Автомобильный транспорт и дорожное хозяйство на рубеже 3-го тысячелетия” (Харків, 2000 р.), “Прогресивні технології і енергозбереження в дорожньому будівництві” (Київ, 2001 р.); міжвузівській науково-практичній конференції “Проблеми рівноваги економічних систем за умов ринкової трансформації” (Харків, 2001 р.), на науково-технічних конференціях професорсько-викладацького складу ХНАДУ (2000-2002 р.).

Публікації. За матеріалами дисертаційного дослідження опубліковано 5 наукових робіт (в тому числі 3 наукові статті у фахових виданнях за переліком ВАК України).

Структура й обсяг роботи. Дисертаційна робота складається з вступу, п’яти розділів, висновків, списку літератури з 133 найменувань та додатків. Містить 117 сторінок основного тексту, на яких 41 рисунок і 13 таблиць.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтована актуальність роботи, наведено мету і задачі досліджень, основні наукові результати, що отримані автором, визначено їх практичне значення та напрямки впровадження.

У першому розділі проведено огляд та аналіз методів дослідження районування територій, аналіз сучасних уявлень про дорожнє районування територій. Показано, що дорожнє районування має прикладний характер. Дорожнє районування розвивалося на підставі теорії та практики фізико-географічного районування, оскільки фізико-географічні умови території в значній мірі визначають напрямок дороги, її транспортно-експлуатаційний стан, організацію та технологію дорожніх робіт, надійність та економічність.

Основні принципи дорожнього районування розроблено Г.Д. Дубеліром. Подальший розвиток наукові проблеми дорожнього районування набули в роботах О.К. Біруля, В.М. Безрука, С.Л. Бастамова, З.С. Біцкінашвілі, Л.С.Берга, О.П. Васільєва, О.К. Віноградського, Е. В. Гаврилова, А.В. Гербурт-Гейбовича, М.М. Гудзінського, П.К. Дуюнова, Г.М. Деметрашвілі, Т.В. Звонкової, В.О. Золотарьова, Н.П. Івлєва, М.Д. Круціка, М.М. Кудрявцєва, М.М. Магомедова, О.О. Малишева, В.В. Мозгового, Ю.Л. Мотильова, І. Р. Пєрфєрєнсової, В.О. Попова, В.П.Раснікова, А.А. Рибальченка, В.В. Сажіна, В.М. Сіденка, Т.А. Шілакадзе, Абдола Мухамеда, А.І. Хамада та інших вчених.

Принциповим кроком у науковому розвитку дорожнього районування була ідея професора В.М. Сіденка щодо районування територій за умовами проектування, будівництва та експлуатації автомобільних доріг. Завдяки цієї ідеї сьогодні під дорожнім районуванням розуміють метод об’єднання однорідних за деякими ознаками територій, що враховують особливості проектування, будівництва або експлуатації автомобільних доріг (рис.1).

Декілька дисертаційних робіт, виконаних на кафедрі будівництва та експлуатації автомобільних доріг ХАДІ, було присвячено дорожньо-кліматичному районуванню України, середньоазіатських та закавказьких республік колишнього Радянського Союзу, Сірії, Іорданії та інших країн за умовами насамперед проектування доріг. В більшості робіт за основний критерій районування прийнята розрахункова вологість ґрунту земляного полотна. На перспективу розвитку дорожнього районування виконана робота А.А. Рибальченко по районуванню території України за умовами безпеки дорожнього руху.

Окреме місце займають роботи ХАДІ з районування території України за обсягами снігопререносу (Е. В. Гаврилов), та роботи ХАДІ (Золотарьов В.О. з учнями) та КАДІ (Мозговий В. В.) з районування території України за умовами застосування різних типів асфальто-та дьогтебетонів.

Основу дорожнього районування за умовами експлуатації доріг становить оцінка впливу територіальних природних комплексів на транспортно-експлуатаційний стан доріг. Закономірності такого впливу детально досліджено в роботах О.П. Васільєва та його учнів. Розроблено наукові основи оцінки для підвищення безпеки руху за складних погодних умов, управління станом автомобільних доріг, що знаходяться під впливом негативних природних факторів. Але для застосування встановлених закономірностей в дорожньому районуванні за умовами експлуатації автомобільних доріг необхідно провести додаткові дослідження.

Отже існуючі методи дорожнього районування присвячені, насамперед, районуванню за умовами проектування автомобільних доріг. Методи дорожнього районування за умовами експлуатації автомобільних доріг потребують дослідження.

У другому розділі наведено результати теоретичних досліджень щодо удосконалення дорожнього районування за умовами експлуатації автомобільних доріг. Розглянуто системний підхід як основу дорожнього районування за умовами експлуатації автомобільних доріг, узагальнено та систематизовано основні закономірності впливу територіальних природних комплексів на транспортно-експлуатаційний стан автомобільних доріг та умови функціонування дорожньо-транспортної системи, удосконалено модель формування плівки води на поверхні проїзної частини під час дощу, обґрунтовано критерії визначення таксонометричних одиниць при районуванні за умовами експлуатації автомобільних доріг.

Рівень експлуатації автомобільних доріг залежить від ефективності функціонування усіх елементів дорожньо-транспортної системи “водій – автомобіль – дорога – середовище” (рис.2).

Територіальні природні комплекси (ТПК) мають вплив на усі елементи системи “водій – автомобіль – дорога - середовище” (ВАДС) та зв’язки між цими елементами. До найважливіших зв’язків, на які в найбільшій мірі впливають ТПК, належить [Д>А]. Під впливом ТПК суттєво змінюється транспортно-експлуатаційний стан автомобільної дороги Д (міцність дорожнього одягу, рівність та зчіпні якості проїзної частини, тощо). В свою чергу, погіршення транспортно-експлуатаційного стану дороги впливає на умови руху автомобілів А, і, насамперед, на швидкість їх руху V. Зменшення швидкості автомобілів спричинює підвищення собівартості перевезень C, в незадовільних погодних умовах зростають витрати від дорожньо-транспортних подій (ДТП). Вплив ТПК ускладнює роботу транспортної служби (ТС) з організації перевезень, державної автомобільної інспекції (ДАІ) з регулювання дорожнього руху та дорожньо-експлуатаційної служби (ДЕС) з утримання та ремонту доріг.

На підставі узагальнення та систематизації основних закономірностей впливу ТПК на транспортно-експлуатаційний стан доріг та умови руху автомобілів (зв’язок [Д>А]) визначено найбільш небезпечні природні фактори, що мають найбільший вплив на стан доріг та умови руху автомобілів. До таких факторів належать ожеледі, хуртовини, снігопади, дощі, тумани, температурний вплив, вологість ґрунту земляного полотна, тощо.

Для проведення дорожнього районування територій необхідно виділити розрахунковий період, який є найбільш складним для експлуатації автомобільних доріг. Таким періодом для умов Непалу є період мусонних дощів. В цей період кількість опадів у вигляді дощу зростає в декілька разів (рис.3). Імовірність формування шару води на поверхні покриття значна.

Визначимо вплив товщини шару води на опір коченню та зчіпні якості покриття по залежності

(1)

де f – опір коченню при шарі води на проїзній частині дороги; f0 – опір коченню при сухій проїзній частині дороги; - коефіцієнт, що враховує тип транспортного засобу; змінюється в межах від 0,03 до 0,07; h – товщина шару води на проїзній частині, мм.

Величину h визначаємо за залежностями (2) – (4)

, (2)

, (3)

, (4)

де а – інтенсивність дощу, мм /хвилину, L – довжина ділянки стоку води, м; n – коефіцієнт гідравлічної шорсткості покриття; i – уклон ділянки стоку води, 0/00; b – половина ширини проїзної частини дороги, м, iпозд и iпоп – відповідно повздовжній та поперечний уклони проїзної частини , 0/00.

Обґрунтовано критерії та методику виділення таксонометричних зон при районуванні територій за умовами експлуатації автомобільних доріг.

Комплексним критерієм виділення таксонометричних зон прийнято середню безпечну швидкість транспортних засобів, яка в значній мірі характеризує ефективність функціонування системи “ВАДС”

х = f (? V А V Д V С) (5)

де В , А, Д та С – відповідно водій, автомобіль, дорога та оточуюче середовище, “ V”- логічний знак кон’юкції.

У третьому розділі наведено методику оцінки впливу територіальних природних комплексів на транспортно-експлуатаційний стан автомобільних доріг, методики обробки та аналізу вихідної інформації та виділення таксонометричних одиниць територій за умовами експлуатації автомобільних доріг.

Методика оцінки впливу територіальних природних комплексів передбачає використання закономірностей впливу тих чи інших природних факторів на транспортно-експлуатаційний стан доріг за критерієм забезпеченості середньої розрахункової швидкості руху автомобілів. Оцінку впливу тих чи інших факторів пропонується виконувати за коефіцієнтами забезпеченості розрахункової швидкості, запропонованими професором О.П. Васільєвим.

Аналіз вихідної інформації передбачає формування банка даних про погодно-кліматичні, гідрологічні, ґрунтові умови в зоні експлуатації автомобільної дороги. Визначено імовірності перевищення розрахункових значень параметрів природних факторів, що враховуються при експлуатації доріг. Для магістральних автомобільних доріг ця імовірність становить 5 %, для регіональних доріг – 10 %, для доріг місцевого значення – 15 %. Для конкретного регіону приймаються імовірності, характерні для доріг найвищого класу, які є в даному регіоні.

Методика виділення таксонометричних одиниць за умовами експлуатації автомобільних доріг передбачає декілька етапів. На першому етапі, за результатами аналізу закономірностей впливу природних факторів на швидкість та безпеку руху транспортних засобів визначають перелік природних факторів, котрі необхідно враховувати при районуванні території. Другий етап полягає в зборі та аналізі вихідних даних про природні та техногенні умови експлуатації автомобільних доріг. На третьому етапі визначають коефіцієнти забезпеченості середньої розрахункової швидкості в характерних точках місцевості. На четвертому етапі в межах окремого регіону (країни, області, району, тощо) виділяють таксонометричні одиниці (зони, підзони, райони, ділянки), що відрізняються за умовами експлуатації автомобільних доріг.

Четвертий розділ містить аналіз особливостей природних територіальних комплексів Непалу, аналіз особливостей експлуатації автомобільних доріг Непалу, результати дорожнього районування території Непалу.

Особливості клімату Непалу полягають у наявності чітко виділених географічних зон: високогірна зона (Гімалаї), гірська зона та рівнина (Тераї). Середня температура повітря найбільш холодного місяця в Гімалаях нижче +5оС, в гірській зоні – від +5оС до + 13оС, в Тераї – вище + 13оС. Середня температура найбільш жаркого місяця в Гімалаях нижче +15оС, в гірській зоні – від +15оС до + 30оС, в Тераї – вище + 30оС. Середньомісячна температура повітря в Гімалаях нижче +12оС, в гірській зоні +18оС , в Тераї + 26,5оС.

Річний обсяг дощових опадів, які спостерігаються переважно в період мусонів, становить в Тераї 830 – 2220 мм, в гірській місцевості – 500 – 3010 мм, в Гімалаях – 340 – 1800 мм.

Для оцінки товщини шару води на проїзній частині автомобільної дороги за залежностями (1) – (4) розроблено алгоритм та програма розрахунків на ЕОМ. За даними 75 метеорологічних станцій Непалу визначено розрахункову інтенсивність дощу, та за розробленою програмою розраховано товщину шару води на проїзній частині під час дощу.

За результатами розрахунків виконано районування території Непалу по товщині шару води під час дощу (рис.4).

Середня товщина водяної плівки на проїзній частині змінюється від 10 до 17 мм в Тераї, від 5 до 20 мм в гірській зоні, та від 4 до 12 мм в Гімалаях. За товщиною шару води виділено шість зон (табл.1).

Таблиця 1

Районування території Непалу за товщиною шару води

Показники |

Зони

І | ІI | III | IV | V | VI

h, мм | до 5 | 6 – 9 | 10 - 11 | 12 - 13 | 14 - 16 | більше 16

V, км/г | 95-100 | 80-90 | 70-75 | 65-70 | 60-65 | менше 60

f | 0,031 | 0,036 | 0,039 | 0,042 | 0,045 | 0,05

ц | 0,30 | 0,25 | 0,21 | 0,20 | 0,20 | 0,20

Ступень

небезпечності | малоне-безпечні | небезпечні | надто небезпечні

Аналіз особливостей експлуатації автомобільних доріг Непалу дозволив зробити висновки, що конфігурація мережі доріг обумовлена топографією та кліматом країни. В загальній мережі доріг можна виділити дві головні дороги, що пересікають країну зі сходу на захід та з півдня на північ. Інші дороги, поєднуючись з головними, створюють мережу місцевих та районних доріг. Автомобільні дороги Непалу, в залежності від функціонального призначення, поділено на чотири адміністративні групи, і в залежності від типу покриття - на три групи (табл.2).

Таблиця 2

Характеристика мережі доріг Непалу

Класифікація доріг | Дороги з асфальтобетонним покриттям, км | Дороги з щебенево-гравійним покриттям, км | Ґрунтові дороги, км | Загальна

довжина

доріг,

км

Національні магістралі | 2205 | 324 | 376 | 2905

Місцеві дороги | 651 | 591 | 593 | 1835

Районні дороги | 306 | 2039 | 4270 | 6615

Міські дороги | 911 | 522 | 435 | 1868

Всього, км | 4073 | 3476 | 5670 | 13223

Довжина національних магістралей становить 22 % загальної довжини доріг Непалу, місцевих доріг – 14 %, районних – 50 % та міських доріг – 14 %. За типами покриття мережа доріг має таку структуру: дороги з асфальтобетонним покриттям – 31 %, з щебенево-гравійним покриттям – 26 %, ґрунтові дороги – 43 %. Аналіз геометричних параметрів дозволяє визначити такі особливості . По–перше, в гірській місцевості автомобільні дороги мають, як правило, одну смугу руху, ширина якої змінюється від 3,75 м для національних доріг і до 2,25 м для районних доріг. По-друге, ширина узбіччя змінюється від 4 м для національних доріг до 3 м для місцевих і районних доріг. По-третє, для доріг Непалу характерні високі поздовжні ухили, які в гірській місцевості досягають 800/00 на національних дорогах і 1200/00 на місцевих та районних дорогах. Розрахункова швидкість змінюється в залежності від району проходження дороги від 120 до 40 км/г для національних доріг і від 100 до 25 км/г для місцевих доріг. Мінімальна видимість дороги знаходиться в межах від 200 до 25 м. Інтенсивність руху на національних автомобільних дорогах сягає 2500 авт/добу, на місцевих дорогах – 50 –100 авт/добу.

Відповідно до основних принципів дорожнього районування на території Непалу виділено три типи таксонометричних одиниць: дорожні зони, дорожні підзони та дорожні райони (рис.5).

Відповідно до наведеної на рисунку 5 схеми проведено дорожнє районування Непалу за умовами експлуатації автомобільних доріг (рис.6). Районування території проведено за коефіцієнтом забезпеченості розрахункової швидкості руху, яки становить для І зони (Гімалаї) до 0,18, для ІІ зони (гірська місцевість) – від 0,18 до 0,4, для ІІІ зони (Тераї) – більше 0,4. Окрім того на карті виділено 5 підзон та 12 дорожніх районів.

Умовні позначення, наведені на карті дорожнього районування, означають: римські цифри – дорожню зону, литери ВГ, СГ, Г, Д, Р – дорожню підзону, арабські цифри – дорожні райони. Цифри на ізолініях характеризують коефіцієнт забезпеченості середньої розрахункової швидкості.

Пятий розділ містить рекомендації з удосконалення організації експлуатації автомобільних доріг відповідно до дорожнього районування території. Пропонується ввести коефіцієнт корегування розподілу експлуатаційних ресурсів на 1 км доріг в залежності від дорожньої зони, підзони або району

R = k Ro, (6)

де Roта R – відповідно експлуатаційні ресурси на утримання та ремонт 1 км доріг до та після корегування розподілу ресурсів згідно з дорожнім районуванням; k – коефіцієнт корегування, значення якого залежать від коефіцієнту забезпеченості середньої розрахункової швидкості.

Зазначений підхід покладено в основу корегування нормативно-технічної бази експлуатації автомобільних доріг в різних регіонах Непалу.

Оцінка економічної ефективності результатів досліджень виконана з урахуванням за спеціально розробленою методикою. Обсяги робіт з утримання та ремонту доріг визначено з урахуванням результатів дорожнього районування за залежностями

, (5)

, (6)

де Сутрi та Сремi – відповідно вартості утримання та ремонту автомобільних доріг з урахуванням впливу природних факторів; i та i - відповідно коефіцієнти збільшення вартості робіт з урахуванням впливу природних факторів;

i - коефіцієнт збільшення обсягів дорожніх робіт у різних регіонах, що враховує інтенсивність дії природних факторів; Qутрi та Qремi - обсяги робіт по окремих видах утримання та ремонту доріг.

Оптимізація розподілу ресурсів внаслідок дорожнього районування за умовами експлуатації доріг дозволяє в цілому покращити транспортно-експлуатаційний стан на мережі автомобільних доріг Непалу. За рахунок цього зростає середня швидкість руху транспортних засобів, зменшується собівартість перевезень та транспортні витрати, зменшуються економічні втрати від дорожньо-транспортних подій. За результатами розрахунків річний ефект в економіці Непалу становить 8,36 млн. доларів США. Економічну ефективність удосконалення розподілу ресурсів за рахунок дорожнього районування Непалу підтвердила фірма Акела Нірман Сева, ЛТД. За даними цієї фірми впровадження дорожнього районування в практику експлуатації доріг Непалу дозволило економити до 15 % експлуатаційних ресурсів.

ВИСНОВКИ

1. Умови експлуатації автомобільних доріг в значній мірі залежать від впливу природних територіальних комплексів. Урахування природних умов при плануванні експлуатаційних заходів дозволяє підвищити ефективність експлуатації автомобільних доріг. Розв’язання цієї задачі базується на дорожньому районуванні територій за умовами експлуатації автомобільних доріг.

2. Узагальнення та систематизація відомих закономірностей дозволила ранжирувати вплив окремих природних факторів на транспортно-експлуатацій-ний стан доріг. Визначено, що в природних умовах Непалу суттєвий вплив на стан проїзної частини автомобільних доріг має інтенсивність дощових опадів в мусонний період.

3. На підставі системного підходу обґрунтовано критерій визначення таксонометричних одиниць дорожнього районування за умовами експлуатації автомобільних доріг – ступінь зменшення безпечної швидкості руху транспортних засобів під впливом природних умов. Запропоновано діапазони значень коефіцієнтів забезпеченості середньої розрахункової швидкості для визначення границь таксонометричних одиниць районування.

4. Удосконалено модель оцінки товщини плівки води на різних типах покриття в залежності від інтенсивності опадів, гідравлічної шорсткості поверхні проїзної частини, повздовжнього та поперечного уклону покриття. Результати числового експерименту для кліматичних умов Непалу на ЕОМ за розробленою програмою підтвердили адекватність удосконаленої моделі.

5. Розроблено методику районування територій за умовами експлуатації автомобільних доріг, яка складається з таких основних етапів: визначення переліку природних факторів, що впливають на експлуатацію доріг; аналіз природних факторів території з визначенням кількісної оцінки інтенсивності їх дії в характерних точках місцевості; визначення коефіцієнтів забезпеченості середньої розрахункової швидкості в характерних точках місцевості; виділення таксонометричних одиниць дорожнього районування за умовами експлуатації автомобільних доріг.

6. Апробацію методики проведено для території Непалу. Виділено 3 дорожні зони, 5 дорожніх підзон та 12 дорожніх районів. Для зазначених регіонів запропоновано коефіцієнти корегування розподілу ресурсів на експлуатацію автомобільних доріг. Впровадження дорожнього районування за умовами експлуатації доріг дозволяє заощадити до 15 % експлуатаційних ресурсів.

Методика районування територій за умовами експлуатації доріг може бути застосована і для інших країн, в тому числі для території України.

Основні положення дисертаційної роботи опубліковано в таких роботах:

а) фахові видання за переліком ВАК України:

1. Шрестха Д. Б. Особливості транспортно-експлуатаційного стану автомобільних шляхів Непалу //Автомобільні дороги і дорожнє будівництво. Київ: УТУ, 2000. – Вип. 60. - С. 34 - 39.

2. Шрестха Дурга Бахадур. Закономерности воздействия территориальных природных комплексов на эксплуатацию автомобильных дорог//Автомобільні дороги і дорожнє будівництво. Київ: НТУ, 2001. – вип. 61. - С. 57 – 60.

3. Шрестха Дурга Бахадур. Научно-методические особенности районирования территорий по условиям эксплуатации автомобильных дорог //Автомобільні дороги і дорожнє будівництво. Київ: НТУ, 2001. – вип. 63. - С. 85 – 89.

б)інші публікації

4. Прусенко Е.Д., Шрестха Дурга Бахадур. Основные принципы районирования территорий по условиям эксплуатации автомобильных дорог //Автомобильный транспорт и дорожное хозяйство на рубеже 3-го тысячелетия: Материалы международной научной конференции. – Харьков: ХГАДТУ, - 2000. - С. 102-103.

5. Шрестха Дурга Бахадур, Прусенко Е. Д. Экономические аспекты районирования территории по условиям эксплуатации автомобильных дорог с учетом особенностей природопользования Непала //Проблемы равновесия экономических систем в условиях рыночной трансформации. – Х.: - 2001. Нар. Укр. Акад., – С.169 - 170.

АНОТАЦІЯ

Дурга Бахадур Шрестха. Удосконалення дорожнього районування за умовами експлуатації автомобільних доріг (на прикладі Непалу). - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.22.11 – Автомобільні шляхи та аеродроми. Харківський національний автомобільно-дорожній університет, Харків, 2002.

В дисертації розроблено методику дорожнього районування територій за умовами експлуатації автомобільних доріг. Основу методики складає узагальнення та систематизація закономірностей впливу окремих факторів територіальних природних комплексів на транспортно-експлуатаційний стан автомобільних доріг. Запропоновано критерій визначення таксонометричних одиниць дорожнього районування за умовами експлуатації автомобільних доріг – ступінь зменшення безпечної швидкості руху транспортних засобів під впливом природних умов. Удосконалено модель оцінки товщини водяної плівки на поверхні проїзної частини, розроблено алгоритм та програму для ЕОМ. За розробленою методикою проведено дорожнє районування території Непалу за умовами експлуатації автомобільних доріг. Впровадження дорожнього районування території за умовами експлуатації доріг дозволяє заощаджувати до 15 % експлуатаційних ресурсів.

Ключові слова: автомобільна дорога, експлуатація, транспортно-експлуатаційний стан, дорожнє районування.

SUMMARY

Durga Bahadur Shrestha. Improvement of the road regionalization under the conditions of the automobile roads operation ( on an example of Nepal). – Manuscript.

Dissertation for Ph. D degree by specialty 05.22.11 – Automobile roads and aerodromes. Kharkov National Automobile and Highway University, Kharkov, 2002.

The dissertation contains a developed methodology of terrain road regionalization under conditions of the automobile roads operation. The methodology is based on generalization and systemization of parameters of action exerted by certain territorial natural complexes upon transport operational condition of automobile roads. A criterion is proposed for determination of road regionalization taxonometric units under conditions of the automobile roads operation, namely, the degree of safe vehicle traffic speed reduction under the influence of natural factors. A model was improved for evaluation of water film thickness on roadway surface, respective algorithm and applied program developed on the computer. According to this methodology road regionalization has been performed under conditions of the automobile roads operation for Nepal. Introduction of road regionalization under conditions of the automobile roads operation will allow to save up to 15% of operational resources.

Keywords: automobile roads, operation, transport operational condition, road regionalization.

АННОТАЦИЯ

Дурга Бахадур Шрестха Совершенствование дорожного районирования по условиям эксплуатации автомобильных дорог (на примере Непала):- Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.22.11 – автомобильные дороги и аэродромы. - Харьковский национальный автомобильно-дорожный университет, Харьков, 2002.

На основе анализа современного состояния и тенденций развития методов районирования территорий установлено, что на основе физико-географического районирования территорий на первом этапе получило развитие дорожно-климатическое районирование. Принципиально новый подход, предложенный в ХАДИ профессором Сиденко В.М., заключался в переходе от дорожно-климатического к дорожному районированию. Дорожное районирование рассматривается как метод объединения однородных, по каким либо признакам территорий, которые оказывают существенное влияние на проектирование, строительство или эксплуатацию автомобильных дорог. С учетом того обстоятельства, что в последние годы эксплуатация автомобильных дорог занимает ведущие позиции в комплексе дорожных робот во всех странах мира, разработка методики дорожного районирования по условиям эксплуатации дорог приобретает особую актуальность.

Теоретической основой дорожного районирования по условиям эксплуатации автомобильных дорог являются закономерности воздействия природных факторов на их транспортно-эксплуатационное состояние. В работе обобщены и систематизированы зависимости транспортно-эксплуатационного состояния автомобильных дорог от воздействия различных природных факторов. Установлено, что одним из наиболее опасных погодно-климатических факторов для условий Непала является формирование водяной пленки на поверхности проезжей части автомобильной дороги в результате муссонных дождей.

Основным критерием для выделения таксонометрических единиц при дорожном районировании территорий по условиям эксплуатации автомобильных дорог принята степень снижения безопасной скорости движения транспортных средств под воздействием природных факторов. Предложены численные значения средней расчетной скорости для определения границ таксонометри-ческих единиц дорожного районирования: дорожной зоны – 0,25, дорожного района – 0,10. При необходимости представляется возможным выделить дорожные подзоны и дорожные участки.

Усовершенствована математическая модель толщины пленки воды на поверхности проезжей части во время дождя. По предложенной модели, которая учитывает гидравлическую шероховатость поверхности проезжей части, интенсивность дождя, величину продольного и поперечного уклонов, разработан алгоритм и программа для ЭВМ. Результаты численного эксперимента позволяют сделать вывод, что предложенная модель адекватно описывает процессы формирования пленки воды на проезжей части во время дождя.

Методика районирования территорий по условиям эксплуатации автомобильных дорог включает несколько этапов. На первом этапе выполняется анализ природных условий эксплуатации сети дорог на какой-либо территории с количественной оценкой интенсивности их действия в характерных точках местности. На втором этапе по известным закономерностям выполняется оценка степени снижения средней расчетной скорости на автомобильных дорогах, проходящих вблизи или через характерные точки местности. На третьем этапе устанавливаются границы между таксонометрическими единицами районирования.

Разработанная методика прошла апробацию для территории Непала. Однако данная методика может быть применима и в условиях любой другой страны, в том числе и для территории Украины.

По результатам районирования на территории Непала выделено пять дорожных зон (высокогорная, среднегорная, горная, долина и равнинная, или тераи). В рамках зон выделено 12 дорожных районов. Для данных таксонометрических единиц предложены коэффициенты корректировки эксплуатационных ресурсов.

Разработана методика оценки экономической эффективности совершенствования эксплуатации автомобильных дорог за счет оптимального распределения ресурсов на их ремонт и содержание. По данным непальской фирмы Акела Нирман Сева, ЛТД за счет дорожного районирования по условиям эксплуатации автомобильных дорог удается экономить до 15 % эксплуатационных ресурсов. Это приводит к улучшению состояния дорог, уменьшению транспортных затрат и снижению потерь от дорожно-транспортных происшествий. Стоимостная оценка эффекта в экономике Непала от улучшения состояния дорог составляет 8,36 млн. долларов США в год.

Ключевые слова: автомобильная дорога, эксплуатация, транспортно-эксплуатационное состояние, дорожное районирование.