Анализ показателей фактического ТЭС

Оцениваемого участка дороги

 

Для установления видов и объемов реконструктивных работ, обеспечивающих повышение транспортно-эксплуатационного состояния данного участка дороги до требуемого действующими нормативными документами (стандартами), необходимо выполнить детальный анализ фактических показателей технического уровня и эксплуатационного состояния всех элементов и характеристик дороги, влияющих на расчетную скорость движения.

Анализ показателей ТЭС позволяет установить параметры и характеристики дороги, которые стали причиной снижения расчетной скорости движения, и назначить виды работ в зависимости от фактического ТЭС АД.

Для удобства выполнения детального анализа на линейный график (см.прил.11) наносим эпюру изменения итогового коэффициента обеспеченности расчетной скорости Крс^итог (принятого за фактический комплексный показатель ТЭС на соответствующем отрезке дороги), а также значения нормативного КПн и предельно допустимого КПп для дорог ΙV технической категории.

Методика анализа фактических показателей ТЭС заключается в сопоставлении значений частных коэффициентов обеспеченности расчетной скорости движения Крс с нормативным значением комплексного показателя при оценке технического уровня и с предельно допустимым КПп – при анализе показателей эксплуатационного состояния.

Из линейного графика следует: в пределах каждого из отрезков дороги, выделенных в зависимости от итогового коэффициента, имеется два и более элементов дороги, частные коэффициенты которых Крс ниже не только нормативного, но и предельно допустимого показателей ТЭС (КПд > КПф), хотя они и не являются итоговыми (минимальными) на соответствующих отрезках дороги.

Информация, характеризующая технический уровень дороги, выраженная частными коэффициентами Крс₁ – Крс₅, и вероятные причины снижения расчетной скорости движения представлены в табл.29.

Таблица 29

Ведомость показателей, характеризующих ТУ дороги

 

Сопоставление фактических значений Крс с КПн=0,67	Адрес микроучастка	Причина снижения расчетной скорости
Крс1=0,65<КПн	ПК 5+00-ПК11+00	Фактическая ширина проезжей части менее проектной (Вф1<Впр)
Крс2=0,66<КПн	ПК5+00-ПК11+00	Неукрепленные обочины
Крс3=0,59<КПн	ПК5+00-ПК11+00	Фактическая интенсивность движения выше нормативной, установленной для дорог ΙV категории
Крс4: 1,10>КПн 0,95>КПн 0,70>КПн 0,68>КПн	ПК5-ПК7; ПК19-ПК27 ПК7-ПК10+30; ПК11+60-ПК18+00 ПК10+30-ПК11+60 ПК18+00-ПК19+00	Смягчение продольных уклонов не требуется То же Не обеспечена Не обеспечена видимость в продольном профиле
Крс5: 0,38<КПн 0,50<КПн 0,45<КПн 0,31<КПн	ПК15-ПК16 ПК19-ПК20 ПК21+45-ПК23+30 ПК25+00-ПК25+80	Радиусы кривых в плане менее допускаемых СНиП 2.05.02-85*; виражи отсутствуют

Из данных табл.29 видно, что частные коэффициенты обеспеченности расчетной скорости Крс ниже нормативного КПн практически по всем элементам и характеристикам дороги, влияющим на расчетную скорость. Исключение составляют продольные уклоны. На основном протяжении дороги Крс₄ варьирует в пределах от 0,95 до 1,10, что существенно больше нормативного КПн. Протяженность участков, характеризующихся коэффициентом Крс4=0,68–0,70, составляет всего 230 м. Следовательно по условию обеспеченности расчетной скорости продольные уклоны на всем протяжении оцениваемого участка не требуют их смягчения; все прочие постоянные элементы дороги нуждаются в доведении их значений до требуемых СНиП 2.05.02-85.

Для сопоставления фактических показателей эксплуатационного состояния дороги с предельно допустимым комплексным показателем КПп используем информацию табл. 30.

Таблица 30

Ведомость показателей эксплуатационного состояния дороги

 

Сравнение фактических Крс с предельным КПн = 0,50	Адрес участка	Причина снижения расчетной скорости
Крс6 = 0,35 < КПп Крс7 = 0,55 > КПп 0,51 ≥ КПп Крс8 = 0,37 < КПп 0,31 < КПп Крс9 = 0,50 = КПп	ПК 10 – ПК 20   ПК 5 – ПК 20 ПК 20 – ПК 27   ПК 11-ПК20   ПК 20 – ПК 27   ПК 20 – ПК 27	Отсутствие продольной ровности покрытия Коэффициент сцепления не отвечает требованиям ГОСТ50597   Прочность дорожной одежды ниже требуемой То же Наличие колей недопустимой глубины

 

Нетрудно заметить из табл. 30 и линейного графика (см. прил. 11), что по условию обеспеченности расчетной скорости эксплуатационное состояния оцениваемого участка существенно ниже предельно допустимого практически по всем переменным параметрам и характеристикам дороги, включая прочность дорожной одежды, ровность, сцепные качества покрытия и глубину колеи. Исключение составляет продольная ровность покрытия на отрезке дороги ПК 5+00 – ПК 10+00, где частный коэффициент Крс8 = 0,72, т.е. выше предельно допустимого (КПп = 0,50). Однако фактическая прочность дорожной конструкции на данном участке, выраженная модулем упругости, составляет Еф = 109 МПа против требуемого Етр = 150 МПа. На других характерных участках прочность дорожной конструкции характеризуется значительно более низкими показателями, а именно: частный коэффициент обеспеченности расчетной скорости Крс8 варьирует в пределах от 0,37 до 0,31. При этом фактическая прочность дорожной конструкции по упругому прогибу оценивается модулем Еф = 90 МПа, что свидетельствует о неизбежности прогрессирующего развития всех видов деформации покрытия (при дальнейшей эксплуатации данного участка дороги).

По результатам анализа показателей ТЭС дороги следуют выводы:

- оцениваемый участок существующей автомобильной дороги не отвечает требованиям нормативных документов по обеспеченности расчетной скорости движения как по техническому уровню, так и по эксплуатационному состоянию (КПн> КПд< КПп);

- фактические элементы дороги в плане и поперечном профиле, характеризующие ее технический уровень (радиусы кривых в плане, ширина обочин, прямые вставки и ряд других геометрических параметров), менее предельно допустимых СНиП 2.05.02-85* для дорог ΙV категории;

- достигнутая на момент обследования фактическая интенсивность движения Nф>2000 авт/сут соответствует дороге ΙΙΙ категории, поэтому принимаем решение: реконструкция автомобильной дороги ΙV категории п.Талинка – п.Ловинское (КМ 0+500 – КМ 2+700) должна осуществляться с повышением ее категории до III.

 

Планирование видов работ на основе анализа фактического состояния дорог

 

Согласно Порядку разработки проектной документации [16] оценка транспортно-эксплуатационного состояния автомобильных дорог включается в перечень обязательных исходных данных для разработки предпроектной документации – «Обоснование инвестиций» (см. прил.3).

Показатели фактического ТЭС АД, пропускной способности, безопасности движения, способности пропускать автомобили с разрешенной массой и осевыми нагрузками, другие характеристики дороги являются исходной информацией для планирования видов и объемов реконструктивных работ.

Цель планирования видов дорожных работ – получить технико-экономически обоснованную программу работ, которая при наименьших затратах обеспечивает приведение существующей дороги в полное соответствие с нормативными требованиями к дороге назначенной категории. Для составления программы используются результаты анализа показателей ТЭС и проработки конкурентоспособных вариантов проложения трассы, конструкций дорожных одежд, других элементов дороги и дорожных сооружений, в том числе объектов сервиса (автобусные остановки, площадки отдыха и др.).

Применительно к дороге (участку) п.Талинка – п.Ловинское виды реконструктивных работ (включаемые в ОИ) назначаем, исходя из следующих положений (условий):

- фактического технического уровня и эксплуатационного состояния;

- полного финансирования, т.е. достаточного для выполнения всего комплекса работ, обеспечивающих повышение ТЭС до нормативных требований к дорогам ΙΙΙ категории, экологическую безопасность дороги и прилегающей местности, безопасность движения, другие требования потребителя;

- с учетом основных положений действующей классификации видов дорожных работ;

- с учетом взаимного влияния элементов и характеристик дороги на дорожные условия и безопасность движения;

- в соответствии с требованиями СНиП 2.05.02-85*, Государственных стандартов и рекомендациями отраслевых методических документов к геометрическим параметрам и характеристикам дороги.

Ориентировочный состав проектных работ, выполняемых на стадии обоснования инвестиций реконструкции автомобильной дороги п.Талинка – п.Ловинское км 0+500 – км 2+700:

1. Обоснование наиболее эффективного варианта положения оси дороги, обеспечивающего устранение извилистости трассы. В качестве конкурирующих планируется рассмотреть варианты:

- увеличения радиусов кривых в плане до значений допустимых строительными нормами для автомобильных дорог ΙΙΙ категории, исходя из условия возможности и целесообразности сочетания участков трассы проложенных по существующей дороге, и нового направления (за счет сокращения количества углов поворота);

- проектирования трассы, состоящей из сопряженных между собой биклотоид (без круговых кривых и прямых вставок длиной менее 300 м).

При выборе варианта в качестве приоритетных показателей необходимо принять безопасность дорожного движения (БДД) и возможность максимального использования существующего земляного полотна (без дополнительного отвода земель для размещения дороги).

2. Проектирование продольного профиля по условию обеспечения видимости полотна дороги путем сопряжения переломов проектной линии выпуклыми кривыми радиусов R≥10000 м (на участках с алгебраической разностью смежных уклонов ≥ 10 ‰).

3. Обоснование способа уширения земляного полотна и дорожной одежды по условию технологичности выполнения земляных работ и другим показателям.

4. Разработка вариантов конструкции дорожной одежды с учетом наличия местных дорожно-строительных материалов, возможного использования существующей дорожной одежды и других условий.

5. Расчет конструкции по условию допустимого упругого прогиба. Требуемый коэффициент прочности Кпр принять для уровня надежности Кн = 0,95; за расчетную принять нагрузку, соответствующую автомобилю группы А3 (статическая нагрузка на ось 130 кН).

6. Проектирование съезда на примыкающую дорогу V категории с гравийным покрытием (ПК 11+60) по условию обеспечения БД.

7. Проектирование обустройства дороги; размещение и тип дорожных знаков, ограждений, дорожной разметки, других технических средств ОДД принять по ГОСТ Р 52289-2004.

Технические решения, обеспечивающие инвестиции в реконструкцию дороги могут быть дополнены (изменены) в зависимости от фактичесих условий по договоренности заказчика с проектной организацией.

Эффективность проектных решений для реконструкции автомобильных дорог (участка) достигается на основе сравнения вариантов, в том числе:

- рациональным решением плана и продольного профиля реконструируемой дороги (участка), обеспечивающим оптимальные транспортно-эксплуатационные характеристики и стоимость работ;

- оптимальным размещением пересечений (примыканий) дорог;

- ускорением ввода дороги (участка) в эксплуатацию;

- внедрением прогрессивных методов выполнения строительных работ, применением новых материалов и т.д.

В качестве критерия экономической эффективности принципиально может быть принят один из следующих показателей:

- интегральный эффект – сумма эффектов за весь период эксплуатации сравниваемых вариантов;

- индекс доходности – отношение суммы эффектов к общей величине единовременных затрат;

- внутренняя норма доходности – неизменная в течение расчетного периода норма дисконта, при которой сумма эффектов равна сумме единовременных затрат;

- срок окупаемости – минимальный интервал времени от начала расчетного периода, за пределами которого интегральный эффект становится и в дальнейшем остается неотрицательным.

При выборе критерия экономической эффективности можно руководствоваться следующими рекомендациями ОДН [11];

- если для инвестора важна общая сумма эффекта, получаемая при реализации выбранного варианта, тогда в качестве основного критерия принимают интегральный эффект;

- в случае, когда важное значение имеет срок, после которого вложенные средства будут иметь отдачу, лучшим является вариант с наименьшим сроком окупаемости.

При подготовке документации, обосновывающей варианты реконструкции в состав ОИ должна включаться (в качестве обязательной) оценка социально-экономической эффективности и последствий от реализации принятого варианта. Вариант, имеющий наивысшие показатели экономической эффективности инвестиций с учетом экологической безопасности и социальных интересов населения, является оптимальным.

Наиболее значимыми формами социально-экономического эффекта являются:

- снижение транспортных издержек (эффект на перевозке грузов и пассажиров);

- снижение потерь от ДТП;

- повышенный комфорт, удобство движения, другие потребительские свойства дороги.

 

Заключение

Авторам данной работы представляется целесообразным обратить особое внимание студентов на следующее:

- в учебном пособии рассмотрен порядок разработки и состав предпроектной и проектной документации с акцентом на проектирование несложных объектов, т.е. при двухстадийном проектировании реконструкции. Но необходимо помнить, что при трехстадийном проектировании технически сложных объектов, требующих индивидуальных проектных решений, порядок разработки и состав ОИ принимаются в соответствии с теми же положениями и рекомендациями, что и при двухстадийном. Итоговым документом проектирования сложных объектов реконструкции является «Рабочая документация», представляющая собой детализацию проектных решений, принятых в «Инженерном проекте».

Изучая проблему реконструкции автомобильных дорог, студенты должны помнить, что эффективность проектных решений зависит в значительной степени от способа их реализации, в том числе от принимаемых технологий, использования дорожно-строительных машин и материалов, а также контроля качества выполнения работ, других факторов. Поэтому для принятия проектных решений уже на начальной стадии проектирования – «Обоснование инвестиций» – необходимо изучить и руководствоваться научными и техническими достижениями в материаловедении, технологии выполнения строительных работ, других областях дорожно-строительного направления.

Проблема выбора наиболее рациональной технологии устройства земляного полотна и дорожных одежд при необходимости их уширения, а также современные способы восстановления прочностных свойств дорожных конструкций, повторного использования материалов старого покрытия с применением рисайклинга и без него, решение других задач реконструкции автомобильных дорог достаточно полно отражены в публикациях А.П.Васильева, М.С. Коганзона, В.С.Истомина, Г.С.Бахраха, других ученых и специалистов дорожного профиля.

 

Авторы выражают глубокую благодарность рецензентам проф. д-ру техн. наук Аккерману Г.Л. и главному инженеру проектов Зиневичу Г.Г. за ценные замечания и помощь, оказанную ими в процессе работы над пособием.

 

 

Библиографический список

 

1. Классификация работ по ремонту и содержанию автомобильных дорог общего пользования [Текст]. М., 2002.

2. Реконструкция автомобильных дорог [Текст]/ под ред. проф. В.Ф. Бабкова. М.: Транспорт, 1978.

3. Васильев, А.П. Некоторые вопросы реконструкции автомобильных дорог [Текст]/ А.П. Васильев // Наука и техника в дорожной отрасли. 1998. № 1.

4. Классификация работ по капитальному ремонту, ремонту и содержанию автомобильных дорог общего пользования и искусственных сооружений на них. Приказ № 160 от 12.11.2007 г. Минтранса России.

5. Васильев, А.П. Реконструкция автомобильных дорог. Технология и организация работ [Текст]: учеб. пособие/ А.П. Васильев, Ю.М. Яковлев, М.С. Коганзон [и др.]. М., 1998.

6. Классификация работ по модернизации, капитальному ремонту, ремонту и содержанию автомобильных дорог общего пользования (проект) [Текст]. М., 2006.

7. ОДН 218.046-2001. Проектирование нежестких дорожных одежд [Текст]. М., 2001.

8. СНиП2.05.02-85* [Текст]. Автомобильные дороги. М., 2004.

9. ГОСТ Р 52398-2005. Классификация автомобильных дорог [Текст]/ ФА по техническому регулированию и метрологии; Стандартинформ. М., 2006.

10. ГОСТ Р 52399-2005. Геометрические элементы автомобильных дорог [Текст]/ Стандартинформ. М., 2006.

11. ОДН 218.0.006-2002. Правила диагностики и оценки состояния автомобильных дорог [Текст]/ Минтранс России. М., 2003.

12. Временное руководство по оценке уровня содержания автомобильных дорог [Текст]. Утв. ФДС России. М., 1997.

13. ГОСТ Р 50597-93. Автомобильные дороги и улицы. Требования к эксплуатационному состоянию, допустимому по условиям обеспечения дорожного движения [Текст]. М., 1993.

14. ГОСТ 21.101-97. СПДС. Основные требования к проектной и рабочей документации [Текст]. М., 1997.

15. ОДН 218.1.001-2005. Рекомендации по разработке и применению документов технического регулирования в сфере дорожного хозяйства [Текст]/ Росавтодор. М., 2005.

16. Порядок разработки, согласования и утверждения проектной документации для дорожных работ, финансируемых из федерального дорожного фонда [Текст]. Введ. 1999-07-01. М., 2007.

17. ГОСТ 52577-2006. Методы определения параметров геометрических элементов автомобильных дорог [Текст]. Введ. 2006-10-09М., 2007.

18. ОДН 218.1.052-2002. Оценка прочности нежестких дорожных одежд [Текст]/ Минтранс России. М., 2003.

19. Васильев, А.П. Эксплуатация автомобильных дорог и организация дорожного движения [Текст]/ А.П. Васильев, В.Н. Сиденко. М.: Транспорт, 1990.

20. Сильянов, В.В. Транспортно-эксплуатационные качества автомобильных дорог и городских улиц [Текст]/ В.В. Сильянов, Э.Р. Домке. М., 2007.

21. Рекомендации по строительству макрошероховатых дорожных покрытий из открытых битумоминеральных смесей [Текст]/ Росавтодор. М., 1992.

22. ГОСТ 30412-96. Дороги автомобильные и аэродромы. Методы измерений неровностей оснований и покрытий [Текст]. Введ. 1997-01-01. М., 1997.

23. ГОСТ 30413-96. Дороги автомобильные. Метод определения коэффициента сцепления колеса автомобиля с дорожным покрытием [Текст]. Введ. 1997-07-01. М., 1997.

24. Васильев, А.П. Причины образования колей и пути их устранения [Текст]/ А.П. Васильев // Наука и техника в дорожной отрасли 1999. № 2.

25. Рекомендации по выявлению и устранению колей на нежестких дорожных одеждах [Текст]: ОДМД / Росавтодор. М., 2002

26. ГОСТ 52289-2004. Правила применения дорожных знаков, разметки, светофоров, дорожных ограждений и направляющих устройств [Текст]/ РосДОРНИИ. М., 2004.