Анотація до роботи:

Крупа Н.В. Підвищення рівності проїзної частини і плавності руху в проектах ремонту і реконструкції автомобільних доріг. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.22.11 – «Автомобільні шляхи та аеродроми» - Харківський національний автомобільно-дорожній університет, Харків, 2005.

Особливості проектних нерівностей приводять до погіршення плавності руху, зменшення міжремонтних термінів, підвищенню витрат на вирівнювання проїзної частини доріг. Для вирішення цієї проблеми, для порівняння варіантів вирівнювання, обґрунтування проектного рішення розроблено метод підвищення рівності проїзної частини з оцінкою існуючої і проектної нерівності в проектах ремонту і реконструкції автомобільних доріг. Метод базується на математичній моделі дії сполучень елементів проектного поздовжнього профілю на коливання підресорної маси автомобіля.

Оцінка початкової проектної нерівності і обґрунтування параметрів сполучень профілю досліджені із моделюванням коливань підресорної маси автомобілю і розрахунком віброприскорень, віброшвидкостей, показників поштовхоміру і індексу нерівності IRI.

Розроблено методику об'ємного вирівнювання проїзної частини з контролем початкової нерівності в проектах ремонту і реконструкції доріг, завдяки якій досягається раціональний варіант конструкції вирівнювання з допустимою проектною нерівністю і задовільними показниками плавності руху.

Визначено економічний ефект рекомендацій, який досягається за рахунок зменшення опору кочення і механічної роботи при подоланні сполучень елементів поздовжнього профілю і відповідно зниження транспортної складової собівартості перевезень.

1. У дисертації наведено нове вирішення наукового завдання, що виявляється в підвищенні рівності проїзної частини і плавності руху в проектах ремонту та реконструкції автомобільних доріг. Встановлено ряд причин, що відносяться до проектної діяльності, за якими не забезпечується плавність руху. Однією з основних причин є недостатнє обґрунтування в ДБН В.2.3-4-2000 параметрів сполучень поздовжнього профілю і методів оцінки нерівності в проектах ремонту та реконструкції доріг. З метою підвищення рівності проїзної частини і плавності руху вперше розроблено математичну модель дії елементів проектної проїзної частини на коливальну систему автомобіля.

2. В математичній моделі зовнішня дія в рівнянні коливань підресорної маси автомобіля визначається другим елементом сполучення (прямою, круговою кривою, сплайном). Характеристики дії визначаються параметрами сполучень елементів поздовжнього профілю. В загальному випадку дослідження дії будь-яких сполучень профілю на коливання автомобіля достатньо описати другий елемент сполучення багаточленом не вище третього степеня.

3. За результатами моделювання дії сполучень елементів поздовжнього профілю на коливальну систему автомобіля встановлено, що проектні сполучення профілю збуджують істотні коливання. При допущених ДБН В.2.3-4-2000 різницях похилів Di=20 для четвертої і Di=10 для третьої категорії в сполученнях профілю коливання відповідають показникам поштовхоміру 136-170 см/км і 77-87 см/км. На таких сполученнях гранична експлуатаційна нерівність (за ДСТУ 3587-97) досягається в два-три рази швидше, ніж це обумовлено нормативними міжремонтними термінами служби дорожнього покриття.

4. Обґрунтовані значення граничної нерівності в проектах доріг. Встановлено, що граничні проектні нерівності повинні складати не більше 50 % від сумарної нерівності, що нормується ДБН В.2.3-4-2000 відповідно до категорії дороги і матеріалу покриття. Проектні нерівності не повинні збуджувати коливання більше 20-40 см/км. При використанні методу IRI проектні нерівності встановлюються на рівні 30-40 дюймів/милю з тим, щоб сума їх з технологічними нерівностями не перевищила 60-100 дюймів/милю, що відповідає показникам поштовхоміру 20-40 см/км.

5. Дослідження дії сполучень профілю на коливання автомобіля дозволили встановити залежності показників плавності руху і початкової нерівності від параметрів сполучень поздовжнього профілю. На основі цих залежностей обґрунтовані вимоги до елементів проектних сполучень за показниками плавності руху та початкової нерівності і розроблені рекомендації по призначенню параметрів сполучень елементів поздовжнього профілю. Значення алгебраїчної різниці похилів 7-10 , що рекомендовані для доріг IV категорії, забезпечують проектну нерівність 30-40 см/км, для доріг III категорії відповідно 6,5-7,5 і 25-30 см/км.

6. За результатами дослідження дії сполучень вертикальних кругових кривих на коливання автомобіля запропоновані граничні співвідношення радіусів опуклої і угнутої кривої, які дозволяють досягати нормативну початкову нерівність.

7. Розроблено методику оцінки початкової нерівності в проектах ремонту і реконструкції автомобільних доріг, яка включає побудову цифрової моделі поверхні існуючого дорожнього покриття, побудову трас лівої і правої колії руху автомобіля, рішення рівнянь коливань, аналіз показників поштовхоміру і показників вібронавантаженості (віброшвидкостей і віброприскорень).

8. Розроблено методику об'ємного багатошарового вирівнювання проїзної частини з контролем початкової нерівності в проектах ремонту і реконструкції доріг, яка забезпечує досягнення варіанту вирівнювання з допустимою проектною нерівністю. Методика забезпечує задовільні показники плавності руху і раціональність конструкції вирівнювання.

9. Економічний ефект досягається за рахунок підвищення плавності поверхні проїзної частини в сполученнях поздовжнього профілю із зменшенням опору кочення і механічної роботи автомобілів і відповідно зниженням транспортної складової собівартості перевезень в частині змінних витрат. Річний економічний ефект на одному кілометрі дороги складає: для доріг другої категорії 0,30 тис. гривень, третьої категорії – 0,64 тис. гривень, четвертої категорії – 1,10 тис. гривень.

Публікації автора:

а) фахові видання за переліком ВАК України

1. Крупа Н.В. Ресурсосберегающие методы проектирования капитального ремонта дорожных покрытий // Автомобільні дороги і дорожнє будівництво. - 2001. - №62. – С. 15-19.

2. Ряпухін В.Н., Крупа Н.В. Підвищення початкової рівності в проектах ремонту і реконструкції автомобільних доріг // Автошляховик України. -2004. - №3. – С. 31-34.

3. Крупа Н.В. Оцінка початкової нерівності в проектах автомобільних доріг // Вестник ХНАДУ: Сб. научн. тр. – Харьков – 2004 - №26. – С.61-63.

а) інші публікації

4. Величко Г.В., Филиппов В.В., Крупа Н.В. Цифровая технология анализа и исправления неровностей дорожного покрытия // Автомобильный транспорт и дорожное хозяйство на рубеже 3-го тысячелетия. Материалы международной научной конференции. – Харьков: ХГАДТУ, 2000. – С. 145 – 147.

5. Токарев Л.А., Крупа Н.В. Методы повышения точности моделирования существующей поверхности при капитальном ремонте дорог. Проектирование многослойного выравнивания // Современные технологии изысканий, проектирования и геоинформационного обеспечения в промышленном, гражданском и транспортном строительстве.–2000.- №1.– С.74 – 78.

6. Величко Г.В., Крупа Н.В., Филиппов В.В. Объемное выравнивание проезжей части в проектах капитального ремонта и реконструкции автомобильных дорог // Автоматизированные технологии изысканий и проектирования. – 2001. - №3. – С. 31-35.

7. Крупа Н.В., Токарев Л.А., Филиппов В.В. CREDO: объемное выравнивание проезжей части в проектах капитального ремонта и реконструкции автомобильных дорог // Автомобильные дороги. – 2001. - №10. – С. 50-53.

8. Крупа Н.В. Обоснование требований к проектной ровности проезжей части автомобильных дорог // Автоматизированные технологии изысканий и проектирования. – 2004. - №13. – С. 35-39.

9. Крупа Н.В. Повышение начальной ровности в проектах автомобильных дорог // Сучасні проблеми та перспективи розвитку дорожньо-будівельного комплексу України: Тези міжнародної науково-технічної конференції, яка присвячена 60-річчю Національного транспортного університету. – Київ, НТУ, 2004. – С.27.

10. Крупа Н.В. Обоснование требований к начальной ровности проезжей части автомобильных дорог // Сучасні технології та матеріали для будівництва й експлуатації автомобільних доріг: Матеріали наукового семінару молодих вчених та аспірантів. – Харків, ХНАДУ, 2004. – С. 30-31.