ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Обозначение МД-02068982-08.04.01-АДМ-СЭД-132-24-17
Тема диссертации «Капитальный ремонт автомобильной дороги «Астана-Темиртау»»
Магистрант
Магистерская диссертация допущена к защите в ГЭК
Заведующий кафедрой
Научный руководитель
Нормоконтроль
Омск 2017
| МД-02068982-08.04.01-24-17 |
| Лист |
| МД-02068982-08.04.01-24-17 |
| Лист |
ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………..4
1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫКАПИТАЛЬНОГО РЕМОНТА АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ……………………………………………8
1.1 Производство и контроль качества вновь строящихся, реконструируемых и капитально ремонтируемых автомобильных дорог……………………8
1.2 Современный подход к оценке транспортно- эксплуатационных показателей автомобильных дорог ……………………………………..18
1.3 Внедрение современного зарубежного опыта……………………..33
1.4 Практика платных дорог……………………………………………..40
2 КАПИТАЛЬНЫЙ РЕМОНТ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ АВТОМОБИЛЬНОЙ ДОРОГИ АСТАНА-ТЕМИРТАУ……………………………………….46
2.1 Технические характеристики автомобильной дороги
Астана-Темиртау…………………………………………………………46
2.2 Существенные особенности реализации проекта………………….64
2.3 Коммерческая структура проекта и его правовые основы…………75
2.4 Эффективное распределение рисков,
связанных с реализацией проекта………………………………………..78
2.5 Охрана окружающей среды…………………………………………..80
2.6 Целесообразность внедрения платности на
автодороге Астана-Темиртау…………………………………………….80
3 СОБСТВЕННЫЕ НАУЧНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ………………………………………………………..96
3.1 Информационное моделирование при разработке
проектной документации………………………………………………..96
3.2 Исследование зависимости качества строительства от вида и типов контрольно-измерительных приборов…………………………………..104
3.3Измерения технико-эксплуатационных параметров автомобильных дорог. Контроль состояния покрытия - качества асфальтобетона……………114
ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………...127
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК……………………………………134
ПРИЛОЖЕНИЕ 1…………………………………………………………138
ПРИЛОЖЕНИЕ 2…………………………………………………………139
ПРИЛОЖЕНИЕ 3…………………………………………………………
ПРИЛОЖЕНИЕ 4…………………………………………………………
ПРИЛОЖЕНИЕ 5…………………………………………………………
ПРИЛОЖЕНИЕ 6…………………………………………………………
| МД-02068982-08.04.01-24-17 |
| Лист |
Актуальность темы исследования
В своем послании «Нурлы жол – путь в будущее» Президент Казахстана Назарбаев Н.А. выделил наиболее важным направлением развитие транспортно-логистической инфраструктуры республики.
В настоящее время имеются серьезные проблемы с качеством ремонта дорог и обновлением транспортных средств, обеспеченностью транспортного комплекса квалифицированными кадрами и научными учреждениями транспортного профиля. Эти проблемы снижают эффективность функционирования транспорта Казахстана в сравнении с развитыми государствами и влияют на снижение безопасности грузовых и пассажирских перевозок. Пользователи автомобильных дорог терпят значительные убытки, связанные с тем, что большая часть дорожных объектов республики не позволяет эксплуатировать транспортные средства в благоприятных условиях. Из-за низкого технического уровня, несоответствия параметров дорог размерам движения, перегрузки отдельных участков дорог средняя скорость движения составляет 30 км/час, что приводит к увеличению стоимости перевозок на 20–25%. По оценкам экспертов, автомобиль на казахстанских дорогах расходует в 1,5 раза больше горючего, чем в развитых странах. При этом стоимость обслуживания автомобилей выше в два-три раза, а срок службы меньше на 30%-40%.
Капитальный ремонт автомобильных дорог всегда было трудоемким процессом. В современном мире автодороги - основные магистрали перемещения людей и грузов. Требования к автомобильным дорогам повышаются с каждым годом. Они должны обеспечивать высокую безопасность движения. В этой связи создание технологий, направленных на повышение качества капитального ремонта автодорог, является весьма важной задачей.
Проект капитального ремонта скоростной автомобильной дороги Астана-Темиртау реализуется в рамках проводимой политики по созданию необходимых условий для обеспечения экономического роста, повышения конкурентоспособности отраслей экономики страны и улучшения качества жизни населения за счет формирования сети автомагистралей и скоростных автомобильных дорог, которые обеспечат требуемые показатели скорости, надежности, безопасности и ценовой доступности для потребителей.
| МД-02068982-08.04.01-24-17 |
| Лист |
-создание современной эффективной скоростной автотранспортной инфраструктуры, обеспечивающей сообщение между Астаной и Темиртау, ускорение движения потока пассажиров, товарооборота, снижение транспортных издержек в экономике;
-повышение конкурентоспособности транспортной системы и транзитного потенциала страны;
-улучшение инвестиционного климата в транспортном комплексе, а также привлечение в инфраструктурный сектор экономики дополнительных инвестиционных ресурсов;
Цель диссертационной работы. Повышение эффективности капитального ремонта автомобильной дороги Астана-Темиртау
Основные задачи исследования:
-теоретические аспекты капитального ремонта автомобильных дорог, в т.ч. производство и контроль качества вновь строящихся, реконструируемых и капитально ремонтируемых автомобильных дорог; современный подход к оценке транспортно- эксплуатационных показателей автомобильных дорог и изучение зарубежного опыта капитального ремонта автомобильных дорог;
-капитальный ремонт и эксплуатация автомобильной дороги Астана-Темиртау, в т.ч. показать основные технические характеристики автомобильной дороги Астана-Темиртау; коммерческую структуру проекта; раскрыть существенные особенности реализации проекта; правовые основы; эффективное распределение рисков, связанных с реализацией проекта и охрана окружающей среды;
| МД-02068982-08.04.01-24-17 |
| Лист |
-выводы и предложения.
Степень научной разработанности темы
Вопросами строительства, эксплуатации, капитального ремонта автомобильных дорог посвящены труды следующих авторов:
- М.Ф. Иерусалимской - по укрепленным грунтам и местным малопрочным каменным материалам;
- В.К. Пашкина - по эксплуатации автомобильных дорог;
- З.Э. Рацена - по черным покрытиям;
- В.А. Иванцова - по ремонту и содержанию автомобильных дорог;
- Н.Ф. Сасько - по укрепленным грунтам;
- В.П. Володько - по применению шлаков и др. промышленных отходов в строительстве дорог;
- О.А. Красикова - по эксплуатации автомобильных дорог;
- В.С. Бочарова - по укреплению засоленных грунтов;
- Г.А. Попандопуло - по использованию битумосодержащих пород;
- Е.В. Каганович - по укреплению грунтов и по технологии асфальтобетона;
- Б.Б. Телтаева - по широкому спектру проблем, охватывающих водно-тепловой режим земляного полотна, реологические свойства битума и асфальтобетона, механические свойства мерзлых грунтов, напряженно-деформированное состояние дорожных одежд и их расчет на прочность.
Вопросам обоснования проектирования и строительства платных автомобильных дорог посвящены труды следующих авторов: Лезер А.Ю., Гальперина З.М., Боровик В.С., Жаденова С. К, АндриановA.M., Кондратьев В. С., Абрамов А.И., Воронцова С. М., Дитрих Е. И., Аблалиев С., Аспанбетов Д.,Синчук Ю., Айжанов К.К., Мустафина Л.Е., Бондарь Н.Н., Гасилов В.В, Турсымбекова З.Ж. и др.
| МД-02068982-08.04.01-24-17 |
| Лист |
Научная новизна исследования
В соответствии с техническим заданием на проектирование запроектирована автомобильная дорога III категории «Астана – Рождественка – Киевка - Темиртау». При разработке ПСД было предложено использование информационного моделирования. Кроме того, было проведено исследование зависимости качества строительства от вида и типов контрольно-измерительных приборов
Структура и содержание работы
Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка использованных нормативных актов и литературы.
| МД-02068982-08.04.01-24-17 |
| Лист |
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
По результатам проведенного исследования, сделаем следующие выводы.
Автомобильная дорога «Астана – Рождественка – Киевка – Темиртау» км 53-74 проходит по территории Нуринского района Карагандинской области.
Данная дорога республиканского значения имеет большое значение в обеспечении местных областных автомобильных перевозок грузов и пассажиров.
Проектируемая трасса проходит по существующей автомобильной дороге.
В данное время параметры существующей автомобильной дороги в плане, в продольном и поперечном профилях не соответствуют требованиям к дороге III категории и возросшим показателям транспорта по составу и нагрузкам, тем самым не обеспечивается требуемая видимость и безопасность движения.
Дорожное покрытие поддерживается текущими ремонтами, находится в удовлетворительном состоянии. Земляное полотно постоянно подсыпается в пониженных местах.
В проекте предусмотрен капитальный ремонт существующего покрытия, земляного полотна, строительство нового моста через р. Кокпекты, строительство временной объездной дороги, переустройство ВЛ-10Кв, кабелей связи.
Автодорога построена в 60х годах прошлого века с капитальным типом покрытия при ширине проезжей части 7.0м. На всем протяжении в существующих условиях автодорога проходит по не застроенной территории, кроме участка прохождения через поселок Ахмет аулы.
В настоящее время геометрия поперечного профиля нарушена и не обеспечивает отвод поверхностных вод. Каждый год производится ямочный ремонт. Появились поперечные температурные трещины в асфальтобетонном покрытии (через 8-20м), колейность, имеются отдельные дефекты в прикромочной части, мелкоячеистая сетка трещин.
| МД-02068982-08.04.01-24-17 |
| Лист |
Ширина проезжей части колеблется от 6.0 до 7.0 м, земляного полотна - от 14.0 до 16.0м. Откосы земляного полотна имеют крутизну от 1:1.5 до 1:3.
Дорожная одежда в пределах автодороги состоит из покрытия толщиной в основном от 6 до 14 см.
Ширина покрытия 5.8-7.3 м, обочин 3.5-5 м. Основание покрытия представлено щебеночной смесью из изверженных пород, толщиной от 10 до 38см.Покрытие представлено асфальтобетоном мелкозернистым.
На большей части покрытие сильно деформировано: сеть продольных и поперечных трещин, единичные ямы и выбоины, сколы кромок, неявно выраженная колейность, волнистость, не выдержан поперечный уклон проезжей части. Капитальный ремонт покрытия не выполнялся с 90-х годов, на поверхности следы от множественных ямочных ремонтов.
Автодорогу пересекает ряд логов и пониженных мест, в местах пересечений установлены водопропускные трубы. При проведении изыскательных работ проектируемого участка км53-74 было обследовано 9 существующих железобетонных труб d=1.0м.
Водопропускные трубы находятся в плохом состоянии, основные дефекты водопропускных труб: разрушение защитного слоя бетона, коррозия рабочей арматуры, разрушение швов между звеньями труб, отсутствие укрепления русла у труб. На отдельных водопропускных трубах наблюдаются трещины в оголовках, откосных стенках и звеньях тела трубы, полное разрушение оголовков.
Существующие пересечения и примыкания приурочены к съездам в поселки. Дорожная одежда на пересечениях и примыканиях в плохом состоянии или отсутствует. Некоторые существующие примыкания находятся под острым углом к основной дороге. Не выдержанны параметры сопряжения кромки съезда с кромкой основной дороги. Имеются необустроенные дикие съезды по откосам насыпи. На автодороге имеются автобусные остановки. Выполнено обследование строений, определен объем демонтажных работ. Местоположение и тип существующих съездов, автобусных остановок приведены в соответствующих ведомостях.
| МД-02068982-08.04.01-24-17 |
| Лист |
Автодорогу пересекают ВЛ-10кВ и кабель связи в районе поселка Ахметаулы. Так же есть пересекаемые ВЛ-10кВ и кабель связи на пересечении со съездами.
В соответствии с техническим заданием на проектирование необходимо было запроектировать автомобильную дорогу III категории.
План трассы, практически на всем протяжении совпадает с трассой существующей автодороги. Общее направление существующего участка – с севера на юг.Начало трассы ПК 0+00 соответствует существующему км53 автодороги «Астана – Рождественка – Киевка - Темиртау». Конец участка ПК 209+67 соответствует существующему км74. Протяженность участка составляет 20,967 км. Трасса проходит поравниной местности, на ПК42+60 по мосту, с ПК 60+00 по 74+00 вдоль поселка Ахмет Аулы.
Топогеодезические изыскания выполнены тахеометрической съемкой полосой шириной 100-150м м в условных географических координатах. Трасса привязана теодолитным ходом к опорным пунктам единой государственной геодезической сети и закреплена на местности реперами через 1км. Ось трассы проложена камерально на цифровой модели местности. Эскизы знаков закрепления оси дороги и их местоположение приведены на чертеже "План трассы". Координаты вершин углов определены камерально и приведены в ведомости.
| МД-02068982-08.04.01-24-17 |
| Лист |
Продольный профиль запроектирован из условия обеспечения отвода поверхностных вод и безопасности движения. Возвышение бровки земляного полотна по условиям снегозаносимости по СНиП РК 3.03-09-2006* составляет 1,15.
Принятые вертикальные вогнутые и выпуклые кривые обеспечивают требуемое наименьшее расстояние видимости встречного автомобиля – 350 м. Продольные уклоны профиля не превышают допустимых для дороги III категории.
Продольный профиль запроектирован по программе IndorCAD в условных отметках. Проектные и рабочие отметки продольного профиля даны по оси проезжей части. Типовые поперечные профили насыпи приняты по типовому проекту 503-0-48-87 с учетом требований СНиП РК 3.03-09-2006*.Откосы насыпей и выемок приняты из условий безопасности движения по дороге.
В проекте приняты три основных типа поперечного профиля земляного полотна:Тип 1 – насыпь высотой до 3-х м с крутизной откоса 1:4.0;Тип 2 – насыпь высотой до 3-х м с крутизной откоса 1:4.0 и с притрассовыми резервами; Тип 3 – насыпь высотой более 3-х м с крутизной откоса 1:1.5;
Земляные работы дороги имеют ряд особенностей, затрудняющих их выполнение и организацию: необходимость обеспечения надлежащего сопряжения вновь отсыпанного грунта со старым уплотнившимся земляным полотном, сложность уплотнения присыпаемого грунта. Грунт для уширения предусмотрено доставлять автомобилями из грунтовых сосредоточенных резервов. Проектом предусмотрено двухстороннее уширение земляного полотна. При уширении земляного полотна должно быть достигнуто хорошее сопряжение присыпаемого грунта со слежавшимся грунтом насыпи, обеспечивающее совместную работу старой и новой части земляного полотна. Отсутствие связи между ними может приводить к сползанию новой части земляного полотна под влиянием проникающей влаги и динамического воздействия проезжающих автомобилей. Для лучшего сцепления грунтов существующего земляного полотна с вновь досыпаемым грунтом, предусмотрено рыхление откосов, а при высоте насыпи свыше 2м и при больших уклонах существующего откоса насыпи предусмотрена нарезка уступов.
| МД-02068982-08.04.01-24-17 |
| Лист |
Проектом предусмотрена рекультивация грунтовых резервов с уполаживанием откосов до уклона 1:6 и обратной укладкой ранее снятого растительного слоя грунта.
Укрепление откосов земляного полотна производится посевом трав по растительному слою снятому ранее с откосов и притрассовых резервов.
При проектировании дорожной одежды расчетная нагрузка типа А3 принята согласно п. 6.9 СН РК 3.03-19-2006 – груженный грузовой автомобиль с нагрузкой на одиночную ось 130 кН (13 тс), систематическое обращение которых предусматривается на дороге в расчетный период с учетом перспективы на межремонтный срок службы.
Межремонтный срок службы дорожной одежды определен равным 15 годам согласно «Инструкция по назначению межремонтных сроков службы нежестких дорожных одежд и покрытий» ПР РК 218-05-05.
Расчёт конструкции дорожной одежды произведён по СН РК 3.03.19-2006 «Проектирование дорожных одежд нежёсткого типа».
| МД-02068982-08.04.01-24-17 |
| Лист |
Водопропускные трубы запроектированы капитального типа под расчетную нагрузку А-14 – в виде колесной нагрузки НК-120 и НК-180.
Мост расположен в плане на прямом участке проектируемой автодороги и предназначен для пропуска ливневых и весенних. Уклон продольного профиля 5‰, поперечного 20‰.
Проезжая часть проектируемого моста отделена от тротуаров металлическим барьерным ограждением принятым в соответствии с СТ РК 1278-2004 «Барьеры безопасности металлические». Высота барьерного ограждения принята 0,75м от проезжей части, шаг расстановки стоек барьерного ограждения предусмотрен через 2м.
Пролетные строения моста скомпонованы из предварительно напряженных двутавровых т-образных балок. Плиты опираются на резино - металлические опорные части РОЧ 300х150х33мм.
Пересечения и примыкания
Рабочим проектом предусмотрено устройство: пересечений – 5 шт.; примыканий – 8 шт. Пересечения и примыкания запроектированы с учетом рекомендаций типового проекта 503-0-51.89 «Пересечения и примыкания автомобильных дорог в одном уровне».
Организация и безопасность движения на съездах обеспечивается путем установки соответствующих дорожных знаков и сигнальных столбиков.
Проектом предусматривается устройство 2х автобусных остановок с посадочными площадками для пассажиров и автопавильонами.
Дорожная одежда на автобусных остановках устраивается по типу основной дороги.
На подходах к остановкам устраиваются переходно-скоростные полосы.
В соответствии со СНиП РК 3.03-09-2006* рабочим проектом предусматриваются мероприятия по обеспечению безопасности и организации движения.
| МД-02068982-08.04.01-24-17 |
| Лист |
Конструкция стоек и фундаментов дорожных знаков принята согласно типовому проекту 3.503.9-807 «Опора дорожных знаков на автомобильных дорогах».
Расстановка знаков произведена из условий обеспечения их видимости и исключения возможности повреждения транспортными средствами, в соответствии с СТ РК 1412-2005 «Технические средства организации дорожного движения».
Дорожная разметка проезжей части дороги и съездов выполнена согласно СТ РК 1124-2003 «Разметка дорожная» и типового проекта серии 3.503 - 79 «Дорожная разметка». Разметка наносится термопластиком повышенной прочности к истиранию со светоотражающими шариками. Объемы работ приведены в «Ведомости разметки проезжей части» и «Ведомости объемов работ».
| МД-02068982-08.04.01-24-17 |
| Лист |