Модернизация и научные исследования в транспортном комплексе

УДК 338.47/656

ФОРМИРОВАНИЕ И ПРОБЛЕМЫ ТРАНСПОРТНОГО КОМПЛЕКСА МАЛЫХ ГОРОДОВ ПЕРМСКОГО КРАЯ

М.А. Ярков

Пермский национальный исследовательский политехнический университет (Лысьвенский филиал), Россия

Рассматриваются проблемы транспортного комплекса малых городов Пермского края. Проведен анализ теоретических вопросов организации автомобильного движения, а также отражена специфика данного вопроса в Пермском крае.

Ключевые слова: транспортные потоки, дорожная сеть, магистральная сеть, плотность потока, улично-дорожная сеть, Пермский край, дорожная сеть.

На сегодняшний день проблема управления транспортными потоками городов становится приоритетной задачей не только в крупных городах. Системы управления транспортной сетью должны быть основаны на исследованиях транспортных потоков и создании прогнозируемого алгоритма движения транспортных средств. Главными критериями оценки состояния транспортной нагрузки являются интенсивность движения транспорта, движение общественного транспорта, средняя скорость движения, заторы, задержки [2]. Это напрямую относится к переходу на путь инновационного развития с использованием интеллектуальных транспортных систем и высокоскоростных транспортных коммуникаций.

В процессе развития транспортных систем основным направлением функционирования является создание связи между подсистемами для соответствия параметров магистральной сети и транспортной нагрузки.

Несмотря на различия транспортных систем в крупных и малых городах, существует ряд общих факторов: плотность населения, рост автомобилизации и неразвитая инфраструктура [5].

Организация управления транспортным комплексом города включает в себя управление внутригородским и междугородним пассажирским транспортом, специализированным транспортом, грузовым транспортом, транспортными депо, гаражами, вокзалами, автостоян-

221

ками, парковками, заправочными и ремонтными станциями, сервисными службами [3].

Для управления транспортным комплексом города необходимо соблюдать соответствие мощностей всех звеньев транспортной системы. Основными задачами муниципальных органов по управлению транспортным комплексом являются [1]:

–обеспечение функционирования транспортных линий и магистралей;

–организация системы транспортного движения;

–диспетчеризация и контроль транспортного движения;

–контроль состояния муниципального подвижного состава;

–обеспечение безопасности на транспорте.

В большинстве российских городов существуют проблемы, связанные с управлением транспортным комплексом и транспортной системой в целом.

Специфика формирования дорожных сетей различных видов определяет целесообразность опережения развития относительно других отраслей. Развитие транспортной системы необходимо базировать на экстенсивном увеличении автопарка городов и региона в целом.

Повышение эффективности транспортной сети основывается на следующих принципах:

–опережающие развитие транспортной отрасли;

–планомерный подход к финансированию транспортной отрасли;

–развитие координации взаимодействия различных видов транс-

порта;

–развитие конкурентного потенциала транзитных видов транспорта;

–обновление автомобильного парка.

Сегодня в Пермском крае наблюдается тенденция ускоренной деградации муниципальных и региональных автодорог. Наиболее слабо развита местная дорожная сеть в г. Гремячинске, Краснокамске, Чусовом.

Автомобильный транспорт Пермского края на данный момент имеет ряд основных проблем:

–перегрузка автомобильных дорог федерального и регионального значения;

–недостаточныйуровеньтехническогосостоянияавтодорожнойсети;

–высокий уровень износа парка автотранспортных средств;

–низкий уровень транспортной инфраструктуры.

Серьезной проблемой на данный момент является низкая пропускная способность дорожной сети. Проблема пропускной способности

222

касается не только крупных, но и малых городов, так как большинство транспортных развязок, путепроводов, проезжих частей и улиц города не рассчитаны на высокий рост автомобилизации. Массовая автомобилизация требует модернизации улично-дорожной сети. К этим мерам можно отнести:

–расширение проезжих частей;

–увеличение числа парковочных мест и стоянок транспортных средств;

–строительство развязок и объездных дорог;

–ремонт и обслуживание существующих проезжих частей. Создание системы диагностики и мониторинга состава интенсив-

ности движения на муниципальных и региональных автодорогах позволит прогнозировать развитие транспортной системы [4].

Негативное развитие дорожной сети Пермского края характеризуется увеличением количества автотранспортных средств и повышением уровня автомобилизации. Необходимость формирования дорожной инфраструктуры диктуется увеличением доли перевозки грузов и пассажиров автомобильным транспортом. Главной задачей развития автомобильных дорог Пермского края является создание единой дорожной сети. Формирование единой дорожной сети предусматривает:

–анализ и мониторинг интенсивности движения;

–диагностика транспортно-эксплуатационных показателей дорог;

–развитие безопасной внутригородской улично-дорожной сети;

–формирование новых прямых автотранспортных связей между центрами муниципальных районов;

–увеличение количества магистральных сетей транспортной коммуникации.

Вопрос развития автомобильного транспорта приобретает особое значение. Для обеспечения высокого уровня развития транспортного комплекса и транспортной сети в целом необходимо развитие инфраструктуры. Для этого должны быть разработаны и внедрены такие механизмы как:

–реконструкция и строительство транспортных магистралей;

–обновление парка автотранспортных средств и повышение качества транспортных услуг;

–оптимизация движения потоков транспортных средств. Комплексное развитие транспортного потенциала характеризуется

саморегулированием автомобильного транспорта на местном муниципальном уровне.

223

Таким образом, становится очевидной необходимость создания системы мер, позволяющих не только снизить нагрузку в определенных узлах УДС, но и спланировать застройку с учётом растущего количества автомобилей.

Список литературы

1.Бусалов Е.Ф. Организация управления в городском хозяйстве. –

М., 2012. – С. 72.

2.Новик А.А. Правовое регулирование пассажирских перевозок городским транспортом общего пользования // Транспортное право. – 2005. – № 1. – С. 41–44.

3.Сираждинова Р.Ж. Управление в городском хозяйстве: учеб. по-

собие. – М.: КНОРУС, 2009. – 352 с.

4.Чернова Г.А. Рыночное развитие пассажирских перевозок пассажиров должно быть управляемым // Пассажирский транспорт. –

2009. – № 2. – С. 12.

5. Социально-экономические проблемы развития транспортных систем городов / Материалы IV Междунар. (VII Екатеринбургской) на- уч.-практ. конф. – Екатеринбург: Комвакс, 1998. – 126 с.

Об авторе

Ярков Михаил Андреевич (Пермь, Россия) – студент, Пермский национальный исследовательский политехнический университет (Лысь-

венский филиал) (618900, г. Лысьва, ул. Ленина, 2а; e-mail: Michael_ Yarkov@mail.ru).

224

Секция 3

МОДЕРНИЗАЦИЯ, ЭКСПЛУАТАЦИЯ, СТРОИТЕЛЬСТВО И РЕКОНСТРУКЦИЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ, МОСТОВ, ТОННЕЛЕЙ, АЭРОДРОМОВ, ТРУБОПРОВОДОВ, ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ ДОРОЖНОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ

225

УДК 629.073: 624.139

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ВНУТРИГРУНТОВОГО ИСТОЧНИКА ТЕПЛА

НА ПРОМЕРЗАНИЕ-ОТТАИВАНИЕ ГРУНТОВОГО МАССИВА

М.Н. Апталаев

Пермский национальный исследовательский политехнический университет (Лысьвенский филиал), Россия

Число дорожно-транспортных происшествий, допущенных по причине неудовлетворительного состояния дорог и улиц, растет год от года как в России, так и в Пермском крае в частности. Одним из наиболее значимых негативных факторов, вызывающих ухудшение условий эксплуатации дорог и улиц, а в дальнейшем и их разрушение, является строительство дорог в зоне действия подземных инженерных коммуникаций.

Для оценки эффективности применяемых методов снижения влияния канального либо бесканального теплопровода на ход сезонного промерзания, оттаивания и других процессов, протекающих в грунте, было выполнено данное исследование. Выбрана математическая модель для численной оценки влияния трубопровода на систему «грунтовый массив – дорожная одежда». Приведено описание эксперимента по изучению хода сезонного промерзания грунтового массива. Выполнено сравнение эффективности наиболее популярных теплоизоляционных материалов, применяемых при прокладке теплопроводов, и конструкций каналов по снижению влияния подземных инженерных коммуникаций на тепловой режим грунтового массива.

Исследование показало, что трубопровод подземной прокладки (как канальный, так и бесканальный) оказывает значительное влияние на тепловой режим грунтового массива, а наиболее эффективным методом снижения его влияния на земляное полотно будет применение железобетонного коллектора с теплоизоляцией из пенополиуретана.

Ключевые слова: подземные инженерные коммуникации, математическое моделирование, теплопроводность грунта, водно-тепловой режим грунтового массива, методытеплоизоляции, теплоизоляционныематериалы.

Согласно регламентным таблицам ГИБДД РФ ежегодно до 25 % всех дорожно-транспортных происшествий (ДТП), допущенных на территории Российской Федерации, происходят по причине неудовлетворительного состояния дорог и улиц (Регламентные таблицы ГИБДД

2014–2015 гг.).

226

Надежность и долговечность дорожных одежд определяется действием многих факторов: нагрузки, действующие на дорогу от проезжающих по ней транспортных средств, грунтовые и поверхностные воды, природно-климатические факторы, хозяйственная деятельность людей в окрестности автомобильной дороги.

Основное негативное воздействие на дорогу связано с водой. Так, крайне опасным является воздействие динамических нагрузок от проезжающего транспорта на дорожную одежду в периоды сильного увлажнения и переувлажнения ее основания и земляного полотна. Крайне негативно на состоянии дорожной одежды сказывается промерзание влажного грунта. Промерзание может распространяться на 1,0–2,50 м

вглубину грунта в зависимости от климатических условий. Вода

вгрунте может замерзнуть до глубины промерзания, что вызывает увеличение ее объема на десять процентов [1]. Поскольку в связанном грунте нет места для увеличения объема, грунт начинает подниматься вверх. Наблюдается так называемое морозное пучение, обусловленное образованием ледяных линз. Подобные движения грунта могут приводить к значительным разрушениям дорожных покрытий.

Основное негативное воздействие на дорогу связано с водой. Главные источники увлажнения дорожных одежд:

–атмосферные осадки, просачивающиеся через трещины в покрытии, через обочины;

–вода, скапливающаяся на поверхности дорожного полотна;

–вода, застаивающаяся в боковых резервуарах и кюветах;

–грунтовая вода, поднимающаяся к поверхности по капиллярам;

–парообразная вода, перемещающаяся от теплых слоев к более холодным [2].

Наличие подземных инженерных коммуникаций (водо- и теплопроводов) вблизи дорог и улиц способствует удлинению талого периода для грунта земляного полотна и, следовательно, увеличению периода накопления остаточных деформаций в дорожном полотне. Прокладка подземных теплопроводов увеличивает число циклов замерзанияоттаивания грунта, что вызывает еще большую прогрессию в накоплении остаточных деформаций земляного полотна. Также в области действия внутригрунтовых источников тепла может наблюдаться незначительное увеличение влажности грунта по сравнению с обычными участками, что также сказывается на темпе накопления деформаций в системе «дорожная одежда – земляное полотно» [3].

227

Для обоснования рекомендаций по размещению сетей инженерных коммуникаций в окрестностях объектов транспортной инфраструктуры требуется получить модель влияния внутригрунтового источника тепла (подземного трубопровода) на водно-тепловой режим грунтового массива дорожной одежды, проверить ее достоверность, провести расчеты для определения оптимальных параметров тепло- и гидроизоляции внутригрунтовых источников тепла.

Схема исследуемой системы «подземный трубопровод – дорожная одежда» представлена на рисунке.

Рис. Система «подземный трубопровод – дорожная одежда»: H – глубина оси трубопровода; h1 (h2) – толщина слоев дорожной одежды; b – горизонтальное расстояние между осями труб трубопровода; tв – температура воздуха окружающей среды; tгр – температура грунта на глубине оси трубопровода

В целях практического изучения влияния внутригрунтового источника тепла на температурный режим грунтового массива, а также на процессы замерзания-оттаивания был проведен натурный эксперимент. Экспериментальная установка состояла из следующих компонентов:

–программируемый цифровой термометр DS18B20+PAR;

–адаптер 1-Wire DS9490;

–неэкранированная витая пара;

–персональный компьютер;

–источник питания;

–программное обеспечение Benuks.

Эксперимент проводился в течение 6 месяцев 2014 г. на территории г. Лысьвы Пермского края. Лента датчиков погружалась верти-

228

Расчет был выполнен для двухстороннего трубопровода с диаметром прохода 600 мм, толщиной стенки 9 мм [3]. Для примера расчёты выполнены для глубины заложения сети 2,0 м и температуры грунта на уровне оси трубы t0 = 1 °С. Дорожная одежда в проведённых расчётах во внимание не принималась.

Было установлено, что оптимальным вариантом конструкции теплоизоляции подземного трубопровода является применение железобетонного коллектора с толщиной стенок не менее 100 мм, с нанесенным на них слоем пенополиуретана толщиной не менее 60 мм, с расстоянием от внешних точек труб до стенок коллектора не менее 200 мм. Данная конструкция обеспечивает полное исключение влияния трубопровода подземной прокладки на процесс промерзания-оттаивания грунтового массива.

Список литература

1.Нестле Х. Справочник строителя. Строительная техника конструкции и технологии. – М.: Техносфера, 2007. – 394 с.

2.Иванов Д.В., Зарапин Ю.А. Методы регулирования водно-тепл- ового режима земляного полотна автомобильных дорог // Научный вестник ТГТУ. – 2008. – С. 255–259.

3.Горячев М.Г., Довикян А.Н. Влияние бесканальных теплосетей

вфутляре на водно-тепловой режим земляного полотна // Наука и техника дорожной отрасли. – 2008. – № 1. – С. 26–28.

4.Сафонов А.П. Сборник задач по теплофикации и тепловым сетям: учеб. пособие для вузов. – М.: Энергоатомиздат, 1985. – 232 с.

Об авторе

Апталаев Марат Назимович (Пермь, Россия) – старший преподаватель, Пермский национальный исследовательский политехнический университет (Лысьвенский филиал) (618900, г. Лысьва, пр. Победы, 2; e-mail: aptalaev_lfpstu@mail.ru).

230