автореферат диссертации по строительству, 05.23.11, диссертация на тему:Совершенствование организации и управления ремонтом дорожных покрытий улично-дорожной сети

На правах рукописи

КАРПУШКО Марина Олеговна

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ОРГАНИЗАЦИИ И УПРАВЛЕНИЯ РЕМОНТОМ ДОРОЖНЫХ ПОКРЫТИЙ УЛИЧНО-ДОРОЖНОЙ СЕТИ

05.23.11 - Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Волгоград 2014

1 5 МАП 2014

005548313

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

АЛЕКСИКОВ Сергей Васильевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

БАЖАНОВ Анатолий Павлович профессор кафедры «Геотехника и дорожное строительство», федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение

«Пензенский государственный

университет архитектуры и

строительства»

кандидат технических наук ПУЗИКОВ Артем Владимирович

начальник отдела контроля и приемки работ по содержанию, Муниципальное учреждение коммунально-дорожного строительства, ремонта и содержания (МУ «Комдорстрой», г. Волгоград)

Ведущая организация: Федеральное государственное

бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ростовский государственный

строительный университет»

Защита состоится «23» июня 2014 г. в 10-00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.026.04 в ФГБОУ ВПО Волгоградском государственном архитектурно-строительном университете по адресу: 400074, г. Волгоград, ул. Академическая, 1, ауд. Б-203.

С диссертацией и авторефератом можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет».

Автореферат разослан « »_2014 года.

Ученый секретарь диссертационного совета

Акчурин Талгать Кадимович

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. В условиях роста автомобилизации населения до 12% в год и ограниченности в строительстве новых дорог больших городов, уровень загрузки городских магистралей достиг 0,9-1,0. Средняя скорость транспорта на улично-дорожной сети (УДС) в периоды «пик» снизилась до 20-22 км/ч, себестоимость перевозок возросла на 20-30%, повысилась аварийность на городских дорогах.

Рост интенсивности движения, увеличение осевых нагрузок на изношенную дорожную одежду, «хронический недоремонт» привели к развитию «колейности», интенсивному разрушению проезжей части до 40-60%. Низкое качество дорожно-ремонтных работ требует их повторного проведения через 2-3 года. Повышение эффективности дорожных работ возможно за счет совершенствования организации и управления ремонтом асфальтобетонных покрытий городских дорог с учетом специфичных производственных условий:

-ограниченным фронтом работ и концентрации дорожной техники на участках ремонта дорожного покрытия;

- необходимостью организации движения городского транспорта по объездным маршрутам, которые зачастую не приспособлены для пропуска плотного транспортного потока. На объездных маршрутах и на участках производства работ скорость автомобилей снижается до 15-20 км/час, образуются заторы, повышается риск дорожно-транспортных происшествий (ДТП);

- низкой эксплуатационной скоростью автосамосвалов, перевозящих асфальтобетонную смесь от АБЗ к месту ее укладки, приводящей к чрезмерному охлаждению смеси, ее температурной и минеральной сегрегации, снижению качества дорожно-ремонтных работ;

- требованиями к проведению ремонта покрытий в кратчайшие сроки или при пониженных температурах воздуха, что следует учитывать при организации транспортировки, укладки и уплотнения смесей.

Повышенные транспортные издержки на участках ремонтных работ требуют минимизации фронта и сроков дорожно-ремонтных работ и предъявляют особые требования к организации и управлению строительным производством.

Степень разработанности темы. Решению задач организации и управления строительством и ремонтом дорожных покрытий уделено большое внимание в работах Батракова О.Т., Могилевича В.М., Бобровой Т.В., Бочина В.А., Большакова В.А., Бим-Бада М.И., Горелышева Н.В., Иванова H.H., Золотаря И.А., ЗубковаА.Ф., Калужского Я.А., Костельова М.П., Могилевича В.М., Некрасова В.К., Пермякова В.Б., Шестакова В.Н., Селиванова A.C., Силкина В.В. и других ученых. Достаточно глубоко проработаны организационно-технологические процессы при ремонте и строительстве асфальтобетонных покрытий, построены системы управления и разработаны механизмы взаимодействия между функциональными элементами строительного процесса.

Вместе с тем вопросы организации и управления работами по ремонту покрытий городских дорог в условиях одновременного пропуска плотных транспортных потоков на основе мониторинга строительного процесса остаются нерешенными.

Данные положения определяют актуальность, практическую значимость, цель и задачи диссертационного исследования.

Цель работы состоит в совершенствовании организации и управления дорожно-ремонтными работами на городских дорогах при движении транспорта в плотном транспортном потоке на основе мониторинга строительного процесса.

Для достижения данной цели в работе поставлены следующие задачи:

1. Выполнить обзор и анализ существующих методов организации и управления строительством и ремонтом асфальтобетонных покрытий городских дорог;

2. Исследовать и обосновать статистические законы распределения производительности дорожно-строительных машин, их зависимость от основных технических характеристик механизмов и производственных условий в организационно-технологической цепочке «АБЗ-транспорт-укладочное звено»;

3. Разработать математическую модель управления дорожно-ремонтными работами на городских дорогах на основе мониторинга строительного процесса;

4. Обосновать организационно-технологические решения по управлению ремонтом асфальтобетонных покрытий городских дорог;

5. Разработать рекомендации по организации и оперативному управлению ремонтом асфальтобетонных покрытий городских дорог.

Объектом исследования является технологический процесс ремонта асфальтобетонного покрытия городских дорог с позиций передовых методов организации и управления дорожным строительством.

Предметом исследования — закономерности процессов организации и управления производством работ, связанных с ремонтом асфальтобетонных покрытий городских дорог.

Информационной базой исследования послужили ранее выполненные исследования ученых, статистические материалы, представленные предприятиями дорожного хозяйства, а также натурные наблюдения за ремонтом асфальтобетонных покрытий улично-дорожной сети г. Волгограда.

Научная новизна исследования заключается в разработке модели организации и оперативного управления ремонтом асфальтобетонных покрытий, основанной на мониторинге и многофакторном регрессионном анализе строительного процесса, обосновании эксплуатационной производительности АБЗ, транспорта и укладочного звена от основных технических характеристик машин и производственных условий, разработке организационно-технологических решений по оперативному управлению процессом ремонта асфальтобетонных покрытий городских дорог при движении транспорта в плотном транспортном потоке.

Теоретическая и практическая значимость работы. Обоснованный с научной точки зрения методический подход поможет оценить маневренность организаций и обеспечить выполнение программы работ по ремонту асфальтобетонного покрытия городских дорог за счет рационального использования ресурсов подрядной организации, ее способности адаптироваться к меняющимся производственным условиям. Разработанные методические рекомендации позволят повысить эффективность и качество дорожно-ремонтных работ.

Теоретической и методологической основой исследования являются основные положения строительства и ремонта автомобильных дорог, теория систем и производственных функций, методы математической статистики и программирования, многофакторный корреляционный анализ, методы экономической теории.

В качестве инструмента исследований для решения поставленных задач использован системный анализ и его методы, экономико-математическое моделирование, морфологический и функционально-стоимостной анализ и методы имитационного моделирования производственных и технологических процессов.

На защиту выносятся:

1) зависимости эксплуатационной производительности АБЗ, транспорта и укладочного звена от основных технических характеристик машин и производственных условий;

2) модель организации и оперативного управления ремонтом асфальтобетонных покрытий, основанная на мониторинге и многофакторном регрессионном анализе строительного процесса;

3) организационно-технологические решения по управлению ремонтом асфальтобетонных покрытий городских дорог;

4) рекомендации по организации и оперативному управлению ремонтом асфальтобетонных покрытий городских дорог при движении транспорта в плотном транспортном потоке на основе мониторинга строительного процесса.

Достоверность научных положений и результатов, содержащихся в диссертации, обеспечена применением программного обеспечения (Microsoft Office Excel, Autodesk AutoCAD, OptimaG) и подтверждается согласованием выводов теоретического анализа с результатами модельных и натурных экспериментов.

Апробация работы. Полученные результаты были представлены на III-ей (13-15 мая 2009 г.), IV-ой (11-14 мая 2010 г.), V-ой (11-13 мая 2011 г.), VI-ой (15-17 мая 2012 г.), VII-ой (14-16 мая 2013 г.), международной научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодежь и научно-технический прогресс в дорожной отрасли Юга России» (г. Волгоград); на ежегодной научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава и студентов Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета (14-16 апреля 2009 г., 13-15 апреля 2010 г., 19-20 апреля 2011 г., 25-27 апреля 2012 г., 29-30 апреля 2013 г.); на Н-ой научно-технической конференции «Инженерные проблемы строительного

материаловедения, геотехнического и дорожного строительства» (г. Волгоград, 24-25 сентября 2009 г.); на международной научно-практической конференции «Малоэтажное строительство в рамках национального проекта «Доступное и комфортное жилье гражданам России»: технологии и материалы, проблемы и перспективы развития в Волгоградской области» (г. Волгоград, 15-16 декабря 2009 г.); на международной научно-практической конференции «Прогресс транспортных средств и систем - 2009» (г. Волгоград, 13-15 октября 2009 г.); на международной конференции «Наука и образование: архитектура, градостроительство и строительство», посвященная 80-летию строительного, 40-летию архитектурного образования Волгоградской области (г. Волгоград, 610 сентября 2010 г.); на VI международной научной конференции «Надежность и долговечность строительных материалов, конструкций и оснований фундаментов» (г.Волгоград, 13-14 октября 2011г.); на XVI региональной конференции молодых исследователей Волгоградской области (г. Волгоград, 811 ноября 2011г.); на международной научно-практической конференции «Современные направления теоретических и прикладных исследований '2012» (Одесса, 2012 г.); на VII международной научно-технической конференции «Проблемы качества и эксплуатации автотранспортных средств» (16-18 мая 2012 г., г. Пенза); на международной конференции «Наука и образование: архитектура, градостроительство и строительство», посвященной 60-летию деятельности ВолгГАСУ (18-21 сентября 2012 г.), на Н-ой международной научно-практической конференции «Ресурсоэнергоэффективные технологии в строительном комплексе» (24.03-21.04.2014 г., г. Саратов).

Результаты исследований отмечены премией Президента Российской Федерации по поддержке талантливой молодежи в номинации «Научно-техническое творчество и учебно-исследовательская деятельность» (г. Москва, 2012 г.), а также первым местом на конкурсе статей, проводимым Университетом штата Мичиган (МБи), США в рамках работы Волгоградской секции Мичиганского отделения Международного института транспортных инженеров (1ТЕ) (2010 г.).

Реализация результатов исследования. Результаты исследований были использованы при составлении проекта организации и проекта производства дорожно-строительных работ МУ «Комдорстрой» на объектах «Транспортная развязка: проспект Университетский, владение 107 в Советском районе г. Волгограда», «Капитальный ремонт улицы им. Богомольца в Тракторозаводском районе Волгограда». Разработаны научно-практические рекомендации по ремонту асфальтобетонных покрытий городских дорог в условиях плотных транспортных потоков» (г. Махачкала, 2010 г.), методические рекомендации по выполнению выпускной квалификационной работы «Ремонт асфальтобетонных покрытий городских дорог» (г. Волгоград, 2012 г.), учебное пособие «Ремонт асфальтобетонных покрытий городских дорог» (г. Волгоград, 2014 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 25 научных работ, в том числе 4 статьи в научных журналах и изданиях, которые включены в

перечень российских рецензируемых научных журналов и изданий для опубликования основных научных результатов диссертаций.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов по работе и рекомендаций, списка литературы, включающего 153 наименования, и приложений на 4 страницах. Основной текст содержится на 171 странице, и включает 28 таблиц и 97 рисунков.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы работы, степень ее разработанности, сформулированы цели и задачи, отмечены научная новизна, теоретическая и практическая значимость работы.

Первая глава посвящена обзору и анализу существующих методов организации и управления строительством и ремонтом асфальтобетонных покрытий городских дорог.

Работы по ремонту УДС имеют специфику, которую следует учитывать при организации и оперативном управлении строительным производством.

Перекрытие ремонтируемой полосы приводит к сужению ширины проезжей части на 10-50%. Повышение плотности и снижение скорости транспортного потока наблюдается в пределах участка производства работ и зон его влияния, протяженность которых достигает 200...500 м и более. При пропуске городского транспорта по смежным полосам до 25% повышается риск ДТП, в 2,5-3 раза снижается скорость движения (до 5-10 км/час). Транспортные расходы на участках производства работ возрастают в 1,6-2,9 раза. При организации движения по объездному маршруту затраты городского автотранспорта возрастают в 2-5 раз.

Высокие транспортные издержки говорят о целесообразности выполнения ремонтных работ в ночное время суток, требуют минимизации фронта и сроков выполнения работ, предъявляют повышенные требования к качеству работ.

Интенсивность и качество ремонтных работ зависит от производства смеси на АБЗ, доставке ее автогранспортом, подготовке существующего покрытия, укладки и уплотнения полуфабриката.

Производство работ в стесненных условиях, задержки автосамосвалов при перевозке смеси в плотных транспортных потоках, необходимость открытия участка УДС сразу после ремонта предъявляют повышенные требования к выбору рациональных поставщиков смеси, организации транспортного процесса, уплотняющей способности асфальтоукладчиков и катков.

Во второй главе выполнены теоретические исследования по организации и оперативному управлению ремонтом дорожных покрытий городских дорог, рассмотрена оптимизация организационных и технологических решений по ремонту покрытий городских дорог в условиях плотных транспортных потоков, разработана модель оперативного управления ремонтом дорожных покрытий городских дорог.

При организации дорожно-ремонтных работ с пропуском городского автотранспорта по объездному маршруту оптимальное решение определяется путем минимизации затрат (С) на выполнение дорожных работ (Срсм) и

перевозку пассажиров и грузов (Свт):

с = сра1+с„->шш, (1)

Автотранспортные затраты (Сат) зависят от протяженности объезда (7ПП), продолжительности ремонтных работ (/рсм) и уровня загрузки УДС на маршруте объезда (2):

для 2-х полосной дороги

С„ =40,48-4« (2)

для 4-х полосной дороги

Сат=89,091.4746-^м48-ги34, (3)

для 6-х полосной дороги

^=127,40.4^,^-г1'134, (4)

Коэффициент корреляции 0,97-0,98, среднеквадратическое отклонение 0,63-0,71.

При выполнении работ с частичным ограничением движения в пределах участка УДС, оптимальное решение определяется минимумом суммарных удельных затрат (Суд) на выполнение дорожных работ (СреМ) и транспортных перевозок (Сат) в объезд участка производства работ по прилегающим полосам движения. При такой организации движения транспортные затраты включает затраты на подъезд к ремонтируемому участку С°т, проезд участка с£м и затраты после участка производства работ С®т:

'-уд = срем + сат + ^ат М + СаТ -» тт , (5)

Транспортные расходы зависят от протяженности ремонтируемого участка (/р^), продолжительности работ (/рем) и уровня загрузки дороги (2): для 2-х полосной дороги

С& = 254,26./р^4. ^.г«»; (6) для 4-х полосной дороге

Сат = 1064,89• ^¿м53 ''рём" '21'06, (7) для 6-х полосной дороги

СР =966,26.^2 . ,0,999.01) (8)

При организации ремонта следует максимально сокращать сроки производства работ за счет использования производительной техники и рационального комплектования механизированных звеньев.

Оптимизация длины сменной захватки выполняется по условию минимизации удельных затрат на эксплуатацию дорожных машин и городского автотранспорта в пределах ремонтируемого участка:

Cw=^ + C&-*min, (9)

•з

где С|т - удельные затраты городского транспорта в пределах ремонтируемого участка, рассчитываются по формуле:

Сат = d' 'рем, руб./п.м. (10)

Выражение (9), с учетом (10), записывается в виде:

^уд = ——— + d • lpgM —> min (11)

'з

где d, b - коэффициенты, зависящие от числа полос движения на ремонтируемой дороге и уровня загрузки транспортом.

Удельные затраты снижаются при увеличении длины захватки (рисунок 1), что объясняется сокращением простоев дорожной техники, сроков СМР и, соответственно, транспортных затрат городского автотранспорта в период ремонтных работ.

Рисунок 1. Зависимость удельных затрат на ремонт покрытия от длины захватки, при дальности перевозки смеси до 15 км

Рост уровня загрузки УДС с 0,2 до 0,5 не меняет общей закономерности снижения удельных затрат, повышает (Суя) до 30% в связи со снижением средней скорости транспортного потока в пределах ремонтируемого участка и на подходах к нему.

При организации ремонта УДС целесообразно максимально увеличивать захватку и сокращать сроки работ за счет использования производительных асфальтоукладчиков с повышенной уплотняющей способностью, комбинированных и вибрационных катков, автосамосвалов повышенной грузоподъемностью до 20 т; оптимизации поставщиков асфальтобетонной смеси и маршрута ее перевозки с АБЗ на строительный объект.

Разработана модель оперативного управления дорожно-ремонтными работами, которая на основе мониторинга строительного процесса, позволяет своевременно принять организационно-технологические решения по

корректировке фактических графиков выполнения работ с целью завершения ремонта в установленные сроки в пределах выделенных ресурсов.

При мониторинге дорожных работ, через интервалы времени Л/, диспетчер оценивается отклонения фактического графика производства работ от проектного (рисунок 2).

Рисунок 2. Расчетная схема корректировки графика выполнения дорожных работ в случае сбоя

Если отклонения превышают допустимые, принимаются решения по повышению интенсивности работ, за счет:

— увеличения производительности АБЗ (/>п ();

-увеличения провозной возможности транспортного звена (Щ ¡) за счет грузоподъемности и количества самосвалов, изменения маршрута перевозки;

— повышения производительности звена (Ру {) по укладке и уплотнению смеси.

Комплексное влияние указанных факторов оценивается производственной функцией:

(12)

где С0 - коэффициент, отражающий воздействие на интенсивность работ неучтенных факторов; а.1, а2, аЗ - коэффициенты влияния факторов на интенсивность работ.

Функция (12) формируется на основе мониторинга строительного процесса за предшествующий период и позволяет моделировать реакцию производственной среды на управленческое решение. Продолжительность мониторинга определяется надежностью принимаемых решений.

В третье»! главе рассмотрены вопросы производства и транспортирования асфальтобетонных смесей с АБЗ на строительный объект в городских условиях.

Организация и управление ремонтными работами невозможна без оценки эксплуатационной производительности АБЗ, которая зависит от температуры смеси на выходе Т, объема сушильного агрегата V, влажности щебня и песка IV. Производительность отечественных смесителей имеет нормальное распределение, коэффициент вариации достигает 0,24.

Исследования технических параметров установок непрерывного (60 заводов) и циклического действия (146 заводов) с производительностью 50-600 т/час., и влажностью минерального материала (IV) от 3 до 10% позволили установить зависимости:

для завода непрерывного действия:

_ 25,65-Г0-166-К

К ■К 'т/час

Р-=е/ , „-ц»'т/час (14)

для завода циклического действия:

8,63 .у0'т-К

К.-К.-Г'

где ^=3-5% - влажность (согласно паспорту завода); Кп - коэффициент влияния на производительность погодных условий; К0 — коэффициент, который учитывает снижение производительности укладчиков в темное время суток; К-поправочный коэффициент, который учитывает температуру смеси на выходе / и повышенную влажность минерального материала (более 5%):

0,889 ■/°-235

К- ^0.863 <15)

Коэффициент регрессии 0,95-0,96, среднеквадратическое отклонение 0,14-0,15. Ошибка в определении производительности смесительных установок не более 20%.

Доля транспортных затрат в сметной стоимости покрытия более 45%. Основной объем перевозок смеси приходится на автосамосвалы грузоподъемностью 10-13 т.

Теплопотери смеси определяют предельно допустимую дальность перевозки полуфабриката( ¿л)

. ^гр (Табз — ^у)

где Габз - температура смеси на заводе во время ее погрузки в кузов самосвала; Ту - допустимая температура смеси при разгрузке ее в укладчик; / - температура

воздуха, град; а и Ь - коэффициенты, характеризующие интенсивность охлаждения смеси, град./час.

Провозная способность транспортного звена зависит от уровня загрузки дорог. На погруженных участках УДС (в час «пик») увеличивается время доставки смеси к месту производства работ, снижается производительность

автосамосвалов на 50-58% при снижении скорости движения автомобилей до 515 км/час. Применение самосвалов повышенной грузоподъемности (до 20 т) с обогреваемым кузовом или брезентовым утеплителем, повышает провозную способность автотранспорта в 1,4-1,9 раза, исключает температурную неоднородность смеси, снижает интенсивность ее остывания в 2 раза.

Средняя скорость автосамосвалов Уц, в транспортном потоке определяется:

= 89,267-е-2'3992, (17)

Провозная способность автотранспорта в равной степени определяется его грузоподъемностью q, средней скоростью Угр и дальностью возки /,„:

0,788 т/-0,787 ш _ Ч 'угр

~~ ТО,722 > т/смену (18)

в

Зависимость числа самосвалов от интенсивности укладки смеси в покрытие /, дальности перевозки на объект Ьв, средней скорости У^ и грузоподъемности самосвала q имеет вид:

0,2./О.™ .¿0,722

т/0,478 0,787 ' (19)

'гр 'Н

При обосновании маршрута перевозки смеси на объект необходимо обеспечить доставку полуфабриката в пределах допустимого температурного интервала. При этом удельные затраты на перевозку 1 тонны смеси должны быть минимальны:

Х+ЛГсВ '¿св+Гук <ГД

м м

2 ■ ^ -'р • ^у + 2 Nj■2^sl}■ Гсв ■ Нсв -П] ; (20)

7=1 7=1

С = ^-*--> П11П

I

где Тв - время перевозки смеси с АБЗ к месту работ, час; Л^в - число светофорных объектов на маршруте; 1С, - средние потери времени автомобиля на одном светофорном перекрестке (0,13 час); Тук - задержки автосамосвала перед его разгрузкой в асфальтоукладчик, час; Тя - допустимое время остывания горячей смеси до минимальной температуры, час; С - удельные затраты на перевозку смеси, руб./т; М - количество марок автомобилей; ТУ, -количество автосамосвалов ой марки; Sj - себестоимость 1 авт-км пробега самосвала, руб.; /р - продолжительность работы самосвала в течение смены, час.; 5/п - потери на 1 час простоя автосамосвала у'-го типа; I - сменная потребность в асфальтобетонной смеси, т ; иу- количество рейсов автосамосвала _/-ой марки на объект.

Себестоимости пробега автомобиля Б] зависит от его скорости и грузоподъемности:

_ 14,85 .д} 1 т^0,561

1,038

п

", руб. авт-км.

(21)

Суммарные затраты на простои у регулируемых перекрестков линейным образом зависят от количества светофоров.

При оптимизации состава транспортного звена необходимо учитывать себестоимость пробега автомобиля и непроизводственные потери, связанные с простоями на АБЗ (7абз), на регулируемых перекрестках, при выгрузке смеси в асфальтоукладчик (1у).Оптимальный состав звена должен обеспечить минимум

удельных транспортных затрат: м

С = -

м /

7=1

{2-Тсв-п-Ысв+п-1абз+п-1у

->тш

(22)

■}Уа]>1

м

Е

и-1

В четвертой главе исследованы особенности укладки и уплотнения горячих асфальтобетонных смесей при ремонте городских дорог.

Ремонт дорожного покрытия включает подготовительные работы, укладку и уплотнение асфальтобетонных слоев толщиной не менее 3-5 см, обоснованных прочностными расчетами (рисунок 3).

Рисунок 3. Схема ремонта асфальтобетонного покрытия

Производительность асфальтоукладчика распределяется по нормальному закону или ^-распределению. Коэффициент вариации изменяется в диапазоне 0,17-0,56. Установлена зависимость эксплуатационной производительности асфальтоукладчиков от толщины укладки смеси А, ширины Н и рабочей скорости укладчика Уук:

для асфальтоукладчиков на гусеничном ходу:

0,0019• Я0'359-A2'10212 ру =-~к~1с-' Т/Ча° (23)

для асфальтоукладчиков на колесном ходу:

0,0007• Я1'039 -Л2,022 • к0,299 Ру =-^-—, т/час (24)

о п

Коэффициент корреляции - 0, 80-0,85, среднеквадратическое отклонение

0,42.

Оптимизацию состава механизированного звена следует вести для системы «асфальтобетонный завод-транспорт-укладочное звено» по удельным затратам на единицу дорожного покрытия:

I I(CJ.<3-Ml-tlj + -Ml-tl) Сед = -:--> min , (25)

'з

где ,C*- соответственно, стоимость машино-смены асфальтобетонного

завода, автосамосвалов и звена по укладке и уплотнению смеси в покрытии; МТ>МЪ<Щ~ соответственно, число асфальтобетонных заводов, автосамосвалов и машин по укладке и уплотнению смеси; - соответственно, время

работы асфальтобетонного завода, автосамосвапов и машин по укладке и уплотнению смеси в течение рабочей смены.

При увеличении длины сменной захватки до 740 м состав механизированных звеньев меняется только в части автосамосвалов и дорожных катков. Количество асфальтоукладчиков и смесителей АБЗ остается неизменным, что объясняется их высокой производительностью. Удельные затраты в эксплуатацию машин, при увеличении длины захватки, снижаются, независимо от дальности перевозки смеси с АБЗ на объект и состава механизированного звена.

Регрессионный анализ показывает, что удельные затраты в основном определяются стоимостью эксплуатации асфальтоукладчика Су (коэффициент весомости 0,337), автосамосвалов Ст (коэффициент весомости 0,162) и длиной сменной захватки (коэффициент весомости - 0,874):

Суд = 79,16 ■ С®"377 ■ С®'162 . г-0'874, (26)

Коэффициент корреляции 0,98, среднеквадратическое отклонение 0,07. Максимальная ошибка расчета удельных затрат не более 20%.

В пятой главе представлены рекомендации по организации и оперативному управлению ремонтом асфальтобетонных покрытий городских дорог.

Мониторинг ремонта покрытий городских дорог предполагает систематический, каждодневный сбор данных об основных параметрах технологической системы «АБЗ-транспорт-укладочное звено», составление фактического 1рафика выполненных работ и сравнение его с проектным, выявление причин недопустимых отставаний выполнения ремонтных работ в

случае их появления, разработку организационно-технологических решений и их реализацию при оперативном управлении производством работ (рисунок 4).

Рисунок 4. Схема мониторинга и оперативного управления ремонтом городских дорог

Траектория проектного графика выполнения работ описывается выражением:

м п /=1

где I" - проектная интенсивность выполнения работ; /,- - текущее время (0 < I, < Г>.

По величине приращения объема работ за интервал времени Доопределяется фактическая интенсивность выполнения дорожно-ремонтных работ /,фв / - ый момент времени:

,Ф = (28)

Д/;

Траектория фактического графика работ описывается:

&>'(!) = -и, (29)

Допустимое отклонение фактического графика работ от проектного зависит от резерва времени (Т- (¡) до окончания строительства.

При детерминированном подходе допустимое отклонение определяется:

— увеличением коэффициента использования КИ ведущих машин, определяющих интенсивность производства работ 1П:

-Кя)1п(Т-и), (30)

- возможностью увеличения производительности механизированного отряда в целом, обеспечивающего проектную интенсивность работ:

А0(Д=/П(Г-/г), (31)

Определение допустимого отклонения при вероятностном подходе основано на нормальном распределении сменного темпа работ, оценивается среднеквадратичным отклонением суточной интенсивности производства работ <т; относительно математического ожидания 7П:

Щ?р = Фр°1{Т-Ц)> (32)

Принятия управленческого решения по корректировке строительного процесса определяется условием:

лаф>ло/\ (33)

где Дб/* - допустимое отклонение фактического графика выполнения работ от проектного в /- ый момент времени.

Организационно-технологические решения по корректировке фактической графика производства работ принимаются на основе анализа производственной функции (12).

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Низкая эффективность дорожно-ремонтных работ городских дорог обусловлена высоким уровнем загрузки УДС до 0,9-1,0, износом дорожных покрытий до 60-70%, сверхнормативными многоосными транспортными нагрузками, низким качеством проектно-изыскательских и строительных работ. Ремонт УДС выполняется с одновременным пропуском транспорта по смежным полосам движения. Из-за сужения ширины проезжей части в

пределах участка ремонтных работ на 10-50% происходит снижение скорости движения автомобилей в 2,5-3 раза, повышается риск ДТП до 25%. На подъездах к ремонтируемому участку скорость потока снижается до 5-10 км/час, появляются «транспортные пробки». Потери времени и транспортные затраты увеличиваются в 1,5-6 раз. При организации движения городского транспорта по объездным маршрутам возрастает нагрузка на прилегающую УДС, автотранспортные затраты увеличиваются в 2-5 раз. Минимизация фронта дорожно-ремонтных работ и сроков их выполнения, использование ночного времени суток способствуют снижению высоких транспортных издержек в зоне ремонта УДС. Эффективная организация и оперативное управление ремонтом УДС возможны на основе мониторинга и регрессионного анализа системы «АБЗ-автотранспорт-асфальтоукладчик» с помощью производственной функции (12). Оптимизация системы эффективна за счет выбора рациональных поставщиков и транспортной схемы перевозки смесей на объект, использования большегрузных экономичных самосвалов, применения асфальтоукладчиков и универсальных катков с высокой уплотняющей способностью.

2. Исследованы изменчивость и обоснованы нормальные и бета распределения производительности асфальтобетонных заводов, асфальтоукладчиков и автосамосвалов. Установлены регрессионные зависимости эксплуатационной производительности ведущих машин от их технических характеристик и производственных условий в организационно-технологической цепочке «АБЗ-транспорт-укладочное звено».

3. На основе компьютерного моделирования и многофакторного регрессионного анализа интенсивности строительного производства от работы асфальтобетонного завода, транспорта, звена по укладке и уплотнению асфальтобетонной смеси разработана математическая модель управления ремонтом городских дорог. Обоснованы минимальные объемы мониторинга строительного процесса в зависимости от вариации фактической интенсивности работ и уровня надежности управленческих решений.

4. Разработаны методики технико-экономического обоснования составов транспортного звена и отряда по укладке и уплотнения асфальтобетонной смеси, маршрута объезда ремонтируемого участка. Обоснованы решения по организации и оперативному управлению ремонтом асфальтобетонных покрытий городских дорог при движении транспорта в плотном транспортном потоке.

5. Разработаны рекомендации по организации и оперативному управлению ремонтом асфальтобетонных покрытий городских дорог при движении транспорта в плотном транспортном потоке на основе мониторинга строительного процесса.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

Публикации в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях:

1. Карпушко, М. О. Укладка горячих асфальтобетонных смесей при ремонте покрытий городских дорог [Текст] / О. Ю. Абдулжалилов, С. В. Алексиков, М. О. Карпушко // Вестн. Волгогр. гос. архит.-строит, ун-та. Сер.: Стр-во и архитектура. - 2010. - Вып. 17 (36). - С. 35-42. - Библиогр.: с. 42 (И назв.). - ил. (8/2,66 е.).

2. Карпушко, М. О. Оптимизация перевозки асфальтобетонной смеси математическими методами [Текст] / А. В. Куликов, С. В. Алексиков, Б. X. Санжапов // Вестн. Волгогр. гос. архит.-строит, ун-та. Сер.: Стр-во и архитектура. - 2011. - Вып. 25 (44). - С. 121-125. (5/1,25 е.).

3. Карпушко, М. О. Оценка выпуска асфальтобетонной смеси с позиции математической статистики [Текст] / С. Ю. Калашников, С. В. Алексиков, А. В. Куликов // Вестн. Волгогр. гос. архит.-строит, ун-та. Сер.: Стр-во и архитектура. - 2011. - Вып. 25 (44). - С. 110-114. (5/1,25 е.).

4. Карпушко, М. О. Модель оперативного управления ремонтом дорожных покрытий городских дорог [Текст] / С. В. Алексиков, М. О. Карпушко // Вестн. Волгогр. гос. архит.-строит. ун-та. Сер.: Стр-во и архитектура. - 2014. - Вып. 35 (54). - С. 152-156. (6/3 е.).

Публикации в других изданиях:

5. Карпушко, М. О. Исследование зависимости производительности АБЗ от производственных условий [Текст] / С. В. Алексиков, М. О. Карпушко, О. Ю. Абдулжалилов // Ученые Волгограда - развитию города : сб. ст. -Волгоград : МУП "Городские вести", 2009. - С. 102-104. - Библиогр.: с. 104 (4 назв.). (3/1 е.).

6. Карпушко, М. О. Оперативное управление ресурсным обеспечением строительства асфальтобетонных покрытий [Текст] / С. В. Алексиков, М. О. Карпушко, О. Ю. Абдулжалилов // Малоэтажное строительство в рамках национального проекта «Доступное и комфортное жилье гражданам России»: технологии и материалы, проблемы и перспективы развития в Волгоградской области: материалы Междунар. научн.-пркт. конф., 15-16 дек. 2009 г., Волгоград. - Волгоград : Изд-во ВолгГАСУ, 2009. С. 439-441. - Библиогр.: с.441 (4 назв.). (3/1 е.).

7. Карпушко, М. О. Транспортное обеспечение строительства дорожных покрытий [Текст] / С. В. Алексиков, О. Ю. Абдулжалилов, М. О. Карпушко // Прогресс транспортных средств и систем - 2009 : материалы Междунар. науч,-практ. конф., Волгоград, 13-15 окт. 2009 г. - Волгоград : [Волгогр. гос. техн. унт.], 2009. - Ч. 2. - С. 95-96. (2/0,66 е.).

8. Карпушко, М. О. Уплотнение горячих асфальтобетонных смесей при ремонте покрытий городских дорог [Текст] / В. А. Пшеничкина, О. Ю. Абдулжалилов, М. О. Карпушко // Инженерные проблемы строительного материаловедения, геотехнического и дорожного строительства : материалы II науч.-техн. конф., г. Волгоград, 24-25 окт. 2009 г. - Волгоград - Изд-во ВолгГАСУ, 2009. - С. 160-162. - Библиогр.: с. 162 (8 назв.). (3/1 е.).

9. Карпушко, М. О. Обоснование эксплуатационной производительности дорожно-строительных машин [Текст] / М. О. Карпушко // Молодежь и научно-технический прогресс в дорожной отрасли Юга России : материалы IV науч.-

техн. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых, 11-14 мая 2010 г. Волгоград. - Волгоград : Изд-во ВолгГАСУ, 2010. - С. 196-198. - Библиогр.: с. 198 (4 назв.). (3 е.).

10. Карпушко, М. О. Оперативное управление строительством асфальтобетонных покрытий [Текст] / С. В. Алексиков, М. О. Карпушко // Наука и образование: архитектура, градостроительство и строительство : материалы Междунар. конф., посвящ. 80-летию строит, образования и 40-летию архит. образования Волгогр. обл., 6-10 сентября 2010 г., Волгоград : Изд-во ВолгГАСУ, 2010. - С. 445-447. - Библиогр.: с. 447 (3 назв.). (3/1,5 е.).

11. Карпушко, М. О. Анализ особенностей работы асфальтобетонных заводов [Текст] / С. В. Алексиков, М. О. Карпушко // Надежность и долговечность строительных материалов, конструкций и оснований фундаментов : материалы VI Междунар. науч.-техн. конф., 13-14 октября 2011г., Волгоград. - Волгоград : Изд-во ВолгГАСУ, 2011. - С. 12-17. -Библиогр.: с. 17 (3 назв.). (6/3 е.).

12. Карпушко, М. О. Влияние состава парка дорожно-строительных машин на технологический процесс [Текст] / М. О. Карпушко // Молодежь и научно-технический прогресс в дорожной отрасли Юга России : материалы V науч.-техн. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых, 11-13 мая 2011 г. Волгоград. - Волгоград : Изд-во ВолгГАСУ, 2011. - С. 58-62. - Библиогр.: с.62 (4 назв.). - Загл. парал. англ. (6 е.).

13. Карпушко, М. О. Модель оперативного управления ресурсным обеспечением устройства асфальтобетонного покрытия [Текст] / С. В. Алексиков, М. О. Карпушко, В. Ф. Сидоренко, В. Л. Харланов // Научный потенциал молодых ученых для инновационного развития строительного комплекса Нижнего Поволжья : материалы Междунар. науч.-практ. конф., 24 дек. 2010 г., Волгоград : [в 2 ч.]. - Волгоград : Изд-во ВолгГАСУ, 2011. - Ч. II. - С. 275-278. - Библиогр.: с. 278 (3 назв.). (4/1 е.).

14. Карпушко, М. О. Анализ этапов технологической схемы процесса перевозки асфальтобетонной смеси [Текст] / С. В.Алексиков, М. О. Карпушко, А. В. Куликов // Сборник научных трудов БЭДогМ по материалам международной научно-практической конференции «Современные направления теоретических и прикладных исследований'2012, 20-31 марта 2012 г. - Одесса : Куприенко, 2012. - Вып. 1. - т. 2. - С. 12-19. - Библиогр.: с. 18-19 (6 назв.). (8/2,66 е.).

15. Карпушко, М. О. Маршрутизация перевозки асфальтобетонной смеси [Текст] / А. В, Куликов, М. О. Карпушко // Молодежь и научно-технический прогресс в дорожной отрасли Юга России : материалы VI междунар. науч.-техн. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых, 15-17 мая 2012 г. Волгоград. - Волгоград : Изд-во ВолгГАСУ, 2012. - С. 197-203. - Библиогр.: с. 202-203 (4 назв.) - Тит. л. парал. англ. (7/3,5 е.).

16. Карпушко, М. О. Определение соответствия между грузопотоком и провозной возможностью транспортного звена в логистической системе «асфальтобетонный завод - транспорт - укладочное звено» [Текст] / А. В. Куликов, М. О. Карпушко // Проблемы качества и эксплуатации

автортранспортных средств : материалы VII междунар. науч.-техн. конф., 16-18 мая 2012 г., Пенза. - Пенза : Изд-во ПГУАС, 2012. - С. 83-89. - Библиогр.: с. 89 (5 назв.). (7/3,5 е.).

17. Карпушко, М. О. Организация перевозочного процесса асфальтобетонной смеси [Текст] / С. В.Алексиков, М. О. Карпушко, А. В. Куликов // Сборник научных трудов SWorld по материалам международной научно-практической конференции «Современные направления теоретических и прикладных исследований'2012, 20-31 марта 2012 г. - Одесса : Куприенко, 2012. - Вып. 1. -т. 2. - С. 22-26. (5/1,66 е.).

18. Карпушко, М. О. Особенности организации перевозочного процесса асфальтобетонной смеси [Текст] / А. В. Куликов, М. О. Карпушко // Молодежь и научно-технический прогресс в дорожной отрасли Юга России : материалы VI междунар. науч.-техн. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых, 15-17 мая 2012 г. Волгоград. - Волгоград : Изд-во ВолгГАСУ, 2012. - С. 193-197. -Библиогр.: с. 197 (2 назв.) - Тит. л. парад, англ. (5/2,5 е.).

19. Карпушко, М. О. Оценка производственной мощности треста МУП Дормостстрой г. Волгограда по выпуску асфальтобетонной смеси [Текст] / XVI Региональная конференция молодых исследователей Волгоградской области, Волгоград, 8-11 нояб. 2011г. Направление №16 «Архитектура, градостроительство, стр-во и эколог, проблемы» : тез. докл. — Волгоград : Изд-во ВолгГАСУ, 2012. - С. 8-10. (3 е.).

20. Карпушко, М. О. Экономико-математические методы и производственные функции в дорожном строительстве [Текст] / С. В. Алексиков, М. О. Карпушко // Наука и образование: архитектура, градостроительство и строительство : материалы Междунар. конф. посвящ. 60-летию образования вуза, 18-19 сент. 2012 г., Волгоград : в 2 ч. — Волгоград : Изд-во ВолгГАСУ, 2012. - Ч. II. - С. 8-13. - Библиогр.: с. 13 (5 назв). (6/3 е.).

21. Карпушко, М. О. Задачи оптимизации и их место в планировании перевозок асфальтобетонной смеси [Текст] / М. О. Карпушко // Молодежь и научно-технический прогресс в дорожной отрасли Юга России : материалы VII междунар. науч.-техн. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых, 14-16 мая 2013 г. Волгоград. - Волгоград : Изд-во ВолгГАСУ, 2013. - С. 220-223. -Библиогр.: с. 223 (4 назв.) - Тит. л. парал. англ. (4 е.).

22. Карпушко, М. О. Оперативное управление дорожно-строительным производством [Текст] / М. О. Карпушко // Молодежь и научно-технический прогресс в дорожной отрасли Юга России : материалы VII междунар. науч.-техн. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых, 14-16 мая 2013 г. Волгоград. - Волгоград : Изд-во ВолгГАСУ, 2013. - С. 127-132. - Тит. л. парал. англ. (6 е.).

23. Научно-практические рекомендации по ремонту асфальтобетонных покрытий городских дорог в условиях плотных транспортных потоков [Текст] / С. В. Алексиков, О. Ю. Абдулжалилов, М. О. Карпушко // Махачкала : [Изд-во МАДГТУ (МАДИ) Махачкал. фил.], 2010. - 61 с. (61/20,33 е.).

24. Ремонт асфальтобетонных покрытий городских дорог [Текст]: методические рекомендации по выполнению выпускной квалификационной

работы / С. В. Алексиков, М.О. Карпушко // Волгоград : Изд-во ВолгГАСУ, 2012. - 44 с. [1] с. - Библиогр.: с. 40-41. (44/22 е.).

25. Ремонт асфальтобетонных покрытий городских дорог [Текст]: учебное пособие / С. В. Алексиков, М. О. Карпушко, А. А. Ермилов // Волгоград : Изд-во ВолгГАСУ, 2014. - 131 [1] с. (132/44 е.).

Карпушко Марина Олеговна

Совершенствование организации и управления ремонтом дорожных покрытий

улично-дорожной сети

05.23.11 - Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 21.04.2014 г. Формат 60x84/16 Бумага офсетная. Печать трафаретная. Гарнитура Times New Roman. Усл. печ. л. 1. Уч.-изд. л. 1.0 Тираж 100 экз. Заказ №45

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет Отпечатано в отделе оперативной полиграфии 400074, г. Волгоград, ул. Академическая, 1

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего

профессионального образования «Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет»

Карпушко Марина Олеговна

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ОРГАНИЗАЦИИ И УПРАВЛЕНИЯ РЕМОНТОМ ДОРОЖНЫХ ПОКРЫТИЙ УЛИЧНО-ДОРОЖНОЙ СЕТИ

05.23.11 - Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов,

мостов и транспортных тоннелей

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

На правах рукописи

04201456713

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Алексиков Сергей Васильевич

Волгоград - 2014

Оглавление

Введение.......................................................................................................................4

Глава 1. Основы организации и управления ремонтом асфальтобетонных покрытий городских дорог........................................................................................11

1.1. Организация и технология ремонта асфальтобетонных покрытий городских дорог и их особенности..................................................................11

1.2. Существующие методы организации и оперативного управления в строительстве...................................................................................................47

1.3. Критерий эффективности дорожно-строительного производства при ремонте УДС....................................................................................................53

1.4. Выводы по главе 1.....................................................................................65

Глава 2. Теоретические исследования по организации и оперативному управлению ремонтом дорожных покрытий городских дорог................................68

2.1. Оптимизация организационных и технологических решений по ремонту покрытий городских дорог при плотном движении транспортных потоков 68

2.2. Модель оперативного управления ремонтом дорожных покрытий городских дорог................................................................................................79

2.3. Выводы по главе 2.....................................................................................85

Глава 3. Производство и транспортирование асфальтобетонных смесей с АБЗ на строительный объект в городских условиях.............................................!..............87

3.1. Исследование производительности АБЗ..................................................87

3.2. Особенности перевозки горячих смесей в городских условиях.............91

3.3. Исследование скоростей движения автомобилей-самосвалов на городских дорогах............................................................................................97

3.4. Оценка производительности автосамосвалов в городских условиях... 100

3.5. Технико-экономическое обоснование маршрута движения автосамосвалов по УДС.................................................................................102

3.6. Обоснование состава транспортного звена............................................105

3.7. Выводы по главе 3...................................................................................107

Глава 4. Процессы укладки и уплотнения асфальтобетонной смеси при ремонте городских дорог.......................................................................................................109

4.1. Особенности укладки и уплотнения горячих асфальтобетонных смесей при ремонте городских дорог........................................................................109

4.2. Исследование производительности асфальтоукладчиков в городских условиях..........................................................................................................118

4.3. Технико-экономическое обоснование состава механизированного звена по ремонту покрытия улично-дорожной сети города..................................121

4.4. Выводы по главе 4...................................................................................130

Глава 5. Рекомендации по организации и оперативному управлению ремонтом асфальтобетонных покрытий городских дорог......................................................131

5.1. Введение..................................................................................................131

5.2. Организация дорожно-ремонтных работ городских дорог при плотном движении транспортных потоков..................................................................132

5.3. Мониторинг работ по ремонту покрытий городских дорог..................134

5.4. Обоснование решений по оперативному управлению дорожно-ремонтными работами...................................................................................136

5.5. Корректировка организационно-технологических параметров системы «АБЗ - транспортировка - укладка асфальтобетонной смеси» при ремонте покрытий городских дорог............................................................................140

5.6. Выводы по главе 5...................................................................................148

Глава 6. Основные выводы по работе.....................................................................149

Список сокращений и условных обозначений.......................................................151

Список литературы..................................................................................................152

Приложения..............................................................................................................168

Введение

Актуальность исследования. В условиях устойчивой тенденции роста уровня автомобилизации населения РФ (до 250-350 автомобилей на 1000 жителей), ограниченности строительства улично-дорожной сети (УДС), ежегодный прирост интенсивности движения транспорта на улицах больших городов России составляет 6-12% [13]. Уровень загрузки городских магистралей достиг 0,9-1,0. Это привело к росту себестоимости перевозок на 20-30%, увеличению транспортных затрат до 15-20% в стоимости продукции, при 7-8% аналогичной составляющей в странах с развитой рыночной экономикой. Средняя скорость на многих участках УДС в периоды «пик» не превышает 20-22 км/ч, снижается регулярность доставки грузов и пассажиров. По данным Министерства транспорта РФ, потери от транспортных пробок составляют 7-9% ВВП в год или 4,1-5,3 трлн. рублей [109].

Рост интенсивности движения, увеличение осевых нагрузок на ослабленную дорожную одежду, перегруз до 40% грузовых многоосных транспортных средств, «хронический недоремонт» привели к катастрофическому разрушению проезжей части городских дорог. На участках движения грузового транспорта развивается «колейность», разрушения проезжей части достигли 40-60%, дороги нуждаются в срочном капитальном ремонте. Низкое качество дорожно-ремонтных работ требует их повторного проведения через 2-3 года. В России объем ремонтных работ составляет 30 тыс. км дорог в год, при возрастании расходов на данные цели на 20-30% [146].

В г. Волгограде в 2012 г. капитально отремонтированы автомобильные дороги общей площадью 200 тысяч м [47].

Согласно расчетам, объемы работ по ремонту следует увеличить в 1,5-2 раза [146]. Участок УДС должен ремонтироваться через 2...4 года [1]. По истечении 56 лет должен выполняться ремонт проезжей части с полной заменой верхнего слоя. Через 12 лет эксплуатации на дороге должен быть проведен капитальный

ремонт (рисунок 1). Ежегодный объем капительного ремонта должен составлять 8-10% от общей площади УДС [1].

КАПИТАЛЬНЫЙ РЕМОНТ ► РЕМОНТ ► РЕМОНТ ► РЕМОНТ ^ РЕМОНТ

4 ..........8..................12..........16 20 24.............годы

Рисунок 1. Схема ремонта УДС

Основным способом повышения эффективности работ по ремонту дорог, увеличения межремонтных сроков является совершенствование методов организации и управления процессом ремонта асфальтобетонных покрытий дорог с учетом следующих производственных условий:

- ограниченным фронтом работ, необходимостью концентрации дорожной техники на участках производства ремонтных работ;

- необходимостью перераспределения городского транспорта по объездному маршруту, который в большинстве случаев не приспособлен для пропуска транспорта, двигающегося в плотном транспортном потоке. На объездных маршрутах и на участках пропуска транспорта по параллельной полосе снижается скорость автомобилей до 15-20 км/час, образуются заторы, повышается риск дорожно-транспортных происшествий (ДТП);

- низкой эксплуатационной скоростью автосамосвалов, перевозящих асфальтобетонную смесь от асфальтобетонного завода (АБЗ) к месту ее укладки, что приводит к чрезмерному охлаждению смеси, ее температурной и минеральной сегрегации, снижению качества дорожно-ремонтных работ;

- необходимостью ремонта покрытий в кратчайшие сроки или при пониженных температурах воздуха, в результате чего качество укладки асфальтобетонной смеси и ее уплотнения меняется.

Увеличение транспортных издержек, повышение риска ДТП, связанные с производством ремонтных работ, требуют минимизации фронта и сроков дорожно-ремонтных работ, предъявляются особые требования к организации и управлению строительным производством.

РЕКОНСТРУКЦИЯ ^ ДОРОГИ

Степень разработанности темы. Решению задач организации и управления строительством и ремонтом дорожных покрытий уделено большое внимание в работах Батракова О.Т., Могилевича В.М., Бобровой Т.В., Боровика B.C., Бочина В.А., Большакова В.А., Бим-Бада М.И., Брехмана А.И., Горелышева Н.В., Золотаря И.А., Зубкова А.Ф., Калужского Я.А., Костельева М.П., Могилевича В.М., Некрасова В.К., Пермякова В.Б., Шестакова В.Н., Селиванова A.C., СилкинаВ.В. и других ученых. Достаточно глубоко проработаны технологические процессы при ремонте и строительстве асфальтобетонных покрытий, построены системы управления и разработаны механизмы взаимодействия между функциональными элементами строительного процесса.

Вместе с тем вопросы организации и управления работами по ремонту покрытий городских дорог при движении транспорта в плотном транспортном потоке на основе мониторинга строительного процесса остаются нерешенными.

Данные положения определяют актуальность, практическую значимость, цель и задачи диссертационного исследования.

Цель работы состоит в совершенствовании организации и управления дорожно-ремонтными работами на городских дорогах при движении транспорта в плотном транспортном потоке на основе мониторинга строительного процесса

Для достижения данной цели в работе поставлены следующие задачи:

1. Выполнить обзор и анализ существующих методов организации и управления строительством и ремонтом асфальтобетонных покрытий городских дорог;

2. Исследовать и обосновать статистические законы распределения производительности дорожно-строительных машин, их зависимость от основных технических характеристик механизмов и производственных условий в организационно-технологической цепочке «АБЗ-транспорт-укладочное звено»;

3. Разработать математическую модель управления дорожно-ремонтными работами на городских дорогах на основе мониторинга строительного процесса;

4. Обосновать организационно-технологические решения по управлению ремонтом асфальтобетонных покрытий городских дорог;

5. Разработать рекомендации по организации и оперативному управлению ремонтом асфальтобетонных покрытий городских дорог.

Объектом исследования является технологический процесс ремонта асфальтобетонного покрытия городских дорог с позиций передовых методов организации и управления дорожным строительством.

Предметом исследования — закономерности процессов организации и управления производством работ, связанных с ремонтом асфальтобетонных покрытий городских дорог.

Информационной базой исследования послужили ранее выполненные исследования ученых, статистические материалы, представленные предприятиями дорожного хозяйства, а также натурные наблюдения за выполнением технологии ремонта асфальтобетонных покрытий улично-дорожной сети г. Волгограда.

Научная новизна исследования заключается в разработке модели организации и оперативного управления ремонтом асфальтобетонных покрытий, основанной на мониторинге и многофакторном регрессионном анализе строительного процесса, обосновании эксплуатационной .производительности АБЗ, транспорта и укладочного звена от основных технических характеристик машин и производственных условий, разработке организационно-технологических решений по оперативному управлению процессом ремонта асфальтобетонных покрытий городских дорог при движении транспорта в плотном транспортном потоке.

Теоретическая и практическая значимость работы. Обоснованный с научной точки зрения методический подход поможет оценить способность организаций к маневренности и обеспечить выполнение программы работ по ремонту асфальтобетонного покрытия городских дорог за счет рационального использования ресурсов подрядной организации, ее способности адаптироваться к меняющимся производственным условиям. Разработанные методические

рекомендации позволят повысить эффективность и качество дорожно-ремонтных работ.

Теоретической и методологической основой исследования являются основные положения строительства и ремонта автомобильных дорог, теория систем и производственных функций, методы математической статистики и программирования, многофакторный корреляционный анализ, методы экономической теории.

В качестве инструмента исследований для решения поставленных задач использован системный анализ и его методы, экономико-математическое моделирование, морфологический и функционально-стоимостной анализ и методы имитационного моделирования производственных и технологических процессов.

На защиту выносятся:

1) зависимости эксплуатационной производительности АБЗ, транспорта и укладочного звена от основных технических характеристик машин и производственных условий;

2) модель организации и оперативного управления ремонтом асфальтобетонных покрытий, основанная на мониторинге и многофакторном регрессионном анализе строительного процесса;

3) организационно-технологические решения по управлению ремонтом асфальтобетонных покрытий городских дорог;

4) рекомендации по организации и оперативному управлению ремонтом асфальтобетонных покрытий городских дорог при движении транспорта в плотном транспортном потоке на основе мониторинга строительного процесса;

Достоверность научных положений и результатов, содержащихся в диссертации обеспечена применением современного оборудования и программного обеспечения (Microsoft Office Excel, Autodesk AutoCAD, OptimaG). Достоверность результатов подтверждается согласованием выводов теоретического анализа с результатами модельных и натурных экспериментов.

Апробация работы. Полученные результаты были представлены на Ш-ей (13-15 мая 2009 г.), 1У-ой (11-14 мая 2010 г.), У-ой (11-13 мая 2011 г.), У1-ой (1517 мая 2012 г.), УП-ой (14-16 мая 2013 г.), международной научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодежь и научно-технический прогресс в дорожной отрасли Юга России» (г. Волгоград); на ежегодной научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава и студентов Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета (14-16 апреля 2009 г., 13-15 апреля 2010 г., 19-20 апреля 2011г., 25-27 апреля 2012 г., 29-30 апреля 2013 г.); на П-ой научно-технической конференции «Инженерные проблемы строительного материаловедения, геотехнического и дорожного строительства» (г. Волгоград, 24-25 сентября 2009 г.); на международной научно-практической конференции «Малоэтажное строительство в рамках национального проекта «Доступное и комфортное жилье гражданам России»: технологии и материалы, проблемы и перспективы развития в Волгоградской области» (г. Волгоград, 15-16 декабря 2009 г.); на международной научно-практической конференции «Прогресс транспортных средств и систем - 2009» (г. Волгоград, 13-15 октября 2009 г.); на международной конференции «Наука и образование: архитектура, градостроительство и строительство», посвященная 80-летию строительного, 40-летию архитектурного образования Волгоградской области (г.Волгоград, 6-10 сентября 2010 г.); на VI международной научной конференции «Надежность и долговечность строительных материалов, конструкций и оснований фундаментов» (г.Волгоград, 13-14 октября 2011г.); на XVI региональной конференции молодых исследователей Волгоградской области (г. Волгоград, 8-11 ноября 2011 г.); на международной научно-практической конференции «Современные направления теоретических и прикладных исследований '2012» (Одесса, 2012 г.); на VII международной научно-технической конференции «Проблемы качества и эксплуатации автотранспортных средств» (16-18 мая 2012г., г.Пенза); на международной конференции «Наука и образование: архитектура, градостроительство и строительство», посвященной 60-летию

деятельности ВолгГАСУ (18-21 сентября 2012 г.), на П-ой международной научно-практической конференции «Ресурсоэнергоэффективные технологии в строительном комплексе» (24.03-21.04.2014 г., г. Саратов).

В рамках договора о сотрудничестве ВолгГАСУ с Университетом штата Мичиган и работы Волгоградской секции Мичиганского отделения Международного института транспортных инженеров (ITE) результаты диссертационного были представлены на конкурсе статей и отмечены первым местом (Университет штата Мичиган (MSU), США, 2010 г.).

Результаты диссертационного исследования, представленные на XVI региональной конференции молодых исследователей Волгоградской области (г.Волгоград, 8-11 ноября 2011г.) отмечены премией Президента Российской Федерации по поддержке талантливой молодежи, установленной указом от 6 апреля 2006 г. №235 «О мерах государственной поддержки талантливой молодежи» в номинации «Научно-техническое творчество и учебно-исследовательская деятельность»: (г. Москва, 2012 г.).

Реализация результатов исследовани