Материал: 2316

температуры при промерзании, °C; τз – продолжительность зимнего сезона, ч.

В соответствии с методикой [108] при расчете значений и в

дополнение к расчетам по формулам (3.19) −(3.21) учитывается отепляющее влияние инфильтрации теплых летних осадков (дождей). Методика геокриологического прогноза предусматривает дополнительную проверку

с расчетом климатического мерзлотного индекса данной территории − формула (3.18).

При выполнении условия (3.18) глубина оттаивания под сооружаемой дорожной насыпью не должна возрастать в период ее эксплуатации (при условии недопущения скопления снега и застоя воды у насыпи), что обеспечивается устройством преимущественно пологих (1:2 ÷ 1:4) откосов насыпи и организацией водоотвода. Условие (3.18) может быть обеспечено за счет проектирования насыпи с учетом специальных конструктивных решений. В то же время важно отметить, что данная методика находится в стадии опытно-экспериментальной проверки и в процессе этой проверки будет уточняться.

Рассмотренные методы расчета и геокриологического прогнозирования устойчивости дорожных насыпей и программное обеспечение, реализованное на их основе, использованы для расчета ряда конструктивных решений для линейных дорожных комплексов в условиях ММГ и представлены в разделе 4.

Разработанное нами программное обеспечение для ПЭВМ [114, 115] использовано для экспериментальных расчетов конструкций земляного полотна с целью прогнозирования состояния грунтов основания после их строительства на следующих объектах (см. прил. 2):

−автомобильная дорога М 56 «Лена» от Невера до Якутска, км 93

-км 123;

85

−автомобильная дорога «Вилюй», от автомобильной дороги М-53 «Байкал» через Братск, Усть-Кут, Мирный до Якутска в Республике Саха (Якутия), на участке км 44+000 - км 55+600;

−в составе НИР [108] на автомобильной дороге «Амур».

3.3. Привязка конструктивных решений к участкам ЛДК

Выбор конструктивных решений земляного полотна для участков

ЛДК − достаточно сложный процесс, который зависит не только от природной среды, включая геокриологические особенности основания земляного полотна, но и от других факторов, которые при определенных обстоятельствах могут иметь решающее значение. К таким факторам относятся расположение карьеров, физико-механические свойства грунтов в карьерах, характеристики и доступность используемых в качестве прослоек специальных материалов, затраты на транспортирование и т.д. (рис. 3.3). Схема на рис. 3.4 отображает альтернативные варианты привязки конструктивных решений к участкам ЛДК в зависимости от формирования затрат на строительство земляного полотна на этих участках. Формирование массива возможных конструктивных решений осуществляется на основе «базы данных» [114], источников научно-технической информации, данных о реализованных конструкциях на объектах-аналогах. При выборе варианта конструкции анализируются особенности природной среды и геокриологической ситуации на участках ЛДК. Расчеты на устойчивость выполняются с использованием программ для ЭВМ с учетом средних условий на ЛДК или отдельно для каждого участка на среднюю отметку дорожной конструкции на участке по всем вариантам массива конструкций К. Если высота насыпи в пределах j-го участка ЛДК резко отличается от средней отметки на участке, принимают решение о выделении этой зоны в отдельный комплекс для проектирования конструкции с учетом региональных условий. Особые условия по высоте насыпи также могут выявиться при формировании ОТЕ и объединении их в классы по

показателю ритма рельефа местности и средней глубины расчленения − формулы (2.7), (2.8). В условиях сложного рельефа отметка насыпи может быть включена в модель линейного районирования как интразональный

фактор с интервальной оценкой (от − до, баллы).

Для закрепления варианта конструктивного решения необходимо, прежде всего, оценить затраты на реализацию каждого варианта на участках ЛДК. Критерием оценки приняты суммарные приведенные затраты на строительство и эксплуатацию (ремонт и содержание) земляного полотна.

86

устройством, ремонтом и содержанием земляного полотна, не производится. Авторы обзора объясняют это обстоятельство отсутствием соответствующих расчетных инструментариев для такой оценки.

Можно в определенной степени согласиться с данным замечанием, особенно в отношении конструкций земляного полотна на ММГ, так как в настоящее время нормативные методики прогноза тепловой устойчивости различных конструкций земляного полотна на ММГ отсутствуют, но работы в этом направлении ведутся и в дальнейшем могут быть использованы при решении данной задачи [8,144,153].

При оценке эксплуатационных затрат для разных вариантов нами приняты нормативные затраты по методикам Росавтодора [103,112]. Предполагается, что сравнение вариантов выполняется для тех конструкций, которые по расчету обеспечивают прочность конструкции и устойчивость основания земляного полотна на ММГ. Решая задачу выбора, можно отдать предпочтение одному варианту конструкции на ЛДК и для этого варианта далее рассматривать организацию работ (глава 4). Можно проранжировать варианты по приведенным затратам и далее рассматривать организацию работ для всех (или конкурирующих вариантов) с расчетом чистого дисконтированного дохода за срок службы дорожной конструкции. Исходная матрица комбинаторной задачи закрепления конструкций за участками ЛДК представлена на рис. 3.5.

Задача решается с применением комбинаторных методов, принятых в теории и практике функционально-стоимостного анализа (ФСА). В зарубежной и отечественной литературе функционально-стоимостной анализ рассматривается как метод комплексного системного исследования функций объекта, направленный на оптимизацию соотношения между качеством, полезностью функций и затратами на выполнение этих функций на всех этапах жизненного цикла объекта [39, 72]. Этот метод известен в мире как инструмент активной технико-экономической диагностики и оптимизации проектных решений и находил применение при решении ряда дорожных задач [20,50,76].

При подборе конструкций желательно сохранять однотипность конструкций на участках одного ЛДК. При сравнении вариантов конструкций земляного полотна если сохраняется постоянной конструкция дорожной одежды на всех ЛДК, то при расчете дисконтированных затрат ее можно не учитывать.

Задача формулируется в следующей постановке. За каждым j-м участком i-го ЛДК протяженностью Lij закрепляется последовательно одно

из конструктивных решений (индекс конструкции − левый верхний угол ячейки). В правом верхнем углу проставляются удельные затраты на

88

строительство 1км j-го участка по конструктивному решению p-го варианта .

Рис. 3.5. Матрица для решения задачи закрепления конструкций за участками:

i – индекс ЛДК, ; j − индекс участка на i-м ЛДК, ; Lij − протяженность j-го участка на i-м ЛДК, км; – индекс конструктивного решения p-го типа

(на j-м участке i-го ЛДК, принадлежащего множеству K ; − удельная

стоимость строительства 1 км p-й конструкции на j-м участке i-го ЛДК, тыс. руб; − затраты, сопутствующие строительству 1 км p-го варианта конструкции , но не

учтенные в удельных затратах, связанных с линейными объемами, тыс. руб.; Вpijt – эксплуатационные затраты на 1 км p-й конструкции на j-м участке i го ЛДК в t-м го-

ду, тыс. руб.; Зpij − дисконтированные затраты, включая строительство и эксплуатацию за срок службы по нормативу, тыс. руб.

В левом нижнем углу ячейки проставляются затраты, сопутствующие строительству p-го варианта конструкции . В правом нижнем углу

ячейки проставляют эксплуатационные затраты Вpijt . В центре ячейки − приведенные дисконтированные затраты на 1 км конструкции за срок службы. Итогом каждой строки являются суммарные дисконтированные затраты по i-му ЛДК на реализацию p-го конструктивного варианта на всех участках (Vpi).

89