Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Київський національний університет будівництва і архітектури
Фурманенко Олександр Сафронович
УДК 625. 76: 628. 46
ПРИНЦИПИ ТА МЕТОДИ УДОСКОНАЛЕННЯ
ТЕХНОЛОГІЧНОГО ПРОЦЕСУ ОЧИЩЕННЯ ДОРОЖНІХ
ПОКРИТТІВ МІСЬКИХ ТЕРИТОРІЙ
05.23. 20 “Містобудування та територіальне планування”
Автореферат
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата технічних наук
Київ - 1999
Дисертацією є рукопис.
Робота виконана в Українському транспортному університеті
Міністерства освіти України.
Науковий керівник - доктор технічних наук
Скорченко Віктор Федорович
(Український транспортний університет,
професор кафедри проектування доріг)
Офіційні опоненти: доктор архітектури, професор
|
Родічкін Іван Дмитрович |
|
|
(Київський національний університет будівництва і архітектури, професор кафедри міського будівництва) |
|
|
Заслужений будівельник України, кандидат технічних наук |
|
|
Шаповалов Едуард Володимирович |
|
|
(Державний інститут проектування міст “Діпромісто”, головний інженер інженерно-планувального відділу) |
|
|
Провідна установа: |
Державний науково-дослідний і проектний інститут містобудування Держбуду України |
Захист відбудеться 28 вересня 1999 року о 14 годині на засіданні
спеціалізованої вченої ради Д 26.056.05 при Київському національному
університеті будівництва і архітектури за адресою: 252037, Київ-37, Повітрофлотський просп., 31, ауд.466.
З дисертацією можна ознайомитися в науково –технічній бібліотеці Київського національного університету будівництва і архітектури за адресою: 252037, Київ-37, Повітрофлотський просп., 31.
Автореферат розісланий 12 серпня 1999 р.
Вчений секретар спеціалізованої вченої
ради, кандидат технічних наук, доцент О.П.Ісаєв
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми. Науково - технічний прогрес та пов’язаний з ним
процес урбанізації загострюють проблему охорони довкілля, створення нор-мальних умов для проживання та діяльності населення. Особливо важлива проблема чистоти дорожніх покриттів міських територій, які є невід’ємним атрибутом таких елементів благоустрою сучасного міста, як проїзна частина вулиць, доріг та внутрішньоквартальних проїздів з майданчиками та розши-реннями для розвороту, роз’їзду та стоянки автомобілів, тротуари, пішохідні доріжки та алеї, велосипедні доріжки, а також майданчики на прибудинкових територіях: біля під’їздів будинків, білизняні, для тари з побутовими відходами, технологічні, для відпочинку, дитячі та спортивні.
Забруднення, що утворюються на дорожніх покриттях, значно погіршують їх санітарно-гігієнічний і транспортно-експлуатаційний стан. Для запобігання цьому здійснюють заходи щодо очищення дорожніх покриттів від забруднень, суть яких полягає у профілактиці забруднюваності дорожніх покриттів, зниженні шкідливого впливу забруднень на довкілля, видаленні та знешкодженні забруднень, а також у створенні безпечних умов праці та найменших перешкод у дорожньому русі під час виконання прибиральних робіт.
За необхідності витрачання великих коштів на систематичне виконання значних обсягів прибиральних робіт для забезпечення належної чистоти до-рожніх покриттів особливо актуальним є визначення раціональних режимів очищення покриттів, підвищення продуктивності та якості робіт. Для цього необхідно визначити та створити умови для оптимізації технологічного процесу очищення дорожніх покриттів з урахуванням впливу кліматичних, містобудівних та експлуатаційних факторів, забезпечити максимальне виконання робіт механізованим способом та ефективне використання прибиральних машин.
Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Результати дослідження використовувались в науково-дослідних роботах “Разработать исходные требования к механизированным технологиям и техническим средствам для содержания придомовых территорий” (шифр 12.42.01.89), “Розробка питомих нормативів матеріальних витрат на експлуатацію міських автомо-більних доріг” (шифр 12.72.24.91), “Розробка підзаконодавчих актів до статей 21 і 24 Закону України “Про дорожній рух” (шифр 12.88.24.93), “Науково-технічне обгрунтування розміщення та обладнання зупинок міського громадського транспорту” (шифр 12.35.24. 94), що виконувались Науково-дослідним та конструкторсько-технологічним інститутом міського господарства на за-мовлення Державного комітету України по житлово-комунальному господар-ству, а також в комплексній програмі “Научно-технический прогресс и его социально-экономические последствия на период до 2005 года по Украинской ССР” (раздел “Социально-экономические проблемы расселения и градостроительства”), - на замовлення Держплану УРСР.
Мета і задачі дослідження - створення теоретичних засновків та прак-тичних методів удосконалення технологічного процесу очищення дорожніх покриттів міських територій, що сприяють покращанню їх санітарно-гігієнічного та транспортно-експлуатаційного стану.
У відповідності до поставленої мети визначені наступні задачі досліджен-ня:
визначення основних принципів реалізації технологічного процесу очи-щення дорожніх покриттів;
розробка моделей оптимізації та планування технологічного процесу очищення дорожніх покриттів;
дослідження впливу умов експлуатаційного фону на параметри техноло-гічного процесу очищення дорожніх покриттів;
розробка рекомендацій для вирішення практичних задач удосконалення технологічного процесу очищення дорожніх покриттів.
Наукова новизна одержаних результатів полягає в тому, що: вперше запропоновано теоретичне обгрунтування оптимального техно-логічного процесу очищення дорожніх покриттів, яке грунтується на вивченні системи “дорожнє покриття - прибиральна техніка - вуличний рух - кліматичні умови”;
удосконалено математичні методи планування режимів очищення до-рожніх покриттів та обсягів прибиральних робіт, розрахунків потреби в засобах механізації та затрат ручної праці, транспортних збитків на ділянках очищення дорожніх покриттів;
вперше отримано кількісні залежності, що характеризують взаємозв’язки параметрів технологічного процесу очищення дорожніх покриттів з параметрами кліматичних, містобудівних та експлуатаційних умов;
отримало подальший розвиток раціональне проектування елементів ву-лично-дорожньої мережі та прибудинкових територій відповідно до вимог механізованого прибирання їх дорожніх покриттів, а також конструювання ефективних засобів механізації прибиральних робіт.
Практичне значення одержаних результатів обумовлено їх реалізацією у 5 відомчих і 2 міжвідомчих нормативно-технічних та керівних документах, 2 державних стандартах України в галузі експлуатації вулично-дорожніх мереж та прибудинкових територій.
Особистий внесок здобувача. Результати виконаного дослідження одержані особисто автором. В дисертації використані авторські розробки та ідеї, що знайшли відображення в наукових працях та публікаціях, де автор був керівником або приймав безпосередню участь в їх розробці.
Апробація результатів дисертації. Основні положення і результати ро-боти доповідались автором, були обговорені і схвалені на всесоюзних, респу-бліканських та регіональних науково-технічних конференціях і семінарах “Повышение уровня механизации уборки городских территорий и эффек-
тивности использования специальных машин” (Кишинів, 1984), “Механизи-рованная уборка территорий домовладений” (Рига, 1985), “Повышение технического уровня эксплуатации улично-дорожной сети республики и подготовка ее к работе в зимних условиях” (Одеса, 1986), “Механизация уборки городских территорий и рациональное использование спецмашин” (Донецьк, 1986), “Повышение эффективности использования спецмашин и внедрения ресурсосберегающих технологий уборки городских территорий” (Каунас, 1988), “Состояние и проблемы дорожно-мостового хозяйства городов и поселков городского типа Украины” (Донецьк, 1994), “Отходы города и их влияние на окружающую среду” (Київ, 1995), “Пути повышения качества санитарной очистки городов и диагностика коммунального автотранспорта” (Маріуполь, 1996), “Улицы -96” (Каунас, 1996).
Публікації. Результати дисертації опубліковані в 25 роботах, у тому числі в 3 монографіях, 11 статтях, 2 авторських свідоцтвах, 9 нормативних доку-ментах.
Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається з вступу, чотирьох розділів, висновків, списку використаних джерел та додатку. Повний обсяг дисертації становить 194 сторінки. Вона вміщує: 31 ілюстрацію, які займають 31 сторінку; 25 таблиць, які займають 14 сторінок; додаток, який займає 6 сторінок; список використаних джерел (108 найменувань), який займає 10 сторінок.
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ
У першому розділі викладені результати раніше виконаних досліджень та практичних заходів з питань очищення дорожніх покриттів міських територій, а також визначена принципова можливість та доцільність удосконалення і підвищення ефективності технологічного процесу прибирання.
Окремі питання, пов’язані з цією проблемою, знайшли своє відображення в роботах Александровської З.І., Бялобжеського Г.В., Гедройця Г., Гончарова Ю.П., Дмитренко Т.Д., Живова М.А., Карабана Г.Л., Кірпічнікова А.А., Ліфшиця Б.А., Лукьянової М.М., Ратінова В.Б., Рибьєва В.І., Скорченка В.Ф., Чвака В.С., Bell J.S., Bietenharder H., Bodin L.D., Boll B., Bradway R.M., Chakely R.B., Doylo G.S., Fleming R.R., Kulbe H.J., Pitt R., Randolph M., Tomino W. та інших.
Ними встановлено, що сміття та сніжно-льодові утворення на дорожніх покриттях є шкідливими і погіршують санітарно-гігієнічний стан довкілля, транспортно-експлуатаційні показники вулиць та доріг, естетичний вигляд мі-ських територій. Відповідно до характеру засміченості та стану сніжно-льодових утворень пропонуються різноманітні заходи щодо очищення дорожніх покриттів, технологія яких передбачає використання прибиральних машин, ручної праці та відповідних технологічних матеріалів, що полегшують та сприяють якісному виконанню робіт.
Разом з тим, проведений аналіз результатів відомих досліджень дає змогу засвідчити, що існуючі заходи щодо очищення дорожніх покриттів не в повній мірі враховують кліматичні, містобудівні та експлуатаційні умови, які суттєво впливають на продуктивність та ефективність використання прибиральних машин. Крім того, це обумовлює нераціональну організацію роботи при-биральних машин і низьку ефективність виконуваних ними технологічних опе-рацій очищення, внаслідок чого дотримування комунальними службами від-повідних санітарно-гігієнічних, транспортно-експлуатаційних та естетичних вимог здебільшого пов’язане з невиправданими надмірними витратами.
Багато рекомендацій щодо організації та виконання технологічних опе-рацій очищення дорожніх покриттів мають узагальнений характер, обумовлений відсутністю спеціальних досліджень, що призводить до значного діапазону прийнятих рішень в конкретних умовах експлуатаційного фону, зниження точності розрахунків і ефективності виконуваних заходів. Перш за все це пояс-нюється відсутністю методики обгрунтування режимів очищення дорожніх по-криттів, яка б враховувала умови експлуатаційного фону різноманітних міських територій.
Існуючі організація і технологія прибиральних робіт не враховують не-обхідність забезпечення взаємної безпеки прибиральних машин та транспортно-пішохідних потоків на міських вулицях, а також зменшення втрат часу в транспортних пересуваннях.
Усунути зазначені недоліки можна шляхом оптимізації технологічного процесу очищення дорожніх покриттів. Враховуючи складність та багатогран-ність цієй проблеми першочерговим є визначення ролі організаційних та тех-нологічних методів здійснення заходів щодо очищення дорожніх покриттів у забезпеченні належного їх санітарно-гігієнічного і транспортно-експлуатацій-ного стану.
У другому розділі викладені теоретичні засновки обгрунтування опти-мального технологічного процесу очищення дорожніх покриттів, математичного забезпечення планування режимів очищення дорожніх покриттів і визначення експлуатаційної продуктивності прибиральних машин, а також модель взаємодії транспортного потоку з прибиральними машинами під час очищення ними дорожнього покриття.
Прибирання дорожніх покриттів та комплекс умов, у яких воно викону-ється, є складним процесом “взаємодії” прибиральної техніки з дорожнім по-криттям. Крім того, характер такої взаємодії в значній мірі визначається па-раметрами транспортного і пішохідного руху, а також кліматичними умовами місцевості. Все це свідчить про необхідність перегляду усталеного підходу до вирішення проблеми очищення дорожніх покриттів.
Комплекс прибирального процесу запропоновано розглядати як функці-онування структурно-логічної системи “дорожнє покриття - прибиральна техніка - вуличний рух - кліматичні умови” (система ПТРК), яка комплексно відображає взаємодію усіх її підсистем (рис.1). Параметрами системи ПТРК є сталі та змінні характеристики її елементів.
Рис.1. Схема взаємодії комплексу ПТРК
До сталих параметрів відносяться такі, суттєва зміна яких відбувається лише після здійснення реконструктивних заходів. Вони визначаються ще на стадії проектування з можливістю незначної зміни в процесі експлуатації. Змінні па-раметри характеризують такі якості елементів системи, які змінюються у часі і за своєю фізичною природою можуть бути віднесені до ймовірних. Відмітною особливістю змінних параметрів (на деякому етапі і сталих) є те, що вони ви-ражають динамічність системи ПТРК.
За характером зв’язків між елементами системи ПТРК можна виділити некерований елемент К, який зовнішньо впливає, і керовану систему ПТР, яку, можна оптимізувати. Оптимізація системи ПТР виконується за два етапи. На першому (базовому) етапі вирішуються питання оптимального функціонування системи з урахуванням впливу сталих параметрів, на другому - оперативне керування системою під впливом змінних її параметрів. Виходячи з цього задача оптимального вирішення системи ПТР на базовому етапі сформульована таким чином. Потрібно знайти такі значення параметрів системи х, х, ... , хn, кожен з яких мірою рi по різному впливає на продуктивність робіт з очищення дорожніх покриттів П , щоб цільова функція
П = рiхi = max , (1)
при цьому повинні виконуватись балансові умови bri хi сrі межові умови
хi 0. Величини сrв балансових умовах означають балансові ліміти затрат коштів, а bri -коефіцієнти капітальних вкладень, які визначають кількість затрат r-го рішення, необхідних для збільшення i-го параметра на одиницю виміру.
Базову оптимізацію системи ПТР можна здійснювати і за умови мінімі-зації коштів. У цьому випадку потрібно знайти множники , , ..., m , щоб функція затрат З задовольняла умові
З = сr r = min , (2)
при цьому повинні виконуватись побічні умови bri r рiі межові умови
r 0.
Основними питаннями, що вирішуються на базовому етапі оптимізації, є: проектування (реконструкція) дорожніх покриттів з урахуванням вимог ме-ханізованого прибирання; ліквідація джерел, що засмічують дорожні покриття, або зниження інтенсивності засмічування покриттів; розробка та впровадження методів, що запобігають утворенню ожеледиці та уторовуванню снігу на дорожніх покриттях; забезпечення належної міцності та рівності дорожніх покриттів; удосконалення конструкцій прибиральних машин та механізмів.
Оперативне керування технологічним процесом розглядається як система взаємодії керуючого пристрою У з об’єктом керування ПТР під впливом зовнішнього фактора К - кліматичних умов (рис.2).
Рис.2. Принципова схема процесу оперативного керування
Задача оптимального оперативного керування технологічним процесом полягає у тому, щоб вибрати керування (0), (1), ..., (Т-1), яке задовольняє умові (t) Pt так, щоб для відповідної траєкторії Х (0), Х (1), ..., Х (Т) об’єкта керування Х(t+1) = Ft X(t), (t) при заданих початкових та кінцевих станах функціонал
J = ft X (t), Y (t)= min , (3)
де X(t) = x(t), x(t), ..., xn (t) - вектор -функція множини змінних пара-метрів системи, які характеризують її стан в момент часу t;
Y(t) = y1(t), y2(t), ..., yl(t) - вектор-функція множини можливих дій ке-руючого пристрою, кожна з яких може впливати на один або декілька вихідних змінних параметрів системи;
Рt- область припустимих дій на об’єкт керування.
Оперативне керування технологічним процесом ставить задачу визначення режимів і конкретного часу виконання робіт з очищення, коригування маршрутів роботи прибиральних машин, виявлення ділянок вулично-дорожньої мережі, що потребують позапланового очищення, перерозподілу прибиральних машин на ділянках робіт, зниження транспортних втрат під час прибиральних робіт, регулювання стоянки автомобілів на проїзній частині вулиць, обмеження руху на ділянках робіт тощо.
Вихідним засновком обгрунтування режиму очищення дорожнього пок-риття є те, що ці роботи необхідно виконувати з такою частістю n або періо-дичністю t , за якою кількість сміття на покритті ніколи не буде перевищувати його гранично припустиме значення G з урахуванням показника якості приби-рання Кя, тобто
n = U/GKя або t = 24 GKя /U , (4)
де U - інтенсивність накопичення сміття;
U = Kc(Qп + UN) , (5)
де Kc - коефіцієнт сезонної нерівномірності накопичення сміття;
Qп - добове накопичення сміття, величина якого залежить від проект-ного вирішення прилеглої території;
UN - показник засмічування покриття внаслідок руху транспортних засобів.
Поняття чистоти дорожнього покриття визначається естетичним сприйняттям його засміченості за певною системою оцінних балів, тобто методом експертних оцінок. Згідно з цим значення G визначається функцією
G = f (Aj) , (6)
де Aj - критерій чистоти j-ої класифікаційної групи дорожніх покриттів за функціональними ознаками;
Aj = f (Arj / m; Qj) , (7)
де Arj- оцінний бал чистоти покриття j-ої класифікаційної групи r-го експерта;
m - кількість експертів;
Qj- фактична засміченість дорожнього покриття.
Експлуатаційна продуктивність прибиральних машин визначається про-тяжністю П пройденого шляху у режимі очищення дорожнього покриття про-тягом робочої зміни Т або директивного часу Тдир з урахуванням втрат робочого часу за технічними, технологічними і організаційними причинами та обмежень параметрами експлуатаційного фону класифікаційних груп дорожніх покриттів:
для підмітально-прибиральних машин
П = uTKвtу tу /(1 + Кv Kx)(tу+ tв)(tу + tс) , (8)
для поливально-мийних машин
П = uTKвtу /(1 + Кv Kx)(tу+ tв) , (9)
для розкидачів зимових технологічних матеріалів
П = uTдир Kвtр /(1 + Кv Kx)( tр+ tз) , (10)
для плужно-щіткових снігоочищувачів
П = uTдир Kв/(1 + Кv Kx) , (11)
для снігонавантажувачів
П = ПтT Kж Кв tз /( tз+ tо) , (12)
де u - робоча швидкість прибиральних машин;
Kв- коефіцієнт використання машин на лінії;
tу, tр, tу - час, протягом якого відповідно витрачається запас води, зимових технологічних матеріалів, заповнюється бункер сміттям;
tв, tз,tс - час, що затрачується машинами на холості переїзди для відповідно заправлення водою, завантаження зимовими технологічними матеріалами, вивантаження сміття;
Кv- коефіцієнт співвідношення робочої і транспортної швидкості руху прибиральних машин;
Kx- коефіцієнт холостих переїздів на маршруті прибирання;
Пт- технічна продуктивність снігонавантажувача;
Kж - коефіцієнт завантаження живильника снігонавантажувача;
tз - тривалість завантаження бункера розкидача зимовими техноло- гічними матеріалами або самоскида снігом;
tо - час, на який припиняється робота снігонавантажувача для зміни самоскидів.
Моделювання взаємодії транспортного потоку з прибиральними маши-нами грунтується на тому, що водії автомобілів, які рухаються за прибиральною машиною, для її об’їзду оцінюють кожний інтервал часу t між автомобілями, які рухаються на сусідній смузі, до тих пір, поки не виявлять прийнятний інтервал Т, що забезпечує безпечний виїзд їх на цю смугу руху. Приймаючи, що потік автомобілів інтерпретується як пуассонівський, а розподіл часових інтервалів між ними - експоненційний, маємо середню величину затримки автомобілів, які рухаються за прибиральною машиною:
= ( - u)(emT- mT - 1) / m , (13)
де i m - відповідно швидкість та інтенсивність транспортного потоку на сусідній смузі руху.
У третьому розділі роботи викладені методика і результати експеримен-тальних досліджень параметрів технологічного процесу очищення дорожніх покриттів. Дослідженню підлягали типові фактори експлуатаційного фону, що суттєво впливають на параметри технологічного процесу, а також естетичне сприйняття засміченості дорожнього покриття. Роботи виконувались шляхом натурних обстежень умов експлуатації та засмічування дорожніх покриттів, аналізу їх планувальних та конструктивних вирішень, статистичних спостережень за роботою прибиральних машин. Потрібна кількість експериментальних вимірів визначалась на основі поняття про довірені інтервали з перевіркою на нормальний закон розподілу значень, що спостерігались, за критерієм Пірсона. Обробка даних експериментальних досліджень виконувалась із застосуванням кореляційного аналізу з перевіркою адекватності отриманих залежностей за критерієм Фішера.
Встановлено, що морфологічний склад сміття на дорожніх покриттях значно змінюється протягом року, внаслідок чого щільність його також змі-нюється в межах 0,31 - 1,45 т/м. Залежність між добовим накопиченням сміття UN (в г на 1 м лотка) та інтенсивністю руху транспорту N (тис. авт./год) з урахуванням частки вантажних автомобілів у транспортному потоці (в %) має вигляд
UN= (3,3 + 0,16 ) N . (14)
Проектне вирішення прилеглої території може спричинити додаткове накопичення сміття Qпв межах 5 - 80 г/м за добу, а саме засмічування по-криттів весною у 1,17 - 1,23 і осінню у 1,11 - 1,15 раза є більш інтенсивним у порівнянні з літнім періодом.
Візуальна оцінка чистоти дорожніх покриттів здійснювалась членами експертної комісії, у складі 12 представників комунальних служб, санепідем-станції та товариства охорони природи міста Києва за 5-бальною системою оцінок на дослідних ділянках вулично-дорожньої мережі з рівнем засміченості покриттів 9,4 - 1602 г/м. Встановлена емпірична залежність середнього оцінного бала Асвід рівня засміченості дорожнього покриття Q (г/м) описується виразом:
3,15 + 17,9/ Q при Q 67
Ас = (15)
3,685 - 0,004 Q при Q 67 .
Виявлено вплив містобудівних умов на режим роботи прибиральних ма-шин. Так, чим більша щільність вулично-дорожньої мережі, тим коротші холості переїзди під час прибирання вулиць однакової протяжності і менша транспортна швидкість руху прибиральних машин. Під час очищення прохідних внутрішньоквартальних проїздів холості переїзди прибиральних машин становлять 18 - 20 %, а тупикових - 15 - 16 % від їх змінної продуктивності. На вулицях з середньою відстанню між перехрестями 1,0 і 0,5 км цей показник становить відповідно 5-7 і 3-4 % (рис.3 і 4). Крім того, показано, які прийоми планувального вирішення дорожніх покриттів є недосконалими з позиції сьогодення і як вони ускладнюють технологічний процес очищення дорожніх покриттів.
Результати досліджень характеристик транспортних потоків у техноло-гічному процесі очищення дорожних покриттів дали змогу певним чином ко-регувати існуючі технологію і організацію прибиральних робіт.
У четвертому розділі викладені методики планування обсягів робіт з очищення дорожніх покриттів, розрахунку потреби в засобах механізації та затрат ручної праці для виконання розрахункових обсягів прибиральних робіт, технічні вимоги до засобів механізації прибирання дорожніх покриттів прибудинкових територій, а також практичні рекомендації щодо удосконалення проектних вирішень елементів вулично-дорожньої мережі і прибудинкових територій з урахуванням вимог механізованого прибирання їх дорожніх покриттів, організації і технології очищення дорожніх покриттів і забезпечення безпеки прибиральних робіт.
Рис.3. Залежність середнього значення величини холостих переїздів l прибиральних машин на маршруті, спричинених технологічним
обслуговуванням їх протягом однієї робочої зміни, від середньої
відстані а між перехрестями вулично-дорожньої мережі:
1 - підмітання лотків; 2 і 3 - миття відповідно лотків і проїзної частини.
Рис 4. Залежність коефіцієнта холостих переїздів Кх, спричинених відо- кремністю ділянок прибирання на маршруті, від середньої відстані а між перехрестями вулично-дорожньої мережі:
1, 2 - відповідно пересічна та рівнинна місцевість.
Методика планування обсягів робіт з очищення дорожніх покриттів по-лягає у визначенні розрахункових обсягів усіх видів прибиральних робіт, які потрібно виконувати як щоденно, так і протягом відповідного директивного часу, за даними площі та протяжності дорожніх покриттів, інтенсивності руху транспорту та пішоходів, гранично припустимих рівнів засміченості дорожніх покриттів, прийнятих режимів прибирання з урахуванням кліматичних, міс-тобудівних та експлуатаційних умов. Методика розрахунку потреби в засобах механізації та затрат ручної праці грунтується на зіставленні розрахункових обсягів прибиральних робіт та експлуатаційної продуктивності машин та ро-бітників з урахуванням виробничих показників організації їх роботи. При цьому передбачається, що підмітально-прибиральні та поливально-мийні машини, снігонавантажувачі залучаються до виконання розрахункових обсягів робіт протягом всієї робочої зміни або більш тривалого проміжку часу (півтори або дві робочі зміни), а плужнощіткові снігоочисники та розкидачі технологічних матеріалів - лише протягом відповідного директивного часу, регламентованого технологією зимового утримання міських вулиць та доріг. Загальний алгоритм планування очищення дорожніх покриттів наведений на рис.5.
Рис.5. Алгоритм планування очищення дорожніх покриттів
Технічні вимоги до засобів прибирання дорожніх покриттів стосуються ширини очищення, керованості, маневрування, прохідності, питомого тиску на покриття та очищувальної здатності.
Основні вимоги, що пред’являються до планувальних вирішень елементів вулично-дорожньої мережі та прибудинкових територій, полягають в тому, що міцність конструкції дорожнього одягу повинна бути достатньою для витримання систематичних проїздів прибиральних машин у спорядженому стані, геометричні параметри планувальних вирішень елементів повинні відповідати технічним параметрам прибиральних машин і технології прибиральних робіт, поверхня дорожнього покриття повинна сприяти якісному очищенню і запобігати руйнації дорожнього одягу під дією робочих органів прибиральних машин на дорожні забруднення, а розміщення інженерного обладнання вулиць та інших об’єктів на дорожніх покриттях повинно забезпечувати максимальну доступність території для роботи прибиральних машин.
ВИСНОВКИ
1. Забруднення на дорожніх покриттях погіршують їх санітарно-гігієнічний та транспортно-експлуатаційний стан. Відомі методи планування, організації та виконання технологічних операцій очищення дорожніх покриттів недостатньо враховують кліматичні, містобудівні та експлуатаційні умови, що призводить до зниження точності розрахунків та ефективності виконуваних заходів. Покращання санітарно-гігієнічного та транспортно-експлуатаційного стану дорожніх покриттів забезпечується заходами, суть яких полягає в профілактиці засмічування покриттів, зниженні шкідливого впливу дорожніх забруднень на довкілля, видаленні та знешкодженні забруднень, а також у створенні безпечних умов праці та мінімізації перешкод для транспортно-пішохідного руху під час виконання прибиральних робіт.
. Комплекс прибирального процесу запропоновано розглядати як функ-
ціонування структурно-логічної системи “дорожнє покриття - прибиральна техніка - вуличний рух - кліматичні умови”. При цьому кожна складова частина системи розглядається локально з позицій продуктивності, якості та раціо-нальних режимів очищення дорожніх покриттів за критеріями вартості робіт, впливу на довкілля, безпеки праці, перешкод для руху. Оптимізація приби-рального процесу з метою забезпечення високої ефективності заходів щодо очищення дорожніх покриттів здійснюється на базовому (проектному) етапі і на етапі оперативного керування прибиральним процесом під час експлуатації дорожніх покриттів з використанням теорії лінійного програмування у вирішенні двоїстих задач.
3. Запропоновані математичні моделі розрахунку режиму очищення до-рожніх покриттів, продуктивності, потреби в засобах механізації та затрат ручної праці для виконання необхідних обсягів прибиральних робіт комплексно враховують вплив кліматичних, містобудівних та експлуатаційних умов.
. Показано, що з урахуванням планувальних параметрів дорожніх по-криттів прибудинкових територій існуючий типаж прибиральної техніки необ-хідно доповнити засобами механізації класу 0,75, 1,5 і 2,0 по ширині очищення робочими органами. Це дозволить довести можливу площу механізованого прибирання з 72 до 94 % від усієї площі удосконалених дорожніх покриттів прибудинкових територій міст України.
. Показано, що очищення дорожнього покриття можна вважати якісним лише тоді, коли після проходу прибиральної машини залишкова кількість сміття на ньому не перевищує 5 г/м .
. Розроблені рекомендації щодо проектування дорожніх покриттів доз-воляють вивільнити від 8 до 10 робітників на кожні 100 тис.м дорожніх пок-риттів прибудинкових територій, знизити річну вартість утримання покриттів на 25-30 %.
. Організація двоетапного вивезення сміття дозволяє підвищити ефек-тивність технологічного процесу очищення дорожніх покриттів на 10 - 11 % на кожні 10 км скорочення відстані транспортування його підмітально-приби-ральними машинами магістрального типу і на 18 - 19 % на кожні 4 км - маши-нами тротуарного типу.
. Показано, що пункти заправки прибиральних машин водою доцільно розміщувати із розрахунку обслуговування кожним з них 40 км вулично-до-рожньої мережі та з ув’язкою з технологічними маршрутами прибирання.
. Виходячи з встановлених закономірностей і характеру взаємних пере-шкод між прибиральними машинами і транспортними потоками, що виникають під час очищення дорожніх покриттів, підмітально-прибиральні та поливально-мийні роботи, а також навантаження снігу на міських вулицях необхідно виконувати у години, коли інтенсивність руху транспорту в даному напрямку не перевищує 300 авт./год при наявності 2 смуг проїзної частини, 900 - при 4 смугах і 1500 - при 6 смугах.
. Дотримання рекомендованих заходів безпеки під час очищення до-рожніх покриттів дозволяє знизити ймовірність травмування працюючих і ви-никнення дорожньо-транспортних пригод не менше як на 20 %.
СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ АВТОРОМ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ
С. 93-95.
№ 3548647/24-25; Заявл. 07.02.83; Опубл. 23.04.85, Бюл. № 15. - 3 с.
А.С. Фурманенко (СССР). - № 4412193/11; Заявл. 19.04.88; Опубл. 15.01.91, Бюл. № 2. - 3 с.
№ 001-99. - К.: КиевЦНТЭИ, 1999. - 3 с.
КТМ 204 України 006-92: Затв. Держжитлокомунгоспом України 04.03.92 /Держжитлокомунгосп України. - К., 1992. - 84 с. (Автори: О.С.Фурманенко, О.С.Сухенько, Р.О.Шир).
52 с. (Автори: О.С.Фурманенко, О.С.Сухенько).
АНОТАЦІЇ
Фурманенко О.С. Принципи та методи удосконалення технологічного процесу очищення дорожніх покриттів міських територій.- Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.20 - містобудування та територіальне планування.- Київський національний університет будівництва і архітектури, Київ, 1999.
Комплекс технологічного процесу очищення дорожніх покриттів розгля-дається як функціонування структурно-логічної системи “дорожнє покриття - прибиральна техніка - вуличний рух - кліматичні умови”. Викладені теоретичні засновки обгрунтування оптимального технологічного процесу, розроблено комплексне математичне забезпечення планування режимів очищення дорожніх покриттів та обсягів прибиральних робіт, розрахунків потреби в засобах механізації та затрат ручної праці, транспортних збитків на ділянках робіт. Визначені кореляційні рівняння, що відображають залежності між пара-метрами технологічного процесу та параметрами кліматичних, містобудівних та експлуатаційних умов, удосконалено стратегію проектування дорожніх по-криттів з урахуванням вимог механізованого прибирання та організацію роботи прибиральних машин.
Ключові слова: вулично-дорожня мережа, дорожні покриття, забруднення покриттів, прибиральні машини, організація і технологія прибиральних робіт.
Фурманенко А.С. Принципы и методы совершенствования технологического процесса очистки дорожных покрытий городских территорий.- Рукопись.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.23.20 - градостроительство и территориальное планирование.- Киевский национальный университет строительства и архитектуры, Киев, 1999.
Загрязнения, которые оседают и накапливаются на дорожных покрытиях, ухудшают их санитарно-гигиеническое и транспортно-эксплуатационное состояние. Для устранения этого осуществляют мероприятия, суть которых заключается в профилактике загрязняемости дорожных покрытий, снижении вредного воздействия дорожных загрязнений на окружающую среду, удаление и обезвреживание загрязнений, а также в создании безопасных условий труда и минимизации помех в дорожном движении при выполнении технологических операций очистки дорожных покрытий.
С целью создания теоретических предпосылок и практических методов совершенствования технологического процесса очистки дорожных покрытий городских территорий, способствующих улучшению их санитарно-гигиенического и транспортно-эксплуатационного состояния, определены основные принципы реализации технологического процесса очистки дорожных покрытий, разработаны модели оптимизации и планирования очистки дорожных покрытий, исследовано влияние условий эксплуатационного фона на параметры технологического процесса очистки дорожных покрытий, а также разработаны рекомендации для решения практических задач совершенствования технологического процесса очистки дорожных покрытий.
Комплекс технологического процесса очистки дорожных покрытий город-ских территорий рассматривается как функционирование структурно-логической системы “дорожное покрытие - уборочная техника - уличное движение - климатические условия”. Оптимизация системы осуществляется в два этапа: на первом (базовом) этапе решаются задачи оптимизации системы с учетом влияния постоянных параметров системы, на втором - оперативного управления системой под влиянием переменных ее параметров. Теоретические предпосылки обоснования оптимального технологического процесса основаны на использовании теории линейного программирования в решении двойственных задач по условию достижения максимальной производительности уборки и по условию минимизации затраченных средств.
Модель обоснования режимов очистки дорожных покрытий учитывает интенсивность и состав движения транспорта, характер прилегающей территории, сезонную неравномерность накопления смета и критерии чистоты классификационных групп дорожных покрытий по функциональным признакам. Эксплуатационная производительность уборочных машин определяется с учетом потерь рабочего времени по техническим, технологическим и организационным причинам, а также ограничений параметрами эксплуатационного фона. Предельно допустимые уровни засоренности дорожных покрытий установлены на основании анализа их чистоты методом экспертных оценок. Модель определения транспортных потерь на участках уборки дорожных покрытий предполагает пуассоновский поток автомобилей с экспоненциальным распределением временных интервалов между ними, учитывает среднюю скорость движения транспортных потоков и рабочую скорость уборочных машин.
Экспериментальными исследованиями установлен характер изменения состава и плотности смета в течение года, получены количественные зависимости между шириной полосы отложения смета и интенсивностью движения транспорта, между суточным накоплением смета и интенсивностью движения транспорта с учетом структуры транспортных потоков, определены коэффициенты сезонной неравномерности накопления смета на дорожных покрытиях, степень влияния прилегающей территории на засоряемость дорожных покрытий, выявлен характер влияния влажности смета на качество работы подметально-уборочных машин, а также количественные зависимости, выражающие влияние плотности улично-дорожной сети на величину холостых переездов уборочных машин на рабочих маршрутах и среднюю скорость движения уборочных машин при холостых переездах. По результатам анализа чистоты дорожных покрытий методом экспертных оценок получена корреляционная зависимость между средним значением оценочных баллов чистоты дорожного покрытия и уровнем его засоренности, на основании которой были разработаны предельно допустимые уровни засоренности дорожных покрытий городских территорий. Определены возможности уборки дорожных покрытий элементов благоустройства придомовых территорий механизированным способом с использованием существующего парка уборочных машин, обоснованы исходные требования к типажу и параметрам технических средств для очистки дорожных покрытий придомовых территорий.
Предложена методика планирования уборочных работ, включающая расчеты режимов уборки, суточных и директивных объемов уборочных работ, потребности в средствах механизации и затрат ручного труда, составление оп-тимальных маршрутов уборки и графиков уборочных работ.
Содержатся рекомендации по совершенствованию проектных решений элементов улично-дорожной сети и придомовых территорий в соответствии с требованиями механизированной очистки их дорожных покрытий, организации работы уборочных машин и технологических приемов очистки дорожных покрытий в различных условиях эксплуатационного фона, мероприятий по обеспечению безопасности уборочных работ и дорожного движения на участках очистки дорожных покрытий.
Ключевые слова: улично-дорожная сеть, дорожные покрытия, загрязнения покрытий, уборочные машины, организация и технология уборочных работ.
Furmanenko A.S. Principles and Methods of the Improvement of Technological Process on Cleaning of Urban Territories Pavements. - Manuscript.
Dissertation for an academic degree of Candidate of Technical Science in town and territory planning, cpecial code - 05.23.20. - Kyiv National University of Construc-tion and Architecture, Kyiv, 1999.
The complex of technological process of pavement cleaning is treated as function of logical structure system “pavement - cleaning machines/ vehicles - traffic - climatolo-gical conditions”. The theoretical prerequisites to the substantiation of optimal technolo-gical process are presented, package mathematical software for planning of mode and scope of cleaning operations, estimation of needs for machines/ mechanical aids and ma-nual labour input, traffic losses in operation areas is developed. Correlation equations of association between technological parameters and those of climatological, town-planning and operational conditions are established, pavement engineering strategy with regards to the requirements for mechanical cleaning and arrangement of cleaning machines operation are improved.
Key words: transportation network, pavements, cleaning machines, arrangement and technology of cleaning operations.