Обоснование рациональных методов борьбы с нежелательной древесно-кустарниковой растительностью в полосе отвода автодорог



МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего образования

«Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова»

Высшая инженерная школа

(наименование высшей школы / филиала / института)

(ФИО обучающегося)

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА

(МАГИСТЕРСКАЯ ДИССЕРТАЦИЯ)

35.03.02 Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств

(код и наименование направления подготовки / специальности)

Современные технологии заготовки древесины и транспортирования лесопродукции

(наименование направленности образовательной программы (профиля / специальности / название магистерской программы))

Обоснование рациональных методов борьбы с нежелательной древесно-кустарниковой растительностью в полосе отвода автодорог

(тема ВКР)

Утверждена приказом от «27» декабря 2017 г. № 13

Руководитель ВКР

А.М. Меньшиков, доцент, к.т.н.

Консультант

А.М. Меньшиков, доцент, к.т.н.

Рецензент

Т.В. Челышева, доцент, к.т.н.

Нормоконтроль

В.Л. Рымашевский, доцент, к.т.н.

Руководитель ОПОП

А.М. Меньшиков, доцент, к.т.н.

(дата)

(подпись)

(ФИО, должность / степень / звание)

Постановление ГЭК от «___» ________________20____ г.

Признать, что обучающийся (-аяся) _________________________________________________

(инициалы, фамилия)

выполнил(-а) и защитил(-а) ВКР с отметкой

(отметка прописью)

Председатель ГЭК

______________________

_________________________

(подпись)

(инициалы, фамилия)

Секретарь ГЭК

__________________________________

_____________________________________

(подпись)

(инициалы, фамилия)

Архангельск 2018

РЕФЕРАТ

Обоснование рациональных методов борьбы с нежелательной древесно-кустарниковой растительностью в полосе отвода автодорог.

Руководитель ВКР –  А.М. Меньшиков, доцент, к.т.н.

Выпускная квалификационная работа объемом 120 с. содержит, 24 рисунка,

30 таблиц, 60 источников, 2 приложения.

Ключевые слова: полоса отвода, древесно-кустарниковая растительность, мульчеры, гербициды, арборициды, сметные расчеты.

Цель работы  –  обоснование рациональных методов борьбы с нежелательной древесно-кустарниковой растительностью в полосе отвода автомобильных дорог на основе технико-экономического анализа и сравнения альтернативных вариантов.

Структура ВКР: состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованных источников, приложений.

В первой главе выполнен анализ состояния вопроса на основе сведений из почти 100 отечественных и зарубежных источников по борьбе с нежелательной травянистой и древесно-кустарниковой растительностью в полосе отвода автомобильных и железных дорог, а также в агропромышленном комплексе РФ.

Во второй главе изучены известные методы борьбы с древесно-кустарниковой растительностью в полосе отвода автомобильных дорог, видовой состав и специфика условий произрастания травянистой и древесно-кустарниковой растительности в полосе отвода автодорог (ДКР) в Архангельской области.

В третьей главе проанализированы современные методы и технологии удаления нежелательной ДКР, применяемые в разных дорожно-климатических зонах РФ, с точки зрения возможности их технической реализации в условиях Архангельской области.

В четвертой главе выполнены основные технико-экономические расчеты по альтернативным вариантам технологий борьбы с нежелательной ДКР.

В пятой главе приведены мероприятия по охране труда и техники безопасности при выполнении работ.

В заключение дана оценка экономической эффективности вариантов.

___________________ ___________________ _________________________

           (дата)(подпись) (инициала, фамилия)

Оглавление

Нормативные ссылки………………………………………………………………

6

Определения, обозначения и сокращения………………………………………..

7

Введение…………………………………………………………………………….

9

1 Анализ исследований методов борьбы с нежелательной  ДКР……..………...

10

2 Современные практические методы борьбы с нежелательной ДКР …………

12

2.1 Химический метод….……………………………………………………….

12

2.2 Механический метод……….……………………………………………….

12

2.3 Комбинированный метод….………………………………………………

12

3Климатическая характеристика района произрастания ДКР. Требования к содержанию полосы отвода дорог……………….. ………………………………

25

4 Технико-экономические расчеты технологий борьбы с нежелательной ДКР

42

4.1 Расчет объемов работ по технологии удаления травянистой растительности……………………………………………………………………..

42

4.2 Расчет объемов работ по технологии удаления ДКР с транспортировкой на свалку (без корчевки пней)……………………………………….....................

49

4.3 Расчет объемов работ по технологии удаления ДКР с дроблением в щепу (без корчевки пней)……………………………………………………..…………

4.4 Расчет объемов работ по технологии расчистки полосы отвода от ДКР (с корчевкой пней)……………………………………………………………………

4.5  Расчет объемов работ по технологии расчистки полосы отвода от ДКР химико-механическим способом…………………………………………………

4.6  Расчет объемов работ по технологии расчистки полосы отвода от ДКР с помощью мульчера………………………………………………………………...

51

52

53

55

5Мероприятия охраны труда и техники безопасности при выполнении работ

56

Заключение………………………………………………………………………….

61

Список использованных источников……………………………………………...

Приложение А Локальный ресурсный сметный расчет №1 на удаление травянистой растительности…………………………………………………………

Приложение Б Локальный ресурсный сметный расчет №2 на удаление древесно-кустарниковой растительности с транспортировкой на свалку (без корчевки пней)……………………………………………………………………………………..

Приложение В Локальный ресурсный сметный расчет №3 на удаление древесно-кустарниковой растительности с дроблением в щепу (без корчевки пней)……………………………………………………………………………………..

Приложение Г Локальный ресурсный сметный расчет №4 на расчистку полосы отвода от древесно-кустарниковой растительности (с корчевкой пней)…………...

Приложение Д Локальный ресурсный сметный расчет №5 на расчистку полосы отвода от древесно-кустарниковой растительности химико-механическим способом………………………………………………………………………………...

Приложение Е Локальный ресурсный сметный расчет №6 на расчистку полосы отвода от древесно-кустарниковой растительности с помощью мульчера………...

Приложение Ж Расчет калькуляции стоимости машиносмены навесного мульчера на базе экскаватора………………………………………………………….

62

63

64

65

66

67

68

69

НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

В настоящей пояснительной записке использованы ссылки на следующие нормативные документы:

СП 34.13330.2012. Свод правил. Автомобильные дороги. Актуализированная редакция СНиП 2.05.02-85

ГОСТ 12.0.003-74 Система стандартов безопасности труда. Опасные и вредные производственные факторы. Классификация

СП 49.13330. Безопасность труда в строительстве. Актуализированная редакция СНиП 12-03-2001

СП 131.13330.2012 "Строительная климатология" Актуализированная редакция СНиП 23-01-99

ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

В настоящей пояснительной записке применяются следующие определения, обозначения и сокращения:

Полоса отвода автомобильной дороги – земельные участки, которые предназначены для размещения конструктивных элементов автомобильной дороги, дорожных сооружений, объектов дорожного сервиса.

ДКР – древесно-кустарниковая растительность.

Мульчер – оборудование, предназначенное для измельчения древесины, пней и кустарника.

Гербициды – химические вещества, применяемыедля борьбы с сорняками.

Арборициды – химические вещества, применяемыедля борьбы с нежелательной древесно-кустарниковой растительностью.

Арсенал – коммерческое  название  малоселективного  системного гербицида широкого  спектра  действия  из  класса  имидазолинонов ( активные и высокоизбирательные гербициды), успешно применяющиеся в сельском и лесном хозяйствах.

ВВЕДЕНИЕ

Борьба с нежелательной древесно-кустарниковой растительностью (далее – ДКР)  в полосе отвода дорог промышленного транспорта и других объектов производственной инфраструктуры дорог играет важную роль. ДКР появляется свободно и приводит к  ухудшению транспортно-эксплуатационных показателей дороги, регрессирует ее эстетическое восприятие.

Зарастание обочин, откосов, полосы отвода нежелательной растительностью снижает видимость на поворотах с кривыми малых радиусов и пересечениях дорог, скрывает дорожные знаки, ограждения и сигнальные столбики, что приводит к увеличению аварийности, способствует снегозаносимости на открытых участках, усиливает пожароопасность в лесной зоне. Корни древесных растений разрушают земляное полотно, увеличивают его водонасыщение. Зарастание кюветов и боковых канав затрудняет водоотток. Образуется застой воды, что приводит к нарушению водно-теплового режима земляного полотна и преждевременному разрушению дорожных одежд (рисунок 1).

Особую остроту данная проблема приобретает на лесовозных дорогах, по которым производятся перевозки длинномерных грузов (хлыстов) и трассы которых включают большое количество поворотов с кривыми малых радиусов. В этой связи эффективная и весьма дорогостоящая борьба с нежелательной ДКР в полосе отвода автомобильных дорог, особенно лесовозных и других дорог промышленного транспорта в лесной зоне РФ, являетсяактуальнойзадачей.

Анализ отечественных и зарубежных источников информации показал, что целенаправленные исследования по ДКР в полосе отвода автодорог практически отсутствуют. В этой связи заявленная нами концепция темы обладаетновизной.

Учитывая ограниченное финансирование работ по текущему содержанию автодорог, борьба с нежелательной ДКР являетсяпрактически значимой.

Целью магистерской диссертационной работы являетсяобоснование наиболее рациональных методов борьбы с нежелательной древесно-кустарниковой растительностью в полосе отвода автомобильных дорог на основе технико-экономического анализа и сравнения альтернативных вариантов.

Для достижения поставленной цели требуется решить следующиезадачи:

1. Изучить преимущества и недостатки известных методов и технологий борьбы с нежелательной ДКР в полосе отвода автомобильных дорог.

2. Проанализировать применяемые в разных дорожно-климатических зонах технологии на возможность их технической реализации в условиях Архангельской области.

3. Выполнить экономическую оценку альтернативных вариантов технологий, отобранных по техническим критериям, на основе сметных расчетов.

4. Определить и рекомендовать для применения наиболее рациональную по технико-экономическим показателям технологию борьбы с нежелательной ДКР.

Объектом исследования являются автомобильные дороги Архангельской области различных технических категорий, предметом исследования – технологии борьбы с нежелательной ДКР в полосе отвода автомобильных дорог.

Метод исследования – технико-экономический анализ альтернативных вариантов технологий борьбы с нежелательной ДКР.

Рисунок 1 – Нежелательная древесно-кустарниковая растительностью в полосе отвода дорог промышленного транспорта

1 АНАЛИЗ ИССЛЕДОВАНИЙ МЕТОДОВ БОРЬБЫ С НЕЖЕЛАТЕЛЬНОЙ ДКР

Правильно сформированный дорожный газон выполняет три главные функции: предотвращает ветровую и водную эрозию земляного полотна, затрудняет семенное зарастание полосы отвода древесно-кустарниковой растительностью, улучшает эстетическое восприятие дороги. Это достигается благодаря наличию в составе газона сеяных или дикорастущих видов трав малой высоты, способных образовывать дернину, устойчивых к систематическому скашиванию, уплотнению и засолению почвы, образующих саморегулирующиеся фитоценозы, обновляющиеся вегетативным способом. Травосмеси выбирают по почвенно-климатическими условиями полосы отвода автомобильной дороги. Крайне важно при этом сохранить необходимую густоту посева, чтобы обеспечить закрепление откосов от поверхностой эрозии и быстрое смыкание корневых систем трав.

Травы намеренно не скашиваются в год посева для того, чтобы создать нужный зимний запас питательных веществ в корнях и корневищах. Возможна небольшая примесь сорных, второстепенных видов, корни которых также закрепляют почву от размыва. Первое скашивание выполняется на второй год в момент выгонки генеративных побегов (цветоносов). Для того чтобы стимулировать ветвление дернообразующих видов и предотвратить образование семян нежелательной древесно-кустарниковой растительности. На третий год выполняется одно-два скашивания по мере образования генеративных побегов. Во второй и третий год скашивание выполняется на высоте 20-25 см, чтобы удалить цветоносы и не повредить листовой аппарат трав.

Постоянное скашивание травостоя на высоте 10-15 см является основным способом вытеснения широколиственных высокостебельных трав и создания привилегий для «низовых» злаков. В северном и северо-западном регионах (первой агроклиматической зоне) достаточно двухкратного скашивания: в конце июня и июля – первой половине августа.

Вопросам борьбы с нежелательной ДКР посвящены несколько научных исследований, публикаций и патентов. Общие научные исследования в сфере изучения технологий удаления деревьев и кустов при непрерывном их срезании приводится в работе [1].

Предметный анализ и оценка перспективных механических методов борьбы с нежелательной растительностью с целью возможности их использования при удалении травы и древесно-кустарниковой поросли с полосы отвода дорог выполнены в работе [2]. Повышенный акцент в данной работе делается на необходимость и пути совершенствования механических методов борьбы с нежелательной древесно-кустарниковой растительностью.

В работе д.т.н., проф. Шегельмана И.Р. и др. [3] дан краткий обзор исследований, направленных на совершенствование технологий и оборудования для удаления деревьев и кустов на вырубках и линейных объектах. Так же авторы уделили внимание специализированным машинам и приемам выполнения этих операций при непрерывном движении машины, т.е. механическому методу борьбы с нежелательной ДКР.

Способ очистки от древесной растительности, образовавшейся от самосева в технической полосе отвода железных и шоссейных дорог, предложен и защищен патентом на изобретение С.Я. Самaрцевым [4]. Этот способ предусматривает раскорчевку полосы, распашку почвы и засев ее многолетними травами, образующими дернину. Дернина позволяет укорениться прилетевшим со стороны семенам древесных пород.

2 СОВРЕМЕННЫЕ ПРАКТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ БОРЬБЫ С НЕЖЕЛАТЕЛЬНОЙ ДКР

Работы по устранению нежелательной ДКР в полосе отвода автомобильной дороги относятся к регламентным работам текущего содержания дороги (весенне-летне-осеннего периода).

В настоящее время для уничтожения нежелательной древесно-кустарниковой растительности применяют разные методы, которые можно объединить в три группы:

- немеханические (химические, физические и биологические),

- механические,

- комбинированные (химико-механические).

Нежелательная ДКР очень разнообразна, поэтому разнообразны и способы борьбы с каждым из её видов. Физические и биологические способы направлены на борьбу с сорными травами, а значит в этом отношении для автомобильных дорог они мало актуальны. Химическими и механическими способами можно бороться с сорными травостоями и с нежелательной ДКР, поэтому мы их проанализируем подробно.

2.1. Химический метод

Среди немеханических методов борьбы с ДКР на автомобильных дорогах значительное распространение получили химические средства – гербициды.Они применяютсяв кюветах и нижней части откосов. Здесь почва более влажная и плодородная, травостой густой, высокий, более устойчивый к скашиванию и применению гербицидов. Передозировка гербицидов в этих условиях менее опасна, чем на обочинах и откосах, где полная гибель травостоев будет сопровождаться эрозией почвы.

Гербициды рекомендуются для двух целей:

- для избирательного уничтожения нежелательной ДКР;

- для равномерного уничтожения травяного покрова, древе