Investigation of efficiency of gravel roads dust suppressants and evaluation in the road environment

Abstract

The dissertation analyses the gravel road dust problem, whitch emergent during road maintenence using dustiness reducing materials. The main object of research is the gravel road dust suppressants interaction with gravel roads. Gravel road is an important service sector. Dust reduction of gravel roads is an important thing for roadside vegetation growth (dust blocks the pores and plant growth is stopped) and living next to peoples health. The main aim of work is to find effective concentration of the mixture, the less damaging the gravel road environment. In the dissertation also aims to investigate the impact of the proposed mixture to roadside vegetation and the amount of chloride in the cover of gravel road and at the roadside making the transverse profile. The work deals with several main tasks: the efficiency of gravel roads dust suppressants and its impact on gravel road environment. The tasks were formulated according to analysed problem and finding information in foreign countries, tasks were relate to investigations carried out by the results and with the simulation of results obtained. The dissertation consists of an introduction, six chapters, general conclusions and recommendations, list of references and list of the author’s scientific publication on the dissertation topic and 1 addendum. The introductory chapter discusses the research problem, topicality of the work, describe the object of research, formulates aim and tasks of the work, describes research methodology and scientific novelty of the work, practical value of the work’s results and defended propositions. Finally, the introduction presents the author’s publications and conference reports on the dissertation topic and structure of the scientific work. The first chapter is intended for review of the literature. It contains information about the rise and the dynamics of dust particles, dust suppressants, its usage, the common principles of the application and working of dust suppressants, effectiveness and environmental impact, materials used in the world, particulate matter scatter modeling. At the end of this chapter are formulated conclusions and tasks. The second–fourth chapters present the research methodology, the results and analysis, conclusions. The fifth chapter presents the methodology of modeling and simulation results comparison with investigation results and conclusions. The sixth chapter describes the suggested environmental consideration. 7 articles are published on the dissertation topic: two – in ISI Web of Science refereed journal, one – in conference material entered in ISI Proceedings, three – in reviewed Lithuanian conferences materials, one – in not reviewed Lithuanian conferences material. 2 conference reports were made at international and 5 at conferences in Lithuania on the topic of dissertation.

Disertacijoje nagrinėjamos žvyrkelių eksploatavimo metu atsiradusios dulkėtumo problemos bei žvyrkelių priežiūroje taikomos dulkėtumo mažinimo medžiagos. Pagrindinis tyrimo objektas yra žvyrkelių dulkėtumą mažinančių medžiagų sąveika su žvyrkeliais. Žvyrkeliai yra svarbi susisiekimo sektoriaus dalis. Dulkėtumo sumažinimas žvyrkeliuose yra svarbus pakelės augalijos augimui (dulkės užkemša augalų poras ir augimas yra stabdomas) ir greta gyvenančių žmonių sveikatai. Pagrindinis disertacijos tikslas – surasti efektyvią naudojamų tirpalų mišinio koncentraciją, kuo mažiau kenkiančią žvyrkelio aplinkai. Disertacijoje taip pat siekiama ištirti siūlomo mišinio poveikį pakelės augalijai bei chloridų kiekį žvyrkelio dangoje bei šalikelėse, sudarant skersinį profilį. Darbe sprendžiami keli pagrindiniai uždaviniai: tiriamas žvyrkelių dulkėtumą mažinančių medžiagų efektyvumas ir poveikis kelio aplinkai. Uždaviniai suformuluoti, atsižvelgiant į analizuojamą problemą, ieškant informacijos užsienio šalyse, siejasi su atliktų tyrimų rezultatais ir jų modeliavimu. Disertaciją sudaro įvadas, šeši skyriai, bendrosios išvados ir rekomendacijos, naudotos literatūros ir autoriaus publikacijų disertacijos tema sąrašai ir vienas priedas. Įvadiniame skyriuje aptariama tiriamoji problema, darbo aktualumas, aprašomas tyrimų objektas, formuluojamas darbo tikslas bei uždaviniai, aprašoma tyrimų metodika, darbo mokslinis naujumas, darbo rezultatų praktinė reikšmė, ginamieji teiginiai. Įvado pabaigoje pristatomos disertacijos tema autoriaus paskelbtos publikacijos ir pranešimai konferencijose bei disertacijos struktūra. Pirmasis skyrius skirtas literatūros šaltinių analizei. Jame analizuojama informacija apie dulkių dalelių atsiradimą ir dinamiką, dulkėtumą mažinančias medžiagas, jų naudojimą, bendruosius taikymo principus, veikimą, naudojamus kiekius, efektyvumą, poveikį aplinkai, pasaulio šalyse naudojamas medžiagas, kietųjų dalelių sklaidos modeliavimą. Skyriaus pabaigoje formuluojamos išvados ir uždaviniai. Antrajame skyriuje pateikiama kietųjų dalelių emisijos mažinimo laboratorinių tyrimų metodikos, rezultatų analizė, išvados. Trečiajame skyriuje pateikiamos eksperimentinio kelio ruožo aplinkoje tyrimų metodikos, rezultatų analizė, išvados. Ketvirtajame skyriuje pateikiamos žolinių augalų augimo užterštame dirvožemyje tyrimų metodikos, rezultatų analizė, išvados. Penktajame skyriuje pateikiama modeliavimo metodika, gautų modeliavimo rezultatų palyginimas su tyrimų metu gautais rezultatais, pateikiamos išvados. Šeštajame skyriuje aprašomas aplinkosauginis sprendimas. Disertacijos tema paskelbti 7 straipsniai: du – žurnaluose, referuojamuose ISI Web of Science duomenų bazėje, vienas – konferencijų medžiagoje, referuojamoje ISI Proceedings duomenų bazėje, trys – recenzuojamose Lietuvos konferencijų medžiagose, vienas – nerecenzuojamoje Lietuvos konferencijos medžiagoje. Disertacijos tema perskaityti 2 pranešimai tarptautinėse ir 5 pranešimai konferencijose Lietuvoje.