Материал: 2316

па в зависимости от меняющихся дорожных условий по длине трассы. Такой подход особенно важен для регионов со сложными природными условиями, к которым, в частности, относится I3 ДКЗ в Восточной Сибири. Инженерные изыскания и мониторинг эксплуатационного состояния построенных магистралей указывают на чрезвычайную изменчивость климатических и геокриологических условий в этом регионе.

Так, на трассе автомобильной дороги «Амур» Чита−Хабаровск в I3 ДКЗ авторы [74] выделяет районы с очень сложными, сложными, относительно сложными и относительно простыми инженерногеокриологическими условиями, что определяется в основном наличием и льдистостью многолетнемерзлых пород, их просадочностью при оттаивании, а также пучинистостью при промерзании сезонно-талых и сезонномерзлых грунтов. Применительно к данной дороге на основе исследований ГипродорНИИ выделено 6 геоморфологических областей; 4 мерзлотные зоны: зона сплошного распространения вечной мерзлоты; зона несплошного распространения вечной мерзлоты с островами таликов; зона островного распространении вечной мерзлоты; зона глубокого сезонного промерзания грунтов.

Данные инженерно-геокриологических условий по этой дороге, приведенные в работе [74], сведены нами в общую таблицу для отражения изменчивости показателей на отдельных участках (табл. 1.1). Анализ многочисленных дефектов дорожных конструкций [74] говорит о том, что при проектировании были недостаточно учтены особенности геокриологической обстановки на отдельных участках.

В научной литературе недостаточно данных о динамике транспортноэксплуатационных показателей дорог, построенных в 60-70-е годы пр о- шлого века в I ДКЗ Восточной Сибири. Часть информации не сохранилась. Это затрудняет процессы анализа проектных решений применитель-

но к строительству и эксплуатации дорог в этих регионах. В 1990−1994 гг. оценка транспортно-эксплуатационных показателей была выполнена доцентом В.М. Сикаченко (СибАДИ) в составе НИР [107] на автомобильной

дороге Магадан – Усть-Нера − Хандыга – Якутск на участке протяженностью около 900 км.

Дорога Магадан − Якутск IV категории с покрытием из гравийнопесчаной смеси проходит по равнинной, пересеченной и горной местности в I ДКЗ. Запроектирована дорога в основном по огибающим линиям рельефа.

10

Таблица 1.1

Сведения об инженерно-геокриологических условиях на ключевых участках автомобильной дороги «Амур»

Примечание. Микрорайоны выделены по рельефным характеристикам участков (крутой склон, пологий склон, седловина, лог, пологая равнина, долина ручья, долина реки, водораздел); ИГЭ – инженерный геологический элемент.

Результаты оценки ровности и модуля упругости по покрытию на отдельных участках эксплуатируемой дороги (рис. 1.3, 1.4) говорят о неравномерности транспортно-эксплуатационных характеристик дороги, запроектированной и построенной по единой конструктивной схеме на большом протяжении без учета индивидуальных особенностей отдельных участков. По данным отчета [107] модуль упругости на всем протяжении дороги меняется от 36 до 931 МПа. Проект реконструкции этой дороги был

11

разработан в 1985 г. институтом «Дальстройпроект», однако на участках, обследованных СибАДИ, реконструкция в тот период еще не осуществлялась.

а)

б)

Рис. 1.3. Модуль упругости на дорожном покрытии:

а − на холмистом участке местности; б − на равнинном участке местности а)

б)

Рис. 1.4. Ровность на дорожном покрытии:

а − на холмистом участке местности; б − на равнинном участке местности

12

Автомобильные дороги в районах распространения ММГ проектируют

вследующей последовательности [127]:

−назначают принцип проектирования, учитывая особенности подзоны, тип местности и температурный режим сезоннооттаивающих и мно-

голетнемерзлых грунтов в основании; − принимают принципиальные решения по конструкциям земляно-

го полотна и дорожной одежды, учитывая особенности характерных участков дорог по высоте насыпи (глубине выемки), требования по обеспечению устойчивости конструкции исходя из инженерно-геологических условий;

−определяют и рассчитывают систему водоотведения;

−на участках с особо сложными условиями на основе вариантного проектирования и технико-экономического обоснования принимают рациональные проектные решения.

Как отмечается в [127, 155, 162], практика изыскательских и проектных работ в условиях многолетнемерзлых грунтов указывает на необходимость детальных мерзлотно-грунтовых обследований больших территорий с расширением комплекса инженерно-геологических обследований и проведением дополнительных работ на особо сложных участках местности с наличием маревых участков, заболоченности, термокарста, подземных льдов и других подобных явлений.

Сложность оценки инженерно-геологических условий (ИГУ) заключается в необходимости найти комплексную оценку многообразных природных факторов, общую для какой-либо выделяемой части территории. Оценочный тип районирования проводится как сравнительный, при котором выделяемые части территории оцениваются в общем плане качественно и количественно по ряду характерных признаков. Комплексность районирования подразумевает выделение таких районов, подрайонов и участков, для которых свойственна общность значений показателей, составляющих факторы ИГУ.

Приведенный обзор позволяет сделать вывод, что при назначении конструктивных решений земляного полотна необходимо рассматривать отдельные участки по длине дороги со сходными природными условиями для применения однотипных конструкций на этих участках. Данный вывод имеет существенное значение не только при проектировании дорожных конструкций, но и для выработки рациональных организационнотехнологических решений.

1.2. Современные подходы к моделированию конструктивных решений земляного полотна на многолетнемерзлых грунтах

Эксплуатационная надежность земляного полотна в районах распространения многолетнемерзлых грунтов в первую очередь обеспечивается обоснованностью выбора конструктивно-технологических решений и спо-

13

собов организации работ по сооружению земляного полотна. В соответствии с [124] конструкции земляного полотна, включая рабочий слой, назначают по продольному профилю трассы с учетом рельефа местности, свойств грунтов, гидрогеологических условий местности, исходя из обеспечения требуемых прочности, устойчивости и стабильности как самого земляного полотна, так и дорожной одежды. Выбор варианта осуществляют с учетом дисконтированных затрат на стадиях строительства и эксплуатации, минимизируя ущерб природной среде. При этом должны учитываться условия производства работ и опыт эксплуатации дорог в данном регионе. Недостаточный учет меняющихся условий по длине дороги приводит к трудно устранимым дефектам дорожных конструкций в процессе эксплуатации.

В соответствии с актуализированной редакцией СП 32-104-98* [121] при проектировании земляного полотна железных дорог применяют три различных подхода:

−типовые конструктивные решения для участков с простыми ин- женерно-геологическими и топографическими условиями в соответствии

сальбомом типовых решений;

−индивидуальные проекты, разрабатываемые для отдельных участков со сложными инженерно-геологическими условиями, когда требуется проверка устойчивости и прочности земляного полотна и его основания;

−групповые поперечные профили, разрабатываемые для применения на ряде участков со сложными и многократно повторяющимися на рассматриваемой линии инженерно-геологическими условиями. При этом земляное полотно с уточненными на основании выполненных расчетов параметрами (по сравнению с типовыми поперечными профилями) не требует индивидуального обоснования для каждого объекта.

Аналогичные подходы целесообразно применить при проектировании земляного полотна автомобильных дорог. Решающую роль при назначении конструктивных параметров земляного полотна автомобильной дороги играет полнота и достоверность информации, полученной в процессе инженерных изысканий автомобильной дороги. Мероприятия по управлению мерзлотной обстановкой в зависимости от конкретных условий могут быть направлены на повышение или понижение среднегодовой температуры грунтов, уменьшение или увеличение мощности сезонно-мерзлого или сезонно-талого слоя, ослабление пучения и осадки грунтов, а также на предотвращение новообразования мерзлоты, термокарста, наледей, термоэрозии, солифлюкции и других криогенных процессов и явлений

[9,44,70,86,102,157].

14