Т.В. Боброва, Е.А. Бедрин, А.А. Дубенков

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЕКТНЫХ

РЕШЕНИЙ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА

В УСЛОВИЯХ КРИОЛИТОЗОНЫ

проектирования земляного полотна, позволяющего последовательно осуществлять моделирование и анализ проектных решений.

Основываясь на работах И.А. Золотаря, В.А. Семенова, Ю.М. Яковлева о влиянии статистической однородности расчетных параметров сооружения на качество проектных решений, можно сделать вывод о зависимости вероятностных характеристик земляного полотна на ММГ от однородности факторов, которые используются при расчете конструкций насыпи. Под однородностью факторов понимается степень неизменности показателей природной среды, физико-механических свойств грунтов, геометрических размеров, параметров технологических процессов, условий эксплуатации и производства работ.

Исходя из вышеназванных предпосылок, выделение участков по длине дороги с более однородными характеристиками природных факторов окажет влияние на повышение качества проектных решений земляного полотна на этих участках.

Учитывая изменчивость и определенную повторяемость природных геокомплексов по длине дороги, целесообразно использовать структурномодульный подход к проектным решениям земляного полотна автомобильной дороги, известный в теории проектирования и строительства промышленно-гражданских объектов.

Качество автомобильной дороги как системы обеспечивают в комплексе все структурные элементы дорожной конструкции, в том числе земляное полотно, дорожная одежда, водоотводные и искусственные сооружения на дороге и т.д. В данной работе земляное полотно рассматривается как отдельный базовый структурный модуль автомобильной дороги, однако, в определенных ситуациях (расчет конструкций, проектирование организации строительства) анализируются и учитываются его связи с другими элементами системы. Дальнейшая декомпозиция земляного полотна на пространственные модули связана с однотипностью конструктивных и организационно-технологических решений на отдельных участках дороги, имеющих сравнительно одинаковые характеристики природных условий. Обоснование разделения земляного полотна в условиях ММГ на проектно-технологические модули с учетом линейного дорожного районирования (ЛДР) недостаточно проработано для применения в практике проектирования автомобильных дорог.

4

Глава 1. ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ В СЛОЖНЫХ

ГЕОКРИОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ

1.1. Система организации проектирования дорожных объектов в России

Север играет важную роль в жизни нашей страны. Промышленное освоение новых районов немыслимо без развитой сети автомобильных дорог. Опыт строительства железных и автомобильных дорог в Восточной Сибири (Транссиб, БАМ, «Амур», «Лена» и др.), на севере Западной Сибири, Европейском Севере показывает, что основной научно-технической проблемой строительства и эксплуатации дорог в этих регионах является обеспечение устойчивости земляного полотна и искусственных сооружений в условиях вечной мерзлоты и глубокого сезонного промерзания грунтов. Последние десятилетия в отечественной практике проектирования существует тенденция расширения круга вопросов, охватываемых

проектом. В 50 − 60-е годы прошлого века проектировщики часто ограничивались разработкой генерального плана, технологической, архитектур- но-строительной частей и инженерного оборудования. В конце 60-х годов сметы стали обязательным элементом работ, а несколько позже обязательным стал проект организации строительства. В настоящее время, кроме названных разрабатываются также разделы: экологический, проектирование организации демонтажных работ, мероприятия по пожарной безопасности, мероприятия по гражданской обороне и предупреждению чрезвычайных ситуаций, а также иные – по требованию заказчика [15].

Градостроительным кодексом РФ установлены нормы, регулирующие инвестиционный строительный процесс, начиная от инженерных изысканий для подготовки проектной документации и заканчивая выдачей разрешения на ввод объекта в эксплуатацию [38]. Процесс проектирования включает прединвестиционный этап, предпроектный этап и две стадии проектирования: проектной и рабочей документации.

Общая система организации проектных работ в России в основном соответствует зарубежному опыту, отличаясь от принятых в ряде стран систем стадийностью проектных работ. К примеру, в Великобритании выделяют 4 стадии, разделенных на 11 этапов; в США процесс проектирования состоит из 7 стадий, включая «авторский надзор» [125].

Проектно-изыскательские работы по затратам и трудоемкости занимают до 20 % в инвестиционном цикле автомобильной дороги [3], являясь в то же время основным средством обеспечения надежности и экономичности строительно-монтажных работ. Общая структурная схема предпро-

5

ектной работы на уровне Заказчика, представленная в работе [19] в виде обобщенного графа взаимосвязи документов, выявляет роль инженерных изысканий на этих этапах. Логико-информационная модель, отражающая последовательность разработки технического задания на проектирование автомобильной дороги, изображена на рис. 1.1 [15].

Декларация о намерении строительства автомобильной дороги

Исходные данные о назначении объекта, его предполагаемом месте нахождения; общие параметры

Предварительные варианты прохождения трассы. Сравнение вариантов, выбор предпочтительных

Предварительные инженерные изыскания

Сравнение вариантов на основе инженерных изысканий, выполненных расчетов объемов и стоимости

Выбор варианта прохождения трассы

Разработка основных проектных решений

Формирование технического задания на проектирование

Конкурсный отбор проектной организации

Рис. 1.1. Модель принятия решений при формировании технического задания на проектирование [15]

Алгоритм этапа проектных работ на основе разработанного технического задания для неосложненных условий по элементам строящегося объекта можно представить в виде схемы (рис. 1.2).

6

Этапы

5Выбор окончательного проектного решения

6Разработка проекта по этапам: технический проект (ТП), рабочие чертежи (РЧ), проект организации строительства (ПОС), сводный сметно-финансовый расчет (СФР)

Рис. 1.2. Структурная схема проектных работ

ВРекомендациях [110] определен состав и порядок разработки разделов проектной документации для строительства, реконструкции автомобильных дорог и искусственных сооружений, имеющих определенную специфику как линейно-протяженные объекты.

Основой для разработки проектных решений служат инженерные изыскания, проводимые в порядке, определяемом СНиПом 11-02-96 (актуал. редакция 2012 г.) [119] и СП 11 -105-97 [116]. Основные виды инженерных изысканий (инженерно-геодезические, инженерно-геологические, инженерно-геотехнические, инженерно-гидрометеорологические и инже- нерно-экологические) выполняются раздельно или в комплексе [119].

Всоответствии с [87, 110, 155] материалы комплексных инженерных изысканий должны рассматриваться как информационная база для принятия обоснованных и экономичных проектных решений в составе проектной документации на строительство дороги.

На стадии формирования технического задания на проектирование используются данные предварительных инженерных изысканий. На стадии проектирования требуется дополнение и систематизация информации для разработки конструкций земляного полотна по уточненным инженерным изысканиям. На предпроектной стадии решаются задачи, которые

7

могут предотвратить возможные риски на последующих стадиях проектирования и строительства дороги.

По мнению С.М. Ждановой [60], традиционная схема проектирования может успешно применяться при проектировании геотехнических систем «земляное полотно – основание» в обычных условиях, но имеет принципиальные недостатки при проектировании этой системы в условиях вечной мерзлоты. В то же время, по ее мнению [ 60], «методология проектирования может быть усовершенствована с помощью функциональносистемного принципа, который предусматривает комплексный анализ всех элементов существующей системы проектирования земляного полотна и дополнение элементами и методиками, позволяющими осуществлять качественный и количественный контроль проектных решений».

Прежде всего, сложные условия проектирования и строительства дорог в условиях многолетнемерзлых грунтов требуют более глубокой проработки исходной информации по результатам инженерных изысканий. Порядок проведения и состав инженерных изысканий в этих условиях определяются рядом нормативных документов [65, 116, 117].

Врезолюции научно-практической конференции «Особенности строительства, ремонта и содержания автомобильных дорог в сложных природно-климатических условиях. Инновационные решения, материалы

итехнологии» (Якутия, 2012 г.) [109] отмечается : «С учетом изменившихся условий эксплуатации автомобильных дорог в зоне вечной мерзлоты (связанных с деградацией вечной мерзлоты, вызванной общим потеплением климата), в том числе приводящих к деформациям основания и самих сооружений, рекомендовать Федеральному дорожному агентству рассмотреть возможность разработки Плана мероприятий по совершенствованию методов строительства, ремонта и содержания автомобильных дорог в условиях вечной мерзлоты, с обеспечением его широкого обсуждения учеными и специалистами и его последующей реализацией в рамках Плана НИОКР Росавтодора».

Втечение 2011 − 2014 гг. по плану НИР Российского дорожного агентства (Росавтодор) ООО «Сибирский инновационный дорожный центр (СибИНДОР)» выполнялась научно-исследовательская работа «Разработка ОДМ “Методические рекомендации по геокриологическому прогнозированию устойчивости дорожных сооружений при проектировании, строительстве и эксплуатации автомобильных дорог”» [108]. В работах [8,108] отмечается отсутствие нормативных документов, позволяющих проводить геокриологический прогноз. По данной причине на стадии проектирования земляного полотна могут быть приняты неправильные конструктивные решения. Необходимость глубокого анализа и оценки геокриологической ситуации на трассе автомобильной дороги в целом и

8

на отдельных ее участках для выбора оптимальных в техническом и экономическом отношениях конструкций отмечает В.Г. Кондратьев в работе [74]. Его предложения по мониторингу мерзлотной обстановки на трассе направлены на периодическую оценку состояния дороги с разделением её на участки: «стабильные, потенциально опасные и деформирующиеся».

На наш взгляд этот очень важный тезис предполагает качественно новый подход к анализу результатов инженерных изысканий, предусматривающий разделение дороги на участки с различными характеристиками природных условий.

Основные требования к проектированию и строительству автомобильных дорог в районах распространения вечной мерзлоты в РФ изложены в СНиП 2.05.02-85* [118, 124], раздел «Земляное полотно в сложных условиях», и ВСН 84-89 [65].

Как показывает зарубежный и отечественный опыт, проблему обеспечения качественного и экономичного строительства дорожных насыпей на мерзлоте невозможно решить без применения прогрессивных конструктивных и организационно-технологических решений.

Внастоящее время проектирование и строительство автомобильных дорог в районах распространения вечной мерзлоты в РФ осуществляют, руководствуясь одним из трех принципов [124]:

1) поднятие верхнего горизонта ММГ не ниже подошвы насыпи и сохранение его на этом уровне в течение всего периода эксплуатации дороги;

2) допущение оттаивания грунта деятельного слоя в основании насыпи в период эксплуатации дороги при условии ограничения осадок допустимыми пределами для конкретного типа покрытия;

3) обеспечение предварительного оттаивания вечномерзлых грунтов и осушения дорожной полосы до возведения земляного полотна.

Нормативными документами [65,124,118] определены основные условия применения этих принципов в первой дорожно-климатической зоне (I ДКЗ). В то же время СН иП определил, что «второй принцип проектирования следует применять в качестве основного из конкурирующих вариантов проектирования, оцениваемых по технико-экономическим показателям». Однако при выборе конструктивных решений необходимо руководствоваться рядом критериев, оценивающих не только капитальные вложения, но и дисконтированные эксплуатационные затраты за период срока службы дорожной конструкции [85, 162]. То есть важная роль при назначении конструкции отводится прогнозу ее устойчивости и надежности за период эксплуатации дороги.

Вработах [22,30] рассматриваются возможности оптимизации проектных решений с применением дорожных конструкций переменного ти-

9

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

В настоящее время ведутся исследования, направленные как на поиск новых конструктивных решений земляного полотна с применением местных материалов, так и методов их расчета на устойчивость в определенных условиях эксплуатации.

Научные исследования в данной области связаны с определенными понятиями, которые приведены в справочной и нормативной литературе [44,102,127]. К категории «мерзлых» относят грунты, которые имеют нулевую или отрицательную температуру и содержат в своем составе лед.

Грунты называют многолетнемёрзлыми («вечная мерзлота»), если они имеют отрицательную температуру в течение трехлетнего периода и более (вечная мерзлота – не менее ста лет). Многолетнемерзлые грунты по физическому состоянию (или температуре) разделяют:

− на низкотемпературные (твердомерзлые), с температурой ниже границ замерзания грунтов (для песков пылеватых температура замерза-

ния − 0,3°С, для супесей − 0,6°С, для суглинков −1°С и для глин − 1,5°C);

−высокотемпературные (пластичномерзлые), с большим содержанием незамерзшей воды, с температурой ниже 0 °С и выше температуры замерзания грунтов.

Для инженерных целей важнейшим вопросом является изучение физических процессов в сезонно-талом (деятельном) слое, так как инженерные сооружения в основном возводятся на этом и в этом слое. Основной характеристикой вечномерзлых грунтов является среднегодовая температура на той глубине, на которой не отмечаются сезонные колебания температур (глубина нулевых амплитуд). На рис. 1.5 [44] показано изменение температур по глубине без воздействия сооружения на вечномерзлых грунтах.

К качественным показателям взаимодействия земляного полотна и ММГ относятся [8, 102]:

−изменение естественных мерзлотно-грунтовых условий под влиянием внешних воздействий при строительстве дорог;

−повышение температуры ММГ и оттаивание верхних слоев мерзлой толщи;

−изменение деформационных и прочностных свойств ММГ при оттаивании;

−возникновение и развитие деформаций земляного полотна вследствие изменения мерзлотно-грунтовых условий и свойств оттаивающих ММГ.

15

Рис. 1.5. Изменение температуры по глубине сезонно-оттаивающего слоя грунта и вечномерзлой толщи пород [44]:

1 − кривая самых низких отрицательных температур толщи пород по глубине; 2− кривая самых высоких положительных и отрицательных температур толщи по глубине. An − годовая амплитуда температур на поверхности земли, °С; А1 − годовая амплитуда температур почвы на глубине H1, °C; А2 − годовая амплитуда температур почвы, толщи пород на глубине Н2, °С; А3− то же на глубине Н3, °С и т.д.; А0 − нулевая амплитуда температур толщи пород т.е. равна 0°С; Н0 − глубина нулевой амплитуды пород, м; − максимальная глубина оттаивающих летом грунтов, м; ВГВМГ − верхний горизонт вечномерзлых грунтов; НГВМГ − нижний горизонт вечномерзлых грунтов; t0 − отрицательная температура вечномерзлых грунтов в данной точке (пункте) поверхности земли, °С

Для прогноза результатов взаимодействия земляного полотна и ММГ при моделировании необходимо знать количественные характеристики ряда параметров [8], в том числе:

−мощность деятельного слоя в естественных условиях;

16

−то же в пределах конструкции земляного полотна с учетом предпостроечных мероприятий;

−глубину залегания поверхности ММГ в основании насыпей;

−величины осадки насыпи вследствие уплотнения растительномохового покрова и деформирования грунтов деятельного слоя;

−величины осадки насыпи вследствие уплотнения оттаивающих ММГ основания.

Совместное влияние перечисленных факторов формирует тепловой режим поверхностного слоя толщи ММГ и возможные изменения среднегодовой температуры на глубине под насыпями. Схема теплового взаимодействия насыпи и грунтов основания приведена на рис. 1.6 [102].

Рис. 1.6. Схема вариантов теплового взаимодействия дорожной насыпи и грунтов основания [102]:

1− насыпь; 2 − деятельный, сезоннопромерзающий, сезоннооттаивающий слой; 3 – многолетнемерзлый грунт (ММГ); 4 − поверхность бугра ММГ; 5 − поверхность ММГ в естественных условиях до возведения насыпи; 6 − пониженная поверхность ММГ; 7− массив ММГ

При конструировании земляного полотна необходимо соблюдать определенные условия, соответствующие выбранным принципам проектирования. Для первого принципа проектирования это условие определяется следующим соотношением:

негодовая температура в основании насыпи, °С.

Условие второго принципа проектирования следующее:

17

(1.2)

По ВСН 84-89 [65] эти условия регулируются высотой насыпи при теплотехнических расчетах. При проектировании и строительстве по второму принципу высота насыпи должна быть больше определенной величины Нmin , определяемой с учетом допустимой осадки для разных типов покрытия по ОДН 218.046-01 [106].

Деформации приводят к полному или частичному нарушению работоспособности земляного полотна, которые проявляются в виде повреждений или разрушений [79]. К повреждениям относятся местные нарушения в элементах земляного полотна, а к разрушениям – нарушение его целостности (оползни, размывы, провалы). Основная причина повреждений и разрушений – недопустимое накопление остаточных деформаций из-за дефектов проектирования, строительства и эксплуатации. Деформации разделяют на допускаемые и недопускаемые, равномерные и неравномерные, упругие, вязкопластичные и просадочные. Опасность для состояния дорожных покрытий представляют неравномерные остаточные деформации.

Дорожное земляное полотно является линейным сооружением большой протяженности, поэтому при проектировании необходимо учитывать не только различие конструктивных решений по длине дороги, связанных с высотными отметками (насыпи, выемки), но и разнообразие геоморфологических и гидрогеологических условий, теплового режима ММГ по длине трассы. Н.А. Перетрухин и Т.В. Потатуева [102], указывая на и з- менчивость мерзлотных условий в естественных условиях (особенно в зонах с высокотемпературной мерзлотой), делают вывод, что «ММГ фактически используются в качестве основания дорожных насыпей одновременно по I и II принципам» проектирования.

Одной из самых частых причин деформаций земляного полотна на ММГ является нарушение температурно-влажностного режима под воздействием различных факторов техногенного и природного характера.

В работе С.М. Ждановой [60] по результатам обследований выявлены проявления характерного вида деформаций земляного полотна в определенных природно-климатических районах Северного хода ДВЖД в процессе эксплуатации железной дороги. Были проанализированы две зоны, каждая протяженностью порядка 200 км. Диаграммы, приведенные на рис. 1.7, показывают, что для 281-й зоны характерным является 4-й тип деформации (осадки основания земляного полотна), а для 290-й зоны преобладающими являются пучинно-просадочные деформации основной площадки земляного полотна (1-й тип). Первый и пятый виды деформаций составляют соответственно 25,4 % и 39,6 % от всех видов деформаций на

18

данной дороге. Остальные деформации в этих зонах (2 – сплывы, 3 – заужение основной площадки, 5 – наледи, 6 – водоразмывы) имеют незначительные проявления.

Рис. 1.7. Диаграммы суммарных деформаций для 281-й зоны (а) и 290-й зоны (б) Северного хода ДВЖД [60]

Сопоставление характерных видов деформаций (см. рис. 1.7) и данных о климатических и мерзлотных условиях на этих участках позволили С.М. Ждановой сделать вывод, что для определенной природноклиматической зоны можно прогнозировать характерные деформации

технической системы «земляное полотно − основание» в условиях ММГ. Этот вывод имеет важное значение для моделирования конструктивных решений земляного полотна на различных участках дороги в процессе проектирования в зависимости от комплекса природно-климатических и геокриологических факторов, характерных для определенного участка.

Авторы [8], используя материалы обследований СоюздорНИИ и Иркутского филиала ГипродорНИИ 70-х годов прошлого века, проанализировали данные о состоянии конструкций дорожных насыпей в зоне распространения ММГ на достаточно обширной территории, в которую вошли следующие объекты: притрассовые автомобильные дороги БАМа,

железная дорога по линии БАМ − Тында, дороги Магаданской области, дороги севера Восточной Сибири, промысловые дороги Западной Сибири, автомобильная дорога «Амур» (Чита – Хабаровск).

Значительные объемы разрушений на обследованных дорогах авторы [8] связывают с разрушительной деятельностью поверхностных, надмерз-

19

лотных и других грунтовых вод, приводящей к постепенной деградации мерзлоты в основаниях дорожных насыпей.

Наиболее опасно возникновение участков течения (фильтрации) воды по оттаивающему мёрзлому основанию, так как это приводит к образованию обширных таликов. Из общих закономерностей развития термокарста известно, что под слоем стоячей воды вечная мерзлота деградирует в среднем в 10 раз быстрее, чем при контакте с атмосферой (воздухом), и в 100 раз быстрее, при контакте с текущей водой [136,145,159].

Анализ зарубежных источников позволяет отметить ряд характерных направлений проектных решений при строительстве земляного полотна в условиях криолитозоны: минимальное нарушение природных условий, широкое проведение экспериментальных исследований в производственных условиях, использование теплоизоляции для предохранения многолетнемерзлых грунтов от оттаивания [149, 152, 154, 159, 165]. Проблема быстрого, недорогого и качественного строительства дорожных насыпей на мерзлоте в Канаде, на Аляске решалась благодаря массовому применению местных глинистых грунтов, а также слоев из различных теплоизолирующих материалов [102,164].

Теоретические исследования и инженерная практика для регулирования температурного режима пород в нужном направлении рекомендуют различные мероприятия, позволяющие направленно изменять процессы тепло- и массообмена на поверхности земляного полотна, используя естественные ресурсы холода или тепла, оказывающие на грунты основания сооружений охлаждающее действие, не допуская их многолетнего оттаивания (слои насыпи из переувлажненных глинистых грунтов, торфа, прослойки из скальных грунтов в качестве «продухов» и т. д.) [44,78,86,90,102,158,160].

На величину осадки земляного полотна кроме состояния и свойств грунтов основания влияют также факторы внешней нагрузки, обусловленные, в частности, высотой и конструкцией насыпи. Поэтому при проектировании насыпей решают задачи, связанные с назначением высоты насыпи; расчетом осадки; определением противодеформационных мероприятий, направленных на обеспечение устойчивости земляного полотна в процессе эксплуатации..

Противодеформационные мероприятия разделяют на конструктивные и организационные. К конструктивным мероприятиям относят, например, создание запаса по высоте насыпи; устройство берм; применение специальных конструктивных решений насыпей. Организационно-технические мероприятия определяют прежде всего время (летний или зимний период), а также способы производства работ.

20

Зарубежный опыт и исследования отечественных ученых показывают, что использование местных материалов, различных конструктивных устройств, например, в виде «диодов» [7], тепловых амортизаторов, тепловых трансформаторов [137,139,140,161], включаемых в тело насыпи, могут обеспечить устойчивость дорожных конструкций с большей эффективностью, чем простое повышение отметки дорожной насыпи.

Для инженерно-геологической оценки (ИГО) трассы необходимо знать не только существующие на момент изысканий мерзлотные условия (МУ), но и возможное изменение их в период строительства и эксплуатации дороги. Использование математического и физического моделирования, в сочетании с теплотехническими расчетами, позволит выбрать оптимальные (или близкие к ним) в техническом и экономическом отношении мероприятия для защиты дорожных конструкций от вредного воздействия криогенных процессов и явлений.

1.3. Анализ методов организационно-технологического моделирования при строительстве земляного полотна в условиях криолитозоны

Дорожное строительство в сложных условиях всегда уникально. Выбор конструктивных, организационно-технологических решений в конкретных условиях производства работ должен опираться на техникоэкономические обоснования при сравнении достаточно большого количества возможных вариантов, так как это обстоятельство повышает гарантии успешного строительства. При моделировании организационнотехнологических решений в районах распространения вечной мерзлоты необходимо учитывать ряд факторов, связанных как со сложностями природных условий, так и с трудностями социально-экономического характера удаленных регионов России. Особенности дорожного строительства, характерные для Крайнего Севера России и приведенные в работе [127], позволяют сделать вывод о необходимости применять особые методы организации дорожно-строительных работ и технику .

Нормативным документом рекомендательного характера, устанавливающим общие правила ведения строительства, сложившиеся в практике и обусловленные действующим законодательством, является СНиП 12-01- 2004* [120]. В актуализированной редакции СНиПа (СП 48.13330.2011) определено, что ПОС является неотъемлемой и составной частью проектной документации, обязательным документом для застройщика (заказчика), подрядных организаций, а также организаций, осуществляющих финансирование и материально-техническое обеспечение строительства.

21

ВСНиПе отмечается, что при строительстве линейных сооружений, к которым относятся автомобильные дороги, необходимо дополнительно учитывать требования действующих нормативных документов, особенно при строительстве в сложных природных и геологических условиях.

Основой ПОС в современных условиях является организационнотехнологическое моделирование (ОТМ), определяющее состав и взаимосвязи основных компонентов производственного процесса: конструктивных, технологических и организационных. Проект организации строительства автомобильной дороги включает также комбинацию проектов различных подсистем с поточными и не поточными методами организации основного производства, а также обслуживающих и вспомогательных производств различного назначения.

Всоставе ПОС для транспортного строительства разрабатывают ор- ганизационно-технологические схемы (ОТС) , которые объединяют локальные технологические решения для отдельных видов работ. Эти схемы могут повторяться на однотипных участках магистралей, определяемых на основе дорожного районирования. Опыт разработки таких схем при строительстве земляного полотна железнодорожных магистралей в северных условиях [48,97,98,129,142,143,162] показал, что на сложных объектах особенно важно обеспечить взаимосвязь конструктивных решений и эффективных технологических способов производства работ, формирование рациональных организационных форм линейного дорожного строительства.

Методику выбора регулирующих параметров авторы [129] предлагают выполнять на основе структурного и функционального анализа ОТС. Взаимосвязь параметров принимаемых решений показана в этой работе на примере строительства земляного полотна (табл. 1.2).

Таблица 1.2

Конструктивно-технологические и организационные решения (на примере земляного полотна)

Применительно к земляному полотну алгоритм взаимосвязи парамет-

ров основан на расчете комплексной характеристики − сроков производства земляных работ и сдачи земляного полотна под укладку пути, смены

[129]:

, (1.3)

где − объем работ i-го исполнителя на j-м участке, тыс.м3; – количество исполнителей (машин, бригад в комплекте) на участке; − часовая производительность одного исполнителя в комплекте на j-м участке, тыс.м3 /ч; − фонд рабочего времени одного исполнителя в смену,

ч/смену; − соответственно коэффициенты изменения производительности в зависимости от грунтовых характеристик и технологических характеристик исполнителей G, б/р.

Приведенный порядок моделирования учитывает ряд особенностей производства работ, связанных с ММГ, но оставляет нерешенными вопросы по ряду параметров: учет сезонности работ, формирование графиков производства работ с определенной периодичностью, учет климатических факторов, режимов рабочих процессов, управление графиком. Кроме того, данные предложения направлены в первую очередь на строительство земляного полотна железных дорог, и не учитывают организационных особенностей строительства автомобильных дорог.

В работе [32] рассматриваются вопросы декомпозиции объектов строительства на проектно-технологические модули. Такой подход вполне применим для организации строительства магистралей в сложных природных условиях.

Из известных моделей наиболее соответствуют условиям транспортного строительства модели, представленные в работах [31,94,142].

Для целей проектирования графиков строительства земляного полотна автомобильных дорог на ММГ специализированными отрядами поточ- но-участковым (или параллельно-поточным) методом более приемлема имитационная модель [19], так как в большей степени учитывает технологические и организационные факторы при строительстве автомобильных дорог.

Проблемы формирования и выбора вариантов решений применительно к условиям строительства земляного полотна на ММГ возникают как на стадии проектирования, так и в процессе осуществления строительства

23

из-за возможного изменения природных факторов в период реализации проекта.

Основой для выбора рациональных схем производства работ могут быть типовые решения , принимаемые ранее в аналогичных условиях. В то же время необходимо на основе ситуационного подхода учитывать изменения в материальном и техническом обеспечении строительства, особенности действия внешних природных и экономических факторов.

В работах [13,14,76] предлагается осуществлять эту процедуру с использованием методов функционально-стоимостного анализа (ФСА). В работе [129] этот метод рассмотрен ограниченно как структурный и функциональный анализ организационно-технологических систем (ОТС). В более универсальном виде использование методики ФСА применительно к дорожному строительству продемонстрировано на отдельных примерах возведения земляного полотна из переувлажненных грунтов [76], строительства цементобетонного покрытия при пониженных температурах [13]. Учитывая многообразие конструктивных решений и многовариантность технологических и организационных способов производства работ при строительстве земляного полотна в сложных условиях криолитозоны, считаем целесообразной проработку данного подхода для совершенствования методики проектирования организации строительства автомобильных дорог на ММГ. В свою очередь использование ФСА требует разработки научных принципов формирования структуры информационных баз данных конструктивных решений земляного полотна с привязкой к природным условиям различных территорий в I ДКЗ.

Выводы

Проведенный анализ исследований, связанных с особенностями моделирования проектных решений земляного полотна автомобильных дорог в условиях криолитозоны, отразил необходимость комплексного подхода к отдельным этапам в системе проектирования земляного полотна, позволяющего последовательно осуществлять моделирование и анализ проектных решений.

Прежде всего, автомобильная дорога рассматривается с позиций структурно-модульного подхода к проектированию сооружений. Земляное

полотно − часть дорожной конструкции, взаимодействующая как с другими элементами (модулями): дорожной одеждой, системой водоотвода, специальными сооружениями и т.д., так и непосредственно с природной средой и, прежде всего, с многолетнемерзлым основанием. Выбор проектных решений земляного полотна с учетом воздействия природных факторов служит в дальнейшем основанием для принятия конструктивных и ор-

24

ганизационно-технологических решений по другим структурным модулям автомобильной дороги. В этой связи предполагается рассмотреть сквозное проектирование земляного полотна от принятия конструктивных решений на отдельных участках дороги, связанных с условиями прохождения трассы и материалами изысканий, до назначения организационнотехнологических решений в составе проекта организации строительства.

Материалы комплексных инженерных изысканий должны рассматриваться как информационная база для принятия обоснованных и экономичных проектных решений в составе проектной документации.

С этой целью предполагается новый подход к оценке результатов инженерных изысканий, предусматривающий разделение дороги на участки с относительно однородными характеристиками природных условий на основе комплексной оценки многообразия природных факторов и особенно инженерно-геологических условий.

25

Глава 2. СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД К ИНЖЕНЕРНОМУ РАЙОНИРОВАНИЮ ТРАССЫ АВТОМОБИЛЬНОЙ ДОРОГИ

ВСЛОЖНЫХ ГЕОКРИОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ

2.1.Общие принципы и цели линейного дорожного районирования

вусловиях криолитозоны

Физико-географическое районирование имеет фундаментальное общенаучное значение и может служить основой для развития прикладных теорий районирования, предназначенных для решения практических задач в разных отраслях народного хозяйства.

Теоретические основы физико-географического районирования представляют собой систему логически взаимосвязанных принципов, вытекающих из двух основных закономерностей: дифференциации (т.е. разчленения, разделения на части при изучении чего-либо) и интеграции природных комплексов (как создание целого из отдельных частей). Единство этих принципов является основой теории физикогеографического районирования, но по мнению А.Г. Исаченко [69] до последнего времени в практике доминирует принцип дифференциации.

По мнению многих авторов [29, 69] принципы дифференциации территории должны базироваться на основе учения о ландшафте, а также на зональных и интразональных закономерностях формирования природных комплексов. В совокупности факторов окружающей среды зональные и интразональные факторы соответствуют двум основным типам физикогеографического районирования: зональность обусловлена изменением солнечной энергии на поверхности Земли по широте, интразональность связана в основном с геолого-геоморфологическими различиями территорий [2]. Интразональные и региональные факторы при взаимодействии оказывают существенное влияние на отдельные участки ландшафта местности.

В основу деления по зональным закономерностям положены следующие природно-климатические факторы: солнечная активность, температура, количество осадков, влажность, величина снежного покрова. К интразональным признакам большинство исследователей [5,56,69] относят рельеф местности, топографические факторы, условия стока и водоотвода, наличие рек и озер, гранулометрический состав грунтов, колебания уровня грунтовых вод, связанные с особенностями микрорельефа, и т.д.

Региональные факторы имеют более частный характер и делятся на природные (распространение грунтов особых разновидностей, отличающихся своими свойствами от обычных грунтов того же состава) и антропогенные, связанные с хозяйственной деятельностью человека.

26

В данной работе не рассматриваются азональные факторы, к которым ряд исследователей [5] относят показатели, связанные с расчетом конструкций на напряженно-деформированное состояние: постоянная нагрузка от веса насыпи, нагрузка от транспортных средств. Вопросы дифференциации территорий широко развиваются различными прикладными исследованиями. Прикладная интерпретация районирования, не затрагивая его теоретических основ, влияет на систему дополнительной объективной информации, связанной с определенными отраслевыми задачами. Тип районирования, необходимый для решения специальных задач дорожного проектирования, называют «инженерным районированием» [126].

Можно сказать , что принцип дифференциации территорий , на основе которого сформированы дорожно-климатические зоны [118], имеет огромное значение для проектирования и строительства автомобильных дорог в разных регионах России. В работах [5,29,59] и др. приведен исторический обзор развития теории и практики дорожноклиматического районирования на основе фундаментальных положений, сформулированных в работах [2,130]. Ученые и дорожники многих стран работают над тем, как оценить взаимовлияние природных территориальных комплексов (ПТК) и инженерных решений в процессе строительства и эксплуатации автомобильных дорог. В то же время, по мнению многих специалистов дорожной отрасли [10,29,57,59,147], существующее дорожно-климатическое районирование нельзя признать полностью удовлетворяющим требованиям по обеспечению качества проектирования и строительства автомобильных дорог. Основными причинами сложившегося положения А.К. Виноградский [29] считает:

−многоплановость требований со стороны дорожников к оценке природных и техногенных факторов, определяющих инженерные решения;

−проложение дорог как линейных объектов на значительных расстояниях, по различным зонам и природно-территориальным комплексам.

Опираясь на исследования последних лет, можно говорить о необходимости уточнения границ ДКЗ, а также о тенденции более детального районирования внутри существующих дорожно-

климатических зон. В цикле работ В.Н. Ефименко и его учеников [5,56 − 59] доказана эффективность дифференциации территорий регионов Западной Сибири на зоны, подзоны и дорожные районы в зависимости от изменчивости природных геокомплексов. Аналогичные работы выполнены А.И. Ярмолинским и В.А. Ярмолинским для территории Дальнего Востока [147,148]. Таким образом реализуется тенденция перехода от макрорайонирования к микрорайонированию территорий для

27

целей эффективного проектирования и строительства дорог с учетом устойчивости и надежности дорожных конструкций. В настоящее время потребности развития дорожной сети на обширных территориях Западной и Восточной Сибири, Дальнего Востока требуют проведения работ по более детальному районированию территорий.

Основная задача районирования применительно к проектированию дорог в работе [59] сформулирована как выделение для отдельных регионов России таких районов, в пределах которых однотипные дорожные конструкции (по категории дороги, характеру грунта , типу местности по условиям увлажненияи, другим факторам внешней среды) будут характеризоваться близкой прочностью и устойчивостью. Авторами данного исследования в качестве факторов районирования для определения границ дорожно-климатических зон, подзон и районов на территории Западной Сибири учтены грунтовые, климатические и гидрологические условия территории, использованы показатели рельефа местности, состав и свойства глинистых грунтов, особенности влагонакопления. В пределах выделенных дорожных районов рекомендованы и обоснованы морозоустойчивые дорожные конструкции. Нужно отметить, что данные исследования относятся к регионам с относительно развитой дорожной сетью. Поэтому факторами районирования служат результаты наблюдений на метеостанциях населенных пунктов и анализы проб грунта на определенных участках дорог территорий исследования. Например, для районирования

территорий Западной Сибири по схеме «зона−подзона−дорожный район» использовались расчетные значения глинистых грунтов, преобладающих для строительства дорожных насыпей в этих регионах.

В работах многих исследователей данного направления определено понятие физико-географического района как сложной природной системы, неисчерпаемой по многообразию характеризующих ее параметров. По мнению А.Г. Исаченко [69] «характеристика региона никогда не может быть исчерпывающей, она всегда в той или иной степени избирательна, и

мы должны использовать эту избирательность целенаправленно − применительно к назначению районирования». На основе общих подходов к дорожно-климатическому районированию возможно решение ряда задач, определяемых конкретными целями районирования.

В работах В.М. Сиденко, М.А. Солодухина, С.А. Трескинского [123,126,130] впервые было сформулирован общий подход и принципы инженерного дорожного районирования как отдельной области научных исследований, связанной с влиянием компонентов природного комплекса на дорогу и строительный процесс. Например, А.К. Виноградский [29] применил термин «линейное дорожное районирование» (ЛДР) для оценки

28

сложности дорожных условий и выбора рационального местоположения трассы, понимая под коридором трассирования «цепочку» микроландшафтов, которые по своим характеристикам могут в определенной степени повторяться по длине трассы, образуя однородные линейные дорожные комплексы (ЛДК) по аналогии с природно-территориальными комплексами (ПТК).

Понятие «однородность» предполагает существование совокупности элементов, обладающих некоторыми общими признаками [81]. Сходство элементов по этим признакам дает основание для их объединения в однородный район, т.е. в определенную систему.

Современные исследования, связанные с уточнением границ дорож- но-климатических зон на территории Западной Сибири и Дальнего Востока, оказывают существенное влияние на повышение качества проектирования автомобильных дорог в этих регионах [58,59,148].

Функциональное назначение инженерного дорожного районирования

– качественная и количественная оценка природных условий для проектирования дорожных конструкций. Особенно важным представляется решение такой задачи для регионов со сложными условиями строительства, к которым, в частности, относится I ДКЗ, включающая территории с разнообразными геологическими и геокриологическими условиями.

Определение «сложные условия» является всегда специфическим для конкретной территориальной зоны размещения и даже для конкретного периода строительства. Если рассматривать эти условия с позиций эффективности строительного производства как системы, то, кроме влияния на конструктивные решения дорог можно выделить общие для территориальных зон организационные и технические характеристики использования ресурсов, которые связаны с влиянием природно-климатических факторов (см. гл.1). В то же время сложные условия геокриологической зоны России с высокой изменчивостью геокомплексов требуют выполнения более детального линейного районирования трассы дороги.

Учитывая природно-климатические факторы, территория России условно разделена на два обширных региона [127]:

1-й − основной, особенностью которого является сезонное

промерзание грунтов ( 30−35 % территории России); 2-й, в котором поверхностный слой грунтов протаивает летом на

некоторую глубину (сезонное оттаивание грунтов), а остальную часть

года находится в мерзлом состоянии ( 65−70 % территории России занимает вечная мерзлота). Эта территория определена как I дорожноклиматическая зона.

Разделение I ДКЗ на 3 подзоны выполнялось с учетом следующих основных показателей: среднегодовых температур воздуха; характера

29

распространения многолетнемерзлых грунтов и их температур; мощности, вида грунтов и влажности сезоннооттаивающего слоя; особенностей рельефа местности и гидрологии. Именно эти факторы влияют на устойчивость земляного полотна в криолитозоне.

В соответствии с нормативными документами [65] выделены

следующие подзоны: северная подзона I1 − низкотемпературных многолетнемерзлых грунтов сплошного распространения; центральная

подзона I2 − низкотемпературных многолетнемерзлых грунтов

преимущественно сплошного распространения, южная подзона I3 − высокотемпературных многолетнемерзлых грунтов (ВТММГ) преимущественно островного распространения.

В 1974 г. А.А. Малышев в соавторстве с научными сотрудниками СоюздорНИИ на основе продолжительных исследований опубликовал схему районирования 1ДКЗ [62]. В ее пределах выделено 4 дорожных района. Относительная однородность выделенных районов установлена по четырем факторам: вид грунта сезоннооттаивающего слоя; его влажность, характер распределения вечномерзлых грунтов и их температур; мощность деятельного слоя.

Существенный вклад в разработку научных основ районирования территории I ДКЗ для целей дорожного строительства в этом регионе внесли работы, выполненные В.А. Давыдовым, научными сотрудниками СоюздорНИИ, МАДИ [42,43,45]. Полученное ими районирование северных

территорий соответствует таксономической системе: зона − подзона − район. По мнению О.Н. Гулько [42], разработанное ими районирование территории Крайнего Севера Европейской части России с наличием многолетнемерзлых грунтов, увеличивает эффективность капиталовложений, поэтому оно может быть использовано в развитие или дополнение нормативных документов при проектировании дорог.

В диссертационной работе Н.Ф. Вербуха [28] применительно к региону Центральной Якутии были разработаны рекомендации по проектированию конструкций земляного полотна и искусственных сооружений, обеспечивающие повышение их надежности и снижение стоимости на основе учета и использования климатических и мерзлотно-грунтовых особенностей региона. В этой работе проектирование рациональных конструкций рассматривалось с привязкой к зонам с различными условиями теплообмена, расположенными в пределах самого инженерного сооружения и на прилегающей территории, которая имеет тепловое влияние на это сооружение. Предлагаемые решения в большей степени учитывают региональные факторы в пределах зоны действия искусственных сооружений или участков земляного полотна с особыми конструктивными особенностями и действием внешних факторов на ограниченном пространстве, т.е.

30

частные случаи, которые, несомненно, играют важную роль при строительстве автомобильных дорог. В работе не рассматриваются вопросы определения границ действия внешней среды в целом на линейное сооружение (т.е. вопросы линейного дорожного районирования).

В работе [59] дан глубокий анализ геокриологических особенностей северной части Западно-Сибирской равнины, который имеет важное значение для развития инфраструктуры, в т.ч. строительства автомобильных дорог на данной территории. В то же время авторы отмечают, что границы I – II дорожно-климатических зон на территории Западной Сибири обозначены ими «в первом приближении», т.е. необходимы дальнейшие научные исследования для уточнения этих границ и более детального районирования этой территории.

Примеры дорожного районирования в условиях криолитозоны представлены и проанализированы в работе [74] для трассы автомобильной

дороги «Амур» Чита−Хабаровск. Геоморфологическое районирование дороги выполнено с учетом инженерных геокриологических условий для разделения изучаемой территории на типы ландшафтов, каждый из которых характеризуется определенной однородностью исследуемых факторов. При районировании ключевых участков авторами [74] применен метод картографических наложений (рис. 2.1, 2.2). Однако комплексной оценки совокупности инженерно-геологических факторов в рамках микрорайонов не выполнялось.

Опираясь на фундаментальные положения теории географического районирования [2,35,69,81] и в соответствии с поставленными целями, задача линейного дорожного районирования (ЛДР) решается нами на основе принципа интеграции отдельных природных участков территории на протяжении трассы дороги. Интеграция линейных геокомплексов в условиях многолетнемерзлых грунтов является в определенной степени новой научной задачей, которая развивается в нашей работе в теоретическом плане. Линейное районирование рассматривается нами с одной стороны как задача классификации, направленная на выделение по длине трассы автомобильной дороги участков с однородными условиями природной среды, с другой стороны как задача использования интегрального подхода к районированию. Классификация и районирование являются разными формами отражения естественной дифференциации окружающей среды. При классификации исследуемые элементы распределяются по классам согласно сходству и различию между ними так, что каждый класс относительно других классов занимает четкое фиксированное место.

31

Рис. 2.1. Инженерно геокриологические условия участка трасссы федеральной автомобильной дороги «Амур» Чита – Хабаровск, км км 72-75 [74]

Рис. 2.2. Инженерно геокриологические условия участка трассы федеральной автомобильной дороги «Амур» Чита – Хабаровск, км км 112-115 [74]

32