−автомобильная дорога «Вилюй», от автомобильной дороги М-53 «Байкал» через Братск, Усть-Кут, Мирный до Якутска в Республике Саха (Якутия), на участке км 44+000 - км 55+600;

−в составе НИР [108] на автомобильной дороге «Амур».

3.3. Привязка конструктивных решений к участкам ЛДК

Выбор конструктивных решений земляного полотна для участков

ЛДК − достаточно сложный процесс, который зависит не только от природной среды, включая геокриологические особенности основания земляного полотна, но и от других факторов, которые при определенных обстоятельствах могут иметь решающее значение. К таким факторам относятся расположение карьеров, физико-механические свойства грунтов в карьерах, характеристики и доступность используемых в качестве прослоек специальных материалов, затраты на транспортирование и т.д. (рис. 3.3). Схема на рис. 3.4 отображает альтернативные варианты привязки конструктивных решений к участкам ЛДК в зависимости от формирования затрат на строительство земляного полотна на этих участках. Формирование массива возможных конструктивных решений осуществляется на основе «базы данных» [114], источников научно-технической информации, данных о реализованных конструкциях на объектах-аналогах. При выборе варианта конструкции анализируются особенности природной среды и геокриологической ситуации на участках ЛДК. Расчеты на устойчивость выполняются с использованием программ для ЭВМ с учетом средних условий на ЛДК или отдельно для каждого участка на среднюю отметку дорожной конструкции на участке по всем вариантам массива конструкций К. Если высота насыпи в пределах j-го участка ЛДК резко отличается от средней отметки на участке, принимают решение о выделении этой зоны в отдельный комплекс для проектирования конструкции с учетом региональных условий. Особые условия по высоте насыпи также могут выявиться при формировании ОТЕ и объединении их в классы по

показателю ритма рельефа местности и средней глубины расчленения − формулы (2.7), (2.8). В условиях сложного рельефа отметка насыпи может быть включена в модель линейного районирования как интразональный

фактор с интервальной оценкой (от − до, баллы).

Для закрепления варианта конструктивного решения необходимо, прежде всего, оценить затраты на реализацию каждого варианта на участках ЛДК. Критерием оценки приняты суммарные приведенные затраты на строительство и эксплуатацию (ремонт и содержание) земляного полотна.

86

устройством, ремонтом и содержанием земляного полотна, не производится. Авторы обзора объясняют это обстоятельство отсутствием соответствующих расчетных инструментариев для такой оценки.

Можно в определенной степени согласиться с данным замечанием, особенно в отношении конструкций земляного полотна на ММГ, так как в настоящее время нормативные методики прогноза тепловой устойчивости различных конструкций земляного полотна на ММГ отсутствуют, но работы в этом направлении ведутся и в дальнейшем могут быть использованы при решении данной задачи [8,144,153].

При оценке эксплуатационных затрат для разных вариантов нами приняты нормативные затраты по методикам Росавтодора [103,112]. Предполагается, что сравнение вариантов выполняется для тех конструкций, которые по расчету обеспечивают прочность конструкции и устойчивость основания земляного полотна на ММГ. Решая задачу выбора, можно отдать предпочтение одному варианту конструкции на ЛДК и для этого варианта далее рассматривать организацию работ (глава 4). Можно проранжировать варианты по приведенным затратам и далее рассматривать организацию работ для всех (или конкурирующих вариантов) с расчетом чистого дисконтированного дохода за срок службы дорожной конструкции. Исходная матрица комбинаторной задачи закрепления конструкций за участками ЛДК представлена на рис. 3.5.

Задача решается с применением комбинаторных методов, принятых в теории и практике функционально-стоимостного анализа (ФСА). В зарубежной и отечественной литературе функционально-стоимостной анализ рассматривается как метод комплексного системного исследования функций объекта, направленный на оптимизацию соотношения между качеством, полезностью функций и затратами на выполнение этих функций на всех этапах жизненного цикла объекта [39, 72]. Этот метод известен в мире как инструмент активной технико-экономической диагностики и оптимизации проектных решений и находил применение при решении ряда дорожных задач [20,50,76].

При подборе конструкций желательно сохранять однотипность конструкций на участках одного ЛДК. При сравнении вариантов конструкций земляного полотна если сохраняется постоянной конструкция дорожной одежды на всех ЛДК, то при расчете дисконтированных затрат ее можно не учитывать.

Задача формулируется в следующей постановке. За каждым j-м участком i-го ЛДК протяженностью Lij закрепляется последовательно одно

из конструктивных решений (индекс конструкции − левый верхний угол ячейки). В правом верхнем углу проставляются удельные затраты на

88

строительство 1км j-го участка по конструктивному решению p-го варианта .

Рис. 3.5. Матрица для решения задачи закрепления конструкций за участками:

i – индекс ЛДК, ; j − индекс участка на i-м ЛДК, ; Lij − протяженность j-го участка на i-м ЛДК, км; – индекс конструктивного решения p-го типа

(на j-м участке i-го ЛДК, принадлежащего множеству K ; − удельная

стоимость строительства 1 км p-й конструкции на j-м участке i-го ЛДК, тыс. руб; − затраты, сопутствующие строительству 1 км p-го варианта конструкции , но не

учтенные в удельных затратах, связанных с линейными объемами, тыс. руб.; Вpijt – эксплуатационные затраты на 1 км p-й конструкции на j-м участке i го ЛДК в t-м го-

ду, тыс. руб.; Зpij − дисконтированные затраты, включая строительство и эксплуатацию за срок службы по нормативу, тыс. руб.

В левом нижнем углу ячейки проставляются затраты, сопутствующие строительству p-го варианта конструкции . В правом нижнем углу

ячейки проставляют эксплуатационные затраты Вpijt . В центре ячейки − приведенные дисконтированные затраты на 1 км конструкции за срок службы. Итогом каждой строки являются суммарные дисконтированные затраты по i-му ЛДК на реализацию p-го конструктивного варианта на всех участках (Vpi).

89

Целевая функция задачи:

. (3.22)

Ограничения задачи и расчетные формулы:

1. Требование обеспечения прочности, устойчивости по сдвигу в грунтовом массиве, тепловой устойчивости основания земляного полотна по всем конструктивным решениям.

Для всех должна быть обеспечена прочность, устойчивость

на сдвиг и тепловая устойчивость при расчете по ВСН 84-89 или по фо р-

муле (3.18).

2.Rkpj = 0, если решение о закреплении p-го типа конструкции на j-м участке не принято.

3.Rkpj = 1, если решение о закреплении p-го типа конструкции на j-м участке принято.

4.− за каждым участком закрепляется только один p-

йтип конструкции, не может быть участка без одной закрепленной конструкции любого типа (итог конструктивных решений по каждому столбцу матрицы равно 1).

всех участках ЛДК, тыс.руб.

, ( 3.23)

где t − шаг дисконтирования (1год); T – горизонт расчета, годы до расчетного срока службы; – коэффициент дисконтирования.

Период приведения затрат – начало строительства.

6. Удельные затраты на строительство j-го участка по p-му варианту конструкции рассчитывают по формуле

транспортом от поставщика (карьера) до места укладки единицы материала s-го слоя p-й конструкции на среднее расстояние до j-го участка i-го ЛДК, тыс. руб.; – сметная стоимость эксплуатации машин специали-

90

зированного отряда при работе на s-м слое конструкции, тыс. руб./км;

– дополнительные неучтенные ранее затраты, тыс. руб./км.

Расчет объемов работ (количество слоев конструкции) принимается в зависимости от средней высоты насыпи на j-м участке i-го ЛДК.

Целевая функция задачи формулируется следующим образом: закрепить конструктивные решения из массива К по одному за каждым j-м участком i-го ЛДК, чтобы минимизировать дисконтированные затраты на строительство всех участков данного ЛДК. Учитывая однородность природных условий на участках ЛДК, массив принятых конструктивных решений желательно ограничить до 3-х в зависимости от общей длины дороги. При незначительных отклонениях конструкций по стоимости целесообразно сохранять однотипность конструкций на участках ЛДК для более эффективной загрузки специализированных отрядов. При реализации алгоритма для следующих ЛДК рекомендуется включать в массив исходных данных ту конструкцию, которая получила преимущество на предыдущем ЛДК. Алгоритм решения задачи представлен на рис. 3.6.

Выбор минимального значения из массива затрат на реализацию p-го типа конструктивного решения на всех j-х участках i-го ЛДК Vpi = min. Присвоение этому типу конструкции ранга p (б) (базовый)

Массив рекомендуемых конструкций для участков i-го ЛДК сформирован

Рис. 3.6. Привязка конструктивных решений к i-му ЛДК

91

Рис. 3.7. Пример изменения исходной матрицы после расчета по программе

Верификация алгоритма показала, что итог расчета с полным перебором всех вариантов (число сочетаний из n по m, = n!/m!(n-m)! идентичен расчету по сокращенной схеме и дает существенную экономию времени. Расчеты выполняются в программе Excel.

После того как за каждым участком всех ЛДК на дороге закреплены эффективные конструктивные решения, можно считать, что объект структурирован на однотипные проектно-технологические модули (ПТМ) – участки с однотипными конструкциями. При этом однотипные конструкции могут присутствовать на разных ЛДК, но в каждом случае устойчивость земляного полотна обеспечивается расчетом высоты насыпи и различными геометрическим размерами и характеристиками свойств материалов конструктивных элементов. Эти расчеты выполнены на стадии, предшествующей формированию исходной матрицы.

Последовательность действий при решении данной задачи представлена в виде блок-схемы (рис. 3.8).

92

Формирование массивов ЛДК (I = 1, ….I) и участков ЛДК в каждом массиве

(J = 1….J) на протяжении дороги

Выделение из общего массивов участков с особенностями региональных условий для индивидуального проектирования на i-м ЛДК

Определение Lij –протяженность j-го участка на i-м ЛДК с относительно однородными интразональными факторами

Анализ расположения карьеров относительно трассы дороги, определение физико-механических характеристик грунтов в карьерах по данным изысканий. Расчет зон действия карьеров. Расчет среднего расстояния перевозок грунта из карьеров до участков

Анализ возможных вариантов конструктивных решений на основе «Базы данных», объектов-аналогов. Создание массивов информации предполагаемых вариантов конструкций Kpij – p-й вариант конструктивного решения на j-м участке i-го ЛДК

Расчет конструкций применительно к участкам ЛДК при условии обеспечения тепловой устойчивости основания земляного полотна по принятому принципу проектирования.

Расчет объемов работ на реализацию вариантов конструктивных решений

Расчет удельных затрат на реализацию p-го варианта конструкции на j-м участке i-го ЛДК на основе сметных нормативов Расчет приведенных дисконтированных затрат на строительство и эксплуатацию земляного полотна на участке

Составление матрицы «Конструкция-участок-затраты». Решение комбинаторной задачи по критерию минимизации приведенных затрат. Ранжирование конструктивных решений на ЛДК по критерию приведенных затрат на строительство и эксплуатацию земляного полотна на j-м участке

Рис. 3.8. Блок-схема подготовки информации для решения распределительной задачи «участок ЛДК – тип конструкции»

Выбор конструкций земляного полотна для участков ЛДК продемонстрирован на примере участка автомобильно дороги III технической кате-

93

гории, на многолетнемерзлых грунтах, в Саха-Якутии (I ДКЗ), конструкции приведены в прил. 2.

В табл. 3.2 отображена взаимосвязь компонентов проектирования земляного полотна на многолетнемерзлых грунтах: линейных дорожных комплексов, рассчитанных на основе инженерного районирования; типов конструктивных решений земляного полотна на участках ЛДК; линейных и сосредоточенных проектно-технологических модулей для формирования отрядов при строительстве земляного полотна.

Таблица 3.2

Декомпозиция земляного полотна на проектно-технологические модули на основе линейного дорожного районирования

По результатам линейного дорожного районирования на участке протяженностью 7,8 км было выделено 10 линейно-дорожных комплексов с разными природными условиями. На участках ЛДК запроектировано 4 типа конструкций земляного полотна. Два типа конструкций приняты для

94

участков сосредоточенных работ: 1 − глубокая выемка, 2 − насыпь на заболоченном участке (мари). Типы конструкций для участков ЛДК назначены с использованием базы конструктивных решений [114] с сохранением мерзлоты в основании насыпи (первый принцип проектирования). Затраты на строительство рассчитывались с учетом расположения карьеров, физико-механических свойств грунтов в карьерах (суглинки и скальные грунты), природных климатических и геокриологических факторов на участках ЛДК. Линейные земляные работы выполняются на двух ПТМ с разными типами конструктивных решений.

Третий тип конструкции (см. табл. 3.2) представляет собой насыпь до

3-4-х метров: первый слой − торф 0,3 м; второй − кварцит слабовыветрелый, средней прочности толщиной 0,48 м на геотекстильной прослойке; третий слой из суглинка легкого дресвяного мерзлого, между вторым и третьим слоями – геотекстильная прослойка; четвертый слой – щебенистый грунт (мощность слоя 1 м).

Более подробное описание конструкции 3 приведено в прил. 2 (см.

рис. П 2. 4 − вариант 4). Четвертый тип конструкции – насыпь из скального грунта с водонепроницаемыми периферийными зонами в нижней части насыпи [63]. Описание конструкции и расчет продухов приведены в прил.

2 (см рис. П. 2.5 − вариант 5). Все работы по строительству земляного полотна выполняются в зимнее время.

3.4. Влияние линейного дорожного районирования на качество и надежность конструктивных решений земляного полотна

Итогом ЛДР является разделение дороги на участки с более однородными характеристиками природных климатических и геокриологических факторов для повышения надежности проектных решений на этих участках. Вопрос о связи однородности с показателями качества и надежности при проектировании и строительстве дорог изучался рядом ученых [47,64,82,122] и является достаточно актуальным в настоящее время. Исходя из положений теории вероятности, показатель качества зависит от характера распределения контролируемой величины, жесткости допусков, среднего значения и однородности измеряемой величины (рис. 3.9).

Если известны допускаемые пределы отклонений величины: минимально допустимые (нижний предел) [X1] и максимально допустимые (верхний предел) [X2], тогда заштрихованная область отражает область дефектов для контролируемой величины.

Если рассматривать рис. 3.9, а с точки зрения пределов изменения геокриологических характеристик на ЛДК, то можно сделать вывод, что

95

при проектировании конструкции земляного полотна эти характеристики должны находиться в пределах области допустимых значений.

Рис. 3.9. Зависимость показателя дефектности (качества) от однородности контролируемого параметра

Тогда справедливо выражение [122]

где K − уровень допустимых значений параметра, обеспечивающий качество конструктивных решений; F1, F2 – площади фигуры, соответствующие дефектным значениям; Fобщ – общая площадь фигуры, расположенная между кривой распределения и осью абсцисс.

Распределение 1 (рис. 3.9, б) более однородно (имеет меньший разброс измеряемого параметра), чем 2 и 3 , следовательно , показатель качества для случая распределения 1 выше (не попадает в зону дефектов), чем для кривых 2 и 3. Таким образом, повышая однородность параметров на ЛДК в результате линейного дорожного районирования, мы обеспечиваем повышение качества проектных решений и его надежность, которая является одной из характеристик качества.

В дорожной отрасли авторами [122, 146] на основе обобщения данных отечественных и зарубежных исследований доказано влияние однородности показателей, характеризующих свойства элементов дорожных конструкций, на результативные характеристики их качества и надежности. Повышение однородности показателей земляного полотна и дорожных одежд рассматривается как один из наиболее доступных и экономически обоснованных методов повышения качества строительства.

96

В работах [47,64,82,122] на примерах проектирования дорожных одежд разного типа доказано, что можно проектировать конструкцию с заданной надежностью, не прибегая к прогнозированию вероятных отказов, а базируясь на статистическом анализе качества материалов, уровня технологий, вероятностных факторов природной среды. На основе формулы распространения ошибок, известной из теории вероятности и предложенной для дорожных конструкций И.А. Золотарем, вычисляется дисперсия функции (результата) на основе дисперсий составляющих ее элементов [82]:

где F – рассматриваемая функция , дисперсия которой находится ;

– элемент функции (аргумент) и его дисперсия.

И.А. Золотарь, Ю.А. Мальцев [64,82], используя данную формулу, на основе вероятностной природы геометрических и прочностных характеристик слоев дорожной одежды, разработали алгоритм расчета показателя дорожной конструкции (эквивалентного модуля упругости), обеспечивающего вероятность безотказной работы дороги не менее 0,95. Для этого использовали известные функциональные зависимости . На основании полученных статистических характеристик проектного решения − формула (3.26) − оценивалась надежность конструкции, т.е. определялась вероятность ее безотказной работы в течение заданного периода (жизненного цикла) по формуле

где P(t) – вероятность отказа; Н – вероятность безотказной работы (надежность конструкции).

где β – минимально допустимое значение эквивалентного модуля E; и − значения функции Лапласа, которые приведены в справочной литературе [83]; – математическое ожидание модуля упру-

97

гости, определенное как функция от случайных значений аргументов; – среднее квадратическое отклонение этого показателя.

При проектировании дорожной одежды можно управлять требованиями к допустимым значениях показателей ровности, толщине слоев, коэффициентам уплотнения, модулям упругости и т.д. , ограничивая разброс их значений допусками и предельными значениями в соответствии с нормативными документами, тем самым обеспечивая однородность факторов, влияющих на качество и надежность дорожной конструкции. Возможности влияния на изменчивость природных факторов при проектировании земляного полотна существенно ограничены, в процессе проектирования и строительства необходимо учитывать их и создавать определенные условия для проектирования в более однородной среде. Собственно все вопросы дорожного районирования направлены на решение именно этой задачи. Речь идет о том, что повышение однородности исходных данных при расчете устойчивости насыпей земляного полотна повлияет на результат, т.е. повысит устойчивость проектной конструкции на определенном участке.

Однородность геокриологических характеристик грунтов на ЛДК является производной от большого количества факторов, учет которых и их регулирование позволяют повышать до определенного уровня однородность и качество проектных решений земляного полотна. В частности, устанавливая связь между коэффициентом вариации технологических параметров слоя дорожной конструкции и оценкой качества продукции при приемке работ, В.А. Семенов [122] приводит такие данные (табл. 3.3).

При расчете конструкций земляного полотна в условиях ММГ в качестве функции можно рассматривать вероятностные теплотехнические свойства насыпи определенной конструкции, в качестве аргументов математические ожидания и дисперсии теплотехнических и физических характеристик грунтовых слоев основания и конструкции. Тогда надежность насыпи земляного полотна на ММГ, запроектированной по первому принципу проектирования, можно рассматривать как вероятность того, что отрицательная годовая температура в основании насыпи будет сохраняться ниже температуры замерзания грунта, °С − см. формулу (1.1); для второго принципа проектирования должны обеспечиваться условия, при которых среднегодовая температура основания насыпи должна быть меньше и выше температуры замерзания грунта − см. формулу (1.2).

98

Таблица 3.3

Связь коэффициентов вариаций технологических параметров с оценкой качества конструктивного слоя

Следовательно, для оценки тепловой устойчивости основания справедливы выражения:

а) для первого принципа проектирования:

; (3.29)

б) для второго принципа проектирования

, (3.28)

грунта, °С; – отрицательная среднегодовая температура в основа-

нии насыпи, °С; , – соответственно математическое ожидание и среднеквадратическое отклонение температуры замерзания грунтового основания.

Показатели однородности (коэффициенты вариаций) геокриологических характеристик на ЛДК приняты нами в пределах 0,3 в соответствии с ГОСТ 20522-2012 [36]. Для более глубокого анализа предельных значений коэффициентов вариации параметров оснований в условиях ММГ необходимо продолжение исследований в этой области для обоснования эффективных размеров по протяженности ОТЕ и ЛДК. Обоснование принимаемых допусков должно выполняться с учетом экономических показателей и факторов надежности сооружений. Количественная оценка этой связи может служить предметом дальнейших исследований.

99

Пока можно сделать предварительные выводы:

1.Разработанная база данных конструкций земляного полотна на ММГ позволяет провести расширенный поиск аналогов и прототипов с учетом природных условий местности и технических требований к сооружению. Сформирован алгоритм последовательности действий при назначении аналогов. Обоснована структура БД на основе различных мероприятий, позволяющих изменять процессы теплообмена в дорожных конструкциях, в т.ч. за счет конструктивных решений, оказывающих на грунты основания охлаждающее действие и не допуская многолетнего оттаивания за счет применения дополнительных элементов в грунтовом массиве.

2.Разработанные алгоритмы и программное обеспечение для ПЭВМ позволяет моделировать варианты конструктивных решений земляного полотна, создавать массив конструктивных решений с учетом природных условий, физико-механических свойств материалов в карьерах и других факторов . Алгоритмы и программа адаптированы как для решений на основе ВСН 84-89, т.е. существующей нормативной базы, так и для новых программных средств и теплотехнических расчетов по обеспечению устойчивости основания земляного полотна. Расчеты с применением программ продемонстрированы на примерах, выполнена верификация программных продуктов , получен сертификат.

3.Разработана схема решения задачи эффективного закрепления конструктивных решений земляного полотна за участками линейнодорожных комплексов. Разработан алгоритм и программное обеспечение для решения задачи выбора эффективных вариантов на основе комбинаторного метода по критерию минимизации дисконтированных затрат на строительство, капитальный ремонт, ремонт и содержание за срок службы дорожной конструкции. Разработанный алгоритм позволяет целенаправленно управлять поиском рациональных решений и сократить количест-

во итераций в 8−10 раз и более в зависимости от протяженности дороги и количества участков на ЛДК.

4.В итоге закрепления конструктивных решений за участками ЛДК формируется структура проектно-технологических модулей земляного полотна, которая служит основой для разработки вариантов организационного проектирования: составов специализированных отрядов, их количества и схем поточной организации работ.

5.На основе вероятностного подхода к оценке качества проектных решений и анализа исследований в этой области установлен механизм связи однородности факторов природной среды на ЛДК и качества проектных решений по обеспечению теплотехнических свойств земляного полотна на ММГ как показателя качества и его надежности.

100

Глава 4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОРГАНИЗАЦИИ СТРОИТЕЛЬСТВА ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА НА ПРИНЦИПАХ СТРУКТУРНО-МОДУЛЬНОГО ПОДХОДА

4.1. Структура и взаимосвязь проектно-технологических модулей земляного полотна, модулей ресурсного и фронтального обеспечения строительства

Общие подходы к многоуровневой декомпозиции объектов, принятые в промышленно-гражданском строительстве, предусматривают декомпозицию объекта на укрупненные модули, например: нулевой цикл, фундаменты, каркас здания, перекрытия и т.д. Если следовать этому подходу, то на первом уровне декомпозиции линейного дорожного объекта предусматривается разделение дорожной конструкции на укрупненные элементы (структурные модули): дорожная полоса; водоотводные и искусственные сооружения, земляное полотно, дорожная одежда, обустройство дороги. Учитывая линейную неоднородность работ на структурных модулях в зависимости от меняющихся конструктивных и организационнотехнологических решений по длине дороги, имеет смысл выполнить следующий уровень декомпозиции путем деления каждого структурного модуля на проектно-технологические модули (ПТМ) (рис. 4.1). Способы деления структурных модулей на ПТМ зависят от конструктивных решений элементов, требуют экономического и технологического обоснования для различных структурных модулей и условий строительства.

Рис. 4.1. Структурная декомпозиция линейного объекта на модули

101

С точки зрения структурной декомпозиции объекта (земляного полотна) совокупность участков по длине дороги с однотипной конструкцией земляного полотна на разных участках дороги можно рассматривать в качестве одного проектно-технологического модуля (ПТМ).

Авторы [71] в качестве элементов функциональной модели строительного проекта рассматривают следующие модули: модуль выполняемых работ (МР), модуль ресурсного обеспечения (МО) и модуль фронтов работ (МФ) в качестве рабочего пространства осуществления рабочих процессов. По аналогии с предлагаемой ими организационнотехнологической моделью простого технологического процесса обобщенную организационно-технологическую модель (ОТМ) проектнотехнологического модуля структурного элемента дороги можно обобщенно представить в виде совокупности пространственнотехнологических моделей конструктивных решений и функциональных моделей технологических процессов (рис. 4.2).

ОТМ проектно-технологического

модуля

Рис. 4.2. Схема связей проектных модулей в процессе организационно-технологического моделирования

Рассмотрим реализацию данного подхода применительно к условиям строительства автомобильных дорог в сложных природных условиях, когда значительно усложняются пространственные и временные связи между отдельными процессами. Сущность модульного принципа организации дорожного строительства в сложных природных условиях связана с выделением системообразующего блока, от которого будет зависеть распреде-

102

ление во времени и пространстве остальных компонентов производства. Таким системообразующим структурным модулем в дорожном строительстве на многолетнемерзлых грунтах являются линейные земляные работы.

Земляное полотно как часть дорожной конструкции в условиях криолитозоны выполняет основную функцию – обеспечение устойчивости конструкции за счет сохранения определенного состояния грунтов в основании автомобильной дороги. В процессе структурного проектирования одни структурные модули автомобильной дороги должны в основном предшествовать строительству земляного полотна (подготовка дорожной полосы, водоотводные сооружения), а другие (дорожная одежда, обустройство и т.д.) осуществляться после завершения строительства земляного полотна, чаще с определенными технологическими или организационными перерывами.

Самое большое влияние природные факторы в условиях криолитозоны оказывают на конструктивные решения и способы сооружения земляного полотна. 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 природно-климатических, геоморфологических и гидрогеологических ус-

ловий, а при строительстве на многолетнемерзлых грунтах (ММГ) − особенности мерзлотных условий.

Реализация разработанной методики линейного дорожного районирования (главы 2, 3) на предпроектной стадии позволяет в процессе проектирования формировать рассредоточенные по длине трассы участки ЛДК с однотипными конструкциями земляного полотна и соответственно относительно однородными условиями производства работ, которые можно рассматривать в качестве проектно-технологических модулей земляного полотна (ПТМ). В зависимости от характера распределения работ на участке (линейные или сосредоточенные) проектно-технологические модули

можно классифицировать на линейные ПТМ − ЛПТМ и сосредоточенные ПТМ – СПТМ.

Применительно к демонстрационному примеру, рассмотренному в подразделе 3.3 (см. табл. 3.2), формирование СПТМ и ЛПТМ на участках ЛДК представлено в табл. 4.1.

Организационно-технологическая модель сооружения земляного полотна может быть реализована с разным характером использования ресурсов (модуль ресурсного обеспечения), освоения частных фронтов работ (модуль фронта работ), с технологическими и организационными ограничениями на связи между работами и соответственно с разными техникоэкономическими показателями.

103

Ю.А. Мальцев [82], рассматривая модульный принцип в дорожном строительстве с точки зрения построения производственных подразделений для некоторых типовых элементов, называемых модулями, сравнивал их с блоками (конструкциями), из которых собирается здание. Разделяя модули на три вида , он к первому виду относит низовые подразделения ,

выполняющие однотипные работы, второй, третий тип − более укрупненные структуры, связанные с общим управлением строительством. Модули первого типа являются структурами узко специализированными и могут рассматриваться как частные строительные потоки при поточном методе организации работ. Эти структуры реализуют частные задачи и поэтому создаются с учетом принятой технологии производства работ на основе технологических карт. Если типовые технологии отсутствуют, то состав производственного модуля может назначаться в соответствии с расчетом. Например, при заготовительно-транспортных работах при строи-

тельстве земляного полотна структура ресурсного модуля «Экскаватор −

104