Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

2519

.pdf
Скачиваний:
3
Добавлен:
07.01.2021
Размер:
14.86 Mб
Скачать

ТРАНСПОРТ. ТРАНСПОРТНЫЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МАШИНЫ

Таблица 2 - Изменение показателя себестоимости при изменении грузоподъемности.

q, т

 

S, км

 

 

S, т

 

 

S, ткм

 

 

ДТ

КТ

∆, %

ДТ

КТ

∆, %

ДТ

КТ

∆, %

5

35,91

35,09

-2,28

170,75

165,28

-3,2

17,07

16,53

-3,16

6

36,08

35,65

-1,19

142,3

140,55

-1,23

14,3

14,06

-1,68

7

36,26

36,2

-0,17

123,15

122,89

-0,21

12,32

12,29

-0,24

8

36,43

36,75

0,88

108,28

109,65

1,27

10,83

10,96

1,2

9

38,24

37,29

-2,48

103,04

99,34

-3,59

10,3

9,93

-3,59

10

38,41

37,83

-1,51

93,15

91,1

-2,2

9,32

9,11

-2,25

11

38,58

38,37

-0,8

85,06

84,36

-0,82

8,51

8,44

-0,82

12

38,76

38,9

0,36

78,32

78,74

0,54

7,83

7,87

0,51

13

38,93

39,42

1,26

72,62

73,98

1,87

7,26

7,4

1,93

14

41,09

39,94

-2,8

72,96

69,91

-4,18

7,3

6,99

-4,25

15

41,26

40,46

-1,94

68,37

66,38

-2,91

6,84

6,64

-3,07

Q, т

qγ, т

Рис. 1. Изменение объема перевозок при изменении

грузоподъемности

Р, ткм

qγ, т

Рис. 2. Изменение грузооборота при изменении грузоподъемности

Вестник СибАДИ, выпуск 2 (20), 2011

11

ТРАНСПОРТ. ТРАНСПОРТНЫЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МАШИНЫ

З, руб

qγ, т

Рис. 3. Изменение величины затрат при изменении грузоподъемности

Д, руб

qγ, т

 

Рис.4. Изменение величины дохода при изменении

П, руб

грузоподъемности

qγ, т

Рис. 5. Изменение величины прибыли при изменении грузоподъемности

12

Вестник СибАДИ, выпуск 2 (20), 2011

ТРАНСПОРТ. ТРАНСПОРТНЫЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МАШИНЫ

Sкм,

руб/км

qγ, т

 

Рис.6. Изменение себестоимости 1 км пробега при изменении

Sт,

грузоподъемности

руб/т

 

 

 

qγ, т

 

Рис. 7. Изменение себестоимости 1 тонны перевезенного груза

Sткм,

при изменении грузоподъемности

руб/ткм

 

 

 

qγ, т

Рис. 8. Изменение себестоимость 1 ткм при изменении грузоподъемности

Вестник СибАДИ, выпуск 2 (20), 2011

13

ТРАНСПОРТ. ТРАНСПОРТНЫЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МАШИНЫ

Таким образом, выполненные расчеты и построенные графики позволяют сделать следующие выводы:

-в практической деятельности при выполнении перевозок на конкретном маршруте не наблюдается непрерывного изменения выработки и затрат при росте qγ;

-зависимости Q=f(qγ) и Sт= f(qγ) и др. (см. рис. 1-8) представляют собой разрывные линейные функции и не являются гиперболой;

-с увеличением qγ возрастает время погрузки и разгрузки, что вызывает падение числа ездок за плановое время пребывания в наряде, но за счет увеличения объема перевезенного груза происходит увеличение доходов. Это объясняет достижение максимального значения доходов при эксплуатации автомобиля грузоподъемностью 15 тонн, в размере 787500 руб., и минимального значения общей суммы затрат на перевозку, в размере 215374 руб., и как следствие максимально допустимую прибыль от работы АТСДГ;

-результаты расчетов, рис. 1-8, а так же в табл. 2, подтверждают, что применение классической теории на практике приводит к несоответствию плановых и фактических величин не только по натуральным, но и по стоимостным показателям. Так максимальное отклонение величины себестоимости наблюдается при заданных условиях эксплуатации при применении автомобиля грузоподъемностью 14 т. Отклонение себестоимости 1 тонны перевезенного груза составляет 4,18 %, себестоимости 1 км – 2,8%, себестоимости 1 ткм –

4,25%;

-Представленные на рис. 3 зависимости делят рисунок на несколько областей. Одни области (2,4) где фактическая величина равна и (или) больше плановой, другие (1,3,5) фактическая меньше плановой. Это позволяет утверждать, что несоответствие плановых и фактических показателей может повлечь за собой нехватку денежных средств на осуществление работы, что в свою очередь подвергает риску своевременное выполнение обязательств перед заказчиками (в первом случае),

атак же избыток денежных ресурсов в АТСДГ (во втором).

Полученные результаты исследования необходимо учитывать при осуществлении текущего планирования в АТСДГ, а так же при совершенствовании функционирования работы транспорта.

Библиографический список

1.Автомобильные перевозки. Афанасьев Л.Л., Цукерберг С.М. Изд-во «Транспорт», 1973. -320с.

2.Анисимов А.П. Экономика, планирование и анализ деятельности автотранспортных предприятий. – М.: Транспорт, 2005. 245 с.

Технология, организация и управление грузовыми автомобильными перевозками. Учебник для вузов/А.В. Вельможин, В.А. Гудков, Л.Б. Миротин; Волгоград.гос.техн.ун-т.-Волгоград,1999-296с.

Николин В.И., Мочалин С.М., Витвицкий Е.Е., Николин И.В.; под ред. проф. В.И.Николина Проектирование автотранспортных систем доставки груза. – Омск: Изд-во СибАДИ, 2001. – 184с.

Николин В.И., Терентьев А.В., Рихтер М.Г. Справочник по коммерческой эксплуатации грузовых автомобилей (часть 1). – Омское книжное издательство, 1991. – 112с.

http://www.pecom.ru/ru/service/region/omsk/ , 13.03.2011

THE INFLUENCE-DUTY ROLLING STOCK INVESTIGATION ON THE PERFORMANCE OF THE ROAD TRANSPORT SYSTEM TO DELIVER CARGO

IN THE CURRENT PLANNING.

S.M. Mochalin, A.M. Kuvshinova

The existing model for calculating the production of rolling stock in the road transport systems in cargo delivery is considered. The results of influence-duty rolling stock investigation on the kind and cost performance of the car and the whole system are presented. The actual patterns of influence flow in the transport process on the performance of the system are revealed.

Мочалин Сергей Михайлович – д-р техн. наук, профессор, декан факультета «Экономика и управление» Сибирской государственной авто- мобильно-дорожной академии. Основное направление научных исследований – транспортная логистика. Имеет 69 опубликованных работ.

E-mail: dekanat_eu@sibadi.org

Кувшинова Анна Михайловна - аспирантка кафедры «Логистика» Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии. Основное направление научных исследований – организация перевозок. Имеет 3 опубликованные работы.

E-mail: kuvshinova_a_m@mail.ru

14

Вестник СибАДИ, выпуск 2 (20), 2011

СТРОИТЕЛЬСТВО. СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ

РАЗДЕЛ II

СТРОИТЕЛЬСТВО. СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ

УДК 625.855.2

ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАПРАВЛЕНИЙ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ УСТОЙЧИВОСТИ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА ДОРОГ В ЗОНЕ ВЕЧНОЙ МЕРЗЛОТЫ

Е.А. Бедрин

Аннотация. Рассмотрены проблемы строительства дорог в зоне вечной мерзлоты. Предложены направления по обеспечению устойчивости земляного полотна.

Ключевые словa: вечная мерзлота, деградация мерзлых пород, применение некондиционных грунтов, устойчивость земляного полотна

Мировая тенденция развития производительных сил все более отчетливо ориентируется на северные территории. Север играет важную роль и в жизни нашей страны. В пределах криолитозоны России сосредоточено более 30% разведанных запасов всей нефти страны, около 60% природного газа, неисчислимые залежи каменного угля и торфа, большая часть гидроэнергоресурсов, запасов цветных металлов, золота и алмазов, огромные запасы древесины и пресной воды.

Вместе с тем, север - это весьма слабо изученные пространства. Строители, осваивая новые районы, неизбежно сталкиваются со своеобразием природных комплексов, вызванных наличием вечной мерзлоты, широким распространением мерзлых пород, подземных льдов и различных, неблагоприятных для возведения дорог, зданий и аэродромов, криогенных процессов (бугров пучения, термокарста, солифлюкционных образований, растрескивания верхних слоев почвы и т.д. и т.п.).

Вопросы хрупкости и уязвимости существующей инфраструктуры обостряются происходящим с 70-х годов 20 века глобальным потеплением. Изменение климата приводит к увеличению температуры вечной мерзлоты, при этом интенсифицируются неблагоприятные геокриологические процессы, влияющие на устойчивость сооружений.

Темп повышений среднегодовой температуры воздуха за последние 25-30 лет составляет 0,02-0,03 градуса Цельсия в год в условиях Европейского Севера, 0,03-0,07 градуса Цельсия в год - на севере Западной Сибири и 0,01-0,08 градуса Цельсия в год - в Якутии. Само повышение температуры воздуха за этот период изменяется от 0,4 до 1,8 градуса

Цельсия [1]. Потепление климата обусловлено главным образом повышением зимней температуры воздуха.

Увеличение температуры воздуха на территории России сопровождалось увеличением осадков, особенно в зимний период, что привело к увеличению высоты снежного покрова. Сравнение данных за 1991-2005 гг. с нормой за 1961-1990 гг. показало увеличение высоты снега на 20-40 мм на севере Европейской территории России, до 60 мм в Западной Сибири, в Приморье и на Камчатке и чуть меньшее увеличение до 20 мм в Якутии и в Восточной Сибири; при этом продолжительность снежного периода повсеместно сокращалась [1]. Поскольку снежный покров оказывает отепляющее воздействие, увеличение его высоты усилило влияние наблюдаемого современного потепления на температуру почвы, в том числе и в области распространения многолетнемёрзлых пород.

Анализ данных [2] до 2006 г. по полной сети метеостанций указывает на то, что в слое почвы до 80 см повышенные значения трендов 0,2-0,6 градуса Цельсия за 10 лет наблюдаются на севере Европейской территории России, в Сибири и на Дальнем Востоке.

Данные, представленные в работах [3], свидетельствуют о том, что за 35 лет произошло существенное сокращение площади приповерхностной вечной мерзлоты, имевшиеся ранее острова мерзлого грунта в наиболее южных районах полностью протаяли. Южная граница ее распространения сместилась к северу на 30-40 км в Печорской низменности, и значительно больше – до 80 км,- на равнинах Приуралья. Помимо этого возникли многочисленные новые и углубились

Вестник СибАДИ, выпуск 2 (20), 2011

15

СТРОИТЕЛЬСТВО. СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ

ранее существовавшие талики, в том числе и

раза ниже, чем заложенная по проекту, для

в зоне, где ранее наблюдалось сплошное

второго принципа проектирования, а 15% на-

распространение мерзлоты. Это позволяет

ходились уже в «нулевых» отметках и, под

говорить о смещении к северу границ зон

нагрузкой от автотранспортных средств, про-

сплошного и прерывистого

распространения

должали погружаться в тундру. Это повысило

вечной мерзлоты на 15-20 км в равнинной

их снегозаносимость, увеличивая затраты не

тундре и на многие десятки километров в

только на постоянные текущие ремонты, но и

Приуралье и в горах Пай-Хоя.

 

на эксплуатацию (уборку снега). В виду отсут-

Анализ данных мониторинговых наблюде-

ствия необходимого финансирования, Чукот-

ний и геотермических исследований свиде-

ские дорожники, в длительный (до 8 месяцев)

тельствует о широко распространенной де-

холодный период, не редко, вынуждены были

градации верхних горизонтов криолитозоны и

отправлять в отдалённые пункты автотранс-

на глубинах 10-15 м [4, 5], которое в отдель-

порт только сборными колоннами, в сопровож-

ных районах достигало 1,0-1,5 °С.

 

дении тяжелой снегоуборочной техники;

Таяние приповерхностной вечной мерзло-

2. Результаты многолетних эксплуатаци-

ты сопровождается значительными измене-

онных обследований (с 70-х годов) все воз-

ниями ландшафта с преобладанием депрес-

раставших аварийных мерзлотных участков

сивных форм, приводя к формированию тер-

БАМа, составляющих к 1990 г. – 3627 мест (в

мокарстовых озер. Очевидно, что изменения,

т.ч. 60 в критическом состоянии) на протяже-

связанные с таянием приповерхностной мерз-

нии 2240 км, показали, что дорожные насыпи

лоты, крайне опасны для любых имеющихся

построенные с допущением

эксплуатацион-

сооружений в этой зоне. Менее очевидно, на-

ной осадки и последующей компенсации её

сколько опасны последствия потепления там,

подъёмкой железнодорожного пути на бал-

где вечная мерзлота сохранится, притом, что

ласт, а также высокие насыпи не обеспечи-

увеличится глубина ее сезонного протаивания.

вающие «подзарядку» холодом своего мёрз-

Изменение климата меняет

мерзлотные

лого основания с развитием в нём деградации

условия, но не так интенсивно, как деятель-

мерзлоты, имели следующие осадки:

ность человека. На рисунке 1 показана схема

- до 200 мм/год и более (до 500 мм) впер-

физико-географических

и конструктивно-

вые 18-20 лет эксплуатации;

 

технологических

факторов

при

возведении

- до 40-50 мм/год в последующие годы,

земляного полотна на глубину сезоннооттаи-

периодически увеличиваясь

при подтопле-

вающего слоя. Прогнозируемое оттаивание

ниях насыпей и в особо тёплые годы.

мерзлых пород

сопровождается

просадками

Постоянные дорогостоящие ремонтные ра-

земной поверхности и развитием опасных

боты с длительными остановками и ограниче-

мерзлотных (криогенных) геологических про-

ниями скорости подвижного состава стали по

цессов: термокарста, термоэрозии, солиф-

сути разорительными для эксплуатации БАМа

люкции и другие.

 

 

 

и требовали уже в 90-х годах ежегодной уклад-

Для обеспечения последующей надёжной

ки до 2,0-2,5 млн. м3 балласта и 3-4 млн. м3

(устойчивой) работы дорожных насыпей на

фракционного камня для охлаждающей обсып-

вечной мерзлоте, в первую очередь необхо-

ки откосов насыпей. В 1992 г. на текущий ре-

димо выявить основные причины аварийного

монт путей БАМа был уже запрошен 1 млрд.

состояния дорожных насыпей запроектиро-

рублей (т.е. более 200 млн. долларов по курсу

ванных и построенных по существующим тех-

1992 г). Дефектность земляного полотна со-

ническим нормативам.

 

 

ставила 31% от общей протяжённости трассы

Анализ имеющихся материалов по строи-

БАМа по вечной мерзлоте. По мнению Главно-

тельству, эксплуатации, инженерному и ав-

го управления пути, решение о проектировании

торскому сопровождению, а также обследова-

и строительстве земляного полотна БАМа по

ниям дорог Чукотского АО,

Республики Саха

второму принципу проектирования с допуще-

(Якутия), промысловых дорог севера Тюмен-

нием частичного оттаивания мерзлого основа-

ской области, железнодорожных насыпей

ния, в связи с возникновением длительных

Транссиба, БАМа и их притрассовых дорог,

(десятки лет), слабозатухающих, неравномер-

федеральных автомобильных дорог «Амур»,

ных и практически нерегулируемых осадок до-

«Лена» и др. выявил следующее [6, 7, 8, 9].

рожных насыпей себя не оправдал.

1. По отчёту дорожного департамента Чу-

 

 

котского АО, к 2000 г. более 60% автодорог Чукотки нуждались в реконструкции, так как высота их земляного полотна стала в два

16

Вестник СибАДИ, выпуск 2 (20), 2011

СТРОИТЕЛЬСТВО. СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ

ФИЗИКО – ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

РЕЛЬЕФ

 

 

КРУТИЗНА

 

ИСПАРЕНИЕ

 

 

 

 

СКЛОНОВ

 

 

 

 

ТЕМП-РА

 

 

 

КЛИМАТ

 

 

ВМГ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЛИТОЛОГИЧ.

ЭКСПОЗИ-

 

 

 

 

 

СОСТАВ

ЦИЯ

КОЛ-ВО

 

 

ДВИЖЕНИЕ

 

 

 

 

 

 

ОСАДКОВ

 

 

ГРУНТ.ВОД

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СТЕПЕНЬ

 

 

 

 

 

 

ДРЕНИРОВ.

 

 

 

 

 

 

ГРУНТА

 

АМПЛИТУДА

ПЕРИОД

СНЕЖНЫЙ

 

 

 

 

 

 

 

 

ВОЗДУХА

ПРОТАИВАНИЯ

ПОКРОВ

ДОПУСТ.

ОТНОСИТ.

 

 

 

 

 

ОСАДКИ

ОСАДКА

ВЛАЖНОСТ.

 

 

 

 

 

ЛЬДИСТОСТЬ

АМПЛИТУДА

МОХОВОЙ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПОВЕРХНОСТ.

ПОКРОВ

 

 

 

 

 

ПОЧВЫ

 

 

ОБРАЗОВАН.

СНЯТИЕ

 

 

 

РАСТИТ.

ПОВЕРХН. ВОД

 

 

 

МОХОВОГО

 

 

 

СЛОЙ

 

 

 

 

 

 

 

СЛОЯ

СТС

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ОХРАНА

 

 

 

 

 

 

ПРИРОДЫ

ТЕХНОЛОГИЯ

 

 

 

ИЗМЕНЕН

 

 

 

 

 

 

 

 

 

НАЛИЧИЕ

 

 

ТЕПЛОФИЗ.

 

 

 

БЕРМ

 

 

ХАР-К

 

 

 

 

 

ВЛАЖ-

 

 

 

 

 

ВЫСОТА

НОСТЬ

 

 

 

 

 

ГРУНТА

 

 

 

ЛИТОЛОГ.

 

НАСЫПИ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ГРУНТОВ

 

 

 

 

СЕЗОННОЕ

 

НАСЫПИ

 

 

 

ИСКУССТВ.

 

РЕЗЕРВЫ

 

КРУТИЗНА

ПРОИЗВ-ВО

 

 

 

ИЗОЛЯЦИЯ

 

 

 

 

ОТКОСОВ

РАБОТ

 

 

 

 

 

КОНСТРУКЦИЯ

КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕФАКТОРЫ

Рис. 1. Схема воздействия физико-географических и конструктивно-технологических факторов при возведении земляного полотна на глубину сезоннооттаивающего слоя

Вестник СибАДИ, выпуск 2 (20), 2011

17

СТРОИТЕЛЬСТВО. СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ

3. При освоении нефтяных и газовых ме-

полнительных

ассигнований

ещё на

41,6

сторождений (Уренгойское, Медвежье, Ям-

млрд. рублей;

 

 

 

бургское, Песцовое, Бованенковское и др.) в

5. Федеральная автомобильная

дорога

зоне вечной мерзлоты севера западной Сиби-

«Лена», являющаяся «дорогой жизни» Рес-

ри, наблюдалась быстрое (за 3-4 года), мас-

публики Саха, также построенная преимуще-

совое

разрушение

дорогостоящего сборного

ственно по второму принципу проектирования,

дорожного покрытия из высокопрочных (пред-

находится в катастрофическом состоянии и

варительно напряжённых), армированных же-

требует скорейшей реконструкции. Практиче-

лезобетонных плит (типа ПАГ-14, ПДН и др.)

ски в аналогичной ситуации находятся много-

рассчитанных на 25 летний безремонтный

численные неравномерно просевшие и про-

срок эксплуатации. Считалось, что данные

должающие оседать участки на федеральных

массовые разрушения, в основном, происхо-

автомобильных дорогах «Колыма» и «Ви-

дят из-за поставок бракованных железобетон-

люй», так по прежнему и не достроенных, но

ных плит, их неправильной транспортировки,

тоже уже требующие ремонта и реконструк-

хранения, и не качественной укладки. После-

ции. При этом выделяемых федеральных

дующее, более тщательное изучение данной

средств недостаточно, даже на сохранение

проблемы выявило, что основной причиной

существующих дорог текущими ремонтами.

преждевременного массового выхода из строя

Из анализа строительства дорог в зоне

высокопрочных железобетонных плит, явля-

вечной мерзлоты прослеживается, что дорож-

ются эксплуатационные (неравномерные и

ные насыпи в районах вечной мерзлоты на

сверхнормативные) осадки дорожных насыпей

территории РФ, запроектированные по второ-

в основном запроектированных и построенных

му принципу проектирования и отсыпанные

по второму принципу проектирования. На ред-

дренирующими грунтами, как правило, затем

ких устойчивых насыпях, качественные желе-

имеют сверхнормативные, слабозатухающие,

зобетонные плиты

работали свой норматив-

неравномерные

эксплуатационные

осадки.

ный срок, без особых (разломов и выпирания

Осадки длительное время

повреждают до-

арматуры) повреждений имея разрушения

рожную одежду и ухудшают ровность дорог,

связанные с низкой их морозостойкостью.

что требует проведения постоянных ремонт-

4.

Федеральная автомобильная дорога

ных работ.

 

 

 

«Амур» была запроектирована и построена по

Эксплуатирующиеся в районах распро-

второму принципу проектирования с отсыпкой

странения вечной мерзлоты с допущением

земляного полотна преимущественно (более

аналогичного, частичного оттаивания вечно-

95%) из скальных, крупнообломочных и пес-

мёрзлого основания дорожные насыпи Кана-

чаных грунтов (т.е. дренирующих грунтов).

ды и Аляски, более быстро и дешевле по-

Строительство было начато в 1978 г. и за 17

строенные, подобных проблем практически не

лет, к 1995 г. было построено всего 605 из

имеют. Большинство быстро (со средним тем-

2165 километров. Оставшиеся 1560 км в на-

пом до 1000 км за 2-3 года, против 15-20 лет и

сыпях и выемках на вечной мерзлоте были

более в РФ), сравнительно недорого, а глав-

построены за 8 лет (к 2004 г.), при круглого-

ное, в последующем устойчиво (без затяжной

дичном строительстве и усиленном, целевом

неравномерной осадки) работающих на мерз-

федеральном финансировании. Руководящая

лоте дорожных насыпей Канады и Аляски,

отметка дорожных насыпей на вечной мерз-

были построены с массовым применением

лоте, возводимых с 1995 г., для второго прин-

местных глинистых грунтов и геотекстильных

ципа проектирования (согласно теплотехни-

материалов.

 

 

 

ческих расчётов, по методике ВСН 84-89), со-

Местные грунты севера Канады и на Аля-

ставила – 1,87 м. Сразу начавшиеся значи-

ске, как и в районах вечной мерзлоты РФ,

тельные, сверхнормативные осадки строя-

наиболее широко представлены сильно и из-

щихся насыпей, заставили проектировщиков

быточно

переувлажнёнными глинистыми и

добавочно (сверхнормативно) увеличить ру-

различными крупнообломочными грунтами, со

ководящую отметку ещё на 0,3 м. С 2004 г. по

значительным (более 30%) содержанием гли-

2010 г. на дороге была устроена дорожная

нистого заполнителя. В РФ глинистые грунты,

одежда с асфальтобетонным покрытием. В

без их осушения до допустимой по условиям

середине 2010 г. аппарату представителя пре-

уплотнения влажности (что оказалось практи-

зидента РФ по Дальневосточному округу было

чески невозможным в значительных объёмах),

поручено изучить ход строительства данной

и достижения требуемых коэффициентов уп-

дороги, ввиду всё возрастающих темпов её

лотнения, не допускалось применять по тех-

ремонта и реконструкции уже требующих до-

ническим

нормативам. В виду нормативных

18

Вестник СибАДИ, выпуск 2 (20), 2011

СТРОИТЕЛЬСТВО. СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ

запретов, местные грунты на мерзлоте применяли редко, обычно самовольно, сами строители или при дефиците заложенных проектом качественных грунтов, путем отдельных пересогласований и подтасовкой результатов лабораторных испытаний. Осуществлялось это, как правило, неумело со скрытым браком, а также при различном опытном строительстве.

Для подстраховки компенсации осадок в оттаивающих слабых основаниях насыпей на мерзлоте, в технических нормативах РФ для насыпей рекомендовалось без ограничений применять прочные и практически не изменяющие свои свойства при намокании скальные, песчано-гравийные и песчаные грунты. Обеспечения обязательной «проектной экономичности» и снижения себестоимости дорогостоящего северного строительства, проектировщики практически в обязательном порядке вынуждены были принимать при сравнении вариантов, только второй принцип проектирования. Это позволяло на 30% снизить высоту дорожных насыпей на мерзлоте (назначаемую по теплотехническому расчёту) и за счёт снижения объёмов, повысить темпы строительства, а главное снизить его стоимость по данному варианту (но, увы, не стоимость последующей эксплуатации). Кроме того, по второму принципу, в отличие от первого, в ВСН 84-89 допускается не только зимнее, на промёрзшем грунтовом основании, но и летнее строительство, что необходимо при круглогодичном строительстве. Это также позволяет, повысить темпы строительства дорог на вечной мерзлоте, которые (даже и при втором принципе) обычно неудовлетворительны.

Однако, не смотря на значительные затраты и применение дорогостоящих качественных скальных, крупнообломочных, песча- но-гравийных и песчаных грунтов, надёжная эксплуатационная устойчивость насыпей этих дорог на мерзлоте так и не была обеспечена. Основной причиной этого, очевидно явилось применение второго принципа проектирования с использованием дренирующих грунтов в нижней части дорожной насыпи на мерзлоте. При допускаемой затем эксплуатационной осадке, дренирующий грунт тела насыпи оседал в оттаявшее основание с созданием в нём водопроницаемой осадочной чаши. Данная осадочная чаша с дренирующим грунтом затем, заполнялась водой (талой; конденсатной; дождевой; подпорной; паводковой, надмерзлотной и др.). Это в свою очередь, особенно при возникновении фильтрации, запускало процессы длительного (на десятки

лет) дополнительного (нерасчетного) оттаивания вечной мерзлоты в основании насыпи, вплоть до её полной деградации на неустойчивой, высокотемпературной мерзлоте. Одновременно также происходит замачивание грунтов основания. Это приводит к снижению их прочностных характеристик (особенно для глинистых и пылеватых грунтов) и возникновению тиксотропных процессов виброразжижения (с выдавливанием и осадкой) переувлажнённого грунта основания от динамического воздействия транспорта.

Известно также и то, что сама дорожная насыпь, высотой до 1,0-1,5 м, (особенно из более теплопроводных дренирующих грунтов) оказывает отепляющее воздействие на мёрзлые грунты основания (за счёт летнего нагрева южных откосов и черного покрытия, с низким альбедо, солнцем, повышенного летнего турбулентного теплообмена из-за обтекания ветром насыпи, конденсации в ней водяных паров с выделением тепла в 560 калорий с 1 грамма конденсата, повышенной фильтрации тёплой воды от дождей, подтопления и др., нагревания поверхности от движения транспорта, теплоизоляции снегом откосов насыпей зимой и т.д.).

Следует отметить, что по мнению специалистов мерзлотников, основные причины значительных и длительных деформаций земляного полотна на большинстве мерзлотных участков дорог, были связаны главным образом с разрушительной деятельностью поверхностных, надмерзлотных и др. грунтовых вод приводящих к постепенной деградации мерзлоты в основаниях дорожных насыпей. По мнению ведущих учёных Института мерзлотоведения АН СССР, основанном на большом количестве обширных и многолетних исследований различных зон вечной мерзлоты, обводнение отдельных участков мерзлоты обычно предшествует термокарсту и является чаще его причиной, чем следствием. [10]. Сходной точки зрения придерживаются и многие другие исследователи, а например, Е.М. Катасонов в своей работе [11] исключает другие причины термокарста: «Единственной непосредственной причиной возникновения любых термокарстовых понижений является скопление воды, образование на денудационной поверхности, где имеются залежи подземных льдов, застойных водоёмов». Мерзлотными наблюдениями установлено также, что где на мерзлоте, сеть ручьев, оврагов, эрозионных канав и т.п. обеспечивает сток поверхностных вод, там всё меньше очагов развития термокарста зарождается в периоды повышенного

Вестник СибАДИ, выпуск 2 (20), 2011

19

СТРОИТЕЛЬСТВО. СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ

количества осадков. Это справедливо как для больших областей, так и для отдельных участков. Ввиду этого, при дорожном строительстве в зоне вечной мерзлоты необходимо не только не допускать попадания воды в основания насыпей на мерзлоте, но и в обязательном порядке обеспечивать надежный водоотвод от самих насыпей.

Приведенные данные требуют своевременного реагирования и разработки конструк- тивно-технологических решений земляного полотна, не боящегося неравномерных осадок вечномёрзлого грунтового основания, при его возможном частичном оттаивании. При этом новые конструктивные решения должны обеспечить длительную термическую устойчивость оснований дорожных насыпей с учетом возможного потепления климата.

Для устранения либо уменьшения проявления возможных дефектов земляного полотна, автор предлагает применение нестандартного решения по использованию в конструкциях дорожных насыпей повсеместно распространённых, некондиционных, переувлажнённых глинистых грунтов, находящихся в мёрзлом состоянии. Их использование в нижней части дорожной насыпи позволит:

1.Не допустить массового затекания воды

восевшее основание дорожных насыпей;

2.Повысить термическую устойчивость

дорог;

3.Повысить темпы строительства дорог;

4.Снизить стоимость строительства дорог. Для решения непростой и давно стоящей

проблемы по использованию, некондиционных местных грунтов, необходим комплексный подход, состоящий из следующих на-

правлений:

 

1. Модернизации

действующих в РФ

принципов проектирования на мерзлоте. Прежде всего, необходима разработка нового, универсального принципа проектирования, максимально сочетающего в себе достоинства существующих.

Из основных достоинств первого принципа нужно использовать возможное охлаждение и круглогодичное поддержание грунтового основания в мёрзлом (прочном и не пучащемся) состоянии за счёт использования естественного природного механизма значительного изменения теплопроводности в системе лёд – вода в виде «теплового диода».

Учет синергетических принципов при разработке конструктивных решений дорожных насыпей (возможность адаптироваться к изменениям внешней среды);

2.Разработки методики оценки тепловой устойчивости дорожных насыпей (планируется внести в разрабатываемый ОДМ по заказу ФДА РОСАВТОДОР);

3.Разработки рекомендации по уменьшению неравномерности осадок дорожных насыпей с применением геосентетических материалов;

4.Разработки мероприятий по уменьшению пучинообразования;

5.Разработки технологических схем по устройству дорожных насыпей с использованием местных некондиционных грунтов;

6.Разработки методов контроля устройства дорожных насыпей;

7.Разработки методов прогнозирования устойчивости автомобильных дорог;

8.Разработки методов расчета стоимости конструктивно-технологических решений строительства дорожных насыпей с учетом их жизненного цикла.

Изучение данных направлений активно ведется автором статьи при подготовке докторской диссертационной работы [12,13, 14].

Библиографический список

1.Анисимов, О.А., В.А. Лобанов, С.А. Ренева, 2007. Анализ изменений температуры воздуха на территории России и эмпирический прогноз на первую четверть 21 века.- Метеорология и гидрология,

10, с. 20-30.

2.Чудинова, С.М., С.С. Быховец, В.А. Сороковиков, Р. Барри, Т. Жанг, 2003. Особенности изменения температуры почв России в период последнего потепления климата.- Криосфера Земли, № 3, с. 23-30.

3.Оберман, Н.Г., И.Г. Шеслер, 2009. Прогнозирование деградации многолетнемерзлых пород (на примере Европейского Северо-Востока страны).- Разведка и охрана недр, № 7, с. 20-30.

4.Анисимов О.А. и Белолуцкая М.А. Оценка влияния изменения климата и деградации вечной мерзлоты на инфраструктуру в северных регионах России.- Метеорология и гидрология, 2002, № 6, с. 15-22.

5.Nelson, F.E., O.A. Anisimov, and N.I. Shiklomanov. Subsidence risk from thawing permafrost.- Nature, 2001, № 410, p. 889-890.

6.Бушин А.В. О задачах по обеспечению надёжности земляного полотна железных дорог в современных условиях. Ж.-д. транспорт. Сер. «Путь и путевое хозяйство»: ЭИ/ЦНИИТЭИ МПС. – 1992. – Вып. 5-6. – с. 1-17.

7.«Амур» нуждается в ремонте: «Автомобильные дороги», №7; – 2010. – 7 с.

8.Крупица К.К. Изыскания и строительство автомобильных дорог в северной Канаде. Труды 4 совещания семинара по обмену опытом строительства в суровых климатических условиях в Воркуте.

– Красноярск: «Красноярский промстройниипроект», – 1966. – с. 1-23.

20

Вестник СибАДИ, выпуск 2 (20), 2011

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]