2535

торфяных слоев происходит более плавно и равномерно, что требует меньшего объема работ во вторую стадию строительства.

Другим путем снижения объема перевозимого в тело насыпи грунта является применение в нижней части насыпи переувлажненных глинистых грунтов.[2, 3].

Строителями накоплен опыт экспериментального применения таких грунтов в нижних слоях земляного полотна. Так, переувлажненные суглинки отсыпались на автомобильной дороге ЦПС Самотлорского м/р- Варьёганское м/р, где имело место чередование неглубоких (до 2 м) выемок с насыпями, на Магистральной а/д Причал на р. Васюган-ЦПС Васюганской группы нефтяных месторождений, на автомобильной дороге Аганское м/р=Покачевское м/р.

В основном, переувлажненные глинистые грунты укладывались в зимнее время.

Сложность применения переувлажненных грунтов в том, что они в момент укладки не уплотняются до требуемой плотности существующими в настоящее время уплотняющими средствами:

-при оттаивании в тёплый период года переувлажненные глинистые грунты имеют свойство уплотняться под воздействием небольших (порядка 0,1 кг/см2) нагрузок, т.е. практически от веса вышележащих песчаных слоев и действия подвижной нагрузки;

-при таком доуплотнении переувлажненные грунты обычно дают осадку до 6-10% от толщины слоя, что необходимо учитывать при отсыпке верхних слоев земляного полотна, давая запас на возможную осадку.

Слой из переувлажненного суглинка необходимо отсыпать только на минеральный грунт, на торф укладка слоев из переувлажненных глинистых грунтов не допускается, т.к. они в этом случае водонасыщаются и теряют несущую способность.

При применении переувлажненных глинистых грунтов должен тщательно осуществляться продольный и поперечный водоотвод.

Слой переувлажненного глинистого грунта должен быть перекрыт слоем песчаного грунта толщиной не менее 0,8 м во избежание образования колеи, выпора глинистых грунтов и перемешивания их с песчаным грунтом, что резко ухудшает свойства насыпи в целом.

Таким образом, плодотворное содружество с проектными и научноисследовательскими институтами позволило строителям Среднего Приобья решить сложные задачи дорожного строительства в условиях высокой заболоченности территории, острого дефицита дорожно-строительных материалов, вести работы круглогодично, высокими темпами.

Библиографический список

1. Инструкция по проектированию автомобильных дорог нефтяных промыслов Западной Сибири , ВСН-26-80 (90) ,Миннефтепром , 1981 (1991) гг.

155

2.РЕКОМЕНДАЦИИ по проектированию и строительству земляного полотна нефтепромысловых автомобильных дорог из переувлажненных глинистых грунтов в Западной Сибири . ВР 17-74 .Гипротюменнефтегаз .Тюмень.1974 г.

3.Методические рекомендации по сооружению земляного полотна автомобильных дорог из грунтов повышенной влажности . М. СОЮЗДОРНИИ.1980 г.

4.Возведение земляного полотна на проморженном слое торфа с устройством боковых прорезей для ускорения осадки насыпи , перекрытых синтетическими неткаными материалами. Технологическая карта.М. ВПТИТРАНССТРОЙ.1986 г.

5.Методические рекомендации по конструкциям и технологии сооружения земляного полотна при прохождении обводненных болот , озер и грядовоозерковых болотных комплексов в условиях Севера Западной Сибири.М. СОЮЗДОРНИИ. 1978 г.

УДК 625.72

УСТРОЙСТВО ПЕСЧАНОГО ЗЕМПОЛОТНА В ОБОЙМЕ ИЗ ГЕОТЕКСТИЛЯ В УСЛОВИЯХ ВЕЧНОЙ МЕРЗЛОТЫ,

г. НОВЫЙ УРЕНГОЙ

Е.А. Голубева, канд. техн. наук, доцент; А.В. Ананьев, студент Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия

В настоящее время доказана техническая и экономическая эффективность устройства дорожных одежд со слоями из местных грунтов заключенных в геотекстильную обойму, выполненную из материала «Дорнит». Многолетние обследования эксплуатируемых участков дорог с данными основаниями позволяют утверждать, что такие материалы обладают высокими технико-экономическими и эксплуатационными качествами.

ОАО «Уренгойдорстрой» в 2008 году был построен участок автомобильной дороги, который ведет к Южно-Русскому месторождению, длина участка 30 км. На рис. 1 приведена технологическая карта на устройство земполотна из песка в обойме из геотекстиля для промысловых дорог III категории в районах Западной Сибири.

Технология производстваработвключаласледующие операции:раскатывалирулонысгеотекстилем изакреплялиполотна наповерхностиземляногополотна;производилиприемочныйконтрольгеотекстильнойпрослойки;отсыпали песчаныйслой, разравнивалииуплотнялиего;окончательнопланироваливерх песчаногослоя;формировалиобоймуизгеотекстиля;производиликонтрольза устройством обоймы. Перед раскаткойрулоновгеотекстильногоматериала по торцам захваткивыставлялимаячные вешки. Рулоныраскатываливпоперечном направлении, оставляя сбоковзапасматериаладля загибания полотеннаустроенное основаниеисмыканияихвверхнем слоеобоймы.Геотекстильраскатывалисперекрытием полотенна30см, недопуская приэтом отклонений. Прираскатке следилизаположением полотнаивыправлялирулонна перекосах. Особое вниманиеобращалинаточностьраскаткирулона ивыдерживания заданногопе-

156

рекрытия. Раскатанныеполотназакреплялина месте П-образнымискобамидли- ной20смс загнутымиконцамиизпроволокидиаметром 4мм.,илисваривали горелкой. Скобызабиваливручнуючерезкаждые 2м вместахнахлеста полотен. Для удобствараскаткигеотекстильногоматериалапроизводилипредварительнуюзаготовкуполотен, разрезая основнойрулоннакускитребуемойдлины. На уложеннуюпрослойкуотсыпалипесчаныйгрунт.

Перед отсыпкой песчаного грунта проверяли качество уложенной прослойки: производили визуальный осмотр и фиксировали сплошность, величину перекрытия. По результатам осмотра составляли акт на скрытые работы. Песчаный грунт для обоймы отсыпали на уложенную прослойку по схеме «от себя», распределяя его слоем толщиной 30 см (с учетом уплот-

нения) и шириной на 0,6 м меньше ширины насыпи по средней линии обоймы по всей площади захватки. Песчаный грунт транспортировали ав- томобилями-самосвалами, выгрузку грунта производили через каждые 5— 6 м вдоль насыпи и через каждые 3 м по ширине насыпи. Количество транспортных средств, необходимых для перевозки грунта, определяли расчетом, учитывая фактические условия работы и дальность возки.

Разравнивали песчаный грунт бульдозером по мере доставки его от середины основания к краям последовательно слоем толщиной 30 см.

Рис. 1. Технологическая схема производства работ: 1—подготовительные работы; 2—раскатка рулонов геотекстиля, отсыпка и разравнивание песчаного слоя; 3—уплотнение слоя; 4—окончательная планировка верха;

5—формирование геотекстильной обоймы

После разравнивания грунт уплотняли катком на пневмошинах ДУ-85 за шесть-восемь проходов по одному следу по всей ширине захватки. Первые проходы катка выполняли от краев насыпи с приближением к середине, смещая каждый последующий проход на 1/3 ширины катка. Степень

157

уплотнения проверяли лабораторные контрольные посты строительства. После уплотнения песчаного слоя верх его тщательно планировали ав-

тогрейдером ДЗ-98 за три прохода по одному следу: за первый проход автогрейдера производили грубую планировку; за второй проход выравнивали верх слоя и образовали вчерне проектный поперечный профиль; за третий проход окончательно планировали верх слоя под требуемые отметки.

На готовый песчаный слой устраивали обойму из геотекстиля, для этого оставшиеся свободными края полотна нижнего слоя обоймы загибали наверх слоя, постоянно контролируя плотность прилегания полотен к грунту и величину нахлеста, затем закрепляли полотна наверху скобами или сваривали с перекрытием полос на 1 м по средней линии обоймы.

После того, как будет готово 30—50 м слоя в геотекстильной обойме, приступали к устройству вышележащих слоев способом «от себя».

Перед этим производили визуальный осмотр готовой обоймы и оформляли акт на скрытые работы.

Для данного проекта были определены ТЭП: при устройстве песчаного слоя в обойме из геотекстиля затраты труда на 1000 м2 составят 4,02 чел.дн; машинного времени—0,73 маш. смен (в том числе: бульдозера— 0,32, катка на пневмошинах—0,19, автогрейдера—0,06). Выработка одного рабочего в смену—31,05 м2.

Достоинством данной технологии является возможность использовать местный некондиционный песок взамен привозного, что позволяет сократить объемы перевозок. Недостатком – удорожание строительства, большая трудоемкость, связанная с применением ручного труда.

Библиографический список

1.СНиП 2.05.02-85. Автомобильные дороги. - Изд. офиц.; Введ. 01.01.1987. - М., Госстрой СССР, 2001. - 55 с.

2.СНиП 3.06.03-85. Автомобильные дороги. - Изд. офиц.; Введ. 01.01.1986. - М., Госстрой России. ГУП ЦПП, 2001. - 131 с.

3.Указания по повышению несущей способности земляного полотна и дорожных одежд с применением синтетических материалов: ВСН 49-86 / М-во автомобильных дорог РСФСР. - М.: Транспорт, 1988. - 65 с.

4.Изыскания, проектирование и строительство автомобильных дорог в районах рас-

158

пространения вечной мерзлоты: ВСН 84-89 / Минтрансстрой СССР. - М., 1990. - 270 с.

5.Инструкция по проектированиюи строительствуавтомобильных дорог нефтяных игазовыхпромыслов Западной Сибири: ВСН 26-90 / Минтрансстрой СССР.- М., 1991.- 152 с.

6.Методические указания по применениюгеосинтетическихматериаловв дорожном строительстве: Междунар. семинар «Геотекстильи геосинтетикапри стр-ве автомоб. дорог» / На- уч.-исслед.общество дор. и трансп. стр-ва, Германия. МАДИ.- М., 2001. - 100 с.

УДК 625.711.3

АНАЛИЗ МЕТОДОВ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ СОСТОЯНИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ И ЭКОНОМИЧЕСКИХ СИСТЕМ

А.А. Конорева, канд. техн. наук, доцент, Т.В. Боброва, д-р техн. наук, проф. Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия

Прогнозированиеэто способ научного предвидения, в котором используется как накопленный в прошлом опыт, так и текущие допущения насчет будущего с целью его определения. Результатом является прогноз, т.е. научно обоснованное суждение о возможных состояниях объекта в будущем, об альтернативных путях и сроках его существования.

Обычно в прогнозах указывается вероятная степень отклонения от тех или иных целей в зависимости от способа будущих действий и влияния различных объективных факторов (научно-технических, природноклиматических, социально-экономических и политических ).

Условно все существующие методы прогнозирования можно разбить на две большие группы:

-фактографические (формализованные), которые базируются на фак-

тически имеющейся информации об объекте прогнозирования и его прошлом. Они условно подразделяются на статистические, основанные на построении и анализе динамических рядов, либо на данных случайной выборки и аналоговые методы, направленные на выявление сходства в закономерностях развития различных систем и процессов.

-экспертные (интуитивные) методы используют мнения специали- стов-экспертов и применяются тогда, когда невозможно формализовать изучаемые процессы или имеет место неопределенность развития системы.

Особое место в классификации методов прогнозирования занимают комбинированные методы, которые объединяют различные методы прогнозирования. Использование комбинированных методов особенно актуально для сложных экономических систем, когда при разработке прогноза показателей каждого элемента системы могут быть использованы различные сочетания методов прогнозирования. Разновидностью комбинированных методов можно считать эконометрическое моделирование [1].

159

Прогноз носит вероятностный характер, но обладает определенной достоверностью. Прогноз на практике - это предплановый документ, фиксирующий вероятную степень достижения поставленной цели в зависимости от масштаба и способа будущих действий.

Прогноз определяет: основные технические и организационноэкономические проблемы и сроки их решения; материалы, технологические процессы и оборудование, предназначенные для строительства; потребность в трудовых ресурсах. Прогноз включает: краткий анализ развития прогнозируемого направления производства и характеристику его современного состояния; выявление перспективных технических и экономических проблем, уже решенных, но не получивших практического применения; оценку важности проводящихся исследований, требующих внимания и затрат для решения будущих проблем.

Одной из важнейших задач прогнозирования состояния технических систем является прогнозирование отказов. Расчет надежности сооружений в дорожном строительстве должен начинаться на стадии проектирования. Для этого создается математическая модель ожидаемых отказов.

Существует два подхода к анализу надежности: априорный и апостериорный [2]. В априорном анализе количественные характеристики надежности определяются на основе математической модели отказов, времени безотказной работы системы, соответствующих функций распределения. Математическим аппаратом анализа является теория вероятностей и теория массового обслуживания. Достоверность получаемых результатов определяется степенью соответствия избранной модели действительности. Апостериорный анализ надежности оперирует с количественными характеристиками, установленными по результатам испытаний системы. Математическим аппаратом является статистика. Достоверность результатов зависит от объема статистической выборки.

Процесс прогнозирования состоит из нескольких стадий: формулирование задания на разработку прогноза (предпрогнозная ориентация); собственно прогнозирование объекта; верификация (оценка достоверности прогноза).

Для наиболее полного анализа и прогнозирования работы дорожного сооружения необходимо подробно изучить и оценить фактическое состояние всех его многочисленных качеств. Это возможно лишь при совместном применении всех методов обследования, испытания, а так же расчет- но-теоретических методов. Таким образом, необходим системный анализ состояния эксплуатируемых сооружений, разработка комплекса научнообоснованных решений по повышению эффективности содержания эксплуатируемых сооружений на основе современных информационных технологий, методологии оптимального управления, теории надежности и системного подхода.

160

Библиографический список

1.Нанивска. В.Г.,Андронова И.В.Теория экономического прогнозирования. Тюмень, 200072с.

2.Золотарь И.А. Экономико-математические методы в дорожном строительстве. Москва: Транспорт, 1974.- 246с.

УДК 625.72

КОНСТРУИРОВАНИЕ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД ПРИ КАПИТАЛЬНОМ РЕМОНТЕ ДОРОГ

А.Г. Малофеев, канд. техн. наук, доцент; И.А. Шевцова, ст. преп. И.А. Петрова, студентка

Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия

Интенсивный износ дорожных одежд и отсутствие достаточных средств для проведения ремонта автомобильных дорог приводит к значительному снижению фактической прочности дорожных одежд. Чаще всего необходимость проведения капитального ремонта вызвана значительным ростом интенсивности движения и увеличением уровня загрузки дороги движением. Кроме того, изменены расчетные нагрузки [1] и введены новые нормативные документы на проектирование дорожных одежд [2], которые требуют повышенную прочность одежды по сравнению с ранее действующими инструкциями. При назначении капитального ремонта приходится повышать прочность дорожной одежды и требуется решать вопрос об использовании существующей конструкции одежды или утилизации материалов конструктивных слоев.

Наиболее простой способ усиления – это проектирование усиления дополнительными слоями, укладываемыми сверху существующего покрытия с предварительным выравниванием продольного и поперечного профилей [3].

При этом способе возникает вопрос, как использовать существующее покрытие, которое имеет значительные дефекты в виде поперечных и продольных трещин. Трещины свидетельствуют о действовавших в покрытии чрезмерных напряжениях вызванных температурными и подвижными нагрузками. Если учесть, что изношенная дорожная одежда при оценке её фактической прочности имеет коэффициент вариации 0,3 – 0,4 и приходится принимать в качестве расчетного фактического модуля упругости его наименьшее значение, чтобы гарантировать прочность после усиления на требуемом уровне надежности [2]. И после усиления прочность участка значительно повышается, но коэффициент вариации полученной прочности понижается незначительно, т.е имеем значительный запас прочности на значительном протяжении ремонтируемого участка. Поскольку в процессе эксплуатации коэффициент вариации прочности будет продолжать

161

расти и обеспечить гарантированную прочность к концу срока службы одежды после капитального ремонта нельзя.

Если такое покрытие перекрыть дополнительным слоем, то и во вновь устроенном слое усиления могут возникнуть отраженные трещины в усиливаемом покрытии. Необходимо назначить такую толщину слоя усиления, чтобы исключить образование отраженных трещин. По аналогии с нежесткими дорожными одеждами, имеющими слои основания из материалов обработанных неорганическими вяжущими, толщина слоя усиления должна быть не менее 18 см при капитальном типе покрытия. Толщина выравнивающего слоя в эту толщину не входит.

Рассмотрим второй вариант усиления. Перед устройством слоя усилении производится ресайклирование верхнего изношенного слоя покрытия, укрепление вяжущем переработанного материала и последующее уплотнение. Толщину такого слоя следует принимать не менее 14– 16 см. При небольшой толщине существующего покрытия (6– 10 см) перед ресайклированием добавлять щебень. Это позволяет получить монолитный слой, который хорошо работает на изгиб, слой обладает свойствами «плиты». Затем устраивают сверху слой усиления. При такой технологии происходит не только переработка ранее устроенного покрытия, повышение прочности самого конструктивного слоя, но и уменьшается коэффициент вариации прочности дорожной одежды, что свидетельствует о повышении её технического состояния и требуется меньшая толщина слоев усиления. При этом требуется меньше материалов для усиления. Наличие в основании дорожнойодежды слоя из укрепленного материала улучшает работу нижележащих слоев основания и грунта земляного полотна за счет уменьшения вертикальных напряжений. Этот укрепленный слой работает как плита и распределяет нагрузку на большую площадь по сравнению с дискретными материалами. Кроме этого, монолитный слой из укрепленного материала уменьшает величину пучения грунтов.

Сверху этого слоя можно устроить слой усиления и слой покрытия. С целью обеспечения высоких транспортно-эксплуатационных показателей верхний слой покрытия устраивать из щебеночно-мастичного асфальтобетона. По нашему убеждению такая конструкция усиления дорожной одежды при капитальном ремонте наиболее эффективна.

При значительном снижении прочности дорожной одежды из-за наличия пучинистых грунтов, когда покрытие поражено сеткой трещин, имеются значительные просадки, предложенный метод усиления также можно рекомендовать. В этом случае он будет представлятькак способ утилизации ранее построенной дорожной одежды. Предварительно требуется перестройка основания и возможно и земляного полотна. Какпоказывают результаты измерений прочности нежестких дорожных одежд с асфальтобетонным покрытием на территории Омской области, после обработки материалов полевых обследований фактическая прочность дорожных одежд на некоторых участках снижает-

162

ся до 70 МПа, это при том что модуль упругости грунта не понижается ниже 30 МПа. Такая низкая прочность одеждыможет быть вызвана низкой прочностью основания. Повысить прочность основания можно за счет снижения его влажности и изменения гранулометрического состава. Снизить влажность можно путем улучшения дренирования. Изменить гранулометрический состав, снизить количество глинистых и пылеватых частиц можно путем рассева, обогащением. Выполнения последнего условия возможно при полном переустройстве основания. Целесообразно выполнить укрепление щебеночного основания минеральными вяжущими.

Применение грунтощебня (50 : 50) в качестве основания на автомобильных дорогах низких категорий нецелесообразно из-за сложности устройства дренажа дорожных конструкций.

Рассмотрим конструкцию несущего основания существующих дорожных одежд перед усилением. В большинстве случаев основание устроено из щебня методом заклинки и его толщина не превышает 30 – 35 см. Под несущем основанием находится дополнительный слой из песка. Толщина этого слоя изменяется от 10 до 25 см. На дорогах применялся корытный способ устройства дорожной одежды. Это вызывает при недостаточной толщине мелкозернистого песка застой воды в корыте и сохранение высокой влажности в течении длительного периода. При наличии пучинистых грунтов это снижает морозоустойчивость дорожной конструкции. Требуются новые конструктивные решения, особенно если дорога проходит по местности 3 типа увлажнения и схема увлажнения рабочего слоя 2 или 3, которые улучшат водно-тепловой режим дорожной одежды.

При капитальном ремонте требуется доводить размеры проезжей части до требуемой величины и дополнительно устраивать краевые укрепительные полосы, остановочные полосы и доводить крутизну откосов до требуемого заложения, т.е приходится изменять конструкцию земляного полотна. Улучшить морозоустойчивость дорожной конструкции, снизить её морозное пучение можно за счет улучшить водоотвод от дорожной одежды. Это можно решить путем устройства трубчатого дренажа, укладываемого в ровик уширения дорожной одежды при устройстве укрепительных полос [4]. При этом глубина ровика уширения должна быть не менее 0,8 м от поверхности покрытия. Выпуск воды из дренажной системы следует выполнять с помощью трубчатых дрен.

Миграции влаги происходит в дорожных конструкциях не только вертикально, но и горизонтально при не обеспеченном поверхностном водоотводе, когда наблюдается застой воды в осеннее и весеннее время. Хороший эффект дает устройство боковых канав. Хотя в них возможен временный застой воды в весеннее время, но все равно уровень воды в канаве ниже чем у подошвы земляного полотна, а это приводит к снижению влажности грунтов.

163

Вывод. При капитальном ремонте автомобильных дорог весьма эффективно проводить работы по усилению дорожных одежд с предварительным ресайклированием существующих покрытий, обработкой полученного материала минеральными вяжущими и укладкой его в несущее основание, а также устройство трубчатого дренажа.

Библиографический список

1.ГОСТ Р 52748-2007. «Нормативные нагрузки, расчетные схемы нагружения и габариты приближения».

2.ОДН 218.046-01. Инструкция по проектированиюдорожныходежднежесткого типа.

3.ОДН 218.1.052-2002. Оценка прочности нежестких дорожных одежд.

4.ВСН 46-83. Инструкция по проектированию дорожных одежд нежесткого типа.

УДК 625.7

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПРОЧНОСТНОГО РЕСУРСА НЕЖЁСТКИХ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД

А.А. Малышев, канд. техн. наук, доцент Сибирская государственная автомобильно-дорожная

академия

Разработанная методика прогнозирования включает в себя группу экспериментальных и теоретических методов. Группа экспериментальных методов, в свою очередь, состоит из экспериментальных испытаний (измерений) реальных конструкций на участках автомобильных дорог и лабораторных испытаний образцов конструкций. Экспериментальные испытания реальных конструкций выполняются по стандартным методикам. В результате определяется величина упругих прогибов и значения показателей ровности. Результаты представляются в виде средних значений и кривых распределения значений упругих прогибов для каждого характерного участка, а также средних значений показателя ровности. Устанавливаются конструктивные (толщины и последовательность расположения слоев) и деформативные (модули упругости и коэффициенты Пуассона материалов слоев) характеристики дорожной одежды. Для грунтовых слоев устанавливаются характерные и естественные влажности. Используются также данные по срокам ввода участков в эксплуатацию, об интенсивности и составе движения.

Экспериментальные методы испытания образцов предусматривают измерение размеров трещин, а также деформаций испытываемых образцов. На основе выполненных измерений определяются упругие, остаточные и полные деформации образцов. На основе результатов испытаний устанавливаются (строятся): кривые распределения и плотности вероятности длины трещины по циклам приложения нагрузки; кривые распределения и

164