УДК 625.731.1

К ВОПРОСУ О РАСЧЕТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИКАХ ГЛИНИСТЫХ ГРУНТОВ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ И РЕКОНСТРУКЦИИ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД (НА ПРИМЕРЕ ЮГА ДАЛЬНЕГО ВОСТОКА)

Козлов Павел Геннадьевич1, Федюк Роман Сергеевич2, Храмов Денис Александрович3
1Дальневосточный федеральный университет, Учебный военный центр, преподаватель,
2Дальневосточный федеральный университет, Учебный военный центр, старший преподаватель,
3Дальневосточный федеральный университет, Учебный военный центр, студент 1 курса

Аннотация
В данной статье рассматриваются расчётные значения характеристик глинистых грунтов земляного полотна для дорожных районов; предлагается внести изменения в существующее нормативное дорожно-климатическое районирование юга Дальнего Востока.

Ключевые слова: влагонакопление, дорожно-климатическое, дорожные одежды, земляное полотно, природно-климатические, проектирование, районирование, характеристики грунтов


TO THE QUESTION OF SETTLEMENT CHARACTERISTICS OF CLAYEY SOILS SUBGRADE DESIGN AND PAVEMENT RECONSTRUCTION (ON THE EXAMPLE OF THE SOUTHERN FAR EAST)

Kozlov Pavel Gennadievic1, Fediuk Roman Sergeevich2, Khramov Denis Aleksandrovich3
1Far Eastern Federal University, Military Training Center, teacher,
2Far Eastern Federal University, Military Training Center, senior teacher,
3Far Eastern Federal University, Military Training Center, student of 1 course

Abstract
This article discusses the design values of the characteristics of clay soils roadbed for road areas; it is proposed to amend existing statutory road climatic zoning of the far East.

Keywords: accumulation of moisture, climatic, design, road clothing, soil characteristics, traffic and climatic earthy canvas, zoning


Библиографическая ссылка на статью:
Козлов П.Г., Федюк Р.С., Храмов Д.А. К вопросу о расчетных характеристиках глинистых грунтов земляного полотна при проектировании и реконструкции дорожных одежд (на примере юга Дальнего Востока) // Современная техника и технологии. 2016. № 1 [Электронный ресурс]. URL: http://technology.snauka.ru/2016/01/9352 (дата обращения: 27.05.2017).

В современных социально-экономических реалиях главной задачей является своевременная и качественная подготовка дорожной сети. Состояние автомобильных дорог напрямую влияет на благосостояние каждого жителя страны. Большая насыщенность дорожных сетей большегрузной техникой и автомобилями, вызывают необходимость иметь сильно развитую сеть дорог, способную справиться с транспортным потоком и выдерживать все климатические влияния на состояние земляного полотна и дорожной одежды.

Несмотря на то, что дорожные службы практически ежегодно ремонтируют дорожное покрытие, «ямочный» ремонт не приводит к необходимым результатам. Очевидно, что транспортно-эксплуатационные характеристики автомобильных дорог зависят от особенностей природно-климатических условий каждого конкретного региона [1,2].

Дальний Восток – это очень важный и эффективный транспортно-коммуникационный узел между Россией и странами Азиатско-Тихоокеанского региона: здесь сходятся сухопутные границы трех стран (Россия, Китай и Корейская Народно-демократическая республика); незамерзающие морские порты, в сочетании с природными ресурсами и промышленным потенциалом, создают благоприятные условия для международного сотрудничества и активного включения России в интеграционные процессы стремительно развивающегося АТР.

На развитие транспортной инфраструктуры оказывает влияние специфика географического положения юга Дальнего Востока: экстремальные природно-климатические условия, отдаленность от промышленных регионов, высокие тарифы на перевозку грузов железнодорожным транспортом. Все больше товаропроизводителей и крупных транспортно-логистических компаний пользуются для выполнения задач по доставке грузов автомобилями повышенной грузоподъемности, которые, в свою очередь, повышают весовые нагрузки на дорожные одежды.

При проектировании, строительстве и эксплуатации дорог необходимо максимально учитывать местные природные условия. Целый ряд ученых отмечал, что действующее нормативное дорожно-климатическое районирование не в полной мере адекватно учитывает все факторы, необходимые для проектирования автомобильных дорог [1-4].

В дополнение к нормативному дорожно-климатическому районированию, многие авторы районируют территорию страны на основе комплексного анализа групп различных факторов: зональных, интразональных, региональных [1,3,5].

При проектировании, строительстве и эксплуатации дорог необходимо максимально учитывать местные природные условия. Согласно требованиям СНиП 2.05.02-85* юг Дальнего Востока делится на I и II дорожно-климатические зоны (рис. 1).

Рис. 1. Нормативное дорожно-климатическое районирование

На основании изученного нами исследовательского материала, возможно сделать вывод, что для юга Дальнего Востока необходимо более детальное разбиение на районы и подрайоны, чем разделение на две ДКЗ (ввиду особенностей географического положения, геологического строения почвы и природно-климатических условий).

Очевидно, что назрела необходимость внесения изменений в строительные нормы по проектированию автодорог.

За основу методики районирования можно взять разработки зарубежных ученых, которые стараются максимально детализировать дорожно-климатические факторы, учитывая все многообразие факторов: климат, грунт, водоотвод и др. [6,7] Результаты экспериментальных исследований по изучению водно-теплового режима земляного полотна в рассматриваемом регионе и анализ влияния погодно-климатических факторов на состояние грунтов позволили установить, что весеннюю влажность грунтов при глубоком залегании грунтовых вод можно характеризовать интенсивностью накопления отрицательных температур воздуха за первую половину зимы (октябрь-декабрь месяцы). Этого периода вполне достаточно, чтобы граница промерзания опустилась ниже активной зоны земляного полотна, ограничив тем самым приращение влажности за счет миграционного потока в зону фазовых переходов.

Предлагаем ориентировочное дорожно-климатическое районирование с учетом всех вышеприведенных комплексно-учитываемых факторов, которое потребует в дальнейшем уточнения на основе теоретических и экспериментальных исследований (рис. 2).

Рис. 2. Эскизно предлагаемое дорожно-климатическое районирование

Сравнивая результаты уточнения границ I-III дорожно-климатических районов, выявляем, что I зона сокращена до небольшой территории на северо-западе Еврейской автономной области. II зона располагается на побережье Японского моря, доходя до 50-70 км вглубь материка, III зона занимают большую часть континентальной территории.

Для уточненных дорожно-климатических зон на территории юга Дальнего Востока расчетные параметры грунтов, необходимые для расчета нежестких дорожных одежд по условию прочности применительно к участкам автодорог, расположенных на местности I типа по условиям увлажнения, были установлены в зависимости от величины расчетной влажности [8, 9].

Для определения расчетных значений влажности использовали зависимость проф. В.Н. Ефименко, с помощью которой можно учитывать температурно-влажностный режим отдельных дорожно-климатических зон [5]. Предварительные расчеты по указанной зависимости подтвердили адекватность ее использования для природно-климатических условий юга Дальнего Востока. При этом учитывались значения многолетних данных метеорологических станций исследуемого района (Владивосток, Агзу, Анучино, Барабаш, Глубинное, Дальнереченск, Заветное, Камень-Рыболов, Кировский, Красный Яр и др.). Метеорологические значения учитывались по состоянию за последние 20 лет. Для определения расчетной влажности, для случаев глубокого залегания грунтовых вод, был разработан метод, который не требует данных непосредственного определения влажности грунтов. При его использовании необходимы значения метеорологических параметров, влияющих на влагонакопление в грунтах.

Статистическая обработка метеорологических переменных обеспечивала получение расчетных значений влажности, прочности и деформируемости глинистых грунтов для целей проектирования нежестких дорожных одежд при уровне надежности Р=0,95 (табл. 1).

Таблица 1. Расчетные значения характеристик глинистых грунтов земляного полотна для дорожных районов, выделенных на территории юга Дальнего Востока

Дорожно-климатическая зона

Административный пункт

Влажность Wp в долях от WT

Модуль упругости Егр, МПа

Угол внутреннего трения φгр, град

Удельное сцепление Сгр, МПа

ДКЗ I

Облучье

0,71

18,0

17

0,023

ДКЗ II

Владивосток

Артем

Находка

Ольга

Терней

0,82

0,79

0,83

0,82

0,81

13,0

14,0

13,0

13,0

13,0

15

0,017

0,018

0,017

0,017

0,017

ДКЗ III

Советская Гавань

Ванино

Троицкое

Уссурийск

Арсеньев

Спасск-Дальний

0,76

0,79

0,78

0,75

0,73

0,75

15,0

14,0

14,0

16,0

17,0

16,0

16

0,020

0,018

0,018

0,021

0,022

0,021

Согласно [2,5], точность определения Wp в значительной степени зависит от правильности определения расчетной суммы отрицательных температур воздуха (градусо-суток) за период с октября по декабрь.

Расчетная сумму отрицательных градусо-суток была установлена, на основе зависимости, взятой из [5]:

где  – среднемноголетняя сумма отрицательных градусо-суток;  – среднеквадратичное отклонение; t – коэффициент нормированного отклонения, принимаемый при заданном уровне надежности Кн.
Рекомендуемые значения характеристик грунтов обоснованы и назначены с максимальным учетом природно-климатических условий исследуемого района, что будет способствовать проектированию надежных конструкций дорожных одежд, не влекущих под собой дополнительных расходов на ремонт в процессе их эксплуатации [1,10].


Библиографический список
  1. Гнездилова С.А., Фотиади А.А. Обоснование расчетных значений характеристик глинистых грунтов для проектирования дорожных одежд на территории Белгородской области// Вестник БГТУ имени В.Г. Шухова. – 2015. – № 4 . – С. 18-21
  2. Жуков В.И., Копылов  С.В. Учет влияния состояния местной дорожной сети на социальное, производственное и экономическое развитие улусов республики Саха (Якутия)// Журнал Сибирского федерального университета. Техника и технологии. 2014. – № 7 (8). – С. 998-1004.
  3. Ефименко В.Н., Ефименко С.В., Бадина М.В. Учет региональных природно-климатических условий при уточнении норм проектирования автомобильных дорог // Наука и техника в дорожной отрасли, 2012. – №1. -  С. 14-17.
  4. Першин М. Н., Артюхина Г. И. Возведение земляного полотна автомобильных дорог. Учебное пособие. СПб. : издательство СПбГАСУ,  2007. – 685 с.
  5. Афиногенов О.П., Ефименко В.Н., Ефименко С.В. Конструирование и расчет дорожных одежд. Кемерово: Кузбассвузиздат, 2008. – 371 с.
  6. Schiffer, H.-W.Europe’s road to a sustainable energy-supply system / H.-W. Schiffer // Energy and Environment. – 2015. – 26 (1-2), pp. 111-126.
  7. Sanchez, A.X. Use of contract models to improve environmental outcomes in transport infrastructure construction / , A.X. Sanchez, L.M. Lehtiranta, K.D. Hampson // Journal of Environmental Planning and Management. – 2014.
  8. CНИП 2.05.02-85*. Автомобильные дороги.  – М, 2004.
  9. ОДН 218.046-01. Проектирование не­жестких дорожных одежд. М.: Информавтодор, 2001. -144 с.
  10. Козлов П.Г., Федюк Р.С., Мочалов А.В., Тимохин А.М., Муталибов З.А. Проектирование военных автомобильных дорог студентами учебных военных центров в процессе обучения // Психология, социология и педагогика. 2015. № 6 [Электронный ресурс]. URL: http://psychology.snauka.ru/2015/06/5398


Все статьи автора «Козлов Павел Геннадьевич»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: