Первая дорожно-климатическая зона (ДКЗ) охватывает более 60% всей территории РФ. Для нее, в зависимости от подзоны, характерно распространение сплошной и островной вечной мерзлоты. Мерзлота занимает более 50% всей территории РФ, а на Дальнем Востоке она охватывает 80% территорий. Дорожное строительство в таких условиях имеет свои проблемы и особенности, которые в центральной части нашей страны практически не встречаются, а в Сибири и на дальнем Востоке наблюдается довольно часто. Об этих особенностях, проблемах и путях их решения в рамках конференции «Сибирские дороги» рассказал заместитель начальника отдела контроля качества АО «Труд» Николай ПОЛОНОВ.
Главный враг дорожника – вода
Первая дорожно-климатическая зона делится на три подзоны. К первой относят местности со сплошным распространением мерзлых грунтов. Во второй подзоне такие грунты лишь частично распространены. В третьей – также находятся территории с вечной мерзлотой, но с меньшей площадью ее распространения и меньшей глубиной промерзания.
Третья подзона сейчас претерпевает достаточно серьезные изменения в плане климатологии, что дает право предположить, что на сегодняшний день некоторые требования, предъявляемые к строительным материалам, которые там применяются, потеряли свою актуальность.
К основным факторам, влияющим на долговечность дорожных конструкций в 1 ДКЗ, относятся:
Главными врагами дорожной отрасли в Первой дорожно-климатической зоне является вода и перемена погоды. На погоду мы повлиять не можем, а вот с водой можно попробовать побороться.
Согласно официальной информация Росгидромета РФ по Забайкальскому краю, Амурской области, Республике Саха (Якутия) и Иркутской области, прирост температуры в этих регионах до 2030 года составит от 1.5 до 1.7 градусов °C.
Не секрет, что, в связи с глобальным потеплением происходит деградация вечно мерзлых грунтов. Следствием является переувлажнение почв и увеличение ледовых образований в зимний период. То есть, изменение климата влечет за собой изменение гидрогеологического режима первой дорожно-климатической зоны. В связи с этим появилась необходимость в разработке новых актуальных требований при проектировании дорог и их капитальном ремонте в зоне мерзлых грунтов.
Почему происходят просадки
Наметившуюся тенденцию разберем на примере двух основных федеральных трасс, располагающихся в Первой ДКЗ: А-360 «Лена» и Р -297 «Амур». На них присутствуют два основных вида разрушений: разрушение проезжей части и деформация земляного полотна.
Чаще всего деформация происходит по причине просадок. Как происходит формирование просадки? С нагорной стороны дороги образуется обводненная кюветная часть. Далее накопленный объем воды начинает просачиваться под телом насыпи, переувлажняя грунты естественного основания и растапливая мерзлоту. Естественное основание переходит в переувлажнённое состояние, отчего оно теряет свою несущую способность – и происходит образование просадки.
Разрушение проезжей части
Деформация земляного полотна
Просадки могут быть боковыми: при них происходит сползание откосной части земляного полотна – из-за переувлажнения подошвы насыпи.
Боковые просадки
Существует такое понятие, как «почвенный сток»: при нем движение воды происходит под почвенно-растительным слоем. При наступлении отрицательных температур эти грунтовые воды начинают выходить на поверхность. Идет переувлажнение подошвы насыпи, откосная часть теряет устойчивость и начинает сползать вниз, в результате чего дефекты появляются уже на покрытии.
Помимо просадок дороги могут разрушаться из-за сложных гидрогеологических условий. Например, на одном из участков А-360 «Лена» в Амурской области очень неравномерно заполняется входной и выходной оголовок водопропускной трубы. На входе его заполнение составляет 7%, а на выходе 95%. Это связано с нестабильностью грунтов в данной местности. Отчего естественное основание постоянно подвержено движению. За счёт большого количества воды грунты постоянно промерзают. Из-за этого меняются продольный и поперечные профили автодороги.
А, например, для автодороги «Амур» характерен вид деформации, при котором весной, в период таяния снега, идет дренирование сквозь дорожные одежды. Как известно, асфальтобетон не является абсолютно плотным материалом. Он имеет сообщающиеся друг с другом воздушные поры. По этим порам вода, под давлением снизу, легко просачивается на поверхность дороги. Получается, удивительная ситуация: дождя нет, а лужи на дороге есть.
Просачивание воды сквозь дорожные одежды
Решать проблему переувлажнения дорожных оснований можно с помощью ряда специальных мероприятий, которые помогут своевременно и на безопасном расстоянии от автодороги перехватить водопотоки. Это может быть рытье котлована – с заполнением глинистым грунтом или современными геосинтетическими материалами, например, геомембранами, не пропускающими воду.
Правда, в этом случае есть риск, что грунтовые воды будут подниматься на поверхность. Соответственно, при наступлении отрицательных температур пойдет процесс интенсивного образования наледи. Нужна будет так называемая водоотжимная берма сверху и, возможно, еще дополнительное ограждение в виде забора. Таким образом, удастся перехватить два вида водных потоков и отвести их к водопропускным сооружениям.
Важно учитывать следующий момент: если эти сооружения не смогут принимать образовавшееся количество воды, то понадобятся дополнительные водопропускные трубы.
Как скальный грунт выступил в роли водоупора…
Отдельного внимания заслуживает 17-километровый участок дороги в Амурской области, который является самым проблемным для подрядных компаний. Он очень быстро разрушается, не «держит» ремонт.
Решение проблемы здесь – устройство дренирующего слоя. Дренирующий слой может одновременно перераспределять давление, выполнять влагозащитную, и самое главное, дренирующую функцию. Соответственно, уже не нужны какие-либо дополнительные работы или дополнительные слои конструктива.
…Прогнозы Гидрометцентра говорят, что на территориях 1ДКЗ стоит ждать не только увеличения количества атмосферных осадков, но и увеличения их интенсивности. Если раньше норма в 20 мм могла выпасть в течении 15 суток, то теперь она легко может выпасть в течении 7 суток. В этих условиях дорожная конструкция должна быстро отводить большие объёмы воды – обладать одинаковой несущей способностью и при весеннем таянии, и при осеннем замерзании. Именно в этом кроется залог стабильного состояния дорожного полотна в первой дорожно-климатической зоне.
Подготовил Станислав ДОНИН
Источник: rcmm.ru
