Задать вопрос
Задать вопрос

Главная | Полезные материалы | Строительство дорог в зоне вечной мерзлоты с помощью геосинтетических материалов

Строительство дорог в зоне вечной мерзлоты с помощью геосинтетических материалов

Строительство автомобильных дорог в зоне вечной мерзлоты осуществляется по особым технологиям из-за просадочности грунтов, отсутствия необходимого количества материала для формирования насыпи и низкой температуры воздуха. Для армирования земляного полотна и конструктивных слоев, а также для теплоизоляции основания и нижней части насыпи применяется геосинтетика, представленная экструзионным пенополистиролом и другими материалами.

Первое использование геосинтетических материалов

В 1983 году при организации дороги Омск—Новосибирск (зона сезонного промерзания) был впервые использован зарубежный экструзионный пенополистирол Styrofoam. С помощью данного материала удалось:

  • сократить глубину промерзания дорожного полотна;
  • уменьшить степень морозного пучения грунта;
  • стабилизировать прочностные и теплофизические показатели.

Единственный недостаток технологии — высокая стоимость работ, хотя применение пенопостирола и снизило траты на перевозку грунтов для насыпи. Также стоит обратить внимание на то, что в регионах в большим снегопереносом возможен риск оттаивания основания откосов с их последующим сдвигом и разрушением. Пеплоизолятор и геосоты позволяют решить проблему с оптимальными расходами.

Сегодня на отечественном рынке строительных материалов активно продаются экструзионные пенополистиролы российского производства. Они используются при строительстве не только автомобильных, но и железных дорог. Основные характеристики:

  • высокие прочностные показатели;
  • низкая степень водопоглощения;
  • хорошая морозоустойчивость;
  • коррозионная стойкость;
  • технологичность;
  • длительный срок службы.

Выбор материала делается исключительно после теплофизических расчетов, при которых учитывается температурный режим эксплуатации и совокупное влияние внешних факторов.

Строительство дорог в зоне вечной мерзлоты с помощью геосинтетических материалов

Особенности проведения теплофизических расчетов

Работы по теплофизическому расчету включают в себя проработку следующих данных: изначальные характеристики грунтов, измененные характеристики в ходе эксплуатации, высоту насыпи, исключающую оттаивание основания. Важно учитывать, что теплообмен грунта в насыпи осуществляется не так, как теплообмен деятельного слоя. Во втором случае в расчет берется температура воздуха на поверхности, толщина мохорастительного покрова, мощность снежных отложений.

Перечисленные факторы влияют на грунт в совокупности, и глубина его оттаивания по оси дорожной конструкции может превышать глубину оттаивания деятельного слоя примерно на 20-30%. Сезонное оттаивание под откосами насыпи больше фонового оттаивания на 30-40%. Все расчеты осуществляются через программное обеспечение, которое работает с реальными и прогнозируемые числами.

Почему в зоне вечной мерзлоты начали применять объемную георешетку?

Начиная с 80-х годов прошлого века, при строительстве автомобильных дорог в зоне вечной мерзлоты начали использовать технологию армирования земляного полотна с помощью геосинтетики. Пионерами в этой отрасли стали нетканые материалы в виде обойм и полуобойм. Через некоторое время им на смену пришла объемная георешетка из пластика. Такое изделие одновременно решало 4 важные задачи:

  1. Структурирование грунта.
  2. Предотвращение сдвига грунта.
  3. Перераспределение нагрузки на нижние слои.
  4. Уменьшение неравномерности осадки.

Применение объемной георешетки актуально и для тела насыпи, и для ее основания, также ее успешно используют при организации дорожной одежды — временной и постоянной. Если нужно укрепить поверхность откосов, именно георешетка поможет справиться с основными проблемами. Она удерживает на откосе тот или иной материал, защищает растительный грунт, торфо-песчаную смесь и щебень от выветривания и размыва.

Почему в зоне вечной мерзлоты начали применять объемную георешетку

В районах с практически круглогодичной низкой температурой воздуха укрепление откосов травопосевом — неэффективное мероприятие, так как растения банально не успевают укорениться за столь короткий теплый сезон. Прекрасной альтернативой стали противоэрозионные геоматы. Они представлены трехмерными водопроницаемыми структурами, выполненными из полимерных материалов. Изделие напоминает сотовую конструкцию, может иметь четко вымеренные или хаотичные формы ячеек.

Преимущества новейших разработок

В последнее время начали активно применяться новые разработки в сфере укрепления откосов дорог. Одни из наиболее распространенных материалов — «Геостеп» и «Геоплет». «Геостеп» — это бесшовная георешетка из листового полимера со специальными разрезами, представленными отрезками одинаковых параллельных линий. На откосы устанавливается растянутый материал, в каждую геоячейку помещается заполнитель. Технология доказала свое превосходство над другими материалами на объектах Вьетнама, в Новороссийске, на Московском центральном кольце.

Более дешевый аналог данного материала — разработка «Геоплет». Если в первом случае полосы соединяются методом сварки, то во втором используется простое механическое крепление «паз в паз» с последующим переплетением. Система пазов продумана таким образом, чтобы замок получался максимально прочным. Процесс переплетения полос не вызывает никаких трудностей, так как используется достаточно гибкий материал. Стенки производятся разной высоты, могут быть или сплошными, или перфорированными.

Строительство дорог в зоне вечной мерзлоты с помощью геосинтетических материалов

Применение георешетки и первого, и второго типа актуально при армировании тела насыпи, когда она нестабильна, то есть коэффициент уплотнения грунта не соответствует нормам. При нестабильном основании, но со стабильной насыпью георешетку можно укладывать непосредственно на основание насыпи. Таким образом уменьшится ее величина и снизится неравномерность осадки. Если же и насыпь, и основание характеризуются нестабильностью, рационально использовать другие технологии.

Укрепление откосов с помощью геоматрицы и грунтового модуля

Грунтовый модуль

В 2005-2006 годах при работе в условиях повышенной сложности начали использовать такие материалы, как грунтовый модуль и геоматрица. Они помогли решить задачи, при которых классическое укрепление георешеткой не приносило желаемых результатов.

Грунтовый модуль — это трехмерная конструкция из ячеек, расположенных в шахматном порядке и выполненных из специальной технической ткани. С внешней стороны имеются проушины для соединения нескольких модулей в одну систему. Длина диагонали ячейки составляет 420-2100 мм, высота полотна варьируется от 375 до 1500 мм.

Геоматрица — текстильная пространственная конструкция, состоящая из ячеек линейной формы. Они расположены линейно, имеют гибкое основание. Сторона ячейки составляет 0,05-1,5 м, минимальная высота — 0,05 м, максимальная высота — 1,25 м. Есть техническая возможность устанавливать ячейки в два яруса. Геоматрицу можно укладывать на дно водоема без каких-либо подготовительных работ. При строительстве постоянных дорог требуется добавление насыпи через несколько лет, дополнительное выравнивание, планирование.

Тонкости укрепления русел малых водотоков

Проблема укрепления русел малых водостоков заключается в том, что в зоне сезонного промерзания может происходить просадка дна, размыв русла и другие непредвиденные ситуации. Причин достаточно много: увеличение мощности снежных отложений, уничтожение мохорастительного покрова и др. По статистике, дно может проседать более 20 лет, и созданное укрепление в это время также нарушается. Соответственно, проводить какие-либо ремонтные работы в это время нецелесообразно.

Чтобы минимизировать риски, нужно выполнять все действия согласно теплофизическим расчетам, при этом:

  • правильно подбирать профиль сечения водотока;
  • при организации укрепления использовать теплоизолирующие материалы (георешетки со специальным заполнителем, пенополистирольные плиты);
  • делать пологие откосы из обтекаемого профиля, чтобы выемки меньше заносились снегом.

Не рекомендуется повсеместно использовать одни и те же технологии и материалы для сооружения дорог и укрепления откосов. Природно-климатические и грунтово-гидрологические условия зоны вечной мерзлоты характеризуются непостоянностью, поэтому к каждому объекту нужно подходить индивидуально и обязательно пользоваться данными теплофизического расчета.


Возврат к списку


Акции Сотрудничество с «Гео-Альянс»

Бесплатные консультации по вопросам применения георешетки и геотекстиля
Новости
12 Декабря 2018 Компания «Гео-Альянс» приняла участие в международной выставке «Дорога-2018»

Проходившая с 16 по 18 октября выставка «Дорога-2018» собрала в МВЦ «Казань Экспо» наиболее значимых представителей дорожно-строительной отрасли.

11 Декабря 2018 Дорожная пятилетка Ленинградской области: 740 км обновлённых дорог

Правительство Ленинградской области приняло решение закрыть назревшую потребность в развитии дорожной отрасли и сформировало план на ближайшую пятилетку.

23 Ноября 2018 Правительство усиленно работает над проектом улучшения автодорог БКАД

У российских чиновников осталось всего несколько недель для того, чтобы закончить работу и утвердить паспорт нацпроекта под названием «Безопасные и качественные автомобильные дороги».