Мониторинг несущей способности основной площадки земляного полотна автомобильных дорог в зоне расположения водопропускных труб

   В рамках реализации национального государственного проекта «Безопасные и качественные автомобильные дороги» актуальной проблемой является содержание автомобильных дорог федерального, регионального, межмуниципального и местного значения, включающее мониторинг автомобильных дорог. Актуальной задачей мониторинга является увеличение межремонтных периодов и сокращение затрат на обследование автомобильных дорог. В статье обращено внимание на участки автомобильных дорог, находящиеся непосредственно в зоне расположения водопропускных труб, и рассмотрен мониторинг несущей способности основной площадки земляного полотна автомобильных дорог в зоне расположения водопропускных труб.
   Предложен показатель оценки несущей способности земляного полотна автомобильных дорог в зоне расположения водопропускных труб, рассчитываемый на основе значений плотности, коэффициента сцепления и угла внутреннего трения, полученных в результате исследования грунтов земляного полотна по инженерно-геологическим элементам. Получены теоретические значения несущей способности земляного полотна автомобильных дорог в зоне расположения водопропускных труб по критериям минимальной погрешности параметров уравнений регрессии, из которых выражены плотность грунта, удельное сопротивление и угол внутреннего трения по максимальному значению коэффициента детерминации. Путем исследования грунта установлены границы изменения влажности в барьерных местах водопропускных труб, на некотором удалении от них, а также коэффициент пористости, плотность; выделены инженерно-геологические элементы. Проверка сходимости экспериментальных и теоретических значений выполнена для экспоненциальной, логарифмической, степенной и прямолинейной зависимостей. Рассчитана абсолютная погрешность. Наименьшая из приведенных относится к прямолинейной и логарифмической зависимостям. Обосновано, что несущая способность земляного полотна автомобильных дорог в зонах расположения водопропускных труб может быть определена по расчетным значениям удельного сцепления, угла внутреннего трения, статически связанных с экспериментально определяемым модулем деформации, или по экспериментально установленному удельному сцеплению, расчетным значениям угла внутреннего трения и модулю деформации.
   Предложенная методика оценки несущей способности земляного полотна значительно снижает затраты на экспериментальные исследования грунтов и позволяет прогнозировать сроки проведения капитального ремонта.

1. СП 34.13330.2021. Автомобильные дороги : утвержден приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 9 февраля 2021 г. № 53/пр : введен в действие с 10 августа 2021 г. Москва : Стандартинформ, 2021. 128 с.

2. Гатиятуллин М. Х., Исмагилов А. И. Эффективные методы содержания автомобильных дорог // Техника и технология транспорта. 2017. № 2 (3). С. 8.

3. Лазарев Ю. Г., Симонов Д. Л., Новик А. Н. Формирование потребительских и эксплуатационных свойств автомобильных дорог // Технико-технологические проблемы сервиса. 2016. № 1 (35). С. 43–47.

4. Национальный проект «Безопасные и качественные автомобильные дороги» : утвержден президиумом Совета при Президенте Российской Федерации по стратегическому развитию и национальным проектам (протокол от 24 декабря 2018 г. № 15) / разработан Минтрансом России во исполнение Указа Президента Российской Федерации от 7 мая 2018 года № 204 «О национальных целях и стратегических задачах развития Российской Федерации на период до 2024 года» // Росавтодор : федеральное дорожное агентство : [сайт]. URL: https://bkdrf.ru/ (дата обращения: 25.09.2022).

5. Водно-тепловой режим земляного полотна и дорожных одежд / под редакцией И. А. Золотаря, Н. А. Пузакова, В. М. Сиденко. Москва : Транспорт, 1971. 416 с.

6. Сиденко В. М. Расчет и регулирование водно-теплового режима дорожных одежд и земляного полотна. Москва : Автотрансиздат, 1962. 116 с.

7. Строительство автомобильных дорог : [учебник для вузов специальности «Автомобильные дороги»] / Н. Н. Иванов, Н. А. Пузаков, А. Я. Тулаев, Е. П. Андрулионис. Москва : Транспорт, 1969. 2 т.

8. Хархута Н. Я., Васильев Ю. М. Прочность, устойчивость и уплотнение грунтов земляного полотна автомобильных дорог. Москва : Транспорт, 1975. 288 с.

9. Концепция повышения эффективности содержания и реконструкции инженерных сооружений автомобильных дорог / В. С. Воробьев, О. А. Бендер, Е. Л. Карелина, К. В. Каталымова // Вестник Сибирского государственного университета путей сообщения. 2018. № 2 (45). С. 11–18.

10. Воробьев В. С., Бендер О. А. Оценка надежности дорожных одежд автомобильных дорог по результатам диагностики // Политранспортные системы : материалы IX Международной научно-технической конференции. Новосибирск : Издательство Сибирского государственного университета путей сообщения, 2017. С. 172–176.

11. Статистические модели физико-механических характеристик грунтов автомобильных дорог в зоне расположения водопропускных труб / В. С. Воробьев, Е. Л. Карелина, О. А. Бендер, К. В. Каталымова // Вестник Сибирского государственного автомобильно-дорожного университета. 2018. Т. 15, № 4 (62). С. 560–573.

12. Бендер О. А., Верескун В. Д., Воробьев В. С. Агентная модель прогнозирования рисков в системе контроля качества ремонта автомобильных дорог // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. 2013. № 1 (49). С. 103–108.

13. Донгак Д. А. Совершенствование мероприятий по повышению эксплуатационной надежности водопропускных труб на автомобильных дорогах Республики Тыва : специальность 05.23.11 «Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей» : диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Донгак Джамиль Айыр-Санааевич. Санкт-Петербург, 2007. 159 с.

14. Герасимова Е. О., Ярмолинский А. И., Светенок В. С. Учет природно-климатических условий при устройстве водопропускных труб в процессе реконструкции автомобильной дороги (на примере участка автомобильной дороги «Раздольное – Хасан» км 49 – км 60) // Новые идеи нового века : материалы Международной научной конференции ФАД ТОГУ. 2018. Т. 3. С. 317–322.

15. Okamura M., Ishihara M., Tamura K. Liquefied soil pressures on vertical walls with adjacent embankments // Soil Dynamics and Earthquake Engineering. 2006. № 26. P. 265–274.

16. Schanz T. Experimental Unsaturated Soil Mechanics. Berlin, 2007. 494 p. (Springer Proceedings in Physics ; vol. 112).

17. GPR analysis of clayey soil behaviour in unsaturated conditions for pavement engineering and geoscience applications / F. Tosti, A. Benedetto, L. B. Ciampoli [et al.] // Near surface geophysics. 2016. № 14. Р. 127–144.

18. ГОСТ 5180–2015. Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик : дата введения 2016-04-01 / разработан ОАО «Производственный и научно-исследовательский институт по инженерным изысканиям в строительстве». Москва : Стандартинформ, 2016. 19 c.

19. ГОСТ 12248.1–2020. Грунты. Определение характеристик прочности методом одноплоскостного : дата введения 2021-06-01 / разработан НИИОСП им. Н. М. Герсеванова – АО «НИЦ «Строительство». Москва : Стандартинформ, 2020. 14 с.