vestniktgasuВестник Томского государственного архитектурно-строительного университетаVestnik Tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta. JOURNAL of Construction and Architecture1607-18592310-0044Tomsk State University of Architecture and Building10.31675/1607-1859-2024-26-4-243-255vestniktgasu-1836Research ArticleПРОЕКТИРОВАНИЕ И СТРОИТЕЛЬСТВО ДОРОГ, МЕТРОПОЛИТЕНОВ, АЭРОДРОМОВ, МОСТОВ И ТРАНСПОРТНЫХ ТОННЕЛЕЙENGINEERING AND CONSTRUCTION OF ROADS, SUBWAYS, AIRDROMES, AND TUNNELSАнализ предложений по исключению развития деформаций земляного полотна эксплуатируемой автомобильной дороги Култук – Монды в Республике БурятияRoad Site Inspection and Measures to Avoid Further DeformationШабуровС. С.ShaburovS. S.

Шабуров Сергей Семенович, канд. техн. наук, профессор

664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83

Sergey S. Shaburov, PhD, Professor

83, Lermontov Str., 664074, Irkutsk

sss1941@yandex.ruВолковаЕ. В.VolkovaE. V.

Волкова Елена Викторовна, канд. географ. наук, доцент

664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83

Elena V. Volkova, PhD, A/Professor

83, Lermontov Str., 664074, Irkutsk

volkova_elena13@mail.ruИркутский национальный исследовательский технический университетРоссияNational Research Irkutsk Technical UniversityRussian Federation202406092024264243255Copyright © Шабуров С.С., Волкова Е.В., 20242024Шабуров С.С., Волкова Е.В.Shaburov S.S., Volkova E.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.tsuab.ru/jour/article/view/1836Актуальность

Актуальность. Обеспечение прочности и устойчивости земляного полотна и инженерных сооружений в условиях распространения многолетнемерзлых грунтов и глубокого сезонного промерзания грунтов остается одной из сложных научно-технических и технологических проблем строительства и реконструкции дорог в северных районах. Особенно важен вопрос распространения просадок земляного полотна при устройстве, дальнейшей эксплуатации и содержании автомобильных дорог. Основные причины разрушения дорожных конструкций связаны как с глобальным потеплением климата, так и со сложными геологическими и гидрогеологическими условиями региона.

Для предотвращения развития деформаций дорожной конструкции необходимо предусматривать ряд специальных инженерных мероприятий по недопущению оттаивания многолетнемерзлых грунтов или укреплению надмерзлотных слоев оснований.

Цель работы

Цель работы. Изучение методов устранения деформаций земляного полотна автомобильных дорог на территории распространения многолетнемерзлых грунтов и выбор основного метода ликвидации просадок на проблемном участке автомобильной дороги.

Результаты

Результаты. Рассмотрено несколько вариантов решения вопроса ликвидации просадок на участке федеральной трассы Култук – Монды в Республике Бурятия.

Проанализирована возможность реконструкции земляного полотна разными методами термостабилизации: горизонтальной (пологонаклонной) системой термостабилизации совместно с наклонными термостабилизаторами, временными вертикальными термостабилизаторами для предпостроечного промораживания грунтов основания и гибридной системой термостабилизации (горизонтальный и вертикальный термостабилизатор в одном изделии). Кроме того, предложен метод стабилизации основания автомобильной дороги путем устройства грунтоцементных свай.

Отмечены основные преимущества рассмотренных вариантов, выявлены их недостатки и проведена оценка по стоимостным показателям. Оценена эффективность применения разных методов восстановления конструкции земляного полотна с целью обеспечения устойчивости основания автомобильной дороги. В качестве основного метода, как наиболее эффективного для рассматриваемого участка автомобильной дороги, предложен метод ликвидации просадок путем стабилизации основания земляного полотна устройством грунтоцементных свай.

Strength and stability of the roadbed and engineering structures in permafrost conditions and deep seasonal freezing of soils always remain complex scientific, technical and technological problem in construction and reconstruction of roads in northern regions. Particularly important is the spread of subgrade subsidence during construction and further operation and maintenance of roads in these regions. The road destruction is mostly caused by both global warming and geological and hydrogeological conditions.

To prevent the deformation development, it is necessary to provide a number of special engineering measures to prevent thawing of permafrost soils or strengthen supra-permafrost layers of foundations. The purpose of the work is to study methods for eliminating deformation of the road bed in permafrost and choosing the main method for eliminating subsidence of the road.

The article discusses several ways to solve the problem of eliminating subsidence on of the federal highway. Options for reconstruction of the roadbed are considered. These are different methods of thermal stabilization, i.e., horizontal (sloping) thermal stabilization system with inclined thermal stabilizers, temporary vertical thermal stabilizers for pre-construction freezing of foundation soils, and hybrid thermal stabilization system (horizontal and vertical thermal stabilizer in one product). A method is proposed for stabilizing the road base by installing soil-cement piles. The main advantages of and disadvantages the methods are noted and cost assessment is made. A conclusion is drawn on the effectiveness of different methods to restore the subgrade structure in order to ensure the road base stability. The main method is elimination of subsidence by stabilizing the road base with installation of soil-cement piles.

многолетнемерзлые грунтывечная мерзлотастроительство и содержание автомобильных дорогдорожные конструкциидеформации земляного полотнаремонт автомобильных дорогpermafrost soilroad construction and maintenancedeformationroad repairReferencesБобученко И.И., Волкова Е.В. Метод стабилизации земляного полотна на участках распространения многолетнемерзлых грунтов // Взаимодействие науки, образования и производства : сборник трудов по материалам Всероссийской научно-практической конференции. Иркутск : Изд-во ИРНИТУ, 2019. С. 17–27.Bobuchenko I.I., Volkova E.V. Method for Subgrade Stabilization in Permafrost Soils. In: Proc. All-Russ. Sci. Conf. ‘Interaction of Science, Education and Production’. Irkutsk, 2019. Pp. 17–27. (In Russian)Дроздов В.В., Шабуров С.С. Причины возникновения деформаций автомобильных дорог и мероприятия по снижению их интенсивности с высокотемпературным типом вечной мерзлоты в основаниях земляного полотна на примере строительства автомобильной дороги «Амур» Чита – Хабаровск // Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость. 2015. № 2 (13). С. 33–45.Drozdov V.V., Shaburov S.S. Deformation of Highways and Measures to Reduce its Intensity with High-Temperature Permafrost in Subgrade Soil on Chita – Khabarovsk Route. Izvestiya vuzov. Investitsii. Stroitel'stvo. Nedvizhimost'. 2015, 2 (13): 33–45. (In Russian)Кондратьев В.Г. Мероприятия по изменению режима теплообмена на поверхности земли и их влияние на распределение температуры в грунте // Нефтяное хозяйство. 2012. № 10. С. 122–125.Kondratyev V.G. Heat Exchange Changes on the Earth Surface and Their Impact on Temperature Distribution in Soil. Neftyanoe khozyaistvo. 2012; (10): 122–125. (In Russian)Малинин А.Г. Струйная цементация грунтов. Москва : Стройиздат, 2010. 226 с.Malinin A.G. Jet Cementation of Soils. Moscow: Stroyizdat, 2010. 226 p. (In Russian)Малинин А.Г., Гладков И.Л. Экспериментальные исследования диаметра грунтоцементных колонн в различных грунтовых условиях // Основания, фундаменты и механика грунтов. 2011. № 3. С. 27–30.Malinin A.G., Gladkov I.L. Soil-Cement Columns Diameter in Various Soil Conditions. Osnovaniya, fundamenty i mekhanika gruntov. 2011; (3): 27–30. (In Russian)Малинин А.Г., Гладков И.Л., Жемчугов А.А., Салмин И.А. Экспериментальные исследования деформативности грунтового основания, укрепленного грунтоцементыми колоннами // Жилищное строительство. 2012. № 9. С. 29–32.Malinin A.G., Gladkov I.L. Zhemchugov A.A., Salmin I.A. Deformability of Soil Foundations Reinforced with Soil-Cement Columns. Zhilishchnoe stroitel'stvo. 2012; (9): 29–32. (In Russian)Малинин А.Г., Гладков И.Л., Жемчугов А.А. Укрепление слабых грунтов в основании насыпи автодороги при помощи струйной цементации // Транспортное строительство. 2013. № 1. С. 4–7.Malinin A.G., Gladkov I.L., Zhemchugov A.A. Strengthening Soft Soils at the Road Base Using Jet Cementation. Transportnoe stroitel'stvo. 2013; (1): 4–7. (In Russian)Шабуров С.С., Волкова Е.В. Технологии и материалы для ремонта автомобильных дорог в районах распространения многолетнемерзлых грунтов // Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость. 2022. Т. 12. № 2 (41). С. 248–255.Shaburov S.S., Volkova E.V. Technologies and Materials for Road Repair in Permafrost Soils. Izvestiya vuzov. Investitsii. Stroitel'stvo. Nedvizhimost'. 2022; 12 (2 (41)): 248–255. (In Russian)Feng W., Ma W., Sun Zh., et al. Radiation Effect Analysis of Awning Measure on the Embankment Slope Field Test in Cold Regions // Permafrost Engineering. Proceeding of the IX International Symposium, 3–7 September 2011, Mirny, Russia. Якутск, 2011. P. 319–325.Feng W., Ma W., Sun Zh., et al. Radiation Effect Analysis of Awning Measure on the Embankment Slope Field Test in Cold Regions. Permafrost engineering. In: Proc. 9th Int. Symposium, 3–7 September 2011, Mirny, Russia. 2011. Pp. 319–325.Wu Ziwang, et al. Roadbed Engineering in Permafrost Regions. Lanzhou University, 1988. 104 p.Wu Ziwang, et al. Roadbed Engineering in Permafrost Regions. Lanzhou University, 1988. 104 p.Zarling J.P., Breley A.W. Thaw Stabilization of Roadway Embankments Constructed Over Permafrost. Report NO FHWA-AK-RD-81-20, 1986.Zarling J.P., Breley A.W. Thaw Stabilization of Roadway Embankments Constructed Over Permafrost. Report No. FHWA-AK-RD-81-20, 1986.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.