Опытное строительство лесных дорог с применением объемных георешеток

ОПЫТНОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО ЛЕСНЫХ ДОРОГ С ПРИМЕНЕНИЕМ

ОБЪЕМНЫХ ГЕОРЕШЕТОК

Красковский С. В., Лыщик П. А.

The technology of construction on forest roads of an experimental site with a solid geolattice is described, results of its experimental-industrial testing are resulted.

Для оценки эффективности практического применения конструкций и технологий строительства лесных дорог с объемными георешетками в производственных условиях были построены опытные участки, проведены работы по опытно-промышленной проверке их работоспособности. В процессе устройства опытных участков лесных дорог отрабатывалась технология строительства и укладки объемных георешеток (далее - георешеток).

Производственные испытания дорог с георешетками проводились с целью подтверждения результатов теоретических и лабораторных исследований конструкций лесных дорог с георешетками. В производственных условиях определяли прочность дорожных конструкций, фиксировали состояние дорожных одежд (измеряли глубину колеи), определяли скорость движения лесовозного транспорта.

На территории Трилесинского лесничества Сморгонского опытного лесхоза в 2005 году было завершено строительство лесной дороги Колпея - Ордея. Дорога проходит по I и II типам местности по увлажнению и имеет протяженность 4,885 км. На лесной дороге было заложено несколько опытных участков, которые армировали георешеткой «Комета» высотой 0,1 м и размером ячеек 20x20 см.

На исследуемом участке земляное полотно запроектировано по I типу поперечного профиля (насыпь высотой до 1 м с канавами или резервами при песчаных и супесчаных грунтах) [1]. Высота насыпи составляет в среднем 0,5 м, дорожную одежду толщиной 0,18 м устраивали из песчано-гравийной смеси, нижний ее слой был армирован георешеткой.

До начала работ по устройству армированной дорожной одежды были выполнены все предшествующие и подготовительные работы: сдвижка растительного слоя грунта за пределы резервов, планировка и уплотнение земляного полотна, устройство дренажа и водоотвода, геодезическая разбивка, устройство при необходимости временных дорог для транспортировки грунта.

Устройство конструктивного слоя, армированного георешеткой, выполняли в следующей технологической последовательности [2, 3]:

- установка секций георешетки (рис. 1);

- подвозка песчано-гравийной смеси и засыпка ею ячеек георешетки;

- разравнивание и планировка поверхности;

- уплотнение песчано-гравийной смеси;

- окончательная планировка дорожного полотна.

Устройство дорожной одежды осуществляли из карьерного грунта. Карьер выбирали с таким расчетом, чтобы песчано-гравийная смесь удовле-

творяла необходимым требованиям, а расстояние транспортировки было по возможности минимальным. Песчано-гравийная смесь доставлялась к месту строительства автосамосвалами, затем ее отсыпали, начиная от центра дороги и оканчивая на обочинах.

Рис. 1 - Уложенные секции георешетки «Комета»

Для подвозки смеси комплектовали колонну автомобилей-самосвалов, число которых определяли исходя из продолжительности рейса. К расчетному числу добавляли 1-2 автосамосвала для компенсации времени отдыха водителей и непредвиденных задержек. Разравнивание и засыпка песчано-гравийной смеси в ячейки георешетки осуществлялись бульдозером (рис. 2).

Рисунок 2 - Разравнивание и засыпка песчано-гравийной смеси

Предварительная планировка поверхности дороги также производилась бульдозером за 1-2 прохода по одному следу. Эту операцию выполняли продольными проходами, начиная от оси дороги с постепенным перемещением к бровке и с перекрытием предыдущего следа на 0,5-0,8 м.

Уплотнялась песчано-гравийная смесь прицепными катками на пневмоши-нах. Первые проходы катка выполняли от середины к краям дороги, смещая каждый последующий проход на 1/3 ширины катка. Требуемое число проходов каждого катка зависело от характеристик смеси и определялось на пробном

участке. Уплотнение производили до плотности не ниже 0,98.

Окончательная планировка дорожного полотна выполнялась автогрейдером типа за 2-3 прохода по одному следу с первым проходом по оси дороги. При этом отвал был установлен параллельно проектному положению поверхности полотна при угле захвата 90°. Последующие проходы делали с постепенным смещением к краю дороги, повторные - от краев дороги с перемещением к середине. В отдельных местах рабочие вручную разравнивали и планировали поверхность дорожного полотна.

Наблюдения за опытным участком с георешеткой проводили в течение двух лет эксплуатации лесной дороги. В производственных условиях определяли модуль упругости, скорость движения автотранспорта, исследовалась колея (рис. 3). Модуль упругости покрытия дорожной одежды определяли через модуль деформации, который измеряли при помощи ударника СоюздорНИИ.

Рисунок 3 - Колея на участке без георешетки

Для характеристики состояния опытных участков были использованы такие показатели, как коэффициент прочности и коэффициент службы (коэффициент ровности покрытия). Коэффициент прочности, характеризующий прочность дорожной одежды, определяли по формуле [4]

Е =

'

где Е , Еа соответственно фактическая и требуемая величина модуля упругости дорожной одежды, МПа. Для песчано-гравийной смеси Е^ = 190 МПа.

Эксплуатационное состояние проезжей части оценивали коэффициентом службы [4]

К

V,

факт

V

расч

где Vфакт - наибольшая фактическая скорость расчетных груженых автопоездов по условию состояния покрытия дороги, м/с; V - расчетная скорость движения автопоездов для данного вида покрытия, м/с. Для покрытия из песча-

но-гравийной смеси V = 11,1 м/с.

В таблице приведены результаты определения модуля упругости, измерения глубины колеи, скоростей движения, а также значения коэффициентов прочности и службы, рассчитанных по формулам (1) и (2).

Таблица - Результаты обследования опытных участков

Местоположение и Год Модуль Коэффи- Наибольшая Скорость Коэффи-

наименование упруго- циент глубина движе- циент

участка сти, МПа прочности колеи, см ния, м/с службы

ПК 34 + 00, участок 2006 -188 0,99 4,7 10,34 0,93

с георешеткой 2007 -185 0,97 5,0 10,16 0,92

ПК 34 + 60, участок 2006 -188 0,99 6,7 9,22 0,83

без георешетки 2007 -185 0,97 7,3 8,93 0,80

Производственные испытания опытных участков лесной дороги позволили качественно и количественно оценить работу дорожной одежды лесной дороги с георешеткой в производственных условиях.

Модуль упругости на опытных участках оказался одинаковым. Это хорошо согласуется с результатами теоретических и лабораторных исследований авторов статьи, проведенных с георешеткой «Комета» и подтверждающих отсутствие армирующего эффекта в отношении упругих характеристик упрочненного слоя. Следовательно, и коэффициент прочности на опытных участках также одинаков.

В то же время, результаты измерение глубины колеи подтвердили влияние георешетки «Комета» на интенсивность сдвиговых процессов в грунте, являющихся основной формой его разрушения. На опытном участке с георешеткой глубина колеи была меньше на 43% в 2006 году и на 46% в 2007 году.

Более высокая степень ровности покрытия обеспечила более высокие скорости движения по опытному участку с георешеткой. Соответственно, коэффициент службы для этого участка значительно выше. Значения коэффициента службы (0,83 и 0,80) для участка без георешетки говорят о том, что на момент проведения производственных испытаний покрытие нуждалось в проведении среднего ремонта (коэффициент службы не должен быть менее 0,85 [4]).

Литература

1. Вырко, Н. П. Сухопутный транспорт леса: учебник для студ. вузов / Н. П. Вырко. -Минск: Выш. школа, 1987. - 437 с.

2. Методические рекомендации по проектированию и строительству грунтовых насыпей на торфяном основании, армированных георешетками «Прудон-494», в условиях Западной Сибири. - М.: 26 ЦНИИ МО РФ, 2000. - 40 с.

3. Применение синтетических материалов при устройстве нежестких одежд автомобильных дорог: ВСН. - М.: 26 ЦНИИ МО РФ, 1995. - 44 с.

4. Содержание и ремонт лесовозных автомобильных дорог / Б. Н. Смирнов [и др.]; под общ. ред. Б. Н. Смирнова. - М.: Лесная пром-сть, 1974. - 208 с.