ОПЫТНОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО ЛЕСНЫХ ДОРОГ С ПРИМЕНЕНИЕМ ОБЪЕМНЫХ ГЕОРЕШЕТОК
Красковский С. В., Лыщик П. А. (УО «БГТУ», г. Минск, РБ)
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 20×20 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 удовлетворяла 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 пневмошинах. 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 (а) и на участке с георешеткой (б)
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]
, (1)
где 
, 
соответственно фактическая и
требуемая величина модуля упругости дорожной одежды, МПа. Для песчано-гравийной
смеси = 190 МПа.
Эксплуатационное состояние проезжей части оценивали коэффициентом службы [4]
, (2)
где 
− наибольшая
фактическая скорость расчетных груженых автопоездов по условию состояния
покрытия дороги, м/с; 
− расчетная скорость
движения автопоездов для данного вида покрытия, м/с. Для покрытия из песчано-гравийной
смеси = 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 наименование участка |
Год |
Модуль упругости, МПа |
Коэффициент прочности |
Наибольшая глубина колеи, см |
Скорость движения, м/с |
Коэффициент службы |
|
ПК 34 + 00, участок с георешеткой |
2006 |
≈188 |
0,99 |
4,7 |
10,34 |
0,93 |
|
2007 |
≈185 |
0,97 |
5,0 |
10,16 |
0,92 |
|
|
ПК 34 + 60, участок без георешетки |
2006 |
≈188 |
0,99 |
6,7 |
9,22 |
0,83 |
|
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.